CN106376515B - 自浮式风力增氧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自浮式风力增氧机，能利用风力驱动叶轮给水体增氧，主要用于水产养殖，也可用于河道治污等领域，主要包括立轴、叶轮、升力型叶片、半圆叶片、上叶片连接杆、下叶片连接杆、上叶片安装盘、下叶片安装盘、叶轮衬套。该自浮式风力增氧机克服了一般增氧机浮体较大、结构复杂、成本较高的缺点，把浮体和叶轮合二为一，叶轮既搅动水体增氧，又作为浮体承载风力机竖直方向的受力，立轴插入水塘泥层等基础中固定不动，风力机及叶轮绕立轴转动，风力机及叶轮随水位的高低可沿立轴轴向浮动，同时升力型叶片、半圆叶片、叶轮巧妙地组合为一体，简化了结构，提高了可靠性。

Description

自浮式风力增氧机

技术领域

本发明涉及一种自浮式风力增氧机，能利用风力给水体增氧，主要用于水产养殖，也可用于河道治污等领域。

背景技术

现有的风力增氧机一般是由电动增氧机演变而来，多是增氧机主体安装在浮体上，由风力机代替电动机，在风力作用下，风力机带动叶轮转动，叶轮搅动水体进行增氧，浮体随水位高低支撑增氧机主体，其缺点是浮体比较大，结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于：把浮体和叶轮合二为一，叶轮既搅动水体增氧，又作为浮体承载风力机竖直方向的受力；立轴插入水塘泥层等基础中固定不动，风力机及叶轮绕立轴转动，立轴既对风力机起定位作用，又承受风力机径向的受力，风力机及叶轮随水位的高低可沿立轴轴向浮动；为使安装准确、方便，增加立轴强度和刚度，立轴设计成上下两段，下段作为基础轴体插入泥土，上段安装在下段上，便于上段轴体能安装、调整得比较精确；风力机主要由升力型叶片带动，为提高风力机的起动能力，风力机还巧妙地把半圆叶片装在一起；为便于维护、减少摩擦，叶轮和立轴之间装有叶轮衬套，叶轮衬套和立轴间隙配合，叶轮衬套通孔内壁加工有螺旋槽，叶轮转动时螺旋槽内水体形成具有一定压力的水膜，以减少叶轮衬套和立轴之间的摩擦。

本发明是这样实现的：自浮式风力增氧机，包括立轴、叶轮、升力型叶片、半圆叶片、上叶片连接杆、下叶片连接杆、上叶片安装盘、下叶片安装盘、叶轮衬套。立轴插入水塘泥层等基础中固定不动，上叶片连接杆斜向上布置，上叶片连接杆外端固定在升力型叶片上端，上叶片连接杆里端固定在上叶片安装盘，下叶片连接杆斜向下布置，下叶片连接杆外端固定在升力型叶片下端，下叶片连接杆里端固定在下叶片安装盘，上叶片安装盘及下叶片安装盘的中心有通孔，立轴穿过上、下叶片安装盘的通孔，上、下叶片安装盘通过轴承与立轴配合，2个半圆叶片轴对称安装在上、下叶片安装盘中，升力型叶片下端和叶轮上端相联接，叶轮中心位置有竖向通孔，叶轮套在立轴中，在叶轮的通孔中装有叶轮衬套，叶轮衬套和立轴间隙配合，升力型叶片、上叶片连接杆、下叶片连接杆、上叶片安装盘、下叶片安装盘、叶轮为旋转部件，联接在一起，可绕立轴旋转，也能沿立轴上下移动。自浮式风力增氧机主要由升力型叶片带动，升力型叶片一般为2到6个，升力型叶片及其联接件绕立轴周向均布，为提高风力机的起动能力，风力机还巧妙地把半圆叶片装在一起，半圆叶片是截面为半圆形的薄管，为方便制作，可选用合适的圆管对半剖开。

其中，上叶片安装盘和下叶片安装盘的中心在立轴轴线上，上叶片安装盘及下叶片安装盘的中心有通孔，立轴穿过上、下叶片安装盘的通孔，上叶片安装盘和下叶片安装盘的形状中有2个中心对称布置的半圆，这2个半圆构成上叶片安装盘及下叶片安装盘的2个半圆形边沿，半圆圆心偏离对称中心的距离小于半圆半径，在上叶片安装盘和下叶片安装盘的2个半圆形边沿位置上相应安装2个截面形状为半圆的半圆叶片，半圆叶片的半径和上、下叶片安装盘的半圆形边沿的半径相同，上叶片安装盘和下叶片安装盘的2个半圆形边沿有凸起，以用螺钉固定这2个半圆叶片，半圆叶片下段固定在下叶片安装盘上，半圆叶片上段固定在上叶片安装盘上。

为使立轴有较好的强度和刚度，并能安装准确、方便，避免立轴插入水中时安装位置精度不够，立轴设计成上下两段，下段作为基础轴体插入泥土，立轴上段的下端焊有法兰，立轴上段安装在立轴下段上，立轴下段的上端固定有双头螺栓，每个双头螺栓上旋有上、下2个螺母，立轴上段的法兰装在上、下螺母之间，调节螺母高低就能调节立轴上段的安装方位。安装要求不高时无需双头螺栓，可用螺钉把立轴上段的法兰装紧在立轴下段的上端面上。

