CN101376539A - 组合射流叶轮水下曝气机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了组合射流叶轮水下曝气机，它包括电机(1)、减速机(2)、安装樑架(4)、传动件和叶轮(20)，电机(1)与减速机(2)呈固定联接，叶片(22)呈辐射状固定在叶轮(20)上，在叶轮(20)的底部设有进水孔(26)，其特征是所述的减速机(2)的底部设有机座(3)，机座(3)的上平面与减速机(2)固定联结，下平面固定安装在安装樑架(4)上，传动件的上端穿过机座(3)后与减速机(2)的输出轴为滑动联接，下端与叶轮(20)固定联接。本发明不但可以在水池上面进行安装，安装联接和维护修理比较方便，降低操作人员的劳动强度，而且将池中三个层面水中的溶解氧均匀，提高动力效率，降低各种污水的净化成本。
Description
技术领域
本发明涉及组合射流叶轮水下曝气机，特别是城市污水和各种工业废水净化治理，曝气用的组合射流叶轮水下曝气机。
背景技术
曝气机是采用生物处理净化治理城市污水和各种工业废水的高能耗之关键设备。世界上所有同类产品的结构都存在以下问题：(1)目前曝气机的电机和减速机从水池盖板上面吊装，而叶轮因直径大且重，却要从水池盖板的下面往上吊装与减速机联接固定，当水池中有水时，维修时还必须同时将同一编组的曝气机全部停机；将池中的活性污泥水完全放掉；将池中冲洗干净后，操作人员才能下池进行拆卸叶轮，待维修完工后方能重新启用，在维修过程中必须停止污水处理，但城市的污水是源源不断排放的，因此必须全天候的运行，停机维修只能将污水直接排放，因此是不可以停机的，这样给维护和修理造成非常多的麻烦和很多不安全的隐患，有的甚至在运行中将叶轮掉在污水池深处无法打捞；(2)目前的叶轮形状结构单一，只能进行表面曝气，但是无法进行中、深水层的曝气，致使水池表层、中层、深层水中的溶解氧不均匀，水中溶解氧存在表层高，中层低，深层无的现象。动力效率低，导致污水处理费用虚高，不符合国家“节能降耗”的产业政策。
发明内容
本发明提供了组合射流叶轮水下曝气机，它不但可以在水池上面进行安装，安装联接和维护修理比较方便，降低操作人员的劳动强度，而且将池中三个层面水中的溶解氧均匀，提高动力效率，降低各种污水的净化成本。
本发明采用了以下技术方案如下：组合射流叶轮水下曝气机，它包括电机、减速机、安装樑架、传动件和叶轮，电机与减速机呈固定联接，叶片呈辐射状固定在叶轮上，在叶轮的底部设有进水孔，所述减速机的底部设有机座，机座的上平面与减速机固定联接，下平面固定安装在安装樑架上，传动件的上端穿过机座后与减速机的输出轴为滑动联接，下端与叶轮固定联接。
所述的传动件包括外筒和传动轴，外筒通过法兰与机座固定联接，传动轴插入外筒内通过上、下轴承支承，传动轴的上端穿过机座通过联接装置与减速机的输出轴为滑动联接，传动轴的下端通过联轴器与叶轮固定联接，联轴器通过紧固件与叶轮联接，在传动轴的下端开有键槽和环向卡板槽，环向卡板槽内插有对合卡板，对合卡板通过固定件III与联轴器固定联接。
所述减速机的输出轴为空心轴，联接装置设置为花键连接件I，花键连接件I包括花键轴、花键套和花键齿轮，花键轴的上端伸入空心轴内的花键孔中，下端插入花键套的上半部分中，在传动轴上端设有的花键上套有花键齿轮，在花键下依次设有密封总成和防松螺母，密封总成和防松螺母套在传动轴上，花键齿轮与传动轴之间为滑动联接，花键齿轮的外齿插入花键套的下半部分内与花键套为滑动联接。
所述的减速机的输出轴为实心轴，联接装置设置为花键连接件II，花键连接件II包括花键套和花键齿轮，实心轴的底部伸入花键套的上半部分，传动轴上端设有的花键上套有花键齿轮，在花键下依次设有密封总成和防松螺母，密封总成和防松螺母套在传动轴上，花键齿轮与传动轴之间为滑动联接，花键齿轮的外齿插入花键套的下半部分内与花键套为滑动联接。
所述的传动轴上端设有的花键为矩形花键或者渐开线花键。所述的叶轮为锥体状，叶片的截面为椭圆状，在叶片的上端面设置为锯齿状，并可在135～180度范围内或左或右折成统一的固定角度。所述的叶轮的下面固定设有多级射流器，多级射流器包括扩散管和若干的多级喷嘴，多级喷嘴和扩散管由内向外依次设置在叶轮的下面，若干多级喷嘴与扩散管在同一直线上，若干多级喷嘴之间相互间隔，多级喷嘴分别与进水孔和扩散管之间相通，在多级喷嘴的上部固定设有吸气管，吸气管的上端指向叶轮的上端，下端与扩散管相通，多级喷嘴为锥形喷嘴，其锥度为30-60°，锥形喷嘴的小口端指向扩散管，大口端指向进水孔。
