CN212403599U - 一种应用于导流筒内的叶轮及具备该叶轮的搅拌机 - Google Patents

Abstract

一种应用于导流筒内的叶轮及具备该叶轮的搅拌机，包括轮毂和安装于轮毂上的多个叶片；轮毂具有形成有键槽的轴套部和从轴套部的圆周面向径向外侧延伸的多个安装部，多个安装部在周向上以等角度进行配置；叶片具备在叶轮的径向上靠近轮毂的内缘、在叶轮的径向上远离轮毂的外缘、在叶轮旋转时位于旋转方向靠前一侧的前缘以及在叶轮旋转时位于旋转方向靠后一侧的后缘；叶片在靠近内缘的部分上通过紧固件固定连接于轮毂的安装部；叶片形成为内缘平直，外缘沿叶片的厚度方向呈弧状且该外缘的前缘端相对于其后缘端翘起，从内缘向外缘叶片宽度变窄的连续三维弧形曲面结构。

Description

一种应用于导流筒内的叶轮及具备该叶轮的搅拌机

技术领域

本实用新型属于水处理领域，涉及用于污水及市政水处理过程中带导流筒的絮凝工艺，尤其涉及一种应用于导流筒内的叶轮及具备该叶轮的搅拌机。

背景技术

水处理发展遵循可持续发展的原则，应注重节能、减排、高效。在我国城镇化进程加快、水资源紧缺、水污染加剧的背景下，国家日益重视环境保护，水处理作为环保行业的重点领域，各项水处理政策接连出台。为了响应国家政策，各企业致力于水处理事业。

近来在水处理行业中，高效沉淀池在国内供水以及污水处理领域应用较多，其中絮凝搅拌机带导流筒的结构，是其处理系统中的最重要一环。需要柔和搅拌，最大限度地提高流量和减少剪切，这对于接触和凝聚颗粒，使之形成絮凝物，对后续的沉淀及过滤十分必要。

然而，现有的传统叶轮存在以下问题：1、叶轮排量低，絮凝体成型不均匀；2、功耗高；3、导流筒和叶轮尺寸比例不合适。

由此可见，市场上目前还没有一种适用于导流筒絮凝工艺的高排量、低功耗、低剪切的叶轮。

实用新型内容

实用新型要解决的问题：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能满足高排量、低剪切使絮凝体成型均一的搅拌要求，同时大幅度节省功耗的应用于导流筒内的叶轮及具备该叶轮的搅拌机。

解决问题的技术手段：

本实用新型提供一种应用于导流筒内的叶轮，包括轮毂和安装于所述轮毂上的多个叶片；所述轮毂具有形成有键槽的轴套部和从所述轴套部的圆周面向径向外侧延伸的多个安装部，多个所述安装部在周向上以等角度进行配置；所述叶片具备在所述叶轮的径向上靠近所述轮毂的内缘、在所述叶轮的径向上远离所述轮毂的外缘、在所述叶轮旋转时位于旋转方向靠前一侧的前缘以及在所述叶轮旋转时位于旋转方向靠后一侧的后缘；所述叶片在靠近所述内缘的部分上通过紧固件固定连接于所述轮毂的所述安装部；所述叶片形成为所述内缘平直，所述外缘沿所述叶片的厚度方向呈弧状且该外缘的前缘端相对于其后缘端翘起，从所述内缘向所述外缘叶片宽度变窄的连续三维弧形曲面结构。

根据本实用新型，以等角度安装在轮毂上的叶片为弧面型的翼型轴流桨叶，具有宽大翼形变宽度变角度的三维弧面形状，由此使接触面积增大，提升了混合效率并降低了剪切力。同时，叶轮形成为可从轮毂上拆下叶片进行更换的结构，降低了叶轮成本。

也可以是，本实用新型中，所述外缘在径向上形成为圆弧状；所述外缘的所述后缘端和所述前缘端之间的连线与基准面的夹角为10~30°，所述基准面是所述叶片的通过所述内缘的切面；所述后缘上规定的点与所述前缘上规定的点之间的连线与所述基准面的夹角为5~15°，所述后缘上规定的点与所述前缘上规定的点是以所述叶轮的中心为圆心、0.35个所述叶轮的外径为半径的圆与所述后缘及所述前缘分别相交的交点。由此，通过变弧度的特殊模具压制出变角度的三维弧面形状的叶片，可优化叶轮排液量，比传统的叶轮排液量提高约30%。

