專利名稱：一種噴射式水力攪拌機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種攪拌機或曝氣機，特別是一種噴射式水力攪拌機，屬于攪拌 機技術領域。
背景技術：
城市污水處理系統和沼氣工程中，一般需要在曝氣池或厭氧池中使用攪拌機攪拌 含有懸浮物的污水、稀泥漿、粘稠液體等，以加強液體混合、加速化學反應。常用的攪拌方式 有三種液力攪拌、氣動攪拌和機械攪拌。液力攪拌是在反應器或反應池中設置若干噴嘴， 從噴嘴射入一定壓力的液體帶動反應器或反應池中的液體撓動，從而達到攪拌的目的，液 力攪拌位置固定，撓動范圍小，有攪拌死區，但不存在相界，有利于改善液體流動形態。氣動 攪拌能夠消除攪拌死區，攪拌功率大，操控方便，但是氣動攪拌的高壓氣源如果使用反應器 中的沼氣則存在氣源不足的問題，如果使用高壓空氣則會破壞反應器中的厭氧環境，因此 不適用沼氣工程。機械攪拌是用馬達帶動一個有槳葉的軸，從而使反應器里的液體混合，機 械攪拌的攪動范圍大，攪拌充分，但消耗功率多，在離槳葉較遠處的流體流速急速下降，影 響攪拌效果。中國專利公開號CN200963574Y，
公開日2007年10月24日，實用新型名 稱為“流體驅動葉輪攪拌式反應裝置”提出了在反應容器內裝有葉輪和輪軸的攪拌裝置，在 葉輪附近還裝有射流管，經過動力泵的高壓液體從射流管射出，驅動葉輪轉動，葉輪的轉動 帶動液體在反應器中形成渦流旋轉，達到葉輪和渦流雙重攪拌的目的。但是，該反應裝置中 的射流管的噴射角相對固定，對單片葉輪的作用力由零至最大呈周期性變化，其葉輪的運 轉不夠平穩，射流管射出的高壓液體受到反應器中液體的較大阻力，驅動葉輪攪拌的作用 較小、攪拌效率低，并且噴射高壓液體的目的是驅動葉輪轉動以實現機械攪拌作用，而不是 液力攪拌和機械攪拌兩種方式的結合，其攪拌方式單一，能耗較大，攪拌效率不高。
發明內容本實用新型的目的是克服現有攪拌機攪拌方式單一、攪拌效率不高、攪拌能耗較 大的缺陷與不足，提供一種噴射式水力攪拌機，它結構簡單，能耗較低，攪拌效果好，特別適 于沼氣池及污水曝氣池使用。本實用新型的技術解決方案是一種噴射式水力攪拌機，包括攪拌體，還包括主 接頭，所述主接頭內帶有相連通的進液孔和連接孔，所述的攪拌體由空心回轉軸、噴液管和 噴嘴組成，空心回轉軸的一端為有孔端，位于連接孔的孔內并與進液孔相連通，空心回轉軸 的另一端封閉為無孔端且伸出主接頭外，其無孔端徑向連通有一根以上的噴液管，噴液管 的端部固定有噴嘴，噴嘴與空心回轉軸的徑向平面呈一 45° 45°夾角，且與噴液管呈 30° 90°夾角，所述噴液管中段的外壁上縱向固定有槳葉所述空心回轉軸與主接頭之間 設有軸向定位裝置。一種噴射式水力攪拌機，所述空心回轉軸的無孔端徑向對稱連通有4根噴液管。一種噴射式水力攪拌機，所述槳葉為片狀結構，其縱向外表面與噴液管的縱軸線呈O 30°夾角。—種噴射式水力攪拌機，所述的軸向定位裝置由軸承、擋圈和鎖緊螺母組成，所述 的連接孔自與進液孔相連的一端起依次裝有軸承和擋圈，所述軸承的外徑與連接孔過渡配 合，內徑與空心回轉軸的外徑過渡配合，所述擋圈的外徑小于連接孔的直徑，內徑大于空心 回轉軸的外徑，所述的軸承和擋圈的厚度之和大于或等于連接孔的深度，所述主接頭連接 空心回轉軸一端的外圓表面上有外螺紋與鎖緊螺母的內螺紋相旋合，鎖緊螺母上有止口與 擋圈的端面相接觸。