所述的叶轮还可以是表面曝气机叶轮、平板型曝气叶轮、开式曝气叶轮和泵E型曝气叶轮。所述的叶片之间设有若干离心甩水管，离心甩水管位于叶轮的下锥面上，在离心甩水管之间、离心甩水管与叶片之间以及离心甩水管指向叶轮中心的一端分布有若干吸气孔。所述的安装樑架为井字形、平板形或立体状的架体，在架体上铺设钢板或其他非金属板，安装樑架的四周与水池的上面连接。
本发明具有以下有益效果：本发明的减速机与传动件之间设有机座，传动轴与减速机的输出轴之间采用花键连接件连接，这样可以使包括叶轮在内全部设备从水池上面向下吊装，不但安装维修极为方便，且一台机发生故障，同一编组的其他机器仍可以继续运行，不必停机维修，同时杜绝了安全操作和工作环境中存在的不良隐患，避免了操作人员直接进入臭水池中进行操作。本发明的传动轴通过花键连接件与减速机的输出轴之间为滑动联接，这样不但可以适用于污水处理厂的工况，避免了因无规律的强大流体脉冲冲击力给减速机造成的损坏，即使有损坏，也仅是花键连接件损坏，仅需非常简便地更换单件即可，不会对减速机造成任何损坏，避免花大的代价维修减速机，而且不需要高倍选用安全系数的减速机，避免了运行时电能的浪费，节约了污水处理的费用。本发明的曝气机叶轮上固定连接多级喷嘴、扩散管和吸气管，充分地利用了叶轮的空间和运行中未尽效能的功率以及流体的特性，在不增加设备能源消耗的前提下，利用曝气叶轮旋向运行时产生的离心力，将水吸入多级喷嘴直线喷射，高速喷射的势能形成负压挟气区，空气被挟通过负压区进入吸气管与水汇集一起注入扩散管内进行气液混合后环向喷出，这样空气中所含的氧气得到了充分利用，设备的充氧效果与动力效率直线上升，比传统曝气机高出85％以上，电耗下降了35％以上，大幅度地提高了设备的能效比。同时，因为上下环向吸水，又通过旋向喷射挟气从而彻底改变了水池中污水的上下环向流态和旋向流场，使水气混合效果极好；氧气与水的互溶性提高，池中水的表层、中层、深层的溶解氧值均匀等值，本发明采用小功率的电机就能达到大功率电机的充氧效果，从而降低了能耗，同时污水治理能源费用降至0.1元/m3左右。本发明的传动轴的下端通过联轴器与叶轮固定连接，这样它可以与现有的同类产品中任意一种结构形式的曝气叶轮匹配安装运行，也可与日后陆续推向市场的任意一种同类曝气叶轮相配合，彻底地解决了设备安装的难度，解决了减速机的漏油，提高了设备使用寿命，解决了维修设备必须停机放水的难题，降低了污水处理的能源消耗和处理费用。本发明传动轴的下端开有环向卡板槽，在环向卡板槽内插有对合卡板，对合卡板通过固定件与联轴器固定联接，使下端联轴器被牢牢卡住，这样可以使传动轴与联轴器形成整体，防止叶轮自重下拉以及在运行中的震动导致联轴器下滑脱落。
附图说明
图1为本发明空心输出轴减速机传动结构安装形式的结构示意图。
图2是本发明实心输出轴减速机传动结构安装形式的结构示意图。
图3是图1中I处的放大示意图。
图4是图2中II处的放大示意图。
图5是图1和图2中III处的放大示意图。
图6是曝气叶轮及多级射流器的剖视图。
图7是曝气叶轮中多级射流器A-A放大图。
图8是曝气叶轮中多级射流器B-B放大图。
图9是曝气叶轮的仰视图。
图10是同心输出轴减速机驱动的曝气机安装樑架的结构示意图。
图11是偏心输出轴减速机驱动的曝气机安装樑架的结构示意图。
图12为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的平板型曝气叶轮的主视图。
图13为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的平板型曝气叶轮的俯视图。
图14为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的开式曝气叶轮的主视图。
图15为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的开式曝气叶轮的俯视图。
图16为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的可以泵E型曝气叶轮轮的主视图。
图17为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的可以泵E型曝气叶轮轮的俯视图。
具体实施方式