也可以是，本实用新型中，所述叶片的所述前缘与所述后缘均相对于所述内缘向后方倾斜；所述外缘的叶片宽度与所述叶轮的外径之比为0.28~0.35，所述内缘的叶片宽度与所述叶轮的外径之比为0.38~0.45。由此，叶轮与流体的接触面积增大，使叶轮在导流筒内能产生更大的排液量。

也可以是，本实用新型中，所述叶片的所述前缘沿所述叶片的厚度方向形成有倒角。由此能减弱叶轮工作时气穴现象对叶片2造成的气蚀破坏。

也可以是，本实用新型中，所述轮毂的所述安装部与水平面的夹角为28~48°。

也可以是，本实用新型中，所述安装部上形成有加强肋。由此，能提高轮毂的强度和刚度。

也可以是，本实用新型中，所述叶轮为三叶式叶轮。

一种搅拌机，包括：用于提供动力的驱动电机；与所述驱动电机连接，用于变速的齿轮箱；与所述齿轮箱连接，用于传递动力的轴；上述叶轮；用于导流的导流筒；以及沿所述导流筒的周向等角度设置于所述导流筒内的多个挡板；所述叶轮安装于所述轴，且位于所述导流筒内。

也可以是，本实用新型中，所述叶轮的外径与所述导流筒的内径的比例范围为0.85~0.99。

也可以是，本实用新型中，所述挡板的宽度与所述导流筒的内径的比例范围为0.05~0.15。

实用新型效果：

本实用新型能满足高排量、低剪切的絮凝工艺要求，同时在和导流筒实际搭配使用时能调整彼此之间的间隙，使导流筒内部与外部形成上下的循环流动，从而能使絮凝体成型均一并大幅度地节省了功耗。

附图说明

图1是本实用新型一实施形态的应用于导流筒内的叶轮的主视图；

图2是图1所示叶轮的俯视图；

图3是图2所示叶轮中的单个叶片的俯视图；

图4是沿图3中箭头A方向观察叶片的向视图；

图5是安装有本实用新型的应用于导流筒内的叶轮的搅拌机的结构示意图；

符号说明：

1、轮毂；2、叶片；3、轴；4、螺栓（紧固件）；5、通孔；6、键槽；7、螺栓孔；10、叶轮；11、导流筒；12、挡板；21、外缘；22、内缘；23、前缘；24、后缘。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本实用新型，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本实用新型，而非限制本实用新型。

在此公开一种能满足高流量、低消耗、低剪切使絮凝体成型均一的应用于导流筒11内的叶轮10及具备该叶轮10的搅拌机。图1是本实用新型一实施形态的应用于导流筒11内的叶轮10的主视图，图2是图1所示叶轮10的俯视图。

如图1及图2所示，本实用新型的应用于导流筒11内的叶轮10，包括轮毂1和安装于该轮毂1上的多个叶片2。在本实施形态中，安装有三个叶片2。

轮毂1具有形成有键槽6的轴套部和从轴套部的圆周面向径向外侧延伸的在周向上以等角度进行配置的多个安装部（即耳片）。轴套部内可安装有轴3。键槽6内安装有键，叶轮10的轮毂1与轴3之间通过键连接沿轴向固定并传递扭矩。安装部上还形成有加强肋，由此改善轮毂1的强度和刚度。具体地，在本实施形态中为三个安装部，彼此之间的夹角为120°。安装部可以焊接在轴套部上或是通过铸造而与轴套部一体成型，各安装部与水平面之间的夹角可以是28~48°。

叶片2在靠近轮毂1的部分上设置有多个通孔5，各安装部的梢端部与叶片2对应地设置有多个螺栓孔7，通过螺栓4将叶片2分别固定连接于各安装部。具体地，在本实施形态中可以在每个叶片2上形成四个通孔5，在每个安装部上形成四个螺栓孔7，但本实用新型不限于此，通孔和螺栓孔的数量可根据需要进行变更。由此，叶片2可拆卸地安装至轮毂1。

本实用新型中的叶片2为翼型轴流桨叶，可通过焊接或整体铸造形成翼型，并在翼型的基础上通过例如利用变宽度变弧度的磨具进行压制等板机械加工来形成规定的三维弧形曲面。

图3是图2所示叶轮10中的单个叶片的俯视图，图4是沿图3中箭头A方向观察叶片的向视图。从图3及图4中可以看出，本实用新型的叶片2并非常规的长方形状，而是具有特别设计的宽大翼形变角度变宽度的形状。

