摘要 双曲面搅拌机(又称曲面搅拌机、伞形搅拌机)是一种利用独特双曲面叶轮进行搅拌的混合设备,其叶轮由双曲线母线旋转形成,通过旋转产生三维立体循环水流,实现轴向与径向的交叉混合。

一、产品定义

双曲面搅拌机(又称曲面搅拌机、伞形搅拌机)是一种利用独特双曲面叶轮进行搅拌的混合设备,其叶轮由双曲线母线旋转形成,通过旋转产生三维立体循环水流,实现轴向与径向的交叉混合

双曲面搅拌机是一款倒伞型搅拌设备,主要由电机、减速机、搅拌轴等组成,主要任务是以较少的能量将池中的所有物质均匀混合搅拌,无死角区。其叶轮体上表面为双曲线母线绕叶轮体轴线旋转形成的双曲面结构,双曲线的方程为 xy=b 曲线沿y轴旋转而构成的曲面体

双曲面搅拌机广泛应用于环保、化工、能源、轻工等行业需要对液体进行固、液、气搅拌混合的场合,尤其适用于污水处理工艺中的混凝池、调节池、厌氧池、硝化和反硝化池。该设备具有流态柔和、混合均匀、结构紧凑、运行可靠的特点,相比传统搅拌方式可节能30%~50%

二、工作原理

双曲面搅拌机叶轮体上表面为双曲线母线绕叶轮体轴线旋转形成的双曲面结构,其独特的叶轮结构设计,最大限度地将流体特性与机械运动相结合

2.1 核心工作原理

序号工作原理环节具体说明
1中心进水设计设计从叶轮的中心进水,减少进水紊流,保证液体对叶轮表面的压力均匀,确保整机在运动状态下的平衡
2导流叶片导流在渐开双弧面上均布有八条导流叶片,借助液体自重压力作补充进水获得的势能与叶轮旋转时产生的离心力形成动能
3切线运动与反射液体在重力加速度的作用下经双曲面结构过渡,沿叶轮圆周方向作切线运动
4循环水流形成在池壁的反射作用下,形成自上而下地循环水流,产生轴向(垂直)和径向(水平)交叉的复合流态
5全池循环该流态可实现全池液体循环(每小时可达20次以上),防止悬浮物沉降

2.2 工作原理示意图解

流态方向作用效果
轴向(Y方向)垂直方向的水流循环,形成自上而下的流动
径向(X方向)水平方向的水流扩散,向池壁四周推进

正是由于双曲面搅拌机叶轮的结构特性和接近池底安装的特点,其工作位置决定了它对悬浮物的防沉降作用是直接的,在工作中可获得理想的搅拌效果,能有效地消除搅拌死角

三、产品分类

3.1 按安装方式分类

分类代号安装特点适用工况
干式安装(立轴式)GDJ / GSJ将驱动装置固定在工作桥上,通过传动轴将动能传至介质中的叶轮部件含固率高、水温高、含有磨蚀性的液体
潜水式安装QDJ / QSJ可免去桥架,采用潜水动力,利用设备自重定位,安装灵活方便水深较深、水质稳定、不含磨蚀性的水体

3.2 按材质分类

材质代码材质名称特点适用场景
P / GRP玻璃钢耐腐蚀、轻质、成本适中常规市政污水处理
S不锈钢(304/316L)耐腐蚀性强、强度高工业废水、腐蚀性介质

3.3 按叶轮直径分类

叶轮直径等级直径范围典型应用池型
小型500~1000mm小型调节池、混凝池
中型1500~2000mm中型厌氧池、硝化池
大型2500~3000mm大型氧化沟、反硝化池

标准型号的叶轮直径覆盖500~3000mm

四、型号命名规则

4.1 标准型号格式

G/QSJ - [叶轮直径] / [材质代码]

GSJ - [叶轮直径] - [功率]

各字段含义如下:

字段含义示例
G干式安装(立轴式)G
Q潜水式安装Q
SJ双曲面搅拌机(SJ=双曲面搅拌机缩写)SJ
叶轮直径叶轮公称直径(mm)500、1000、1500、2000、2500、3000
材质代码P:玻璃钢;S:不锈钢P/S

4.2 型号示例解析

GSJ-2000-5.5

字段数值含义
GSJG=干式安装,SJ=双曲面搅拌机
2000叶轮直径叶轮直径2000mm
5.5功率电机功率5.5kW

G/QSJ-2500/P/S

字段数值含义
G/QSJG=干式安装,Q=潜水式安装
2500叶轮直径叶轮直径2500mm
P/S材质P=玻璃钢,S=不锈钢

GDJ 1000/GRP-40-Y1.5

字段数值含义
GDJG=干式安装,DJ=双曲面搅拌机简称
1000叶轮直径叶轮直径1000mm
GRP材质玻璃钢
40转速转速40r/min
Y1.5功率电机功率1.5kW

