CN105381743A - 一种立式搅拌机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式搅拌机，包括导轨、气缸、支撑柱，该导轨沿竖直方向设置，该支撑柱与导轨滑动连接，该气缸驱动支撑柱沿导轨的延伸方向位移；该支撑柱上设有搅拌机构；该搅拌机构包括连接杆，该连接杆一端与支撑柱连接，另一端向下延伸；该连接杆上设有若干搅拌单元；该搅拌单元包括电机、M个第一叶片，该电机通过传动轴与第一叶片传动连接；该第一叶片靠近电机一侧的表面是由曲线Q以传动轴的轴线为中心旋转而成。本发明中，根据污水、物料的实际情况，灵活的搅拌、混合，提高了搅拌效果；通过第一叶片、第二叶片、第三叶片的设计，搅拌、混合效果明显提高；整个装置，结构简单，使用方便。

Description

一种立式搅拌机

技术领域

本发明涉及水处理设备机械技术领域，尤其涉及一种立式搅拌机。

背景技术

伴随我国城市化快速发展，城市生活污水排放量呈快速增长。国家高度重视污水处理与排放。自1998年起城市生活污水排放量超过工业废水排放量起，城市污水处理事业迅速发展，截止2011年第三季度底，我国已建污水处理厂3078座，污水处理总能力达1.36亿吨/天，实际处理能力约为1.1亿吨/天。污水处理搅拌机作为主要的污水处理设备，在污水处理厂内广泛应用，对其的研究是污水处理厂节能减排的关键。

在中国专利申请号：201210169991.7中公开了一种立式潜水曝气搅拌机。包括潜水电机、三脚座、叶轮、导流罩、混合室及进气罩，其特征是潜水电机通过三脚座竖向立式固定在导流罩上，潜水电机的伸出轴头朝下，叶轮固定在潜水电机的伸出轴头上；导流罩固定在带支承腿的混合室上，混合室内固定有进气罩，混合气室周边均布有多个斜向流道孔，混合室底部设有进气孔，通过进气孔可以连接罗茨鼓风机或空压机。该技术方案搅拌效果不够理想，需要进一步的改进。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种立式搅拌机，搅拌效果好。

一种立式搅拌机，包括导轨、气缸、支撑柱，该导轨沿竖直方向设置，该支撑柱与导轨滑动连接，该气缸驱动支撑柱沿导轨的延伸方向位移；

该支撑柱上设有搅拌机构；

该搅拌机构包括连接杆，该连接杆一端与支撑柱连接，另一端向下延伸；该连接杆上设有若干搅拌单元；

该搅拌单元包括电机、M个第一叶片，该第一叶片安装在传动轴上，该电机通过传动轴与第一叶片传动连接；该第一叶片靠近电机一侧的表面是由曲线Q以传动轴的轴线为中心旋转而成；

曲线Q的方程为：

其中：X为第一叶片沿传动轴的径向的坐标，Y为第一叶片沿传动轴的轴向的坐标；

$L=2D+0.1\×\sqrt[3]{V}\±K;$

其中：D为传动轴的直径，V为待搅拌区域的容积，K为修正长度，K＝0—0.1m。

能够利用气缸驱动搅拌机构沿竖直方向位移，增大搅拌范围，对待搅拌区域形成三维搅拌，增大搅拌效果，同时，当零部件损坏时，能够方便维修。使用更加灵活，使用范围更广。

搅拌单元的数量可以设置为2个，2个搅拌单元关于连接杆对称设置，这样进一步的增大搅拌效果。同时，可以让2个搅拌单元的内第一叶片相靠近，2个搅拌单元内的第一叶片的转动方向相反，这样2个第一叶片转动时产生的水流相互影响，进一步提高搅拌效果。

第一叶片转动时，驱动污水做切线运动，在第一叶片的下方平行推流，在与搅拌池的底部接触后反弹，逐渐上升而形成循环水流，这样就能够形成沿传动轴的轴向和径向的交叉水流，提高了搅拌、混合效果。

第一叶片表面的特别设计，搅拌物料时，物料转动曲线合理，杂质不会在第一叶片上堆积，物料混合更加均匀。第一叶片的上述设计是申请人通过多次研究、试验得到，第一叶片按上述要求设计，搅拌效果提高。