如图2及图3所示，在俯视观察下叶轮10沿图2中箭头方向即顺时针旋转，当叶轮10旋转时液体从叶片2的沿旋转方向靠前一侧、即入口侧流入，从叶片2 的沿旋转方向靠后一侧、即出口侧流出。本实施形态中，叶片2具有在叶轮10的径向上远离轮毂1的外缘21、在径向上靠近轮毂1的内缘22、在叶轮10旋转时位于入口侧的前缘23以及位于出口侧的后缘24。即本实施形态中，将叶片2的外缘21侧定义为外方，将内缘22侧定义为内方，将前缘23侧定义为前方，将后缘24侧定义为后方。

在俯视观察下，前缘23和后缘24分别相对于内缘22以不同的角度向后方倾斜，由此叶片2形成为从内缘22一侧向外缘21一侧叶片宽度逐渐变窄的变宽度形状。具体地，外缘22的叶片宽度与叶轮10外径d₁之比可以是0.28~0.35，内缘21的叶片宽度与叶轮10外径d₁之比可以是0.38~0.45。与现有叶片相比，叶片2的宽度与叶轮10外径相比较为宽大，形成为宽大翼形变尺寸结构。

前缘23形成为平直状且在与上述内缘22衔接处形成有大半径倒角。另外，前缘23沿叶片2的厚度方向形成有弧形倒角，由此能减弱叶轮10工作时气穴现象对叶片2造成的气蚀破坏。

外缘21沿叶轮10的径向形成为圆弧状，具体而言形成为在叶片2安装于轮毂1情况下以叶轮10的中心为圆心、叶轮10外径d₁为直径的圆弧形状。内缘22形成为平直状，叶片2在靠近内缘22的部分上形成有多个上述通孔5。

在从图3中的箭头A的方向观察时，如图4所示，外缘21沿叶片2的厚度方向形成凹状弧线，且其与前缘23衔接的前缘端相对于其与后缘24衔接的后缘端沿该凹状弧线翘起。具体而言，在本实施形态中，在通过内缘22作叶片2的切面并以该切面为基准面的情况下，外缘21的后缘端和前缘端之间的连线与该基准面的夹角可以是10~30°。同时，如图3中的虚线所示，在以叶轮10的中心为圆心、0.35个叶轮10外径为半径作圆与前缘23和后缘24分别相交于交点P和交点Q的情况下，在图4中交点P与交点Q之间的连线与上述基准面的夹角可以是5~15°。由此，叶片2形成为从内缘22到外缘21叶片宽度变窄且扭转角度连续变化的变宽度变角度的连续三维弧形曲面。

像这样，本实用新型中的叶片2为翼型轴流桨叶，在翼型的基础上通过例如利用变宽度变弧度的磨具进行压制等板机械加工来形成规定的三维弧形曲面。该叶片接触面积大，能提高混合效率、降低剪切力。由此形成宽大翼形变尺寸的叶片型式，从而构成低功耗、高排液量的叶轮10。其中，磨具可以是现有的磨具，例如美国莱宁进口的原装磨具。

以下说明具备上述叶轮10的搅拌机的结构。图5是具备本实用新型的应用于导流筒11内的叶轮10的搅拌机的整体结构示意图。

如图5所示，搅拌机是带导流筒11的顶进式的搅拌机。搅拌机包括驱动电机、齿轮箱、轴3、叶轮10、导流筒11以及多个挡板12。驱动电机主要作用是为搅拌机提供动力。齿轮箱一端与驱动电机连接，另一端与轴3相连，主要作用是调整驱动电机输出的转速与转矩并向轴3输出，齿轮箱例如可以是减速机。在轴3的梢端安装有上述叶轮10，本实施形态中，叶轮10如图1所示以三片叶片2的凹面朝下的形式安装于轴3。

导流筒11主要用于在搅拌混合过程中导流，以导流筒11的上端位于静液面h₁以下的形式设置于池体中心。该导流筒11可具备内径不变且上下开口的直筒部和连接于该直筒部下方的扩径部。本实施形态中，扩径部随着沿导流筒11轴线向下方而内径逐渐扩大，扩径部的倾斜壁面与水平面的夹角例如可以是30~60°。

在导流筒11的直筒部内部还可设置有多个挡板12，挡板12主要用于抑制搅拌过程中出现的打旋现象，使被搅拌物料能够沿上下轴向流动。挡板12的个数可以是2~8块，以沿导流筒11的轴向等角度分布的形式设置于直筒部内。挡板12的厚度与导流筒11的内径之比可以是0.05~0.15。

叶轮10安装于轴3的梢端，通过轴3与齿轮箱在驱动电机的作用下旋转搅拌。叶轮10和导流筒11配套使用，导流筒11的内径尺寸和叶轮10的外径d₁尺寸相互匹配、相辅相成。叶轮10的外径d₁与导流筒11内径的比例范围可以是0.85~0.99。

