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Abstract

本发明涉及曝气增氧装置，可有效解决曝气增氧装置增氧范围较小、能耗大、动力效率低和曝气很不均匀的问题，其解决的技术方案是，包括电机、减速箱、离心式叶轮和浮体，电机与减速箱相连，减速箱侧面上装有向下倾斜的支撑体，电机和减速箱经装在支撑体下部的浮体悬浮在水面上，减速箱经下部的固定件与水面上方的上圆环盘相连，上圆环盘经下部的连接杆与水面下方的下圆环盘相连，置于上圆环盘和下圆环盘之间的离心式叶轮装在减速箱下部的旋转轴下端部，上圆环盘下面沿外周向均布有若干叶片，下圆环盘下部中心有导流筒，本发明结构新颖独特，简单合理，成本低，曝气均匀，能耗低，动力效率高，安装、维护、维修、更换方便，使用效果好。

Description

一种曝气增氧装置
技术领域
本发明涉及用于污水处理和水产养殖的一种曝气增氧装置。
背景技术
增氧设备对于污水处理和水产养殖非常重要。在污水的好氧生物处理中，微生物需要足量的氧气才能够快速高效地降解污水中的有机物，所以需要各种曝气装置对污水进行曝气增氧。曝气装置的好坏，不仅影响污水生化处理效果，而且还直接影响到污水处理厂占地，投资及运行费用。对于水产养殖，目前全国各地养殖密度都比较高，大量的养殖生物会消耗水中大量的氧气而导致养殖水体缺氧，其结果是养殖生物会容易患病、甚至死亡。另外我国各地的湖泊、池塘富营养化现象十分严重，导致水中各种藻类大量繁殖，这些藻类在白天进行光合作用吸收CO2放出O2，而在夜晚则因呼吸作用吸收O2放出CO2，此时容易导致水体严重缺氧，继而影响养殖生物的生存。另外养殖水体中难免会有多余的有机物，如喂养过程的剩余饲料、动物排泄物、以及排入的污水中夹带的有机物质等等，这些有机物在好养微生物的作用下发生降解，会大量消耗养殖水体中的溶解氧，使养殖水体中的溶解氧含量出现低于养殖标准的情况。所以当前水产养殖业中，需要曝气设备定期或不定期地向水体进行曝气增氧。
目前，各种曝气增氧设备层出不穷，但归结起来，其曝气方式不外乎三种：鼓风曝气、机械曝气、射流曝气。而衡量曝气设备的指标主要是充氧能力（kgO2/h）和动力效率（kgO2/kw.h），另外还有曝气设备的造价和安装、维护、维修、更换的难易程度等等。
上述三种曝气方式在上述主要指标上各有优缺点，故目前在实践上都有应用。鼓风曝气虽然充氧效率和动力效率较高，但是造价较高，且安装、维护、维修较为复杂，另外还存在可能堵塞的缺点，不适合水产养殖使用。机械曝气主要是靠叶轮在水面激起大量的水花，增大水与空气的接触面以及水花与空气的对流速度来提高充氧速率，其安装、维护、维修、更换虽然较方便，但是充氧能力和动力效率一般。而射流曝气存在能耗大、动力效率低的问题，另外其投资成本高，不易布置，容易曝气不均，一般只适合于小池子，小水量的场合使用。因此，曝气增氧装置的改进和创新一直都是广大科技工作者研究的热点和难点。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种曝气增氧装置，可有效解决曝气增氧装置增氧范围较小、能耗大、动力效率低和曝气很不均匀的问题。
本发明解决的技术方案是，包括电机、减速箱、离心式叶轮和浮体，电机与减速箱相连，减速箱侧面上装有向下倾斜的支撑体，电机和减速箱经装在支撑体下部的浮体悬浮在水面上，减速箱经下部的固定件与水面上方的上圆环盘相连，上圆环盘经下部的连接杆与水面下方的下圆环盘相连，置于上圆环盘和下圆环盘之间的离心式叶轮装在减速箱下部的旋转轴下端部，上圆环盘下面沿外周向均布有若干叶片，下圆环盘下部中心有导流筒。
本发明结构新颖独特，简单合理，成本低，将鼓风曝气和机械曝气有机的结合起来，曝气均匀，能耗低，动力效率高，大大提高了充氧效率，安装、维护、维修、更换方便，使用效果好，是曝气增氧装置上的创新。
附图说明
图1为本发明的剖面主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明图1的A-A向剖面图。
图4为本发明的离心式叶轮结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1至图4给出，本发明包括电机、减速箱、离心式叶轮和浮体，电机1与减速箱2相连，减速箱2侧面上装有向下倾斜的支撑体9，减速箱2经装在支撑体9下部的浮体11悬浮在水面16上，减速箱2经下部的固定件10与水面16上方的上圆环盘5相连，上圆环盘5经下部的连接杆15与水面16下方的下圆环盘6相连，置于上圆环盘5和下圆环盘6之间的离心式叶轮4装在减速箱2下部的旋转轴3下端部，上圆环盘5下面沿外周向均布有若干叶片8，下圆环盘6下部中心有导流筒14。