其中，K的具体长度，可以根据待搅拌物质的特性、立式搅拌机布置的数量及电机的转速综合起来灵活的选择。

优选的，立式搅拌机还包括M个第二叶片，M≥2，该电机通过传动轴与第二叶片传动连接；任意1个第一叶片在垂直于传动轴轴向的平面内的投影位于相邻2个第二叶片在垂直于传动轴轴向的平面内的投影之间；任意1个第二叶片在垂直于传动轴轴向的平面内的投影位于相邻2个第一叶片在垂直于传动轴轴向的平面内的投影之间。

为了增加搅拌效率，故增加第二叶片，且让第一叶片、第二叶片按上述要求进行分布，这样在进行搅拌污水时，第一叶片、第二叶片能够相互的配合，能够协同作业；申请人也经过多次试验，效果比较理想；效率提高。

如果不按上述要求进行分布的话，第一叶片与第二叶片在垂直于传动轴轴向的平面内的投影有重合的话，第一叶片在搅拌污水时会多第二叶片产生影响，第二叶片也发挥不出其搅拌效果。

优选的，该第二叶片置于第一叶片与电机之间，该第二叶片的长度大于第一叶片的长度。

第二叶片的搅拌半径较大，先利用第一叶片进行搅拌，搅拌半径较小，再利用第二叶片进行搅拌，增大搅拌半径，增大搅拌效果。经过试验验证，比第一、第二叶片相等的搅拌效果提高了5—15％。经过试验，第二叶片的长度为第一叶片长度的1.2—1.5倍即可，过长的话，效果反而不理想。

优选的，第二叶片的根部与垂直于传动轴轴向的平面之间的夹角为β，10度≤β≤30度。

第二叶片的根部指第二叶片与传动轴连接的一端。

β越大搅拌效果越好，但是，受到的流体阻力也相应增大，对第二叶片的强度等性能要求更高，因而会导致制造难度变大，成本变高；因此，经过多次试验后，10度≤β≤30度时，经济性最好。一般β取16—24度，效果最好。

优选的，立式搅拌机还包括横杆，上述传动轴竖直设置，该横杆水平设置，该横杆上设有第一齿轮，该传动轴上设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，该横杆的一端设第三叶片。

利用第三叶片沿水平方向进行搅拌，进一步的提高了搅拌效果；现有技术中从未提出上述设计，大家都忽略了同时沿竖直、水平方向进行搅拌，而经过试验，虽然成本提高，但，搅拌效果提高更大，综合分析，经济性提高。

优选的，该第三叶片远离第一齿轮一侧的表面是由曲线Q以横杆的轴线为中心旋转而成；

曲线Q的方程为：y²＝2px；

其中：x是第三叶片沿横杆的轴向的坐标，y是第三叶片沿横杆的径向的坐标；

该第三叶片的端部利用圆弧过渡设置。

第三叶片按照上述独特的设计，配合第一叶片进行搅拌，转动时的水流相互交叉影响，搅拌、混合效果明显提高。

优选的，立式搅拌机还包括用于向待搅拌区域通入介质的容器；

该传动轴上设有套管，该套管与传动轴转动连接，该套管的两端与传动轴密封连接，该套管的中部与传动轴的侧壁之间形成用于通入介质的容纳空间，该容纳空间与容器连通；

该传动轴的中部沿轴向设有用于存储介质的存储空间，该传动轴的侧壁位于与套管接触的区域设有若干用于将存储空间与容纳空间连通连接通道；

该第一叶片内部形成用于存储介质的收容空间，该收容空间与存储空间连通，该第一叶片上设有若干通孔，该通孔将外界与收容空间连通。

容器内的流体、气体依次经过容纳空间、存储空间、收容空间后经过通孔排除。可以利用容器向待搅拌、混合的物质中通入物料、化学试剂、氧气等，促进待搅拌物质反应，配合第一叶片转动，效果更好。

