攪拌器廣泛應用于石油化工、污水處理等生產(chǎn)領域。目前，潛水攪拌器廣泛應用于石油化工行業(yè)。這種設備結構緊湊，安裝方便，但長期置于水下，維護成本高。新型液壓攪拌器可以很好地解決這個問題。

一.背景

污水處理工廠使用的葉輪(潛水攪拌器)是污水處理生產(chǎn)過程中的一種葉輪，在污水處理工廠中數(shù)量眾多，不可或缺。目前市面上大部分葉輪都是電機直接驅(qū)動，放在污水處理池中。由于其長年工作在復雜多變的污水中，轉速受螺旋槳葉片的限制，大多不同步，所以往往需要配備減速器，有的還有防爆等特殊要求。其工作環(huán)境惡劣，使用壽命短，企業(yè)運維成本高。有必要考慮合適的設備類型。

第二，解決方案

經(jīng)過綜合比較，參考循環(huán)水領域水輪機的經(jīng)驗，采用直驅(qū)葉輪的水輪機可以很好的解決這個問題。這是一種由水流能量驅(qū)動的超低比轉速微型水輪機。螺旋槳葉片通過鍵連接直接安裝在渦輪的輸出軸上。螺旋槳葉片由外置水泵提供的富含水頭能量的水流驅(qū)動，替代原有的專用電機，既滿足了其惡劣的工作環(huán)境，又大大延長了使用壽命，大大降低了企業(yè)的運行維護成本，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術上可行的是，用附加水泵抽取推進器所在的污水池水或污水處理廠處理合格的水，形成一定水頭、一定流量的高能水流，接入發(fā)明的超低比轉速微型水輪機，一個一個、一個一個地驅(qū)動污水處理廠的推進器，代替原來的電機，驅(qū)動推進器按設計工況旋轉。由于廠內(nèi)驅(qū)動污水處理葉輪的超低比轉速微型水輪機由能量水流驅(qū)動，符合防爆要求；采用防腐材料制成，滿足防腐要求；根據(jù)葉輪異步轉速設計，滿足同速直連的要求。連續(xù)工作多年的設計大大減少了檢查和維護的工作量。

三。設計和選擇

根據(jù)原潛水攪拌器葉片給定的額定轉速和額定功率，確定直驅(qū)式葉輪的水輪機設計參數(shù)，設計轉速n=680r/min，旋轉方向按流出方向順時針旋轉；輸出功率P=4kW，渦輪驅(qū)動凈水頭H=20.38m，渦輪轉輪直徑d=375mm。

根據(jù)水輪機出力公式:P=9.8QHη，水輪機出力P=4kW，水輪機初始效率η=85%，水輪機靜壓頭H=20.38m，按經(jīng)濟流量3m/s計算，水輪機流量Q=0.023562m3/s，比轉速ns=nPH54，比轉速ns=31.4075

根據(jù)水輪機的比轉速和水輪機的設計經(jīng)驗，該型水輪機應采用沖擊式水輪機。但考慮到渦輪的出流是壓力出流，為了滿足工況的限制，有必要發(fā)明一種新型的適合壓力出流的超低比轉速特種渦輪。因此，發(fā)明了葉輪直接驅(qū)動的水輪機。

四。結構類型

直驅(qū)葉輪水輪機采用梯形蝸殼，分為蝸殼、導葉、轉輪和尾水四部分。

采用梯形蝸殼，00-1800之間各段為方形，1800-3600之間各段逐漸為矩形。蝸殼的設計原理是:蝸殼內(nèi)的平均速度保持不變，蝸殼出口為圓形軸向出口，速度矩恒定。

導葉部分的主要作用是將從蝸殼環(huán)形出水口流出的水無任何攻角地引入導葉柵的進口端(切向進水口)，在導葉柵的流道中加速，按設計出口角流出導葉，進入水輪機轉輪的葉片柵；導葉的第二個作用是作為蝸殼和渦輪軸前軸承安裝力部分的連接部分；導葉部分的第三個作用是安裝渦輪的安裝支架，固定整個渦輪。

轉輪部分由兩個主要部分組成:帶葉片網(wǎng)格的轉輪和與導葉部分和尾水部分靜連接的轉輪外殼。轉輪的主要部件是葉片柵格。來自導葉柵的速度水流無攻角沖入轉輪葉柵，在葉柵內(nèi)將水流能量轉化為旋轉機械能，然后軸向流出轉輪進入尾水部分。通過輪轂的使用鍵安裝在渦輪軸上；轉輪外殼、導葉部分和尾水部分組成轉輪室，創(chuàng)造準轉輪的工作環(huán)境。

尾水部分主要是降低水流出轉輪的速度，盡可能多地吸收水流的動能，提高水輪機的能量轉換效率；另一個功能是提供渦輪后軸承的安裝點。

下圖是直驅(qū)葉輪水輪機的結構圖。

通過實驗，直驅(qū)式葉輪的水輪機輸入水頭為20.4米，容積流量為84.45立方米/小時，效率為85.3%，長465毫米，直徑為352毫米，呈圓柱形，滿足葉輪的安裝要求。

因此，可以構建一種新型的水力混合器系統(tǒng)，它由水泵、攪拌葉輪、水力混合器主機和安裝系統(tǒng)(包括管道、金屬軟接頭等)組成。).水力混合器是一種直連式結構，具有結構緊湊、能耗低、易于維護等優(yōu)點。具有良好的軸向推力、自清潔和防纏繞功能。圖2

經(jīng)過幾個月的現(xiàn)場試驗，處理后的壓載水(具有一定的壓力)可以用于水力攪拌系統(tǒng)，滿足攪拌要求，同時可以利用壓載水自身的壓頭，節(jié)省一部分電能。

動詞 （verb的縮寫）結論。

綜上所述，在介質(zhì)溫度不超過40℃，pH值在5-9之間，潛水深度不超過20m，介質(zhì)中無纏繞物和漂浮物的條件下，這種水力攪拌器可用于污水處理廠的曝氣池、厭氧池和污泥池，以及其它含有懸浮物需要混合攪拌的場所。同時可以有效利用工業(yè)過程中一些操作安全性較高的環(huán)境，如含有金屬鹽、紙漿和纖維物質(zhì)的水，以及含有一些磨損顆粒、爐渣和金屬鹽的一些工業(yè)過程。它是潛水攪拌器的良好替代品。(來源:中海油惠州石化有限公司)

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標簽:  水力攪拌器在污水處理中的應用