一種噴射式水力攪拌機，所述的軸向定位裝置還包括墊圈和圓盤，所述墊圈的外 徑小于連接孔的直徑，內徑大于空心回轉軸的外徑，所述墊圈套于空心回轉軸的外表面并 緊貼連接孔的頂面，所述圓盤套于空心回轉軸的外表面并緊貼墊圈的底面，所述圓盤與空 心回轉軸固定連接，所述圓盤的外表面與連接孔滑動配合。一種噴射式水力攪拌機，所述的軸向定位裝置由軸套和鎖緊螺栓組成，所述軸套 外徑與連接孔靜配合，內徑與空心回轉軸的外徑滑動配合，所述主接頭和軸套的管壁上對 應的位置上設有螺孔，空心回轉軸管壁上的對應位置上設有環形槽，所述螺孔內裝有鎖緊 螺栓，所述鎖緊螺栓將滾珠頂卡在環形槽與軸套之間。一種噴射式水力攪拌機，所述連接孔為一臺階孔，與進液孔相連的一端直徑小，另 一端直徑大，所述空心回轉軸與連接孔的小直徑孔滑動配合，所述軸承與連接孔的大直徑 孔過渡配合，所述連接孔的小直徑孔的內壁上自與進液孔相連的一端起依次設置有防塵槽 和密封槽，所述防塵槽和密封槽內分別嵌有內徑與空心回轉軸相對應的防塵圈和O型密封 圈，所述擋圈的外圓表面上設置有密封槽，密封槽內嵌有其外徑與大直徑孔相對應的O型 密封圈，所述擋圈的內孔中自孔口一端起依次設置有防塵槽和密封槽，所述防塵槽和密封 槽內分別嵌有內徑與空心回轉軸相對應的防塵圈和O型密封圈。
一種噴射式水力攪拌機，所述主接頭內的進液孔與連接孔呈直角相交。一種噴射式水力攪拌機，所述噴嘴與空心回轉軸的徑向平面呈0°夾角，且與噴液 管呈60°夾角。一種噴射式水力攪拌機，槳葉的縱向外表面與噴液管的縱軸線呈15°夾角。本實用新型的有益效果在于在攪拌體的噴液管端部設置與噴液管成一定角度的 噴嘴，利用噴嘴噴射出高壓液體產生的反作用力推動噴液管及槳葉轉動，實現對液體的機 械攪拌，同時，噴出的高壓液體對池內的液體進行液力攪拌，在未增加動力設備和能量消耗 的前提下實現了機械和液力的雙重攪拌作用，使得攪拌范圍增大、攪拌死區減少、攪拌更加 充分、攪拌效果顯著增強、攪拌效率提高、攪拌能耗降低。其中，進入主接頭進液孔的高壓液 體可以是由水泵抽取的反應池內的原液，經加壓后回用于反應池。本實用新型提供的噴射 式水力攪拌機，設計巧妙、結構簡單、成本低廉、使用方便，特別適于作為沼氣池或污水曝氣 處理池的攪拌機使用。
圖1是本實用新型噴射式水力攪拌機的第一種結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本實用新型噴射式水力攪拌機的第二種結構示意圖[0018] 其中主接頭1，進液孔2，連接孔3，空心回轉軸4，噴液管5，噴嘴6，軸承7，槳葉 8，防塵圈9，0型密封圈10，墊圈11，擋圈12，鎖緊螺母13，軸套14，鎖緊螺栓15，圓盤16。
具體實施方式
以下結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述。參見圖1，圖2，噴射式水力攪拌機的第一種結構示意圖，包括攪拌體，還包括主接 頭1，所述主接頭1內帶有相連通的進液孔2和連接孔3，所述的攪拌體由空心回轉軸4、噴 液管5和噴嘴6組成，空心回轉軸4的一端為開有軸孔的有孔端，另一端為軸孔封閉的無孔 端，空心回轉軸4的有孔端一側與連接孔3動配合且軸孔與進液孔2相連通，空心回轉軸4 的無孔端伸出主接頭1外，且無孔端一側的軸孔徑向連通有至少一根噴液管5，噴液管5的 端部連通有噴嘴6，噴嘴6與空心回轉軸4的徑向平面成一 45° 45°夾角，且與噴液管5 成30° 90°夾角，所述噴液管5中段的外壁上縱向固定有槳葉8，所述空心回轉軸4與主 接頭1之間設有軸向定位裝置。