为保证使用效果，所述的旋转轴3和离心式叶轮4均为中空结构，旋转轴3上部均布有若干进气孔7，离心式叶轮4的浆片4b端部在旋转方向的背水面和浆片4b端部均开有若干出气孔12；
所述的浆片4b的上部距叶片8的下部1-2cm，浆片4b的下部距下圆环盘6的上部1-2cm，以保证曝气效果；
所述的出气孔12的孔径为3-10mm；
所述的浆片4b长10-50cm，高10-20cm；
所述的叶片8沿上圆环盘5的径向安装有10-30个，每个叶片厚2-3mm，高10-30cm，浸没于水面16下的深度为3-10cm，通过调整浮体的浮力来实现；
所述的离心式叶轮4由3-7个空心的浆片4b均布在轮毂4a上构成，浆片4b与空心的轮毂4a相连通，旋转轴3下部穿过上圆环盘5中心的通孔17与轮毂4a相连通；
所述的导流筒14的横截面为圆形，直径为10-50cm，长度为50-300cm，导流筒14下部有滤网13；
所述的上圆环盘5和下圆环盘6均为圆形，直径均为30-150cm，上圆环盘5和下圆环盘6相距25-55cm；
所述的浮体11呈三角等距布置或正多边形、圆环体布置；
所述的电机1经联轴器18与减速箱2相连；
所述的浮体11采用轻质材料或中空充气橡皮球、圆环体。
本发明的使用时，电机1通过减速箱2调速后，带动空心的轴旋转3旋转，旋转轴3的转速为30-300r/min,离心式叶轮4的轮毂4a和旋转轴3通过螺纹相连接，在浆片4b的末端和旋转方向的背水面有若干的出气孔12，当电机处于静止状态时，水完全浸没于离心式叶轮。当电机高速旋转时，带动离心式叶轮高速旋转，离心式叶轮上的空心浆片搅动水流向离心和圆盘的圆周方向运动，从而在浆片的末端和旋转方向背面形成负压，空气将会通过与旋转轴上的进气孔7，从浆片上的出气孔12吸入水中，空气以气泡的形式溶于水中，形成事实上的鼓风曝气。另外水流向上圆环盘的圆周方向运动时，和上圆环盘的叶片8相撞击，激起大量的水花，形成事实上的机械曝气，从而将鼓风气泡曝气和机械曝气有机地结合起来。为了提高充氧的动力效率，防止经过充氧后的水被二次甚至三次重复充氧，本发明设置了导流筒14，用于从水底层自下而上抽吸贫氧水，经过充氧后的水在水面沿上圆环盘四周径向扩散，从而在整个水体形成比较大的循环，避免了重复充氧问题。在导流筒底部装有滤网13，用来过滤鱼虾，防止鱼虾受到伤害，还可防止水中较大的漂浮物被吸入叶轮附近，继而伤害旋转的中空浆片。
与现有技术相比本发明具有以下突出的特点：
1、在下圆环盘上设置导流筒，在上圆环盘下面设置叶片，自下而上抽吸水层底部的贫氧水，经过充氧的水在水面沿上、下圆环盘形成的通道径向扩散，在整个水体形成较大的循环，有效的避免了重复充氧问题，曝气均匀；
2、旋转轴和离心式叶轮均为中空结构，旋转轴水面上部均布有若干进气孔，离心式叶轮的浆片的末端和旋转方向的背水面靠近末端部位开有若干出气孔，旋转轴转动时，在浆片的末端和背水面形成负压，空气经旋转的空心轴、空心的叶轮吸入水中，以气泡的形式溶于水中，形成事实上的鼓风曝气。且由于叶轮浸没于水中深度浅（为20-40cm），属于浅层曝气，故充氧效率高；
3、上圆环盘下面沿外周向均布有若干叶片，叶片部分浸入水中，离心式叶轮旋转时，水流在叶轮的作用下，向上圆环盘的圆周方向运动时，与上圆环盘的叶片相撞击，激起大量水花，从而形成事实上的机械曝气。另外，含有气泡的水流与叶片撞击时，一方面，气泡被打碎分散成更多、更小的气泡，大大提高了气液传质面积，增加了气液传质速率，另一方面，也加速了气泡的破裂过程，而气泡在形成和破裂的瞬间，氧气的传递速率最高，从而再一次提高了充氧速率和动力效率；
4、该曝气装置的动力源仅为一电机，动力部件仅为一旋转的叶轮，却同时实现了事实上的鼓风曝气和机械曝气，大大提高了充氧效率；另外装置结构简单，可拆卸，其安装、维护、维修简单方便，且可以用绳子系与支撑体上，安装在水面的任何地方，移动方便。
综上，本发明结构新颖独特，简单合理，成本低，在不增加能耗的情况下，将鼓风曝气和机械曝气有机的结合起来，曝气均匀，能耗低，动力效率高，充氧能力强，安装、维护、维修方便，使用效果好，是曝气增氧装置上的创新。