从而，在实际使用时控制叶轮10叶片外缘与导流筒11内壁之间的间隙，以及叶轮10在导流筒11内的位置，由此在叶轮10进行柔和搅拌时，导流筒11内的液体在叶轮10的作用下向上流动并从导流筒11的上部溢出，导流筒11外部的液体从下部向导流筒11内部补充，使排出的流体在导流筒11内部与外部形成上下的循环流动，有利于絮凝体高效凝结沉淀。

搅拌机的具体结构不做限定，可以是任意结构的带导流筒11的顶进式的搅拌机。本实施形态中挡板12位于叶轮10上方，但不限于此。挡板12也可以是以在轴向上避开叶轮10的形式设置于叶轮10的上下两方。

根据本实用新型，在轮毂上设置形成有多个螺栓孔的安装部，并将叶片安装于该安装部上，由此叶片形成为可从轮毂上拆下更换的结构，降低了叶轮成本。叶片为压制而成的宽大翼形新型变尺寸结构，且为弧面型的翼型轴流桨叶，弧形两端的连线与轴线成规定的角度，在提高排量的同时降低了剪切力。本实用新型不仅能满足高排量、低剪切的絮凝工艺要求，而且在和导流筒实际搭配使用时能调整彼此之间的间隙，使导流筒内部与外部形成上下的循环流动，因此能使絮凝体成型均一并大幅度地节省了功耗。

以上的具体实施方式对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本实用新型的一种具体实施方式而已，并不限于本实用新型的保护范围，在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本实用新型的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

包括轮毂和安装于所述轮毂上的多个叶片；

所述轮毂具有形成有键槽的轴套部和从所述轴套部的圆周面向径向外侧延伸的多个安装部，多个所述安装部在周向上以等角度进行配置；

所述叶片具备在所述叶轮的径向上靠近所述轮毂的内缘、在所述叶轮的径向上远离所述轮毂的外缘、在所述叶轮旋转时位于旋转方向靠前一侧的前缘以及在所述叶轮旋转时位于旋转方向靠后一侧的后缘；

所述叶片在靠近所述内缘的部分上通过紧固件固定连接于所述轮毂的所述安装部；

所述叶片形成为所述内缘平直，所述外缘沿所述叶片的厚度方向呈弧状且该外缘的前缘端相对于其后缘端翘起，从所述内缘向所述外缘叶片宽度变窄的连续三维弧形曲面结构。

2.根据权利要求1所述的应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

所述外缘在径向上形成为圆弧状；

所述外缘的所述后缘端和所述前缘端之间的连线与基准面的夹角为10~30°，所述基准面是所述叶片的通过所述内缘的切面；

所述后缘上规定的点与所述前缘上规定的点之间的连线与所述基准面的夹角为5~15°，所述后缘上规定的点与所述前缘上规定的点是以所述叶轮的中心为圆心、0.35个所述叶轮的外径为半径的圆与所述后缘及所述前缘分别相交的交点。

3.根据权利要求1所述的应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

所述叶片的所述前缘与所述后缘均相对于所述内缘向后方倾斜；

所述外缘的叶片宽度与所述叶轮的外径之比为0.28~0.35，所述内缘的叶片宽度与所述叶轮的外径之比为0.38~0.45。

4.根据权利要求1所述的应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

所述叶片的所述前缘沿所述叶片的厚度方向形成有倒角。

5.根据权利要求1所述的应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

所述轮毂的所述安装部与水平面的夹角为28~48°。

6.根据权利要求1所述的应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

所述安装部上形成有加强肋。

7.根据权利要求1所述的应用于导流筒内的叶轮，其特征在于，

所述叶轮为三叶式叶轮。

8.一种搅拌机，其特征在于，

包括：

用于提供动力的驱动电机；

与所述驱动电机连接，用于变速的齿轮箱；

与所述齿轮箱连接，用于传递动力的轴；

权利要求1至7中的任一项所述的叶轮；

用于导流的导流筒；以及

沿所述导流筒的周向等角度设置于所述导流筒内的多个挡板；

所述叶轮安装于所述轴，且位于所述导流筒内。

9.根据权利要求8所述的搅拌机，其特征在于，

所述叶轮的外径与所述导流筒的内径的比例范围为0.85~0.99。

10.根据权利要求8所述的搅拌机，其特征在于，

所述挡板的宽度与所述导流筒的内径的比例范围为0.05~0.15。

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