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潜水推流器QJB1.5/4-1400/2-43/B
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水下推流器
随着城市污水处理后的排放标准要求的提高，对处理后排放水质除了常规的BOD5、COD等指标外，有的地区(市)的环保局还对铵－氮提出了要求，因此，采用常规的活性污泥法处理污水已不能满足上述要求。为了达到这排放标准，在处理较小水量时常常采用氧化沟形式，而对水量较大的污水厂，却常用AO(厌氧、好氧)法的处理工艺。目前，在厌氧池中为了达到原生污水和活性污泥充分混和，又不使污泥下沉的目的，将进行水下推流和搅拌作业的搅拌部分潜入水中，而其驱动部分则设在水面以上，通过传动轴传递至搅拌部分，上述驱动部分装在可沿池子平移的行车式衍架上，从而带动传动及搅拌部分在整个池子中工作。但是，这种装置既庞大而复杂，又不能满足要求，且其能耗也较大。因此，需要寻求一种设备，它既能使厌氧池中的原生污水和活性污泥充分混和，又能起到提高池底流速和推流的作用，使污泥不下沉。但是，目前在国内尚无同类产品。
本实用新型的目的在于提供一种除能满足上述要求的设备外，还要求这种设备在水下工作时具备良好的水和油密封性能，并具有一定的安全工作报警装置，以能在水下较长时间可靠工作而无需经常拆卸以作检查。
为实现上述的目的，特提供一种水下搅拌器，它包括一带输出轴的驱动电机；一由驱动电机带动的浆轴；一固定于上述浆轴输出端的螺旋浆；一对分别固定于上述电机输出轴端及浆轴另一端且相互啮合的传动齿轮；一在其内穿装并依靠两组间隔开的滚动轴承支承上述浆轴的浆轴箱，在浆轴箱内在上述两组轴承之间形成第一贮油腔；一分别与上述电机壳和浆轴箱一端相连、在其内穿装并靠一滚动轴承支承电机输出轴的中间箱，它和上述浆轴箱之间形成包容上述啮合齿轮对的第二贮油腔；此外，在上述中间箱内在电机输出轴上位于支承该轴的滚动轴承与电机之间处套装有一机械动密封组件，用以阻止上述第二贮油腔中的润滑油进入电机绕组线圈；在上述浆轴上位于上述浆轴箱与螺旋浆之间处套装有又一机械动密封组件，用以阻止外界水经第一和第二贮油腔渗入电机内，该组件靠一套装在该密封组件上、其一端与上述浆轴箱的另一端相固连的轴承座将它包容；在上述中间箱分别与上述电机壳和浆轴箱相连接之界面，以及上述浆轴箱与上述轴承座相连接之界面上，各设有一密封圈，用以阻止外界水渗入搅拌器内；另外，还设有一渗水报警传感器，其探头通过浆轴箱上一孔伸入上述第一贮油腔中，它与设置在水面上的电控设备电气连接，以使当渗入上述第一贮油腔的润滑油中的水量达到一定值(如10％)时则自动控制使搅拌器停机。此外，还有一固定安装的、围绕螺旋浆并与螺旋浆旋转轴线同轴线的、基本呈一轴向两端敞口的直圆筒形导管，靠它和螺旋浆的协同作用，得以满足获得较远流程的流场要求。
本实用新型的目的和结构特点及其优点，通过对下述实施例的描述及其附图的说明，将会变得更加明了
它由定子101，带输出轴103的转子102组成，并一起组装到一结构紧凑的电机壳2中。电机壳一端为封闭的，另一端敞开。为适应深水下(如20米下)工作，将电机绝缘等级提高至F级；一由上述电机1带动的浆轴15，它平行于上述电机输出轴103而与电机输出轴间隔开，两轴位于同一平面内；一固定于上述浆轴15输出端上的螺旋浆14。该螺旋浆叶片曲线是按潜射流理论计算设计的，这样，它能传递对应驱动电机1输出的最大搅拌效率；一导管13，它基本呈一轴向两端敞开的直圆筒形，且其两端敞口分别呈不同张开角度的喇叭口形。它是固定安装于下述中间箱20上，并围绕着上述螺旋浆14且与螺旋浆旋转轴线同轴线。它与上述螺旋浆14配合工作能满足较远流程的流场要求；一对相互啮合的传动齿轮18与3，均为斜齿轮，它们分别通过键固定连接于上述电机输出轴103轴端和浆轴15的另一端；一浆轴箱4，它基本呈两端敞开的圆柱形，上述浆轴15就穿装在其内，并依靠两组间隔开的滚动轴承支承浆轴15，其中靠螺旋浆14一侧的是一单列向心球轴承8，另一侧的是一靠里的单列向心推力球轴承6和靠外的单列圆锥滚子轴承17，这样，以利于承受轴向力。