Claims (10)

1.一种曝气增氧装置，包括电机、减速箱、离心式叶轮和浮体，其特征在于，电机（1）与减速箱（2）相连，减速箱（2）侧面上装有向下倾斜的支撑体（9），减速箱（2）经装在支撑体（9）下部的浮体（11）悬浮在水面（16）上，减速箱（2）经下部的固定件（10）与水面（16）上方的上圆环盘（5）相连，上圆环盘（5）经下部的连接杆（15）与水面（16）下方的下圆环盘（6）相连，置于上圆环盘（5）和下圆环盘（6）之间的离心式叶轮（4）装在减速箱（2）下部的旋转轴（3）下端部，上圆环盘（5）下面沿外周向均布有若干叶片（8），下圆环盘（6）下部中心有导流筒（14）。
2.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的旋转轴（3）和离心式叶轮（4）均为中空结构，旋转轴（3）上部均布有若干进气孔（7），离心式叶轮（4）的浆片（4b）端部在旋转方向的背水面和浆片（4b）端部均开有若干出气孔（12）。
3.根据权利要求2所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的出气孔（12）的孔径为3-10mm。
4.根据权利要求2所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的浆片（4b）长10-50cm，高10-20cm。
5.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的叶片（8）沿上圆环盘（5）的径向安装有10-30个，每个叶片厚2-3mm，高10-30cm，浸没于水面（16）下的深度为3-10cm。
6.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的离心式叶轮（4）由3-7个空心的浆片（4b）均布在轮毂（4a）上构成，浆片（4b）与空心的轮毂（4a）相连通，旋转轴（3）下部穿过上圆环盘（5）中心的通孔（17）与轮毂（4a）相连通。
7.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的导流筒（14）的横截面为圆形，直径为10-50cm，长度为50-300cm，导流筒（14）下部有滤网（13）。
8.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的上圆环盘（5）和下圆环盘（6）均为圆形，直径均为30-150cm，上圆环盘（5）和下圆环盘（6）相距25-55cm。
9.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的浮体（11）呈三角等距布置或圆环布置。
10.根据权利要求1所述的曝气增氧装置，其特征在于，所述的电机（1）经联轴器（18）与减速箱（2）相连。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhou Jijun

Inventor after: Song Haijun

Inventor after: Gu Baoxiang

Inventor after: Chen Na

Inventor after: Wu Suzhen

Inventor before: Zhou Jijun

Inventor before: Liu Bibo

Inventor before: Gu Baoxiang

Inventor before: Chen Na

Inventor before: Wu Suzhen

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHOU JIJUN LIU BIBO GU BAOXIANG CHEN NA WU SUZHEN TO: ZHOU JIJUN SONG HAIJUN GU BAOXIANG CHEN NA WU SUZHEN

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Granted publication date: 20140115

Termination date: 20161218

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