空心回轉軸4與噴液管5的連接方式為在空心回轉軸4的無孔端的管壁上徑向 設有與噴液管5的直徑相對應的開口，開口上固定連接噴液管5，噴液管5為直管，管的一 端可采用焊接等方式與空心回轉軸4徑向連接，管的另一端安裝噴嘴6，要求連接密封不泄 露，并使空心回轉軸4的軸孔與噴液管5的管孔相連通，噴液管5管孔的另一端與噴嘴6連
ο使用時，自曝氣池或厭氧池抽取的原液經動力泵增壓后，通過進液孔2、空心回轉 軸4、噴液管5，自噴嘴6射回曝氣池或者厭氧池中，帶動池中液體攪拌，形成液力攪拌作用。 另一方面，具有一定壓力的液體自噴嘴6噴出后，對噴液管5形成反作用力，由于噴嘴6與 噴液管5呈一定角度，該反作用力對噴液管5形成一定的轉動力矩，推動噴液管5和槳葉8 轉動并攪動池中液體，形成機械攪拌作用，從而在未增加動力設備和能量消耗的前提下實 現了機械和液力的雙重攪拌作用，使得攪拌范圍增大、攪拌死區減少、攪拌更加充分、攪拌 效果顯著增強、攪拌效率提高，能耗降低，其設計巧妙、結構簡單、成本低廉、使用方便、節約 能耗。高壓液體自噴嘴6噴出，對噴液管5和槳葉8產生反作用力，由于噴嘴6與空心回 轉軸4的徑向平面呈一 45° 45°夾角，因此該反作用力在空心回轉軸4的徑向和軸向分 別產生徑向推力1和軸向推力2，該徑向推力對空心回轉軸4形成一定的轉動力矩，又由于 噴嘴6的噴口朝向遠離空心回轉軸4中心的方向并與噴液管5呈30 90°夾角，可知該徑 向推力也與噴液管5呈30 90°夾角，所以該徑向推力在噴液管5的軸向和徑向上又分別 產生徑向推力和軸向推力，該徑向推力對噴液管5形成轉動力矩。當噴嘴6與空心回轉軸 4的徑向平面的夾角為0°時，即平行于該徑向平面時，徑向推力最大，對空心回轉軸4形成 轉動力矩也最大，形成的攪拌作用最強；當噴嘴6與空心回轉軸4的徑向平面呈一 45° 45°夾角時，夾角越接近0°，徑向推力越大，對空心回轉軸4形成的力矩也越大，攪拌作用 越強；當噴嘴6與空心回轉軸4的徑向平面的夾角大于45°或小于一 45°時，徑向推力的 推力值較小，不足以推動空心回轉軸4轉動并形成有效的機械攪拌作用。噴嘴6的噴口傾斜朝向遠離空心回轉軸4中心的方向并與噴液管5應當呈30 90°夾角，當夾角小于30°時，徑向推力的推力值較小，不足以推動噴液管轉動并形成有效的機械攪拌作用；當夾角在30 90 °之間時，在此區間內角度越大，徑向推力越大，對噴 液管5產生的轉動力矩越大，攪拌作用越強，但角度增大，噴嘴6噴出高壓液體對曝氣池或 厭氧池壁部位液體的攪拌范圍變小、攪拌效果反而降低，為兼顧攪拌體的轉動力矩和噴嘴5 對液體的攪拌范圍和效果，噴嘴6與噴液管5的夾角宜優選為60°。本 實用新型提供的噴射式水力攪拌機，在噴液管5中段的外壁上沿縱向固定設置 槳葉8，可以有效地增加攪拌體與液體的接觸面積，加強攪拌效果。槳葉8優選片狀結構，其 縱向外表面與噴液管5的縱軸線可以為0 30°夾角，并且優選15°。片狀結構的槳葉8，與 液體的接觸面積更大，其攪拌效果更好。槳葉8與噴液管5傾斜設置，可以進一步增加與液 體的接觸面積，提高攪拌效果。槳葉8的外表面可以為平面或者曲面，優選曲面。槳葉8外 表面為曲面時，與液體接觸面積更大，更有利于增強攪拌效果。