4.3 常见型号对照表

系列代号全称安装方式说明
GSJ干式双曲面搅拌机干式(立轴式)驱动装置在池顶工作桥上
QSJ潜水双曲面搅拌机潜水式潜水电机在水下,无桥架
GDJ干式双曲面搅拌机干式与GSJ同义
QDJ潜水双曲面搅拌机潜水式与QSJ同义

五、结构组成

双曲面搅拌机由以下核心组件构成

序号组成部分材质/规格要求功能说明
1驱动装置(减速电机)摆线针轮减速机/斜齿轮减速机提供动力,降低转速、增大扭矩
2减震座铸铁/不锈钢减少振动传递
3搅拌轴(传动轴)304或316不锈钢将动能从驱动装置传至叶轮
4双曲面叶轮玻璃钢/不锈钢核心部件,上表面为双曲线母线旋转形成的曲面结构
5导流叶片与叶轮一体八条导流叶片均布在渐开双弧面上
6安装附件碳钢/不锈钢固定和支撑设备
7电气控制系统含过载保护、漏电保护保障电机安全运行
8电缆(潜水式)防水电缆水下供电

结构特点

  • 结构简单、紧凑,传动平稳,噪音低,效率高,承载能力高,组合性能好

  • 驱动与传动部件通常采用齿轮箱减速机作为动力源

  • 叶轮体上表面为双曲线母线绕叶轮体轴线旋转形成的双曲面结构

  • 叶轮面上均布有八条导流叶片

  • 叶轮材质通常为玻璃钢不锈钢

  • 电机防护等级:干式IP55,潜水式IP68

  • 绕组绝缘等级:F级

六、核心技术参数(全系列范围)

6.1 整体技术参数范围

参数项目范围备注
叶轮直径500~3000mm标准覆盖范围
电机功率0.75~7.5kW(特殊可达11kW)
叶轮转速20~250r/min视型号而定
服务范围(池宽)1~22m
防护等级(干式)IP55
防护等级(潜水式)IP68
绝缘等级F级
工作制式S1(连续工作制)
电源380V/50Hz/三相
介质温度≤40℃
pH值范围6~9
叶轮离池底距离500~800mm

6.2 系列技术参数表(GDJ/QDJ)

型号叶轮直径(mm)转速(r/min)功率(kW)服务范围(池宽m)整机重量(kg)
G/QSJ50050040~2500.75~1.51~3320/400
G/QSJ1000100030~801.1~2.22~5480/710
G/QSJ1500150030~601.5~33~6850/600
G/QSJ2000200020~422.2~46~141100/650
G/QSJ2500250020~403~5.510~181200/700
G/QSJ3000300020~304~7.512~221250/900

注:重量列中前值为不锈钢叶轮,后值为玻璃钢叶轮

6.3 技术参数详细对照表

型号叶轮直径(mm)转速(r/min)功率(kW)服务范围(m)重量(kg)
G/QSJ50050040-2500.75-1.51-3320/300
G/QSJ1000100030-801.1-2.22-5480/710
G/QSJ1500150030-601.5-33-6510/850
G/QSJ2000200020-422.2-46-14580/1100
G/QSJ2500250020-403-5.510-18650/1200
G/QSJ3000300020-304-7.512-22700/1250

6.4 电气与密封参数

参数项目干式安装(GSJ)潜水式安装(QSJ)
电机防护等级IP55IP68
绝缘等级F级F级
工作制式S1S1
额定电压380V380V
额定频率50Hz50Hz
减速机噪音<60分贝

七、常用主流型号规格表

7.1 GSJ/QSJ系列常用型号

型号安装方式叶轮直径(mm)功率(kW)转速(r/min)服务范围(m)叶轮材质
GSJ/QSJ-500干式/潜水式5000.75~1.540~2501~3玻璃钢/不锈钢
GSJ/QSJ-1000干式/潜水式10001.1~2.230~802~5玻璃钢/不锈钢
GSJ/QSJ-1500干式/潜水式15001.5~330~603~6玻璃钢/不锈钢
GSJ/QSJ-2000干式/潜水式20002.2~420~426~14玻璃钢/不锈钢
GSJ/QSJ-2500干式/潜水式25003~5.520~4010~18玻璃钢/不锈钢
GSJ/QSJ-2800干式/潜水式28004~7.520~3510~20玻璃钢/不锈钢
GSJ/QSJ-3000干式/潜水式30004~7.520~3012~22玻璃钢/不锈钢