在上述轴承8与6之间，浆轴箱4内形成了一第一贮油腔22，以存放润滑油；一中间箱20，基本呈一法兰盘状，它分别与上述电机壳2的敞开端和浆轴箱4的靠近电机1的那一敞开端，借助螺钉相互固定连接，上述电机输出轴13就穿装在其内，并依靠一滚动轴承，如单列向心球轴承24支承电机输出轴端。该中间箱与上述浆轴箱之间形成一包容上述啮合齿轮对的第二贮油腔23，以存放润滑油；上述导管13通过三条拉条12固连于该中间箱上；两组机械动密封组件11和21(参阅图2和图3)，其中动密封组件11安装于上述浆轴15上位于浆轴箱4与螺旋浆14之间处，它是一种外装大弹簧非平衡型机械密封组件，包括(顺着向螺旋浆方向的顺序)弹簧座111，大弹簧112，推环113，密封圈114，动环115，密封环116和静环117。结合图示可知通过倚靠于沿轴向固定的弹簧座111的大弹簧112的作用力，使推环113始终向右移动顶紧密封圈114，继而密封圈114顶住动环115，又迫使密封环116和静环117之间贴紧保持密封关系，依靠这一沿径向的密封带以及上述密封圈114与浆轴15表面之间近似的线密封带，就可基本阻止外界水从浆轴15经第一、二贮油腔渗入电机内，以确保电机的良好绝缘性；另一组动密封组件21安装于上述中间箱内的电机输出轴103上位于支承该轴的单列向心球轴承24的左侧处，它是一种内装小弹簧非平衡型机械密封组件，包括(顺着向电机方向的顺序)弹簧座216，小弹簧214，推环215，密封圈213，动环217，密封环212和静环211。同理，它也是依靠密封环212与静环211之间的径向密封带和密封圈213与电机输出轴13表面之间近似的线密封带，可基本阻止上述第二贮油腔中的润滑油渗入电机1内，以确保电机的良好绝缘性；上述两种密封组件的组成及结构基本相同，因此，上述两个安装地点可装其中任一种，或两处装相同的也可，这要根据安装处的结构实际情况决定。
一轴承座10，它套装于浆轴15上，且连接于上述浆轴箱的右侧敞开端。它将上述动密封组件11包容以使它与外界隔离；三道O形密封圈19、5和9，它们分别设置在上述中间箱20与电机壳2的敞开端的连接界面，上述中间箱20与浆轴箱4的左侧敞开端的连接界面以及上述浆轴箱4的右侧敞开端与上述轴承座10的连接界面上，以防止搅拌器在水下工作时渗进外来之水；以及一渗水报警传感器16，其探头通过上述浆轴箱4上的一孔伸入到第一贮油腔22中。当渗入第一贮油腔中的润滑油中的水量达到一定值(如占油量的10％)时，则会使传感器16接通，信号发至水面上的控制箱，则发出声光报警信号；同时依靠渗水报警延时线路延时四分钟后，自动切断搅拌器电源，中断工作，以起到保护搅拌器的作用。
上述就是本实用新型水下搅拌器的主要组成部分及其结构。
实际使用时，只要借助一导向装置将它放到水下某深度处，操作人员在地面上开动电源，螺旋浆就高速旋转，使池底污泥和水充分被搅拌混和，并在水下该深度处的一定流场范围内提供一定的流速。例如，该搅拌器曾在国内一耐波性水池(长×宽×深＝70米×46米×4米)中测量其流场流速，按照沿池的浆轴轴向池中的不同距离处、它离池底不同高度处，以及不同轴向距离处相应深度下某一横距处的各个测量结果，表明在长×宽为25米×4米范围内绝大部分区域内的平均流速≥0.3米／秒，达到了使用要求。经实测，该搅拌器电耗为每立方米水只需7、8瓦，而前述现有技术的老装置则耗电10瓦，提高了20％左右。此外，用此设备在AO法工艺处理污水排放标准也符合环保部门对排放水的铵－氮含量要求。
此外，由上述可知，本实用新型水下搅拌器的结构整体性较好，且具有三道O形密封圈及两道机械动密封组件的良好的水／油密封性能，加上渗水报警装置的保护作用，使该搅拌器能在水下较长时间，如2000小时内可靠工作后才需拉出水面检查。总之，本实用新型水下搅拌器不失为当前国内AO法污水处理必不可少的新设备。此外还可用于污泥、粪便搅拌和养鱼输送食料等。
