CN105668822B - 绕桩旋转鼓风增氧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绕桩旋转鼓风增氧机，空气由通气管进入，由安装在船式浮箱中的小型高压风机产生高压气流，一部分经曝气电磁调节阀进入曝气管后通过微孔曝气头在水中向上曝气，起增氧和搅拌水体作用，一部分经推进气量电磁调节阀进入尾部微孔推动平板，在曝气的同时产生水平推力，使船式浮箱绕中心桩旋转，船式浮箱和穿线连杆刚性连接，通过旋转铁环套在中心桩上，旋转铁环一端连接平衡浮球，使连杆水平，中心桩水面以上安装防水导电滑环，同时安装挡雨罩，进线电缆通过空心的中心桩固定在防水导电滑环的内环，出线电缆由防水导电滑环的外环引出，固定在连杆上进入船式浮箱。通过本发明，解决了移动曝气中遇到的供电、固定难题，增加了服务水体面积。

Description

绕桩旋转鼓风增氧机

技术领域

本发明为曝气增氧机械，具体涉及一种绕桩旋转鼓风增氧机，适用于景观水体、水产养殖、污水处理等领域。

背景技术

一般说来向水中增氧的装置从原理上可以分为机械曝气、鼓风曝气和射流曝气。现有技术中，机械曝气广泛应用于水产养殖和污水处理，它是利用叶轮或叶片在水体表面的旋转产生剪切作用向水中充氧，效率较低，能源浪费较多；鼓风曝气是利用鼓风机产生高压气流，然后通过专门输送管道及曝气装置向水中充氧，其充氧效率高，但设备多，投资大，而且需要较大的场地安置鼓风机房等设施；射流曝气是根据水射器的原理，利用高速水流产生负压吸入空气后与水混合成气水混合物，再射入水中，从而起到向水中充氧的目的，其吸入的空气量较少，因此曝气效果不是很理想，实际工程应用较少。

衡量增氧机性能指标主要有两个，一是增氧能力，二是动力效率，其中增氧能力：

Q＝0.55×V×K_las，(kgO₂/h),V为水体体积，K_las为氧转移系数，动力效率E＝Q/N(kgO₂/KW·h)。可见提高曝气性能关键在于增大服务水体体积，提高氧转移系数。服务水体体积与潜水深度以及服务面积有关，氧转移系数与曝气方式和气泡直径大小有关。对于同一台鼓风曝气机来说，在某个潜水深度，其服务有效面积能力的是一定的，因此，现有曝气方式无法有效增加服务水体体积。

对于水产养殖或景观水体水质改善而言，向固定的区域曝气会使水中溶解氧很快达到饱和状态，持续开机曝气会造成能源浪费。增加服务水体体积，让增氧机移动增氧是最好的选择，但受供电方式和移动行走装置的限制，目前移动式增氧机多为直线行走式，曝气机需拖着电缆在水体中运动，且需要钢缆固定和起导向作用，施工复杂，服务面积小。如中国水产科学研究院提出的移动式太阳能增氧机结构形式，由太阳能板供电，增氧机沿着一条固定的钢缆行走，来回增氧，部分解决了供电方式和水中固定的问题，但由于每平方米太阳能板供电功率在120W左右，因此功率小，且部分电量需供给行走装置，能源利用率低，控制设备复杂，造价高，服务面积小，难以推广。

发明内容

本发明提出一种绕桩旋转鼓风增氧机，实现增氧机在增氧的同时围绕一个固定的中心桩旋转，解决了增氧机在水体中移动和固定的难题，大幅增加了服务水体面积。

本发明是这样实现的，一种绕桩旋转鼓风增氧机，其特征是，包括曝气管、电缆、船式浮箱、中心桩、尾部微孔推动平板；

所述船式浮箱采用干室潜水鼓风增氧机结构，上部设有通气管，船式浮箱内安装有风机，风机的进气口与通气管分列在浮箱的两侧，以利于浮箱内部空气流通，风机的进气口连接进气管，风机的出口经输气管分别与曝气管、尾部微孔推动平板连接，风机的出口与曝气管之间的输气管上设有曝气电磁调节阀，风机的出口与尾部微孔推动平板之间的输气管上设有推进气量电磁调节阀；所述曝气管上设有若干微孔曝气头；

