潛水攪拌器（推流器）結構優化

夏永忠，高 峰，吳 進 ，謝新年

（1.泰州泰豐泵業有限公司；2.泰州潤達機械有限公司，江蘇泰州 225300）

潛水攪拌器（推流器）結構優化

夏永忠1，高 峰2，吳 進1，謝新年1

（1.泰州泰豐泵業有限公司；2.泰州潤達機械有限公司，江蘇泰州 225300）

文章詳細論述了開發潛水攪拌器（推流器）過程中的主要內容，在引進英國威爾企業大中型潛水電泵設計、制造技術的基礎上與國內科研院所合作，確定了產品的基本結構，對葉輪為代表的主要零部件等方面的綜合改進，優化了產品性能與參數，提高了國產攪拌器（推流器）的技術水平。

攪拌器；葉輪；結構優化；推流器

1 概述

QWJ型潛水攪拌器（推流器），已經成為污水處理工程中常用的一種輔助設備，隨著產品的發展與污水處理的需求，其應用范圍越來越廣泛，適用于石油、化工、制革、印染、造紙、食品、農藥、煤氣等行業及城市污水處理。常用于曝氣池和厭氧池等需要產生低切向流的強力水流的場所，也用于池中水循環及硝化、脫氧和除磷階段創建水流、液體攪拌等。

隨著本產品日趨完善，以及潛水電機及水力機械、流體機械設計、制造技術的不斷進步，發展Q WJ型潛水攪拌器（推流器） 已經成為重要的水處理設備。

1.1 潛水攪拌器（推流器）的應用領域

推流器是一種兼攪拌混合與推流功能為一體的浸沒式設備。該設備通過后曲式葉輪將液體在向前推進的同時在生化處理過程中將氧化池里的污泥進行充分地攪拌混合，以改善水流條件，使不同的水體獲得污水處理工藝所要求的流速，以防止污泥沉降，提高污水處理效率。特別是可使污水和活性污泥充分混合，在好氧、厭氧工藝使污水脫氮、避免水體富營養化的發生。

1.2 潛水攪拌器（推流器）現狀分析

國際上的潛水攪拌器（推流器）的廠商，比較有威望的有瑞典的飛力企業、韓國的金井企業、德國的KSB及ABS企業。國外潛水攪拌器產品開發與發展比較早，基礎工業及基礎條件比較先進，相對來說產品的可靠性高、壽命長。但隨著我國科學技術的不斷進步，國外先進技術的不斷引進，國內產品與國外產品的差距已經逐漸縮小。隨著我國的改革開放，國外大企業紛紛看好中國市場，在中國設立辦事處或者建立合資企業，國外產品對國內產品造成的壓力由此也在不斷增加。因此，為了提高國內企業在市場經濟條件下的競爭能力，需要企業、科研部門、政府部門通力合作，提高國內產品的技術水平，進而提高產品在國際市場上的競爭力。

目前國外潛水攪拌器（推流器）運用領域較廣，功率直徑大。我國的潛水攪拌器（推流器）技術水平也開始向大型化、高精度發展。我廠在“八五”中就引進了英國威爾企業大中型潛水電泵設計、制造技術后，生產出了自己的產品，縮小了與國外產品的差距，在1997年我們就開始試制小型潛水攪拌器并取得成功。對照國內外產品的差距，我們主要做了如下幾個方面的改進。

2 產品結構與改進

2.1 基本結構確定

本產品在引進英國威爾企業大中型潛水電泵設計、制造技術的基礎上，進一步分析研究國外潛水攪拌器（推流器）的新技術、新工藝、新材料，跟蹤國外發展動態，與國內科研院所合作，借助上海電器科學研究院、江蘇大學、河海大學、揚州大學、中國農機院的先進技術，采用國外先進的元器件、基礎件，形成了自己特色的產品，具體結構如圖1。

圖1 結構總裝圖

2.2 主要改進內容

在引進國外產品技術的基礎上進行消化吸收與改進，緊密聯系應用單位使用特點，根據流體動力學原理，將大直徑（φ2500）和低轉速結合起來，并采用后掠式的葉片結構，以適應顆粒懸浮物，纖維或生物絮凝等污水介質的要求。結合我廠具體情況作如下各方面調整與改進。