优选的，该通孔倾斜设置，该通孔与垂直于传动轴轴向的平面的夹角为锐角。

这样配合第一叶片转动时，容器内的流体、气体分散更加均匀，混合效果更好。

优选的，该第一叶片上设有若干导流叶，该导流叶之间的连线形成阿基米德螺线。

增加导流叶配合第一叶片进行搅拌，增大搅拌效果；导流叶的上述设计也是为了增大搅拌效果。

优选的，该搅拌单元还包括滑杆、液压缸，该滑杆的一端与连接杆连接，另一端向外延伸，该电机与滑杆滑动连接，该液压缸驱动电机沿滑杆的延伸方向位移。

利用液压缸驱动电机沿滑杆的延伸方向位移，够对污水的不同区域进行搅拌，根据污水的沉积情况，灵活搅拌，这样，灵活性好，使用范围广，使用更加方便。

本发明中，根据污水、物料的实际情况，灵活的搅拌、混合，提高了搅拌效果；通过第一叶片、第二叶片、第三叶片的设计，搅拌、混合效果明显提高；整个装置，结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的第一叶片、第二叶片的仰视图。

具体实施方式

参照图1、2：

本发明提出的一种立式搅拌机，包括导轨1、气缸2、支撑柱3，该导轨1沿竖直方向设置，该支撑柱3与导轨1滑动连接，该气缸2驱动支撑柱3沿导轨1的延伸方向位移；

该支撑柱3上设有搅拌机构；

该搅拌机构3包括连接杆4，该连接杆4一端与支撑柱3连接，另一端向下延伸；该连接杆4上设有若干搅拌单元；

该搅拌单元包括电机5、M个第一叶片6，该第一叶片6安装在传动轴7上，该电机5通过传动轴7与第一叶片6传动连接；该第一叶片6靠近电机5一侧的表面是由曲线Q以传动轴的轴线为中心旋转而成；

曲线Q的方程为：

其中：X为第一叶片6沿传动轴的径向的坐标，Y为第一叶片6沿传动轴7的轴向的坐标；

$L=2D+0.1\×\sqrt[3]{V}\±K;$

其中：D为传动轴7的直径，V为待搅拌区域的容积，K为修正长度，K＝0—0.1m。

能够利用气缸2驱动搅拌机构沿竖直方向位移，增大搅拌范围，对待搅拌区域形成三维搅拌，增大搅拌效果，同时，当零部件损坏时，能够方便维修。使用更加灵活，使用范围更广。

搅拌单元的数量可以设置为2个，2个搅拌单元关于连接杆4对称设置，这样进一步的增大搅拌效果。同时，可以让2个搅拌单元的内第一叶片6相靠近，2个搅拌单元内的第一叶片6的转动方向相反，这样2个第一叶片6转动时产生的水流相互影响，进一步提高搅拌效果。

第一叶片6转动时，驱动污水做切线运动，在第一叶片6的下方平行推流，在与搅拌池的底部接触后反弹，逐渐上升而形成循环水流，这样就能够形成沿传动轴的轴向和径向的交叉水流，提高了搅拌、混合效果。

第一叶片6表面的特别设计，搅拌物料时，物料转动曲线合理，杂质不会在第一叶片6上堆积，物料混合更加均匀。第一叶片6的上述设计是申请人通过多次研究、试验得到，第一叶片6按上述要求设计，搅拌效果提高。

其中，K的具体长度，可以根据待搅拌物质的特性、立式搅拌机布置的数量及电机的转速综合起来灵活的选择。

立式搅拌机还包括M个第二叶片8，M≥2，该电机5通过传动轴7与第二叶片8传动连接；任意1个第一叶片6在垂直于传动轴7轴向的平面内的投影位于相邻2个第二叶片8在垂直于传动轴7轴向的平面内的投影之间；任意1个第二叶片8在垂直于传动轴7轴向的平面内的投影位于相邻2个第一叶片6在垂直于传动轴7轴向的平面内的投影之间。

为了增加搅拌效率，故增加第二叶片8，且让第一叶片6、第二叶片8按上述要求进行分布，这样在进行搅拌污水时，第一叶片6、第二叶片8能够相互的配合，能够协同作业；申请人也经过多次试验，效果比较理想；效率提高10—20％。

如果不按上述要求进行分布的话，第一叶片6与第二叶片8在垂直于传动轴7轴向的平面内的投影有重合的话，第一叶片6在搅拌污水时会多第二叶片8产生影响，第二叶片8也发挥不出其搅拌效果。

