CN109865466A - 具有防砂功能的潜水搅拌机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有防砂功能的潜水搅拌机,属于环保领域。该搅拌机结构中,叶轮与机械密封座间的腔体内设有沉淀罩,该沉淀罩与叶轮内壁面上的微型叶片配合,可阻挡固体颗粒进入沉淀罩内腔。沉淀罩内壁面上设有微型紊流片,可将沉淀罩内的旋转流体转化为紊流运动,紊流运动的水流压力大于沉淀罩外腔的压力,一方面阻止了外面的液体进入沉淀罩内,另一方面使固体颗粒不能沉降在机械密封上。此外,沉淀罩还由铁磁性材质制作,因而可以吸附金属颗粒。本发明的潜水搅拌机能够阻止进入叶轮腔体内的微小固体颗粒对机械密封的影响,保证机械密封的散热,从而延长潜水搅拌机的使用寿命。

Description

具有防砂功能的潜水搅拌机
技术领域
本发明属于环境保护技术领域,具体来说,涉及一种具有防砂功能的潜水搅拌机。
背景技术
潜水搅拌机广泛应用于生活污水、工业废水处理工艺或用于水体面源治理。传统潜水搅拌机的方案为:安装在转子轴端部的叶轮在电机的驱动下旋转,机械密封装配在机械密封座上,通过弹簧的弹性作用使一组光洁度为镜面的平面密封在液体的润滑下,紧密的作相对旋转,阻止液体进入电机腔。
传统潜水搅拌机的问题在于,其能否正常使用很大一部分与机械密封性能的好坏有直接关系,而机械密封的可靠运行在以下情况下会受到很大影响。1、生活污水和工业废水成分复杂,含有大量的砂粒、泥浆和金属颗粒(如钢厂废水)。潜水搅拌机在运行中,这些固体颗粒会沉积在机械密封所在的腔体内,一方面会破坏机械密封的密封面,使液体进入电机腔,另一方面使密封面的散热困难,影响其使用寿命。2、由于叶轮与机械密封座之间总是存在一定的间隙,污(废)水中的颗粒不可避免的要有一部分进入到机械密封所在的腔体内,影响机械密封的安全使用。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种具有防砂功能,并且机械密封具有良好散热的潜水搅拌机。
本发明所采用的技术方案如下:
具有防砂功能的潜水搅拌机,包括同轴设置的叶轮、机械密封、机械密封座和电动机,所述机械密封座装配在所述电动机上,所述机械密封安装在所述机械密封座上,所述电动机的转轴穿过所述机械密封座和所述机械密封,所述叶轮装配在所述电动机的转轴端部并与所述机械密封座间隙配合;
所述潜水搅拌机还包括沉淀罩,所述沉淀罩为内部贯通的喇叭形结构;
所述沉淀罩直径较小的一端同轴装配在与所述叶轮相对的所述机械密封座的端面上,所述沉淀罩直径较大的一端与所述叶轮的轮毂间留有间隙,所述电动机的转轴穿过所述沉淀罩,所述机械密封位于所述沉淀罩内;
所述叶轮的轮毂内侧壁面上沿周向均匀设有若干微型叶片,所述若干微型叶片与所述沉淀罩直径较大一端外缘相对并留有间隙;
所述沉淀罩的内侧壁面上沿周向均匀设有若干微型紊流片。
优选地,所述沉淀罩包括喇叭口和直筒体,所述喇叭口直径较小一端的直径和所述直筒体直径相等;所述喇叭口直径较小一端和所述直筒体一体连接;
在所述机械密封座与所述叶轮相对的端面上开有一圈沉渣槽,所述沉渣槽的中心轴线与所述机械密封座的中心轴线重合,所述沉渣槽的内圈构成与所述沉淀罩相匹配的安装部;所述沉淀罩的直筒体嵌套在所述安装部上,并与所述沉渣槽的外圈间留有一圈间隙。被沉淀罩阻挡的固体颗粒会沉积在直筒体与沉渣槽的间隙内。
优选地,所述机械密封座的圆周面上还均匀开有若干与所述沉渣槽相连通的排渣孔。在水流的作用下,沉渣槽内的固体颗粒会从排渣孔排出。
优选地,排渣孔均为螺纹孔,可通过螺塞堵住。螺塞可选择性安装,视污、废水中的颗粒含量,以及沉淀罩、轮毂和机械密封座的空腔内部颗粒积累量决定是否装配。当颗粒含量高时,不装配螺塞。
优选地,排渣孔的数量为2~8个。
优选地,微型叶片均开有用于切割的刃口。可以对进入到轮毂腔体内的纤维进行切割,并由排渣孔排出,避免缠绕物缠绕到机械密封上,影响机械密封的安全运行。
优选地,微型叶片的数量为4~8个。
优选地,微型紊流片的数量为4~8个。
优选地,所述沉淀罩由铁磁性材料制成。能够吸附金属颗粒。如果该液体有很少的金属颗粒,则被吸附在沉淀罩的罩体上,确保机械密封安全运行,从而提高潜水搅拌机使用寿命。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
从叶轮和机械密封座结合处进入二者之间腔体的固体颗粒被沉淀罩、以及沉淀罩和叶轮轮毂内侧壁面上的微型叶片制造的水流阻挡,从而使固体颗粒很难进入到沉淀罩内,不会沉积在机械密封上,不会破坏机械密封的密封面,进而也改善了密封面的散热,延长了潜水搅拌机的使用寿命。