（1） 葉輪的改進[1]。基于葉片翼型升力而設計的后掠式葉輪（如圖2），所有的葉片都是基于葉片翼型升力而設計的。葉片翼型選用經過風洞試驗的航空翼型，高效率的葉片設計，確保葉輪出口介質有最高的流速。所有的參數在理論設計的基礎上，經過試驗室數百次試驗的基礎上使葉輪結構得以優化，改進后的葉輪如圖2所示。

在結構安排上，首次采用整只葉輪對稱中分的整體結構，而沒有采用葉片和輪轂分開安裝的結構。葉片和輪轂采用高強度工程塑料整體模壓成型，用高精度的模具保證葉片所有空間坐標點的尺寸精度，確保葉輪工作時的水力平衡性能。

葉輪材料選用高強度工程塑料，比重1.2。減輕在水中的自重，減少因自重而產生的水力不平衡和功率損耗。材料摩擦系數僅0.2，在水中工作降低了摩擦力損失，使水流速度更快，能量損失更小。

圖2 后掠式葉輪

（2） 優化整體結構[2]。采用高密封性能的潛水電機，使其能隨3b a r的水壓。一般為2b a r的電機密封，采用單端面機械密封，選用其單個泄漏量2.4mL/24h，使用壽命大于1.5萬小時的密封，提高密封的可靠性。選用先進的軸承支撐結構，采用國外著名品牌優質軸承，如S K F軸承，提高軸承使用壽命。

（3）其他相關改進。使用耐潮濕、耐高溫的優質F級絕緣漆，采用真空浸漆工藝，提高潛水電機定子繞組絕緣性能與耐潮性能，提高電機使用壽命。

為保護潛水攪拌器（推流器）專用潛水電機與減速器正常安全地工作，我們采用三道密封技術，即雙端面機械密封加單端面機械密封，再加聚四氟乙烯密封。

潛水攪拌器采用先進保護與控制系統，該系統在我公司已經成批生產投放市場，并已經獲得用戶的好評，該系統具有匯漏保護等多種保護功率。

經過以上各方面的改進與優化，使產品運行參數與性能得到改善。

2.3 運行性能與參數

本公已研究生產的產品的運行參數與運行條件如下[3]。

（1） 運行性能條件。最高介質溫度不超過40℃，介質p H值在6-9之間，超過此p H值應采用耐腐蝕材質制造，如不銹鋼、工程塑料等，長期潛水運行，潛水深度一般不超過10m，液體密封不超過 1100k g/m3，粘度 1000M p a·s以下（配與相應電機功率），污泥濃度≤5%（配相應功率）。

（2） 運行參數。葉輪直徑φ210-φ2500，葉輪轉速740rpm-38rpm，額定功率0.75k W-15k W，攪拌（推流）液體體積25m3-2400m3。

2.4 產品特征和優勢

采用推流葉輪，葉片采用高效后傾防纏繞設計、靜音運行，不影響居民休息，電機采用具有過載、過熱及漏水保護的潛水電機，支承架采用減振結構，葉輪采用多種材料：高分子工程材料、不銹鋼等。

3 應用與評價

本廠生產的低速攪拌器（推流器）用于大中型城市污水處理廠改善生化池，氧化溝集泥池水處理設施的水流狀況，使不同層次的水體獲得污水處理工藝所要求的流速。以防止污水污泥沉降，提高污水處理效率，特別是生化處理過程中，可使污水與活性污泥充分混合，提高運行中抗擊負荷能力。

[1]關醒凡.葉片的理論與設計[M].北京:機械工業出版社,1987.

[2]A.T特羅斯蘭斯基（波蘭）等,葉片泵設計與結構[M].北京:機械工業出版社,1981.

[3]李建威.水利機械測試技術[M].北京:機械工業出版社,1981.

Structural Improvement of Submersible Agitator

XIA Yong-zhong1,GAO Feng2,WU Jin1,XIE Xin-nian1
（1.Taifeng Pump Co.,Ltd.;2.Runda Machinery Co.Ltd.,Taizhou Jiangsu 225300,China）

This passage expounds the process of submersible agitator.While introducing the design and the technology of English Honeywell Enterprise and cooperating with domestic famous research institutes,company successfully discusses the essential structure，the development of main spare parts and the contents of structural improvement.Thus optimize the performances and parameters,improve the engineering level of submersible agitator.

agitator;impeller;structural improvement;submersible agitator

X703.3

A

1671-0142（2011）05-0071-03

夏永忠（1969-）,男,江蘇姜堰人,工程師.

（責任編輯劉 紅）