潜水搅拌器（推流器）结构优化

夏永忠，高 峰，吴 进 ，谢新年

（1.泰州泰丰泵业有限公司；2.泰州润达机械有限公司，江苏泰州 225300）

潜水搅拌器（推流器）结构优化

夏永忠1，高 峰2，吴 进1，谢新年1

（1.泰州泰丰泵业有限公司；2.泰州润达机械有限公司，江苏泰州 225300）

文章详细论述了开发潜水搅拌器（推流器）过程中的主要内容，在引进英国威尔企业大中型潜水电泵设计、制造技术的基础上与国内科研院所合作，确定了产品的基本结构，对叶轮为代表的主要零部件等方面的综合改进，优化了产品性能与参数，提高了国产搅拌器（推流器）的技术水平。

搅拌器；叶轮；结构优化；推流器

1 概述

QWJ型潜水搅拌器（推流器），已经成为污水处理工程中常用的一种辅助设备，随着产品的发展与污水处理的需求，其应用范围越来越广泛，适用于石油、化工、制革、印染、造纸、食品、农药、煤气等行业及城市污水处理。常用于曝气池和厌氧池等需要产生低切向流的强力水流的场所，也用于池中水循环及硝化、脱氧和除磷阶段创建水流、液体搅拌等。

随着本产品日趋完善，以及潜水电机及水力机械、流体机械设计、制造技术的不断进步，发展Q WJ型潜水搅拌器（推流器） 已经成为重要的水处理设备。

1.1 潜水搅拌器（推流器）的应用领域

推流器是一种兼搅拌混合与推流功能为一体的浸没式设备。该设备通过后曲式叶轮将液体在向前推进的同时在生化处理过程中将氧化池里的污泥进行充分地搅拌混合，以改善水流条件，使不同的水体获得污水处理工艺所要求的流速，以防止污泥沉降，提高污水处理效率。特别是可使污水和活性污泥充分混合，在好氧、厌氧工艺使污水脱氮、避免水体富营养化的发生。

1.2 潜水搅拌器（推流器）现状分析

国际上的潜水搅拌器（推流器）的厂商，比较有威望的有瑞典的飞力企业、韩国的金井企业、德国的KSB及ABS企业。国外潜水搅拌器产品开发与发展比较早，基础工业及基础条件比较先进，相对来说产品的可靠性高、寿命长。但随着我国科学技术的不断进步，国外先进技术的不断引进，国内产品与国外产品的差距已经逐渐缩小。随着我国的改革开放，国外大企业纷纷看好中国市场，在中国设立办事处或者建立合资企业，国外产品对国内产品造成的压力由此也在不断增加。因此，为了提高国内企业在市场经济条件下的竞争能力，需要企业、科研部门、政府部门通力合作，提高国内产品的技术水平，进而提高产品在国际市场上的竞争力。

目前国外潜水搅拌器（推流器）运用领域较广，功率直径大。我国的潜水搅拌器（推流器）技术水平也开始向大型化、高精度发展。我厂在“八五”中就引进了英国威尔企业大中型潜水电泵设计、制造技术后，生产出了自己的产品，缩小了与国外产品的差距，在1997年我们就开始试制小型潜水搅拌器并取得成功。对照国内外产品的差距，我们主要做了如下几个方面的改进。

2 产品结构与改进

2.1 基本结构确定

本产品在引进英国威尔企业大中型潜水电泵设计、制造技术的基础上，进一步分析研究国外潜水搅拌器（推流器）的新技术、新工艺、新材料，跟踪国外发展动态，与国内科研院所合作，借助上海电器科学研究院、江苏大学、河海大学、扬州大学、中国农机院的先进技术，采用国外先进的元器件、基础件，形成了自己特色的产品，具体结构如图1。

图1 结构总装图

2.2 主要改进内容

在引进国外产品技术的基础上进行消化吸收与改进，紧密联系应用单位使用特点，根据流体动力学原理，将大直径（φ2500）和低转速结合起来，并采用后掠式的叶片结构，以适应颗粒悬浮物，纤维或生物絮凝等污水介质的要求。结合我厂具体情况作如下各方面调整与改进。