该第二叶片8置于第一叶片6与电机5之间，该第二叶片8的长度大于第一叶片6的长度。

第二叶片8的搅拌半径较大，先利用第一叶片6进行搅拌，搅拌半径较小，再利用第二叶片8进行搅拌，增大搅拌半径，增大搅拌效果。经过试验验证，比第一、第二叶片相等的搅拌效果提高了5—15％。经过试验，第二叶片8的长度为第一叶片6长度的1.2—1.5倍即可，过长的话，效果反而不理想。

第二叶片8的根部与垂直于传动轴7轴向的平面之间的夹角为β，10度≤β≤30度。

第二叶片8的根部指第二叶片8与传动轴7连接的一端。

β越大搅拌效果越好，但是，受到的流体阻力也相应增大，对第二叶片8的强度等性能要求更高，因而会导致制造难度变大，成本变高；因此，经过多次试验后，10度≤β≤30度时，经济性最好。一般β取16—24度，效果最好。

立式搅拌机还包括横杆9，上述传动轴7竖直设置，该横杆9水平设置，该横杆9上设有第一齿轮10，该传动轴7上设有与第一齿轮10相啮合的第二齿轮11，该横杆9的一端设第三叶片12。

利用第三叶片12沿水平方向进行搅拌，进一步的提高了搅拌效果；现有技术中从未提出上述设计，大家都忽略了同时沿竖直、水平方向进行搅拌，而经过试验，虽然成本提高，但，搅拌效果提高更大，综合分析，经济性提高。

该第三叶片12远离第一齿轮10一侧的表面是由曲线Q以横杆9的轴线为中心旋转而成；

曲线Q的方程为：y²＝2px；

其中：x是第三叶片12沿横杆9的轴向的坐标，y是第三叶片12沿横杆9的径向的坐标；

该第三叶片12的端部利用圆弧过渡设置。

该第三叶片12表面的设计，在搅拌物料时，驱动物料做螺旋状运动，然后不断的向外扩散做切线运动，物料也便于从第三叶片12上脱离。第三叶片12按照上述独特的设计，配合第一叶片6进行搅拌，转动时的水流相互交叉影响，搅拌、混合效果明显提高。

立式搅拌机还包括用于向待搅拌区域通入介质的容器13；

该传动轴7上设有套管14，该套管14与传动轴7转动连接，该套管14的两端与传动轴7密封连接，该套管14的中部与传动轴7的侧壁之间形成用于通入介质的容纳空间15，该容纳空间15与容器13连通；

容器13通过管道与容纳空间15连通，通过上述设计，传动轴7转动的时候，套管14不动，这样管道就不会缠绕在传动轴7上。

该传动轴7的中部沿轴向设有用于存储介质的存储空间16，该传动轴7的侧壁位于与套管14接触的区域设有若干用于将存储空间16与容纳空间15连通的连接通道17；

该第一叶片6内部形成用于存储介质的收容空间18，该收容空间18与存储空间16连通，该第一叶片6上设有若干通孔19，该通孔19将外界与收容空间18连通。

容器13内的流体、气体依次经过容纳空间15、存储空间16、收容空间18后经过通孔排除。可以利用容器13向待搅拌、混合的物质中通入物料、化学试剂、氧气等，促进待搅拌物质反应，配合第一叶片转动，效果更好。

该通孔19倾斜设置，该通孔19与垂直于传动轴7轴向的平面的夹角为锐角。

这样配合第一叶片6转动时，容器内的流体、气体分散更加均匀，混合效果更好。

该第一叶片6上设有若干导流叶20，该导流叶20之间的连线形成阿基米德螺线。

增加导流叶20配合第一叶片6进行搅拌，增大搅拌效果；导流叶20的上述设计也是为了增大搅拌效果。

该搅拌单元还包括滑杆21、液压缸22，该滑杆21的一端与连接杆4连接，另一端向外延伸，该电机5与滑杆21滑动连接，该液压缸22驱动电机5沿滑杆21的延伸方向位移。

利用液压缸22驱动电机5沿滑杆21的延伸方向位移，够对污水的不同区域进行搅拌，根据污水的沉积情况，灵活搅拌，这样，灵活性好，使用范围广，使用更加方便。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立式搅拌机，其特征在于：包括导轨(1)、气缸(2)、支撑柱(3)，该导轨(1)沿竖直方向设置，该支撑柱(3)与导轨(1)滑动连接，该气缸(2)驱动支撑柱沿导轨(1)的延伸方向位移；