本實用新型提供的噴射式水力攪拌機，空心回轉軸4的無孔端徑向連通的噴液管 5優選4根，并且沿空心回轉軸4的徑向對稱分布。空心回轉軸4為機械攪拌的攪拌軸，噴 液管5選擇4根并且沿空心回轉軸4徑向對稱分布，可以使槳葉8轉動平穩、攪拌充分，攪 拌效果好。實驗證明設置槳葉8的直徑為1 2m，當動力泵的軸功率達到3kw、流量為 17. 5m/h、揚程為19m時，槳葉8的轉速可達50_100r/min。本實用新型提供的噴射式水力攪拌機，軸向定位裝置可以由軸承7、擋圈12和鎖 緊螺母13組成，所述的連接孔3自與進液孔相連的一端起依次裝有軸承7和擋圈12，所述 軸承7的外徑與連接孔3過渡配合，內徑與空心回轉軸4的外徑過渡配合，所述擋圈12的 外徑小于連接孔3的直徑，內徑大于空心回轉軸4的外徑，軸承7和擋圈12的厚度之和大 于或等于連接孔3的深度，所述主接頭1連接空心回轉軸4 一端的外圓表面上有外螺紋與 鎖緊螺母13的內螺紋相旋合，鎖緊螺母13上有止口與擋圈12的端面相接觸。以軸承為主要結構的軸向定位裝置中，軸承7選用具有徑向和軸向固定的推力滾 動軸承，從徑向和軸向有效地固定空心回轉軸4并使其能夠自由轉動，擋圈12用于填充軸 承7至鎖緊螺母13之間的空間，鎖緊螺母13擰緊后可以軸向固定擋圈12和軸承7。使用 以軸承為主要結構的軸向定位裝置，空心回轉軸4的轉動磨擦小，轉動功率大，并且軸承等 構件可以選用現有成型產品，裝配方便。本實用新型提供的噴射式水力攪拌機，軸向定位裝置還包括墊圈11和圓盤16，所 述墊圈11的外徑小于連接孔3的直徑，內徑大于空心回轉軸4的外徑，所述墊圈11套于空 心回轉軸4的外表面并緊貼連接孔3的頂面，所述圓盤16套于空心回轉軸4的外表面并緊 貼墊圈11的底面，所述圓盤16與空心回轉軸4固定連接，所述圓盤16的外表面與連接孔 2滑動配合。圓盤16與空心回轉軸4的固定連接方式可采用在圓盤16與空心回轉軸4對 應位置上開設螺孔，通過螺釘固定連接，也可以采用其它方式固定連接。在空心回轉軸4的 外部固定連接外徑較大的圓盤16，用圓盤16較大的面積向上頂住墊圈11，可以有效地限制 空心回轉軸4向上的位移，實現對空心回轉軸4的軸向限位。墊圈11采用磨擦系數較小的 材料制成，可以減小軸承7與主接頭1因連接表面不光滑造成的構件磨損。墊圈11的外徑 可以等于或小于軸承7的外徑，當墊圈11的外徑小于軸承7的外徑時，墊圈11與主接頭1 的接觸表面積減小，可以減小與主接頭1的磨擦。參見圖3，本實用新型提供的噴射式水力攪拌機，軸向定位裝置還可以由軸套14即滑動軸承和鎖緊螺栓15組成，所述軸套14外徑與連接孔3靜配合，內徑與空心回轉軸4 的外徑滑動配合，所述主接頭1和軸套14管壁對應的位置上設有螺孔，空心回轉軸4的對 應 位置上設有環形槽，所述螺孔上裝有鎖緊螺栓15，鎖緊螺栓15將滾珠頂卡在環形槽和軸 套之間，實現空心回轉軸4的軸向定位。也可以如圖3中，在所述螺孔上裝有鎖緊螺栓15 和彈簧，所述環形槽內裝有滾珠，鎖緊螺栓15壓緊彈簧，彈簧頂在滾珠上，將滾珠卡在環形 槽和軸套之間。采用軸套14、鎖緊螺栓15和滾珠軸向固定空心回轉軸，其裝置簡單、固定可 靠、轉動磨擦較小。