在图1、图2和图5中，本发明组合射流叶轮水下曝气机，它包括电机1、减速机2、安装樑架4、传动件和叶轮20，减速机2可以为偏心输出轴减速机或同心输出轴减速机，图1中的减速机2为同心输出轴减速机，图2中的减速机2为偏心输出轴减速机，电机1与减速机2采用螺栓进行固定联接，叶片22呈辐射状固定在叶轮20上，在叶轮20的底部设有进水孔26，减速机2的底部设有机座3，机座3的上平面与减速机2采用螺栓固定联接，下平面与固定安装在安装樑架4上，传动件的上端穿过机座3后与减速机2的输出轴为滑动联接，下端与叶轮20固定联接，传动件包括外筒6和传动轴7，外筒6通过法兰5与机座3螺栓联接，传动轴7插入外筒6内通过上轴承8和下轴承28支承，传动轴7的上端穿过机座3通过联接装置与减速机2的输出轴为滑动联接，传动轴7的下端通过联轴器12与叶轮20固定联接，联轴器12通过紧固件21与叶轮20联接，紧固件21为螺栓，传动轴7的下端开有键槽11和环向卡板槽13，在环向卡板槽13内插有对合卡板14，对合卡板14通过固定件II15与联轴器12固定联接。
在图3中，减速机2输出轴为空心轴29，联接装置设置为花键连接件I，花键连接件I包括花键轴17、花键套18和花键齿轮19，花键轴17的上端伸入空心轴29内的花键孔中，下端插入花键套18的上半部分中，传动轴7上端设有的花键16上套有花键齿轮19，在花键16下依次设有密封总成10和防松螺母9，密封总成10和防松螺母9套在传动轴7上，传动轴7上端设有的花键16为矩形花键或者渐开线花键，花键齿轮19与传动轴7之间为滑动联接，花键齿轮19的外齿插入花键套18的下半部分内与花键套18为滑动联接。
在图4中，减速机2的输出轴为实心轴30，联接装置设置为花键连接件II，花键连接件II包括花键套18和花键齿轮19，实心轴的底部伸入花键套18的上半部分，传动轴7上端设有的花键16上套有花键齿轮19，在花键16下依次设有密封总成10和防松螺母9，密封总成10和防松螺母9套在传动轴7上，传动轴7上端设有的花键16为矩形花键或者渐开线花键，花键齿轮19与传动轴7之间为滑动联接，花键齿轮19的外齿插入花键套18的下半部分内与花键套18为滑动联接。
在图6、图7和图8中，叶轮20为倒锥体状，叶片22为椭圆状，在叶片22的上端面设置为锯齿状，并可在135～180度范围内或左或右折成统一的固定角度，叶轮20的下面固定设有多级射流器，多级射流器是圆形的，两侧通过钢板与叶轮20焊接，多级射流器包括三个的多级喷嘴23和扩散管24，多级喷嘴23和扩散管24由内向外依次设置在叶片22的下面，三个多级喷嘴23与扩散管24在同一直线上，多级喷嘴23为锥形喷嘴，其锥度为30°-60°，锥形喷嘴的小口端指向扩散管24，大口端指向进水孔26，三个多级喷嘴23之间相互间隔，多级喷嘴23分别与进水孔26和扩散管24之间相通，在多级喷嘴23的上部固定设有吸气管25，吸气管25的上端指向叶轮20的上端，下端与扩散管24相通。利用曝气叶轮20旋向运行时产生的离心力，将水吸入多级喷嘴23直线喷射，高速喷射的势能形成负压挟气区，空气被挟通过负压区进入吸气管25与水汇集一齐注入扩散管24内进行气液混合后环向喷出，这样空气中所含的氧气得到了充分利用。
在图9中，叶片22之间设有若干离心甩水管27，离心甩水管27位于叶轮20的下锥面上，在离心甩水管27之间、离心甩水管27与叶片22之间以及离心甩水管27指向叶轮20中心的一端分布有若干吸气孔28。
在图10和图11中，所述的安装樑架4为井字形、平板型或立体状的架体，在架体上铺设钢板或其他非金属板，安装樑架4的四周与水池的上面连接。
图12和图13为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的叶轮20，叶轮20为平板型曝气叶轮20。
图14和图15为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的叶轮20，叶轮20为开式曝气叶轮。
图16和图17为本发明中与驱动传动联接机构可以匹配适用的叶轮20，叶轮20可以为泵E型曝气叶轮。
Claims (10)
1、一种组合射流叶轮水下曝气机，它包括电机(1)、减速机(2)、安装樑架(4)、传动件和叶轮(20)，电机(1)与减速机(2)呈固定联接，叶片(22)呈辐射状固定在叶轮(20)上，在叶轮(20)的底部设有进水孔(26)，其特征是所述减速机(2)的底部设有机座(3)，机座(3)的上平面与减速机(2)固定联接，下平面固定安装在安装樑架(4)上，传动件的上端穿过机座(3)后与减速机(2)的输出轴为滑动联接，下端与叶轮(20)固定联接。