所述船式浮箱一侧刚性连接有空心的穿线连杆，穿线连杆一端刚性连接船式浮箱，另一端固定连接旋转铁环；所述旋转铁环套在中心桩上，旋转铁环一端连接穿线连杆，另一端连接有平衡浮球；所述中心桩为空心结构，中心桩上部安装有防水导电滑环，防水导电滑环包括内环、外环，内环套于并固定在中心桩上，外环可绕内环旋转，电缆的进线电缆通过中心桩内的空心固定在防水导电滑环的内环上，电缆的出线电缆由防水导电滑环的外环引出，固定在穿线连杆上进入船式浮箱，防水导电滑环的外环、出线电缆与穿线连杆一起旋转。

所述中心桩的上部安装有挡雨罩，防水导电滑环置于挡雨罩内。

本发明结构合理、使用方便，通过本发明：

(1)绕桩旋转鼓风增氧机采用干室潜水鼓风曝气结构，微孔曝气头曝气。在垂直和水平两个方向同时曝气，垂直方向起到曝气增氧、搅拌上下水体和混合作用，水平方向曝气产生的推力推动增氧机绕桩旋转，通过穿线连杆和旋转铁环与中心桩连接，旋转铁环一端和船式浮箱刚性连接，另一端的旋转铁环套在中心桩上，中心桩水面以上安装防水导电滑环，进线电缆通过空心的中心桩固定在防水导电滑环的内环，出线电缆由防水导电滑环的外环引出，固定在穿线连杆上进入船式浮箱，防水导电滑环的外环、出线电缆与穿线连杆一起旋转。

(2)由于水位变化以及船式浮箱在运动过程中会扭动或摆动，使用固定轴承不能满足要求，且旋转增氧需要的旋转速度是很慢的，因此提出旋转铁环套桩旋转方式，旋转铁环既可以旋转、也可以上下移动，还可以部分扭动，自由度较大，解决了水位变化和船式浮箱固定、摆动问题，为了使穿线连杆保持水平，在旋转铁环端部设置平衡浮球。

(3)绕桩旋转鼓风增氧机总体上由船式浮箱、穿线连杆、中心桩三部分构成，船式浮箱起增氧和推动旋转作用，穿线连杆起到连接作用，中心桩作为旋转中心起到固定和供电作用。装置由下列部件组成：通气管、风机、曝气电磁调节阀、微孔曝气头、曝气管、电缆、船式浮箱、旋转铁环、挡雨罩、防水导电滑环、平衡浮球、中心桩、穿线连杆、尾部微孔推动平板、推进气量电磁调节阀。

本发明具有以下有益效果:

第一、本发明实现了旋转增氧，成倍扩大了服务水体体积，增氧机的增氧能力和动力效率大幅提高。

第二、不采用任何电动机械控制增氧机旋转，而是利用曝气过程中产生的反作用力让曝气机绕桩旋转，从而实现分区增氧的目的，达到间歇增氧的效果。

第三、本发明中船式浮箱通过铁环套桩方式固定并围绕中心桩旋转运动，船式浮箱浮在水面，可随水位变化自动沿中心桩上下滑动，旋转铁环采用平衡浮球连接，保持船式浮箱、穿线连杆及旋转铁环处于同一水平面，供电电缆为固定式，解决了曝气机运行过程中由于电缆拖曳、水位变化以及风浪摆动等不利因素影响产生的电缆缠绕、曝气机抗扭、抗摆动、抗颠簸等问题。

本发明实现了旋转增氧，成倍扩大了服务水体体积，增氧机的增氧能力和动力效率大幅提高。不采用任何电机控制增氧机旋转，而是利用曝气过程中产生的反作用力让曝气机绕桩旋转，从而实现分区增氧的目的，达到间歇增氧的效果，本发明较好解决了曝气机运动过程中电缆拖曳、缠绕、水位变化以及风浪影响产生的扭动问题。对于景观水体、水产养殖殖、污水处理等领域提供了高效、可靠的增氧设备，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明俯视方向的结构示意图。

图3为本发明风机管路系统结构示意图。

图中：1通气管、2风机、3曝气电磁调节阀、4微孔曝气头、5曝气管、6电缆、7船式浮箱、8旋转铁环、9挡雨罩、10防水导电滑环、11平衡浮球、12中心桩、13穿线连杆、14尾部微孔推动平板、15推进气量电磁调节阀。