圖1中，本實用新型提供的噴射式水力攪拌機，連接孔3為一臺階孔，與進液孔2 相連的一端直徑小，另一端直徑大，所述空心回轉軸4與連接孔3的小直徑孔滑動配合，所 述軸承7與連接孔3的大直徑孔過渡配合，所述連接孔3的小直徑孔的內壁上自與進液孔2 相連的一端起依次設置有防塵槽和密封槽，所述防塵槽和密封槽內分別嵌有內徑與空心回 轉軸4相對應的防塵圈9和O型密封圈10，所述擋圈12的外圓表面上設置有密封槽，密封 槽內嵌有其外徑與大直徑孔相對應的O型密封圈10，所述擋圈12的內孔中自孔口一端起 依次設置有防塵槽和密封槽，所述防塵槽和密封槽內分別嵌有內徑與空心回轉軸4相對應 的防塵圈9和O型密封圈10。防塵圈9和0型圈10起到對軸承7的密封作用，防止液體或灰塵進入軸承7內， 導致空心回轉軸4的轉動磨擦增加、攪拌機的攪拌功率降低。本實用新型提供的噴射式水力攪拌機，所述主接頭1內的進液孔2與連接孔3呈 直角相交，噴射式攪拌機的進液管為水平布置、空心回轉軸4為垂直布置時，攪拌機的構件 布置最合理方便，因此主接頭1內的進液孔2與連接孔3的角度優選直角。上面結合附圖對本實用新型的實施例做了具體說明，但本實用新型并不限于上述 實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨前 提下做出各種變化。
權利要求1.一種噴射式水力攪拌機，包括攪拌體，其特征在于還包括主接頭(1)，所述主接頭 (1)內設置有相互連通的進液孔(2)和連接孔(3)，所述的攪拌體由空心回轉軸(4)、噴液 管(5)和噴嘴(6)組成，空心回轉軸(4)的一端為開有軸孔的有孔端，另一端為軸孔封閉的 無孔端，空心回轉軸(4)的有孔端一側與連接孔(3)動配合且其軸孔與進液孔(2)相連通， 空心回轉軸(4)的無孔端伸出主接頭(1)外，且無孔端一側的軸孔徑向連通有至少一根噴 液管(5)，噴液管(5)的端部連通有噴嘴(6)，噴嘴(6)與空心回轉軸(4)的徑向平面呈一 45° 45°夾角，且與噴液管(5)呈30° 90°夾角，所述噴液管(5)中段的外壁上縱向 固定有槳葉(8)，所述的空心回轉軸(4)與主接頭(1)之間設有軸向定位裝置。
2.根據權利要求1所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述空心回轉軸(4)無 孔端一側的軸孔徑向對稱連通有4根噴液管(5)。
3.根據權利要求1所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述的槳葉(8)為平板 狀，槳葉的縱向中心線與噴液管(5)的縱軸線呈0 30°夾角。
4.根據權利要求1所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述的軸向定位裝置 由軸承(7)、擋圈(12)和鎖緊螺母(13)組成，所述的連接孔(3)自與進液孔(2)相連的一端 起依次裝有軸承(7)和擋圈(12)，所述軸承(7)的外徑與連接孔(3)過渡配合，內徑與空心 回轉軸(4)的外徑過渡配合，所述擋圈(12)的外徑小于連接孔(3)的直徑，內徑大于空心回 轉軸(4)的外徑，所述的軸承(7)和擋圈(12)的厚度之和大于或等于連接孔(3)的深度，所 述主接頭(1)連接空心回轉軸(4)一端的外圓表面上有外螺紋與鎖緊螺母(13)的內螺紋相 旋合，鎖緊螺母(13 )上有止口與擋圈(12 )的端面相接觸。