微型紊流片具有紊流作用,将机械密封处的旋转水流转变成紊流,使进入到沉淀罩内的很少量的细小固体颗粒不会沉降在机械密封上,从而使机械密封摩擦副产生的热量及时散去,改善机械密封的运行工况。同时,做紊流运动的水流压力大于沉淀罩外腔的压力,也阻止了沉淀罩外面的水流进入到沉淀罩内腔。
附图说明
图1是本发明的潜水搅拌机的剖面结构示意图;
图2是叶轮的剖面结构示意图;
图3是沉淀罩的结构示意图;
图4是机械密封座的剖面结构示意图;
附图标记:1-沉淀罩,11-喇叭口,12-微型紊流片,13-直筒体,2-叶轮,21-轮毂,22-微型叶片,23-叶片,3-机械密封,4-螺塞,5-机械密封座,51-密封槽,52-排渣孔,53-沉渣槽,6-电动机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的具有防砂功能的潜水搅拌机作进一步的详细说明。以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是,在全部附图中,对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
如图1所示的具有防砂功能的潜水搅拌机,包括螺塞4,以及同轴设置的沉淀罩1、叶轮2、机械密封3、机械密封座5和电动机6。
叶轮2的结构如图2所示,包括轮毂21,轮毂21的外壁面沿周向均匀连接有若干叶片23,轮毂21的中心开有与电动机6的转轴匹配的贯通连接孔,轮毂21的内壁面沿周向均匀设有为4~8个微型叶片22,微型叶片22的形状与轮毂21内壁弧度相契合,每一微型叶片22的伸出端均开有用于切割的刃口。
沉淀罩1的结构如图3所示,为内部贯通的喇叭形结构,包括喇叭口11和直筒体13。喇叭口11直径较小一端与直筒体13的直径相等,喇叭口11直径较小一端与直筒体13一体连接。沉淀罩1的内侧壁面上沿周向均匀设有4~8个微型紊流片12。微型紊流片12均位于喇叭口11和直筒体13的接合位置,微型紊流片12的形状与沉淀罩1内壁弧度相契合。本实施例中,沉淀罩1由铁磁性材料制成。
如图1和图4所示,机械密封座5装配在电动机6上,机械密封座5的右端面与电动机6紧密接合。机械密封3装配在机械密封座5的左端面中心位置,机械密封座5的左端面上开有一圈沉渣槽53,沉渣槽53的中心轴线与机械密封座5的中心轴线重合,沉渣槽53的内圈构成与沉淀罩1匹配的安装部,沉渣槽53的内圈直径与沉淀罩1的直筒体13的内直径相等,沉淀罩1的直筒体13嵌套在安装部上,直筒体13与沉渣槽53的外圈间留有一圈间隙。机械密封3位于沉淀罩1内部。机械密封座5的左端面边缘还设有一圈凸起,构成机械密封座5的密封槽51。此外,机械密封座5的圆周面上还均匀开有2~8个与沉渣槽53相连通的排渣孔52,排渣孔52均为螺纹孔,可通过螺塞4堵住。
电动机6的转动轴同轴穿过机械密封座5、机械密封3和沉淀罩1,叶轮2装配在电动机6的转轴端部并与机械密封座5的密封槽51间隙配合。沉淀罩1位于叶轮2的轮毂21和机械密封座5构成的腔体内,喇叭口11直径较大的一端外缘与叶轮2的轮毂21间留有间隙。轮毂21内壁面上的微型叶片22与喇叭口11直径较大的一端外缘相对并留有间隙,从而喇叭口11不影响微型叶片22随着叶轮2的转动。具体地,参照图1,微型叶片22的左端距喇叭口11的左端距离为10~30mm,微型叶片22与沉淀罩1直径较大一端外缘的径向间隙为5~20mm,防止轮毂21腔体中的颗粒进入到沉淀罩1的内部。
本发明的防砂功能是这样实现的,将组装后的潜水搅拌机放入水中固定,启动搅拌机,使叶轮2高速旋转形成搅拌效果。轮毂21与机械密封座5的密封槽51组成的密封结构,形成第一道防砂结构,阻止颗粒和缠绕物进入到轮毂21的内腔。
对于直径很小的颗粒和很细小的缠绕物有可能随水流进入到轮毂21腔内,由于微型叶片22随轮毂21旋转,微型叶片22对沉淀罩1和轮毂21之间的液体做功,将含有少量细颗粒的液体向沉淀罩1方向移动,使颗粒不能进入到沉淀罩内,形成第二道防砂结构。此时,固体颗粒(不含金属颗粒)被沉淀罩1的喇叭口11弧形外壁阻挡后,顺着沉淀罩1的外壁沉落在机械密封座5的沉渣槽53内,然后在微型叶片22产生的水流作用下,通过排渣孔52排出沉淀罩1、轮毂21和机械密封座5所在的腔体。如果液体中含有金属颗粒,则绝大部分金属颗粒被吸附在磁性沉淀罩1的外表面,少量金属颗粒随水流通过排渣孔52排出腔体。由于微型叶片22带有切割功能,可以对进入到轮毂21腔体内的纤维进行切割,并由排渣孔52排出,避免缠绕物进入到沉淀罩1内的机械密封3上,保证机械密封3的安全运行。