具体实施方式

下面结合附图以及附图说明对本发明做进一步说明。

如图所示绕桩旋转鼓风增氧机，该增氧机包括通气管1、风机2、曝气电磁调节阀3、微孔曝气头4、曝气管5、电缆6、船式浮箱7、旋转铁环8、挡雨罩9、防水导电滑环10、平衡浮球11、中心桩12、穿线连杆13、尾部微孔推动平板14、推进气量电磁调节阀15。空气由通气管1进入，由安装在船式浮箱7中的小型高压风机2产生高压气流，一部分经曝气电磁调节阀3进入曝气管5后通过微孔曝气头4在水中向上曝气，起增氧和搅拌水体作用，一部分经推进气量电磁调节阀15进入尾部微孔推动平板14，在曝气的同时产生水平推力，使船式浮箱7绕中心桩12旋转，船式浮箱7和穿线连杆13刚性连接，穿线连杆13一端固定连接船式浮箱7，另一端固定连接旋转铁环8，旋转铁环8套在中心桩12上，旋转铁环8一端连接平衡浮球11，从而使得穿线连杆13水平，中心桩12在水面以上的部分安装防水导电滑环10，同时安装挡雨罩9，电缆6的进线电缆通过空心的中心桩12固定在防水导电滑环10的内环，电缆6的出线电缆由防水导电滑环10的外环引出，固定在穿线连杆13上进入船式浮箱7，电滑环10的外环、出线电缆与穿线连杆13一起旋转。

本发明中，船式浮箱7通过旋转铁环8套桩方式固定并围绕中心桩12旋转运动，船式浮箱7浮在水面，可随水位变化自动沿中心桩12上下滑动，旋转铁环8采用平衡浮球11连接，保持干室潜水鼓风增氧机主体、穿线连杆13及旋转铁环8处于同一水平面，供电电缆为固定式，解决了曝气机运行过程中由于电缆拖曳、水位变化以及风浪摆动等不利因素影响产生的电缆缠绕、曝气机抗扭、抗摆动、抗颠簸等问题。本发明中，干室潜水鼓风增氧机主体包括船式浮箱7以及设置于船式浮箱7内的风机2。

通过本发明，可以在垂直和水平方向同时曝气，无机械推进装置，水平方向曝气使增氧机绕桩旋转，有效利用了高压气体，成倍扩大了服务面积。此外，采用防水导电滑环10解决了增氧机移动过程中电缆拖曳和缠绕问题。

通过本发明，绕桩旋转鼓风增氧机是潜水、旋转、半固定式的，解决了移动曝气中遇到的供电、固定难题，增加了服务水体面积。

Claims (2)

1.一种绕桩旋转鼓风增氧机，其特征是，包括曝气管（5）、电缆（6）、船式浮箱（7）、中心桩（12）、尾部微孔推动平板（14）；

所述船式浮箱（7）上部设有通气管（1），船式浮箱（7）内安装有风机（2），风机（2）的进气口连接进气管，风机（2）的出口经输气管分别与曝气管（5）、尾部微孔推动平板（14）连接，风机（2）的出口与曝气管（5）之间的输气管上设有曝气电磁调节阀（3），风机（2）的出口与尾部微孔推动平板（14）之间的输气管上设有推进气量电磁调节阀（15）；所述曝气管（5）上设有若干微孔曝气头（4）；

所述船式浮箱（7）一侧刚性连接有空心的穿线连杆（13），穿线连杆（13）一端刚性连接船式浮箱（7），另一端固定连接旋转铁环（8）；所述旋转铁环（8）套在中心桩（12）上，旋转铁环（8）一端连接穿线连杆（13），另一端连接有平衡浮球（11）；所述中心桩（12）为空心结构，中心桩（12）上部安装有防水导电滑环（10），电缆（6）的进线电缆通过中心桩（12）内的空心固定在防水导电滑环（10）的内环上，电缆（6）的出线电缆由防水导电滑环（10）的外环引出，固定在穿线连杆（13）上进入船式浮箱（7），防水导电滑环（10）的外环、出线电缆与穿线连杆（13）一起旋转。

2.根据权利要求1所述的绕桩旋转鼓风增氧机，其特征是，所述中心桩（12）的上部安装有挡雨罩（9），防水导电滑环（10）置于挡雨罩（9）内。