权利要求1.一种主要用于AO法污水处理的水下搅拌器，它包括一固定于一电机壳2中的带输出轴103的驱动电机1，一由驱动电机1带动的浆轴15，一固定于浆轴15输出端的螺旋浆14，其特征在于，它还包括一对分别固定于所述电机1输出轴端及浆轴15另一端且相互啮合的传动齿轮18及3；一在其内穿装并用两组间隔开的滚动轴承(17、6)和8支承所述浆轴14的浆轴箱4，在其内在所述两组轴承之间形成第一贮油腔22；一分别与所述电机壳2和浆轴箱4的一端相连，在其内穿装并用一滚动轴承24支承所述电机输出轴103的中间箱20，它和所述浆轴箱4之间形成包容所述啮合齿轮对18及3的第二贮油腔23；一组在所述中间箱20内的、套装在电机输出轴103上位于支承该轴的所述滚动轴承24与电机1之间处的机械动密封组件21；一组套装在所述浆轴15上位于所述浆轴箱4与所述螺旋浆14之间处的机械动密封组件11，它靠一套装在所述机械动密封组件11上、其一端与所述浆轴箱4的另一端相固连的轴承座10将它包容；在所述中间箱20分别与所述电机壳2和浆轴箱4一端相连接之界面，以及所述浆轴箱4之另一端与所述轴承座10相连接之界面上，分别设置的密封圈19、5和9；以及，一渗水报警传感器16，其探头通过所述浆轴箱4上之一孔伸入所述第一贮油腔22中，它与设置在水面上的电控设备电气连接。
2.如权利要求1所述的水下搅拌器，其特征在于，还包括一固定安装的、围绕所述螺旋浆14并与它的旋转轴线共轴线的、基本呈一轴向两端敞口的直圆筒形的导管13，其两端敞口分别呈不同张开角的喇叭口形。
3.如权利要求1所述的水下搅拌器，其特征在于，所述机械动密封组件11和21均为一种外装大弹簧非平衡型机械密封组件或内装小弹簧非平衡型机械密封组件，或者，它们可分别为其中之一种；所述外装大弹簧非平衡型机械密封组件11包括(顺着向所述螺旋浆14方向的顺序)一弹簧座111，一大弹簧112，一推环113，一密封圈114，一动环115，一密封环116和一静环117；所述内装小弹簧非平衡型机械密封组件21包括(顺着向所述电机1方向的顺序)一弹簧座216，一小弹簧214，一推环215，一密封圈213，一动环217，一密封环212和一静环211。
专利摘要一种专用于AO法污水处理的水下搅拌器，包括驱动电机，传动齿轮，桨轴及带有导管的螺旋桨等部分，它依靠三道O形密封圈及两道机械动密封组件确保其良好的水/油密封性，并借助渗水报警器起到对设备工作的保护作用，使该设备能较长时间在水下可靠工作而无需经常拆卸检查，并在混和污泥和污水及提高池底流速方面具有显著效果，污水排放标准符合国家规定，实为国内AO法污水处理必不可少的新设备。此外，还可用于污泥、粪便搅拌和养鱼输送食料等
潜水搅拌机原理及其设备设计
潜水搅拌机是利用高度分散的微小气泡作为载体黏附污水中的污染物，使其密度小于水面上浮水面从而现固-液-液分离的过程。在污水处理中，潜水搅拌机广泛应用于处理含有细小县浮物、藻类和微絮体的污水、造纸废水和含油废水等，根据产生微气泡方式的不同，其气潜水搅拌机设备分为电解潜水搅拌机设备、潜水搅拌机设备、溶气潜水搅拌机设备、生化潜水搅拌机设备和离子潜水搅拌机设备等。
潜水搅拌机分离的基本原理是在污水中通入空气，使污水中产生大量的微细气泡，并促使其黏附在杂质颗粒上，形成密度小于水的潜水搅拌机，在潜水搅拌机的作用下，实现固-液或液-液分离。
微细气泡和颗粒之间的接触吸附机理通常有两种情况：一是絮凝体内衷带微细气泡，絮凝体越大，这一倾向越强烈，越能阻留气泡。二是汽泡与颗粒的吸附，这种吸附力是由两相之间的界面张力引起的。根据作用于气固-液三相之间的界面张力，可推测这种吸附力的大小。在三相接触点上，由气-液界面与固-液界面构成的o触点，称为接触触点。
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