5.根據權利要求4所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述的軸向定位裝置 還包括墊圈(11)和圓盤(16)，所述墊圈(11)的外徑小于連接孔(3)的直徑，內徑大于空心 回轉軸(4)的外徑，所述墊圈(11)套于空心回轉軸(4)的外表面并緊貼連接孔(3)的頂面， 所述圓盤(16)套于空心回轉軸(4)的外表面并緊貼墊圈(11)的底面，所述圓盤(16)與空 心回轉軸(4)固定連接，所述圓盤(16)的外表面與連接孔(2)滑動配合。
6.根據權利要求1所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述的軸向定位裝置 由軸套(14)和鎖緊螺栓(15)組成，所述軸套(14)外徑與連接孔(3)靜配合，內徑與空心回 轉軸(4)的外徑滑動配合，所述主接頭(1)和軸套(14)的管壁上對應的位置上設有螺孔，空 心回轉軸(4)管壁上的對應位置上設有環形槽，所述螺孔上裝有鎖緊螺栓(15)，鎖緊螺栓 (15)將滾珠頂卡在環形槽和軸套之間。
7.根據權利要求4所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述連接孔(3)為一 臺階孔，與進液孔(2)相連的一端直徑小，另一端直徑大，所述空心回轉軸(4)與連接孔(3) 的小直徑孔滑動配合，所述軸承(7)與連接孔(3)的大直徑孔過渡配合，所述連接孔(3)的 小直徑孔的內壁上自與進液孔(2)相連的一端起依次設置有防塵槽和密封槽，所述防塵槽 和密封槽內分別嵌有內徑與空心回轉軸(4)相對應的防塵圈(9)和O型密封圈(10)，所述 擋圈(12)的外圓表面上設置有密封槽，密封槽內嵌有其外徑與大直徑孔相對應的O型密封 圈(10)，所述擋圈(12)的內孔中自孔口一端起依次設置有防塵槽和密封槽，所述防塵槽和 密封槽內分別嵌有內徑與空心回轉軸(4)相對應的防塵圈(9)和O型密封圈(10)。
8.根據權利要求1所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述主接頭(1)內的進 液孔(2)與連接孔(3)呈直角相交。
9.根據權利要求1所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述噴嘴(6)與空心回 轉軸(4)的徑向平面呈0°夾角，且與噴液管(5)呈60°夾角。
10.根據權利要求4所述的一種噴射式水力攪拌機，其特征在于所述槳葉(7)的縱向 外表面與噴液管(5)的縱軸線呈15°夾角。
專利摘要一種噴射式水力攪拌機，包括由空心回轉軸、噴液管和噴嘴組成的攪拌體，帶有相連通的進液孔和連接孔的主接頭，空心回轉軸一端為有孔端，位于連接孔內并與進液孔相連通，另一端為無孔端并徑向連通有一根以上的噴液管，噴液管的端部固定有與空心回轉軸的徑向平面呈－45°～45°夾角、且與噴液管呈30～90°夾角的噴嘴，空心回轉軸與主接頭之間還設有軸向定位裝置。使用時，高壓液體自噴嘴噴出并攪動液體，噴液產生的反作用力推動噴液管轉動而攪拌液體，在未增加動力設備和能量消耗的前提下實現了機械和液力的雙重攪拌作用，攪拌效果增強、效率提高，能耗降低，其設計巧妙、結構簡單、成本低廉，適于作為沼氣池或污水處理池的攪拌機使用。
文檔編號B01F5/02GK201832571SQ20102057768
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者唐修忠, 張涵, 熊建, 田發科 申請人:武漢天穎環境工程有限公司