该支撑柱(3)上设有搅拌机构；

该搅拌机构包括连接杆(4)，该连接杆(4)一端与支撑柱(3)连接，另一端向下延伸；该连接杆(4)上设有若干搅拌单元；

该搅拌单元包括电机(5)、M个第一叶片(6)，该第一叶片(6)安装在传动轴(7)上，该电机(5)通过传动轴(7)与第一叶片(6)传动连接；该第一叶片(6)靠近电机(5)一侧的表面是由曲线Q以传动轴(7)的轴线为中心旋转而成；

曲线Q的方程为：

其中：X为第一叶片(6)沿传动轴(7)的径向的坐标，Y为第一叶片(6)沿传动轴(7)的轴向的坐标；

$L=2D+0.1\×\sqrt[3]{V}\±K;$

其中：D为传动轴(7)的直径，V为待搅拌区域的容积，K为修正长度，K＝0—0.1m。

2.根据权利要求1所述的立式搅拌机，其特征在于：立式搅拌机还包括M个第二叶片(8)，M≥2，该电机(5)通过传动轴(7)与第二叶片(8)传动连接；任意1个第一叶片(6)在垂直于传动轴(7)轴向的平面内的投影位于相邻2个第二叶片(8)在垂直于传动轴(7)轴向的平面内的投影之间；任意1个第二叶片(8)在垂直于传动轴(7)轴向的平面内的投影位于相邻2个第一叶片(6)在垂直于传动轴(7)轴向的平面内的投影之间。

3.根据权利要求2所述的立式搅拌机，其特征在于：该第二叶片(8)置于第一叶片(6)与电机(5)之间，该第二叶片(8)的长度大于第一叶片(6)的长度。

4.根据权利要求2或3所述的立式搅拌机，其特征在于：第二叶片(8)的根部与垂直于传动轴(7)轴向的平面之间的夹角为β，10度≤β≤30度。

5.根据权利要求1所述的立式搅拌机，其特征在于：立式搅拌机还包括横杆(9)，上述传动轴(7)竖直设置，该横杆(9)水平设置，该横杆(9)上设有第一齿轮(10)，该传动轴(7)上设有与第一齿轮(10)相啮合的第二齿轮(11)，该横杆(9)的一端设第三叶片(12)。

6.根据权利要求5所述的立式搅拌机，其特征在于：该第三叶片(12)远离第一齿轮(10)一侧的表面是由曲线Q以横杆(9)的轴线为中心旋转而成；

曲线Q的方程为：y²＝2px；

其中：x是第三叶片(12)沿横杆(9)的轴向的坐标，y是第三叶片(12)沿横杆(9)的径向的坐标；

该第三叶片(12)的端部利用圆弧过渡设置。

7.根据权利要求1所述的立式搅拌机，其特征在于：立式搅拌机还包括用于向待搅拌区域通入介质的容器(13)；

该传动轴(7)上设有套管(14)，该套管(14)与传动轴(7)转动连接，该套管(14)的两端与传动轴密封连接，该套管(14)的中部与传动轴(7)的侧壁之间形成用于通入介质的容纳空间(15)，该容纳空间(15)与容器(13)连通；

该传动轴(7)的中部沿轴向设有用于存储介质的存储空间(16)，该传动轴(7)的侧壁位于与套管(14)接触的区域设有若干用于将存储空间(16)与容纳空间(15)连通的连接通道(17)；

该第一叶片(6)内部形成用于存储介质的收容空间(18)，该收容空间(18)与存储空间(16)连通，该第一叶片(6)上设有若干通孔(19)，该通孔(19)，将外界与收容空间(18)连通。

8.根据权利要求7所述的立式搅拌机，其特征在于：该通孔(19)倾斜设置，该通孔(19)与垂直于传动轴(7)轴向的平面的夹角为锐角。

9.根据权利要求1所述的立式搅拌机，其特征在于：该第一叶片(6)上设有若干导流叶(20)，该导流叶(20)之间的连线形成阿基米德螺线。

10.根据权利要求1所述的立式搅拌机，其特征在于：该搅拌单元还包括滑杆(21)、液压缸(22)，该滑杆(21)的一端与连接杆(4)连接，另一端向外延伸，该电机(5)与滑杆(21)滑动连接，该液压缸(22)驱动电机沿滑杆(21)的延伸方向位移。