夏永忠，高 峰，吳 進(jìn) ，謝新年

（1.泰州泰豐泵業(yè)有限公司；2.泰州潤(rùn)達(dá)機(jī)械有限公司，江蘇泰州 225300）

潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┙Y(jié)構(gòu)優(yōu)化

夏永忠1，高 峰2，吳 進(jìn)1，謝新年1

（1.泰州泰豐泵業(yè)有限公司；2.泰州潤(rùn)達(dá)機(jī)械有限公司，江蘇泰州 225300）

文章詳細(xì)論述了開(kāi)發(fā)潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┻^(guò)程中的主要內(nèi)容，在引進(jìn)英國(guó)威爾企業(yè)大中型潛水電泵設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的基礎(chǔ)上與國(guó)內(nèi)科研院所合作，確定了產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)葉輪為代表的主要零部件等方面的綜合改進(jìn)，優(yōu)化了產(chǎn)品性能與參數(shù)，提高了國(guó)產(chǎn)攪拌器（推流器）的技術(shù)水平。

攪拌器；葉輪；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；推流器

1 概述

QWJ型潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎?，已?jīng)成為污水處理工程中常用的一種輔助設(shè)備，隨著產(chǎn)品的發(fā)展與污水處理的需求，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，適用于石油、化工、制革、印染、造紙、食品、農(nóng)藥、煤氣等行業(yè)及城市污水處理。常用于曝氣池和厭氧池等需要產(chǎn)生低切向流的強(qiáng)力水流的場(chǎng)所，也用于池中水循環(huán)及硝化、脫氧和除磷階段創(chuàng)建水流、液體攪拌等。

隨著本產(chǎn)品日趨完善，以及潛水電機(jī)及水力機(jī)械、流體機(jī)械設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)展Q WJ型潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎?已經(jīng)成為重要的水處理設(shè)備。

1.1 潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┑膽?yīng)用領(lǐng)域

推流器是一種兼攪拌混合與推流功能為一體的浸沒(méi)式設(shè)備。該設(shè)備通過(guò)后曲式葉輪將液體在向前推進(jìn)的同時(shí)在生化處理過(guò)程中將氧化池里的污泥進(jìn)行充分地?cái)嚢杌旌?，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(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生。

1.2 潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┈F(xiàn)狀分析

國(guó)際上的潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┑膹S商，比較有威望的有瑞典的飛力企業(yè)、韓國(guó)的金井企業(yè)、德國(guó)的KSB及ABS企業(yè)。國(guó)外潛水?dāng)嚢杵鳟a(chǎn)品開(kāi)發(fā)與發(fā)展比較早，基礎(chǔ)工業(yè)及基礎(chǔ)條件比較先進(jìn)，相對(duì)來(lái)說(shuō)產(chǎn)品的可靠性高、壽命長(zhǎng)。但隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的不斷引進(jìn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品的差距已經(jīng)逐漸縮小。隨著我國(guó)的改革開(kāi)放，國(guó)外大企業(yè)紛紛看好中國(guó)市場(chǎng)，在中國(guó)設(shè)立辦事處或者建立合資企業(yè)，國(guó)外產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品造成的壓力由此也在不斷增加。因此，為了提高國(guó)內(nèi)企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的競(jìng)爭(zhēng)能力，需要企業(yè)、科研部門、政府部門通力合作，提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)水平，進(jìn)而提高產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

目前國(guó)外潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┻\(yùn)用領(lǐng)域較廣，功率直徑大。我國(guó)的潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┘夹g(shù)水平也開(kāi)始向大型化、高精度發(fā)展。我廠在“八五”中就引進(jìn)了英國(guó)威爾企業(yè)大中型潛水電泵設(shè)計(jì)、制造技術(shù)后，生產(chǎn)出了自己的產(chǎn)品，縮小了與國(guó)外產(chǎn)品的差距，在1997年我們就開(kāi)始試制小型潛水?dāng)嚢杵鞑⑷〉贸晒?。?duì)照國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的差距，我們主要做了如下幾個(gè)方面的改進(jìn)。

2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與改進(jìn)

2.1 基本結(jié)構(gòu)確定

本產(chǎn)品在引進(jìn)英國(guó)威爾企業(yè)大中型潛水電泵設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析研究國(guó)外潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎┑男录夹g(shù)、新工藝、新材料，跟蹤國(guó)外發(fā)展動(dòng)態(tài)，與國(guó)內(nèi)科研院所合作，借助上海電器科學(xué)研究院、江蘇大學(xué)、河海大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)、中國(guó)農(nóng)機(jī)院的先進(jìn)技術(shù)，采用國(guó)外先進(jìn)的元器件、基礎(chǔ)件，形成了自己特色的產(chǎn)品，具體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 結(jié)構(gòu)總裝圖