7.2 南京蓝奥GSL/QSJ系列常用型号

型号叶轮直径(mm)额定转速(r/min)额定功率(kW)服务范围(池宽m)整机重量(kg)
G/QSJ50050040~2500.75~1.51~3320/300
G/QSJ1000100030~801.1~2.22~5700/500
G/QSJ1500150030~601.5~33~6850/600
G/QSJ2000200020~422.2~46~141100/650
G/QSJ2500250020~403~5.510~181200/700
G/QSJ3000300020~304~7.512~221250/900

注:整机重量列中前值为不锈钢叶轮,后值为玻璃钢叶轮

7.3 选型快速参考表

应用池型推荐型号叶轮直径推荐功率推荐转速服务范围
小型混凝池/调节池G/QSJ500500mm0.75~1.5kW40~250r/min1~3m
中型调节池/厌氧池G/QSJ10001000mm1.1~2.2kW30~80r/min2~5m
中型厌氧池/硝化池G/QSJ15001500mm1.5~3kW30~60r/min3~6m
大型硝化/反硝化池G/QSJ20002000mm2.2~4kW20~42r/min6~14m
大型氧化沟/反硝化池G/QSJ25002500mm3~5.5kW20~40r/min10~18m
特大型池体G/QSJ30003000mm4~7.5kW20~30r/min12~22m

八、选型指南

8.1 选型流程

双曲面搅拌机的选型与设备所处的池型、容积、液体的深度、介质的浓度、温度及酸碱度pH等参数有关

步骤内容说明
第一步确定池体参数池型(方形/圆形/长方形)、长×宽×高、水深
第二步确定介质参数浓度、温度、pH值、含固率、磨蚀性
第三步划分工作单元池长与池宽比率不超过2倍的原则划分
第四步确定有效服务面积每台设备对应一个工作单元的服务面积
第五步选择型号依据服务面积对应选择叶轮直径和功率
第六步确定安装方式常规工况选干式,有噪声/视觉要求选潜水式

8.2 选型核心依据

选型依据具体要求
有效服务面积每台设备的有效服务面积是选型的主要依据
池体划分原则池长与池宽比率不超过2倍,将长方形池划分为若干个相等的工作单元
水深影响水深超过5米时,应考虑加大功率或提高转速
浓度影响浓度超过规定时,应考虑加大功率或提高转速

8.3 安装方式选型建议

工况条件推荐安装方式理由
含固率高、水温高、含磨蚀性液体干式安装(GSJ/GDJ)驱动装置在池顶,叶轮自动纠偏,运行平稳
水深较深、水质稳定、不含磨蚀性潜水式安装(QSJ/QDJ)免桥架、无噪音、无视觉障碍
有噪声要求潜水式安装水下运行无噪音
有视觉要求潜水式安装无池顶桥架,视觉通透
常规工况干式安装优先选用

8.4 选型注意事项

序号注意事项说明
1池体长宽比池长与池宽比率不超过2倍,否则需增加搅拌机数量
2深度影响水深>5m时需加大功率或提高转速
3安装方式选择含磨蚀性介质选干式,常规工况选干式,有噪声/视觉要求选潜水式
4叶轮离池底距离叶轮一般离池底500~800mm
5pH范围适用pH值6~9
6温度范围适用水温≤40℃
7池底要求池底需平整、结实,池内无建筑垃圾

九、应用场景

9.1 主要应用领域

双曲面搅拌机广泛运用在环保、化工、能源、轻工等行业需要对液体进行固、液、气搅拌混合的场合

应用领域具体场景功能作用
市政污水处理混凝池药剂混合,促进絮凝反应

调节池水质水量均质调节

厌氧池保持固液混合,防止沉淀

硝化池好氧条件下保持混合均匀

反硝化池缺氧条件下保持混合均匀

曝气池与曝气系统配合提高充氧效率
工业废水处理化工废水、制药废水搅拌混合,防止沉淀
净水工程净水厂混凝反应池促进混凝剂与水的混合
其他行业能源、轻工等行业液-液、液-固、液-气三相混合

9.2 与传统搅拌机对比优势

对比项目双曲面搅拌机传统立轴折桨式传统水平(潜水)式
搅拌形态三维立体循环二维平面搅拌水平射流
搅拌死角无死角有死角有死角
能耗节能30%~50%能耗高能耗中等
防沉降效果直接有效一般一般