（1） 叶轮的改进[1]。基于叶片翼型升力而设计的后掠式叶轮（如图2），所有的叶片都是基于叶片翼型升力而设计的。叶片翼型选用经过风洞试验的航空翼型，高效率的叶片设计，确保叶轮出口介质有最高的流速。所有的参数在理论设计的基础上，经过试验室数百次试验的基础上使叶轮结构得以优化，改进后的叶轮如图2所示。

在结构安排上，首次采用整只叶轮对称中分的整体结构，而没有采用叶片和轮毂分开安装的结构。叶片和轮毂采用高强度工程塑料整体模压成型，用高精度的模具保证叶片所有空间坐标点的尺寸精度，确保叶轮工作时的水力平衡性能。

叶轮材料选用高强度工程塑料，比重1.2。减轻在水中的自重，减少因自重而产生的水力不平衡和功率损耗。材料摩擦系数仅0.2，在水中工作降低了摩擦力损失，使水流速度更快，能量损失更小。

图2 后掠式叶轮

（2） 优化整体结构[2]。采用高密封性能的潜水电机，使其能随3b a r的水压。一般为2b a r的电机密封，采用单端面机械密封，选用其单个泄漏量2.4mL/24h，使用寿命大于1.5万小时的密封，提高密封的可靠性。选用先进的轴承支撑结构，采用国外著名品牌优质轴承，如S K F轴承，提高轴承使用寿命。

（3）其他相关改进。使用耐潮湿、耐高温的优质F级绝缘漆，采用真空浸漆工艺，提高潜水电机定子绕组绝缘性能与耐潮性能，提高电机使用寿命。

为保护潜水搅拌器（推流器）专用潜水电机与减速器正常安全地工作，我们采用三道密封技术，即双端面机械密封加单端面机械密封，再加聚四氟乙烯密封。

潜水搅拌器采用先进保护与控制系统，该系统在我公司已经成批生产投放市场，并已经获得用户的好评，该系统具有汇漏保护等多种保护功率。

经过以上各方面的改进与优化，使产品运行参数与性能得到改善。

2.3 运行性能与参数

本公已研究生产的产品的运行参数与运行条件如下[3]。

（1） 运行性能条件。最高介质温度不超过40℃，介质p H值在6-9之间，超过此p H值应采用耐腐蚀材质制造，如不锈钢、工程塑料等，长期潜水运行，潜水深度一般不超过10m，液体密封不超过 1100k g/m3，粘度 1000M p a·s以下（配与相应电机功率），污泥浓度≤5%（配相应功率）。

（2） 运行参数。叶轮直径φ210-φ2500，叶轮转速740rpm-38rpm，额定功率0.75k W-15k W，搅拌（推流）液体体积25m3-2400m3。

2.4 产品特征和优势

采用推流叶轮，叶片采用高效后倾防缠绕设计、静音运行，不影响居民休息，电机采用具有过载、过热及漏水保护的潜水电机，支承架采用减振结构，叶轮采用多种材料：高分子工程材料、不锈钢等。

3 应用与评价

本厂生产的低速搅拌器（推流器）用于大中型城市污水处理厂改善生化池，氧化沟集泥池水处理设施的水流状况，使不同层次的水体获得污水处理工艺所要求的流速。以防止污水污泥沉降，提高污水处理效率，特别是生化处理过程中，可使污水与活性污泥充分混合，提高运行中抗击负荷能力。

[1]关醒凡.叶片的理论与设计[M].北京:机械工业出版社,1987.

[2]A.T特罗斯兰斯基（波兰）等,叶片泵设计与结构[M].北京:机械工业出版社,1981.

[3]李建威.水利机械测试技术[M].北京:机械工业出版社,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,江苏姜堰人,工程师.

（责任编辑刘 红）