2.2 主要改進(jìn)內(nèi)容

在引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行消化吸收與改進(jìn)，緊密聯(lián)系應(yīng)用單位使用特點(diǎn)，根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理，將大直徑（φ2500）和低轉(zhuǎn)速結(jié)合起來(lái)，并采用后掠式的葉片結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)顆粒懸浮物，纖維或生物絮凝等污水介質(zhì)的要求。結(jié)合我廠具體情況作如下各方面調(diào)整與改進(jìn)。

（1） 葉輪的改進(jìn)[1]?；谌~片翼型升力而設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的。葉片翼型選用經(jīng)過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)的航空翼型，高效率的葉片設(shè)計(jì)，確保葉輪出口介質(zhì)有最高的流速。所有的參數(shù)在理論設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室數(shù)百次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上使葉輪結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，改進(jìn)后的葉輪如圖2所示。

在結(jié)構(gòu)安排上，首次采用整只葉輪對(duì)稱中分的整體結(jié)構(gòu)，而沒(méi)有采用葉片和輪轂分開(kāi)安裝的結(jié)構(gòu)。葉片和輪轂采用高強(qiáng)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(biāo)點(diǎn)的尺寸精度，確保葉輪工作時(shí)的水力平衡性能。

葉輪材料選用高強(qiáng)度工程塑料，比重1.2。減輕在水中的自重，減少因自重而產(chǎn)生的水力不平衡和功率損耗。材料摩擦系數(shù)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(yōu)化整體結(jié)構(gòu)[2]。采用高密封性能的潛水電機(jī)，使其能隨3b a r的水壓。一般為2b a r的電機(jī)密封，采用單端面機(jī)械密封，選用其單個(gè)泄漏量2.4mL/24h，使用壽命大于1.5萬(wàn)小時(shí)的密封，提高密封的可靠性。選用先進(jìn)的軸承支撐結(jié)構(gòu)，采用國(guó)外著名品牌優(yōu)質(zhì)軸承，如S K F軸承，提高軸承使用壽命。

（3）其他相關(guān)改進(jìn)。使用耐潮濕、耐高溫的優(yōu)質(zhì)F級(jí)絕緣漆，采用真空浸漆工藝，提高潛水電機(jī)定子繞組絕緣性能與耐潮性能，提高電機(jī)使用壽命。

為保護(hù)潛水?dāng)嚢杵鳎ㄍ屏髌鳎Ｓ脻撍姍C(jī)與減速器正常安全地工作，我們采用三道密封技術(shù)，即雙端面機(jī)械密封加單端面機(jī)械密封，再加聚四氟乙烯密封。

潛水?dāng)嚢杵鞑捎孟冗M(jìn)保護(hù)與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在我公司已經(jīng)成批生產(chǎn)投放市場(chǎng)，并已經(jīng)獲得用戶的好評(píng)，該系統(tǒng)具有匯漏保護(hù)等多種保護(hù)功率。

經(jīng)過(guò)以上各方面的改進(jìn)與優(yōu)化，使產(chǎn)品運(yùn)行參數(shù)與性能得到改善。

2.3 運(yùn)行性能與參數(shù)

本公已研究生產(chǎn)的產(chǎn)品的運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)行條件如下[3]。

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

（2） 運(yùn)行參數(shù)。葉輪直徑φ210-φ2500，葉輪轉(zhuǎn)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(chǎn)品特征和優(yōu)勢(shì)

采用推流葉輪，葉片采用高效后傾防纏繞設(shè)計(jì)、靜音運(yùn)行，不影響居民休息，電機(jī)采用具有過(guò)載、過(guò)熱及漏水保護(hù)的潛水電機(jī)，支承架采用減振結(jié)構(gòu)，葉輪采用多種材料：高分子工程材料、不銹鋼等。

3 應(yīng)用與評(píng)價(jià)

本廠生產(chǎn)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(shè)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(guò)程中，可使污水與活性污泥充分混合，提高運(yùn)行中抗擊負(fù)荷能力。

[1]關(guān)醒凡.葉片的理論與設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.

[2]A.T特羅斯蘭斯基（波蘭）等,葉片泵設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981.

[3]李建威.水利機(jī)械測(cè)試技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)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(zé)任編輯劉 紅）