9.3 适用条件

条件参数要求
最高介质温度≤40℃
介质pH值6~9
潜水深度不限(潜水式)
工作制式S1(连续工作制)
含固率干式适用于含固率高工况

十、安装方式

10.1 安装方式分类

安装方式代号安装特点适用工况
干式安装(立轴式)GSJ/GDJ驱动装置固定在工作桥上,通过传动轴传至叶轮含固率高、水温高、含磨蚀性液体
潜水式安装(湿式)QSJ/QDJ采用潜水动力,利用设备自重定位水深较深、水质稳定
浮筒式安装FGSJ增加不锈钢浮筒河道、湖泊等开放式水体

10.2 干式安装要点

序号安装步骤技术要求
1减速机机架固定固定在工作桥上
2传动轴安装依次安装传动轴
3叶轮部件安装安装叶轮部件
4电缆固定固定好电缆
5叶轮离池底距离500~800mm

10.3 潜水式安装要点

序号安装步骤技术要求
1设备吊入通过吊机或起吊架直接将搅拌机吊入指定位置
2设备定位依靠设备自重定位
3电缆固定固定好水下电缆,防止磨损
4叶轮离池底距离≤300mm
5池底要求平整、结实,无建筑垃圾

10.4 安装注意事项

序号注意事项说明
1转向检查安装前由合格电工检查电机、电器,并确定转向
2池底平整池底需平整、结实,池内无建筑垃圾
3防淤积长时间不运行后重新启动时要防止淤积造成叶轮堵塞
4封闭池进出口封闭池中要考虑到叶轮的进出口尺寸
5电缆保护注意水下电缆要固定好,防止磨损

十一、维护保养

11.1 日常巡检

检查项目内容要点
运行状态观察有无异响、振动、渗漏
叶轮磨损检查是否存在变形、腐蚀、裂纹
电机电流/电压检查是否偏离额定值±10%
密封状态查看密封腔是否有漏水、漏油现象

11.2 定期维护保养周期

维护项目周期具体要求
润滑油更换(首次)新机运转200~300小时更换减速机润滑油,清理内部油污
润滑油更换(常规)6个月~1年更换减速机润滑油
润滑油更换(高频使用)每天连续工作>10小时,每3个月更换减速机润滑油
轴承润滑加脂3个月加注润滑脂
机械密封检查每季度检查磨损情况
易损部件检查定期检查叶轮、轴承、密封件等

11.3 维护注意事项

序号注意事项说明
1断电操作维护前务必切断电源,确保无法被意外启动
2防淤积长时间停机后重新启动前,需防止泥沙淤积造成启动困难
3机械密封检查双曲面搅拌机机械密封部分容易出故障,需重点关注
4绝缘检查设备在开机前应检查电绝缘
5参考说明书减速电机使用详见生产厂家使用维护说明书

十二、常见故障与解决方案

故障现象可能原因解决方案
搅拌轴停转搅拌桶内积料过载、电源缺相、电机烧毁停机清除积料、检查三相电压、测量绝缘电阻
无法启动电源故障、断路器跳闸、电缆老化检查电源线、插座、断路器
运行异常振动叶轮不平衡、轴系偏差、基础松动、传动抖动重新校准叶轮、调整同心度、加固基础
振动过大负载异常、叶轮故障排查负载、检查叶轮
电机过热过载、物料粘度增加、异物进入清理异物、评估物料性质、调整功率
密封泄漏机械密封磨损、密封件老化拆卸检查密封面、抛光修复或更换密封件
电机频繁跳闸过载、电源故障、叶轮异物检查负载、排除电源故障、清理叶轮异物
搅拌不均匀叶轮损坏、转速不当、选型不当检查叶轮、调整转速、重新选型
异常噪音轴承损坏、部件松动更换轴承、紧固松动部件

十三、质量标准与认证

13.1 现行标准

标准编号标准名称发布单位状态
JB/T 13742-2019双曲面搅拌机工信部现行
T/JSWA 004-2021立式双曲面搅拌机江苏省城镇供水排水协会现行
GB 37485-2019污水处理用潜水推流式搅拌机能效限定值及能效等级国家标准委现行

JB/T 13742-2019于2019年8月27日发布,2020年4月1日实施,规定了双曲面搅拌机的术语和定义、型式、型号和基本参数、技术要求、检验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存