由于沉淀罩1喇叭口11直径较大一端与轮毂21内壁之间间隙较小,以及微型叶片22的作用使沉淀罩1与轮毂21之间的固体颗粒很难进入到沉淀罩1内,即使有很少量的很细小固体颗粒进入到沉淀罩1内腔,此时机械密封3的旋转带动沉淀罩1内的液体旋转(机械密封3由静止部分和旋转部分组成,其中,静止部分装配在机械密封座5上,旋转部分固定在轴上随轴旋转,沉淀罩1内的液体旋转主要由机械密封3的旋转部分带动),由于沉淀罩1内壁微型紊流片12的作用,改变了水流的纯旋转运动,从而使水流做紊流运动,形成第三道防砂结构。一方面使砂粒不能沉降在机械密封3的周围,另一方面加强了机械密封3的散热性能。同时做紊流运动的水流压力大于沉淀罩1外腔的压力,也阻止了沉淀罩1外面的液体进入到沉淀罩1内腔,如果该液体有很少的金属颗粒,由于紊流运动不断改变金属颗粒的位置,当金属颗粒靠近沉淀罩1的内壁时,则被吸附在沉淀罩1的内壁上。
排渣孔52外端螺塞4视污(废)水中的颗粒含量,以及沉淀罩1、轮毂21和机械密封座5的空腔内部颗粒积累量决定是否装配。当颗粒含量高时,不装配螺塞4,此时,微型叶片22的旋转产生的一定流体压力,使颗粒随液体排出腔外。当颗粒含量低时,此时可装配螺塞4,使用一段时间后,卸下螺塞4,将颗粒排出腔体后重新安装。
本发明中所述具体实施案例仅为本发明的优选实施案例而已,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.具有防砂功能的潜水搅拌机,包括同轴设置的叶轮(2)、机械密封(3)、机械密封座(5)和电动机(6),机械密封座(5)装配在电动机(6)上,机械密封(3)安装在机械密封座(5)上,电动机(6)的转轴穿过机械密封座(5)和机械密封(3),叶轮(2)装配在电动机(6)的转轴端部并与机械密封座(5)间隙配合,其特征在于,
所述潜水搅拌机还包括沉淀罩(1),沉淀罩(1)为内部贯通的喇叭形结构;沉淀罩(1)直径较小一端同轴装配在与叶轮(2)相对的机械密封座(5)的端面上,沉淀罩(1)直径较大一端与叶轮(2)的轮毂(21)间留有间隙,电动机(6)的转轴穿过沉淀罩(1),机械密封(3)位于沉淀罩(1)内;叶轮(2)的轮毂(21)内侧壁面上沿周向均匀设有若干微型叶片(22),所述若干微型叶片(22)与沉淀罩(1)直径较大一端外缘相对并留有间隙;沉淀罩(1)的内侧壁面上沿周向均匀设有若干微型紊流片(12)。
2.根据权利要求1所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,沉淀罩(1)包括喇叭口(11)和直筒体(13),喇叭口(11)直径较小一端的直径和直筒体直径相等;喇叭口(11)直径较小一端和直筒体(13)一体连接;在机械密封座(5)与叶轮(2)相对的端面上开有一圈沉渣槽(53),沉渣槽(53)的中心轴线与机械密封座(5)的中心轴线重合,沉渣槽(53)的内圈构成与沉淀罩(1)相匹配的安装部;沉淀罩(1)的直筒体(13)嵌套在所述安装部上,并与沉渣槽(53)的外圈间留有间隙。
3.根据权利要求2所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,机械密封座(5)的圆周面上还均匀开有若干与沉渣槽(53)相连通的排渣孔(52)。
4.根据权利要求3所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,排渣孔(52)为螺纹孔,可通过螺塞(4)堵住。
5.根据权利要求3或4所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,排渣孔(52)的数量为2~8个。
6.根据权利要求1所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,微型叶片(22)的伸出端均开有用于切割的刃口。
7.根据权利要求1或6所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,微型叶片(22)的数量为4~8个。
8.根据权利要求1所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,微型紊流片(12)的数量为4~8个。
9.根据权利要求1或2所述的具有防砂功能的潜水搅拌机,其特征在于,沉淀罩(1)由铁磁性材料制成。
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