1.立軸是齒輪箱曲面攪拌器在市政、化工造紙及其它多種水處理工藝中，水體攪拌混合是其中關(guān)鍵工藝過(guò)程之一。傳統(tǒng)的攪拌機(jī)械分為立軸折槳式和水平（潛水）式兩種常用方式，由于安裝的方式和葉槳形式?jīng)Q定了其攪拌形態(tài)，無(wú)論在能耗上還是在攪拌效果上均不太理想，不僅給污水廠的運(yùn)營(yíng)成本帶來(lái)不必要的增加，而且會(huì)直接影響到終的工藝處理效果。針對(duì)以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)四年的試驗(yàn)，借助同行的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，我們終于研制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙曲面攪拌機(jī)，歷時(shí)三年多的實(shí)際應(yīng)用，獲得了良好的效果，，并成為的產(chǎn)品。我們將在制造和運(yùn)行過(guò)程中的一些成功經(jīng)驗(yàn)與同行分享。
2. 工作原理及其結(jié)構(gòu)
雙曲面葉輪體上表面為雙曲線母線繞葉輪體軸線旋轉(zhuǎn)形成的雙曲面結(jié)構(gòu)。其的葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大限度地將流體特性與機(jī)械運(yùn)動(dòng)相。雙曲線的方程為xy=b曲線沿y軸旋轉(zhuǎn)而構(gòu)成的曲面體；為了迎合水體流動(dòng)，設(shè)計(jì)從葉輪的中心進(jìn)水，這一方面減少了進(jìn)水紊流，另一方面保證了液體對(duì)葉輪表面的壓力均勻，從而保證整機(jī)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的平衡。在漸開(kāi)雙弧面上均布有八條導(dǎo)流葉片，借助液體自重壓力作補(bǔ)充進(jìn)水獲得的勢(shì)能與葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力形成動(dòng)能，液體在重力加速度的作用下經(jīng)雙曲面結(jié)構(gòu)過(guò)渡沿葉輪圓周方向作切線運(yùn)動(dòng)，在池壁的反射作用下，形成自上而下地循環(huán)水流，故可獲得在軸向（y）和徑向（x）方向的交叉水流（如圖1、2）。正是由于雙曲面攪拌機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)特性和接近池底安裝的特點(diǎn)，其工作位置決定了它對(duì)懸浮物的防沉降作用是直接的，在工作中可獲得理想的攪拌效果，能有效地消除攪拌死角。大比表面積可獲得大面積的水體交換。
其葉輪結(jié)構(gòu)由導(dǎo)流體、攪拌部件及傳動(dòng)部分等組成
3.工程應(yīng)用
立軸是齒輪箱曲面攪拌器整機(jī)由動(dòng)力部分和雙曲面葉輪體及安裝附件組成，為了滿足用戶不同工況條件下的使用，將安裝設(shè)計(jì)為干式（也稱立軸式）和潛水式兩種（如圖4、5） 。干式安裝，通過(guò)傳動(dòng)利用橋架定位，由干式電機(jī)和減速機(jī)作動(dòng)力，它用于含固率高，水溫高，含有磨蝕性的液體中，由于葉輪具有自動(dòng)糾偏功能，運(yùn)行較平穩(wěn)，減速機(jī)噪音小于60分貝。潛水式安裝，可免去橋架，采用潛水動(dòng)力，利用設(shè)備自重定位，安裝靈活方便，適用在水深較深，且水質(zhì)穩(wěn)定，不含磨蝕性的水體，水溫不大于40℃，PH值6~9之間，其特點(diǎn)是無(wú)噪音，無(wú)視覺(jué)障礙。 在實(shí)際應(yīng)用中，葉輪的錐形反曲面設(shè)計(jì)大限度地將液體對(duì)葉輪表面的壓力通過(guò)導(dǎo)流體有效地分布到葉面的擴(kuò)散區(qū)，利用葉輪表面漸開(kāi)的等分凸臺(tái)改變流體運(yùn)動(dòng)方向，沿著葉輪外緣的切線方向，在重力加速下形成離心力，轉(zhuǎn)換成徑向流。它大的優(yōu)點(diǎn)在于葉輪工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生紊流，從而保證了進(jìn)水區(qū)與出水區(qū)的互不干撓，有序的水流循環(huán)加上葉輪工作時(shí)從葉輪中心形成的負(fù)壓，使進(jìn)水區(qū)的能量形成自動(dòng)補(bǔ)充，即形成軸向流，這樣雙曲面攪拌機(jī)即使在沒(méi)有池壁的反射下也能形成軸向和徑向流。目前在北京、上海兩家用戶的池深均超過(guò)8米，從實(shí)際工作情況來(lái)看，攪拌效果均很理想。由此可見(jiàn)水深對(duì)雙曲面的影響不大，如果是傳統(tǒng)攪拌機(jī)在這樣的場(chǎng)合下就很難達(dá)到這樣的效果，這正是水平攪拌機(jī)的局限性。 因?yàn)樗綌嚢柚荒芙鉀Q一個(gè)層流，它的軸向流和徑向流遠(yuǎn)達(dá)不到雙曲面的服務(wù)面積，尤其是在攪拌機(jī)的邊界水流上很容易產(chǎn)生紊流，加上單向水流很難滿足池底及池角處的*攪拌，尤其在厭氧段，容易產(chǎn)生沉淀物。此外，常用槳式攪拌的方式與水平攪拌的不同在于槳式攪拌機(jī)以徑向流為主，剪切力較強(qiáng)，水平攪拌機(jī)主要為軸向流，徑向流較小，推流能力較強(qiáng)，如果要提高攪拌效果只能增加動(dòng)力和轉(zhuǎn)速，利用池壁的反射原理才能形成回流。但對(duì)大范圍和有死角的工況，隨著功率和轉(zhuǎn)速的提高，會(huì)帶來(lái)增加能耗、結(jié)構(gòu)可靠性等諸多問(wèn)題，而且及易發(fā)生纏繞。
4.工作特點(diǎn)
雙曲面攪拌機(jī)作為一種高效攪拌混合設(shè)備，適用于各種低黏度的液體之間、固液、氣液之間的混合攪拌；不僅適用于圓形池、方形池，在長(zhǎng)方形水池中分單元布置使用也比較常用。
在我國(guó)現(xiàn)有各種污水處理工藝中，雙曲面攪拌機(jī)主要可以克服傳統(tǒng)葉片（漿）式攪拌易出現(xiàn)死角，曝氣工藝水氣混合效果不佳的問(wèn)題，發(fā)揮其攪拌均勻的優(yōu)勢(shì)。主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）可以用在各種液體與固體、氣體混合的場(chǎng)合，可現(xiàn)有攪拌設(shè)備，實(shí)現(xiàn)三維立體、螺旋狀的混合，使攪拌更均勻，提高攪拌效率。
（2）大比表面積葉輪go率配備小，循環(huán)水流大，能耗低，在常規(guī)市政污水?dāng)嚢柚邢啾葌鹘y(tǒng)攪拌方式節(jié)能30%-50%。
（3）整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，安裝維護(hù)便捷。
該葉輪由增強(qiáng)纖維或鋼制材料制作而成，能適應(yīng)不同的工況要求，使用壽命長(zhǎng)