13.2 技术要求

要求项目技术指标
电机防护等级(干式)IP55
电机防护等级(潜水式)IP68
绕组绝缘等级F级
工作制式S1(连续工作制)
减速机噪音(干式)<60分贝
叶轮材质玻璃钢/不锈钢
传动轴材质304或316不锈钢
适用pH值6~9
适用温度≤40℃

13.3 认证要求

认证类型适用场景标准依据
JB/T 13742-2019所有双曲面搅拌机行业标准
IP68防护认证潜水式安装IEC 60529
ISO9001质量管理体系ISO9001
中国能效标识节能要求场合GB 37485-2019

十四、技术趋势

14.1 主要发展趋势

趋势方向具体内容技术优势
节能技术升级优化叶轮水力设计、提高传动效率进一步降低能耗
永磁电机应用永磁同步电机替代传统异步电机效率提升,节能效果更显著
智能控制变频调速、PLC控制、远程监控按需调节转速,进一步节能
材料升级高性能玻璃钢、耐腐蚀不锈钢延长使用寿命,适应更恶劣工况
标准化发展JB/T 13742-2019标准实施产品规范化、质量标准化
大型化趋势叶轮直径向3000mm以上发展适用于特大型池体

14.2 技术演进方向

  1. 高效节能化:双曲面搅拌机相比传统搅拌方式已可节能30%~50%,未来通过优化叶轮设计和传动效率,节能效果将进一步提升

  2. 永磁直驱技术:永磁同步电机逐步应用于双曲面搅拌机,传动效率更高,能耗更低

  3. 智能变频控制:通过变频器实现无级调速,根据水质、水量变化自动调节转速,实现按需供能

  4. 标准规范化:JB/T 13742-2019《双曲面搅拌机》行业标准的发布实施,推动产品规范化发展

  5. 材质多样化:玻璃钢、不锈钢、特种合金等多种材质可选,满足不同腐蚀性介质需求

  6. 大型化发展:叶轮直径覆盖500~3000mm,满足从中小型到特大型池体的搅拌需求

十五、生产厂家——南京蓝奥环保设备有限公司

15.1 公司简介

南京蓝奥环保设备有限公司成立于2010年1月22日,法定代表人杨孝才,注册资本5200万元,注册地址位于南京市六合区雄州工业区腾飞路10号。公司前身为南京制泵集团电机厂,是一家集研发、生产、销售、运维于一体的国家高新技术企业

公司坐落于南京市六合区经济开发区,自有60亩现代化生产厂区。现有员工260余人,高级工程师及专业技术研发人员配置充足

公司累计服务全国5000余家客户,长期与中建水务、中建二局、中建八局、中铁十二局、长江三峡集团、光大水务、陕西煤业、牧原集团等大型央企、国企及行业头部企业保持合作。

15.2 核心产品体系

产品系列产品名称主要用途
GSJ/QSJ系列双曲面搅拌机混凝池、调节池、厌氧池、硝化/反硝化池搅拌
QJBE系列超高效永磁潜水搅拌机一级/二级能效,节能型搅拌
QJB系列QJB潜水搅拌机(0.75kW-22kW)各类污水处理池搅拌混合
推流式系列低速推流搅拌机氧化沟、好氧池推流循环
其他污泥回流泵、格栅除污机、刮吸泥机等污水处理全流程设备

15.3 双曲面搅拌机产品特点(南京蓝奥)

特点说明
双曲面叶轮设计叶轮体上表面为双曲线母线旋转形成的双曲面结构
八条导流叶片在渐开双弧面上均布有八条导流叶片
中心进水设计减少进水紊流,保证液体对叶轮表面压力均匀
三维立体循环形成轴向和径向交叉水流,无搅拌死角
防沉降直接有效接近池底安装,对悬浮物防沉降作用直接
两种安装方式干式(GSJ)和潜水式(QSJ)可选
两种叶轮材质玻璃钢和不锈钢可选
低噪音运行干式安装减速机噪音<60分贝
节能显著相比传统搅拌方式可节能30%~50%

15.4 南京蓝奥双曲面搅拌机常用型号

型号叶轮直径(mm)额定转速(r/min)额定功率(kW)服务范围(池宽m)整机重量(kg)
G/QSJ50050040~2500.75~1.51~3320/300
G/QSJ1000100030~801.1~2.22~5700/500
G/QSJ1500150030~601.5~33~6850/600
G/QSJ2000200020~422.2~46~141100/650
G/QSJ2500250020~403~5.510~181200/700
G/QSJ3000300020~304~7.512~221250/900

注:整机重量列中前值为不锈钢叶轮,后值为玻璃钢叶轮