双曲面叶轮 立体螺旋式混合

摘要 搅拌混合作为市政、工业及其它多种污水处理工艺当中一道重要的工艺流程,直接影响到最终的处理效果。本文相对现在水处理过程中比较常用的搅拌方式,介绍一种新型高效双曲面搅拌叶轮搅拌方案,其独特的双曲面叶轮结构和工作过程,更符合水体流动特性,可以达到优良的搅拌效果,同时具有节能高效的特点。

1 研制背景

城市污水处理及其它多种工艺中,水体搅拌是其中关键工艺过程之一。目前使用的搅拌叶轮多是双叶桨或多叶桨、多叶片或异形曲面等推进式搅拌方案。这些叶片的结构形式决定了其搅拌效果相对集中在二维层面,只能形成单向层流,由于构筑物的形状,因而难以搅拌均匀,很容易形成搅拌死角。为了改变传统的水下搅拌机械普遍存在的能耗大、效率低的现状,就必须先从突破叶轮的结构形式入手;我们利用洗衣机波轮的工作原理,并吸收国外同行的技术,经过反复实验,成功研制出具有自主知识产权的双曲面搅拌机,并已申报了国家专利,填补了该产品国产的空白,成为替代进口的首选产品。首批产品已在北京高碑店污水厂、上海吴凇污水厂等单位投入运行。通过实践我们对双曲面叶轮的工作原理有了粗浅的认识,现总结以下几点,愿与同行分享,并以此为提高我国水处理专用装备的技术水平做一点尝试。
 

2 工作原理

独特的叶轮结构设计,最大限度地将流体特性与机械运动完美地结合。双曲面叶轮的曲面是方程为xy=b曲线沿y轴旋转而构成的曲面体;为了迎合水体流动,设计从叶轮的中心进水,这一方面减少了进水紊流,另一方面保证了液体对叶轮表面的压力均匀,从而保证整机在运动状态下的平衡。在渐开双弧面上均布有八条导流叶片,借助液体自重压力作补充进水获得的势能与叶轮旋转时产生的离心力形成动能,液体在重力加速度的条件下沿叶轮圆周方向作切线运动,在池壁的反射作用下,形成自下而上地循环水流,故可获得在轴向(y)和径向(x)方向的交叉水流。正是由于双曲面搅拌机叶轮的结构特性和接近池底安装的特点,决定了它在工作中可获得理想的搅拌效果,能有效地消除搅拌死角。

 

3 结构形式

双曲面叶轮由两部分组成,上部分为导流部件,下部分为搅拌混合部件(如图)。双曲面边缘附近沿圆周方向均匀分布有多个搅拌翼肋(波轮),该凸起可为径向呈直线或渐开线的小叶片状或其它异型凸台状,其主要作用是搅动水体,使水流沿底面由中心向四周甩出,造成整个水体绕搅拌轴心流动。

双曲面叶轮搅拌机由动力部分和双曲面叶轮及安装附件组成,为了满足在不同工况条件下的使用,我们将双曲面搅拌机按照安装方式的不同可分为干式(也称立轴式)和潜水式两种(如图)。

图一为干式安装,通过桥架将减速电机定位在水池上方,由传动轴将动力传递给水下的双曲面叶轮,传动轴的长度根据池深而定,一般叶轮离池底约300mm。

图二为潜水式安装,它由潜水电机、双曲面叶轮和吊装附件组成。利用潜水电机依靠设备自重定位,无需额外固定设施。

 

4 工作特点


此种双曲面叶轮不仅适用于圆形池、方形池,在长方形水池中分单元格布置的使用方式也比较常用。

我国现有污水处理工艺中,搅拌工序主要采用水下搅拌机水平搅拌、叶轮为三叶片或双叶片,单方向推流,易出现搅拌死角;曝气工序主要采用水下推进器、外加水下曝气管,水气混合效果不佳。双曲面搅拌叶轮均能克服其缺点,发挥其搅拌均匀的优势,主要特点表现在以下几个方面:

1、可以用在各种液体与固体、气体混合的场合,可替代现有搅拌设备,实现三维立体、螺旋状的混合搅拌更均匀,提高搅拌效率。

2、大比面积叶轮功率配备小,循环水流大,能耗低。

3、整机结构紧凑,运行可靠,安装维护便捷。

4、该叶轮的制造材料为:增强纤维或钢制材料制作,能适应不同的工况要求,使用寿命长。

 

2012-2012 南京新蓝深井泵厂版权所有    总机:025-57104069    传真:025-57118035