2、根据权利要求1所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的传动件包括外筒(6)和传动轴(7)，外筒(6)通过法兰(5)与机座(3)固定联接，传动轴(7)插入外筒(6)内通过上、下轴承(8，28)支承，传动轴(7)的上端穿过机座(3)通过联接装置与减速机(2)的输出轴为滑动联接，传动轴(7)的下端通过联轴器(12)与叶轮(20)固定联接，联轴器(12)通过紧固件(21)与叶轮(20)联接，在传动轴(7)的下端开有键槽(11)和环向卡板槽(13)，环向卡板槽(13)内插有对合卡板(14)，对合卡板(14)通过固定件III(15)与联轴器(12)固定联接。
3、根据权利要求2所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述减速机(2)的输出轴为空心轴(29)，联接装置设置为花键连接件I，花键连接件I包括花键轴(17)、花键套(18)和花键齿轮(19)，花键轴(17)的上端伸入空心轴(29)内的花键孔中，下端插入花键套(18)的上半部分中，在传动轴(7)上端设有的花键(16)上套有花键齿轮(19)，在花键(16)下依次设有密封总成(10)和防松螺母(9)，密封总成(10)和防松螺母(9)套在传动轴(7)上，花键齿轮(19)与传动轴(7)之间为滑动联接，花键齿轮(19)的外齿插入花键套(18)的下半部分内与花键套(18)为滑动联接。
4、根据权利要求1所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的减速机(2)的输出轴为实心轴(30)，联接装置设置为花键连接件II，花键连接件II包括花键套(18)和花键齿轮(19)，实心轴(30)的底部伸入花键套(18)的上半部分，传动轴(7)上端设有的花键(16)上套有花键齿轮(19)，在花键(16)下依次设有密封总成(10)和防松螺母(9)，密封总成(10)和防松螺母(9)套在传动轴(7)上，花键齿轮(19)与传动轴(7)之间为滑动联接，花键齿轮(19)的外齿插入花键套(18)的下半部分内与花键套(18)为滑动联接。
5、根据权利要求3或4所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的传动轴(7)上端设有的花键为矩形花键或者渐开线花键。
6、根据权利要求1所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的叶轮(20)为锥体状，叶片(22)的截面为椭圆状，在叶片(22)的上端面设置为锯齿状，并可在135～180度范围内或左或右折成统一的固定角度。
7、根据权利要求1所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的叶轮(20)的下面固定设有多级射流器，多级射流器包括扩散管(24)和若干的多级喷嘴(23)，多级喷嘴(23)和扩散管(24)由内向外依次设置在叶轮(20)的下面，若干多级喷嘴(23)与扩散管(24)在同一直线上，若干多级喷嘴(23)之间相互间隔，多级喷嘴(23)分别与进水孔(26)和扩散管(24)之间相通，在多级喷嘴(23)的上部固定设有吸气管(25)，吸气管(25)的上端指向叶轮(20)的上端，下端与扩散管(24)相通，多级喷嘴(23)为锥形喷嘴，其锥度为30-60°，锥形喷嘴的小口端指向扩散管(24)，大口端指向进水孔(26)。
8、根据权利要求1所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的叶轮(20)还可以是表面曝气机叶轮、平板型曝气叶轮、开式曝气叶轮和泵E型曝气叶轮。
9、根据权利要求7所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的叶片(22)之间设有若干离心甩水管(27)，离心甩水管(27)位于叶轮(20)的下锥面上，在离心甩水管(27)之间、离心甩水管(27)与叶片(22)之间以及离心甩水管(27)指向叶轮(20)中心的一端分布有若干吸气孔(28)。
10、根据权利要求1所述的组合射流叶轮水下曝气机，其特征是所述的安装樑架(4)为井字形、平板形或立体状的架体，在架体上铺设钢板或其他非金属板，安装樑架(4)的四周与水池的上面连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090304 |