叶轮为上面大下面小的密封锥体，锥体中空，能浮在水里，锥体外锥面均布有搅动水体增氧的螺旋叶片，叶轮中心位置竖向有通孔，叶轮套在立轴中，在叶轮的通孔中装有叶轮衬套，叶轮衬套和立轴间隙配合；叶轮衬套通孔内壁加工有螺旋槽，叶轮转动时螺旋槽内水体形成具有一定压力的水膜，以减少叶轮衬套和立轴之间的摩擦，叶轮衬套也能方便更换，一般螺旋槽的螺纹旋紧方向与风力机的转动方向相同；升力型叶片下端和叶轮上端通过联接件相联接，使升力型叶片与水面保持合适的高度，风力机带着叶轮转动。

当升力型叶片过长时，在离心力等作用下，叶片的变形可能会比较大，在升力型叶片中间段用拉索联接上叶片安装盘或上叶片连接杆，并拉紧，以增加叶片的强度和刚度。

本发明的最大特点在于：

把浮体和叶轮合二为一，叶轮既搅动水体增氧，又作为浮体承载风力机竖直方向的受力，立轴插入水塘泥层等基础中固定不动，风力机及叶轮绕立轴转动，风力机及叶轮随水位的高低可沿立轴轴向浮动，同时升力型叶片、半圆叶片、叶轮巧妙地组合为一体，简化了结构，提高了可靠性。

附图说明

图1是本发明的主视示意图。

图2是本发明的俯视示意图。

图3是下叶片安装盘的局部剖视示意图。

图4是下叶片安装盘的俯视示意图。

图5是下叶片安装盘和轴承的装配侧视示意图。

图6是立轴的局部放大示意图。

图7是叶轮的主视示意图。

图8是叶轮的俯视示意图。

图9是叶轮衬套内壁螺旋槽示意图。

图10是本发明另一种安装示意图。

图中，1-半圆叶片，2-上叶片连接杆，3-上叶片安装盘，4-拉索，5-轴承，6-下叶片安装盘，7-下叶片连接杆，8-升力型叶片，9-立轴，10-叶轮，11-叶轮衬套，601-凸起，602-通孔，901-立轴上段，902-法兰，903-双头螺柱，904-上螺母，905-下螺母，906-立轴下段，101-叶轮叶片，102-联接件，111-螺旋槽。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但本发明所保护的范围并不局限与此，本领域的技术员能轻易想到的等效变化和变形皆属于本发明的保护范围。

如图1到2所示，自浮式风力增氧机，包括立轴9、叶轮10、升力型叶片8、半圆叶片1、上叶片连接杆2、下叶片连接杆7、上叶片安装盘3、下叶片安装盘6、叶轮衬套11。立轴9插入水塘泥层等基础中固定不动，上叶片连接杆2斜向上布置，上叶片连接杆2外端固定在升力型叶片8上端，上叶片连接杆2里端固定在上叶片安装盘3，下叶片连接杆7斜向下布置，下叶片连接杆7外端固定在升力型叶片8下端，下叶片连接杆7里端固定在下叶片安装盘6，上叶片安装盘3及下叶片安装盘6的中心有通孔，立轴9穿过上叶片安装盘3及下叶片安装盘6的通孔，上叶片安装盘3、下叶片安装盘6通过轴承与立轴9配合，2个半圆叶片1轴对称安装在上叶片安装盘3及下叶片安装盘6中，升力型叶片8下端和叶轮10上端通过联接件102相联接，叶轮10中心位置有竖向通孔，叶轮10套在立轴9中，在叶轮10的通孔中装有叶轮衬套11，叶轮衬套11和立轴9间隙配合，升力型叶片8、上叶片连接杆2、下叶片连接杆7、上叶片安装盘3、下叶片安装盘6、叶轮10为旋转部件，联接在一起，可绕立轴9旋转，也能沿立轴9上下移动。自浮式风力增氧机主要由数个升力型叶片8带动，升力型叶片8一般为2到6个，升力型叶片8及其联接件绕立轴9周向均布，为提高风力机的起动能力，风力机还巧妙地把半圆叶片1装在一起，半圆叶片1是截面为半圆形的薄管，为方便制作，可选用合适的圆管对半剖开。

图3到5为下叶片安装盘6的示意图，下叶片安装盘6的形状中有2个中心对称布置的半圆，这2个半圆构成下叶片安装盘6的2个半圆形边沿，半圆圆心偏离对称中心的距离小于半圆半径，下叶片安装盘6的2个半圆形边沿位置上相应安装2个截面形状为半圆的半圆叶片1，下叶片安装盘6的2个半圆形边沿有凸起601，以用螺钉固定2个半圆叶片1，下叶片安装盘6的中心有通孔602，立轴上段901穿过通孔602。

如图1到2所示，上叶片安装盘3的作用和形状与下叶片安装盘6相似，只是安装位置和凸起朝向有不同，上叶片安装盘3和下叶片安装盘6的中心在立轴9的轴线上，上叶片安装盘3及下叶片安装盘6的中心有通孔，立轴上段901穿过上叶片安装盘3及下叶片安装盘6的通孔，上叶片安装盘3和下叶片安装盘6的形状中有2个中心对称布置的半圆，这2个半圆构成上叶片安装盘3及下叶片安装盘6的2个半圆形边沿，半圆圆心偏离对称中心的距离小于半圆半径，在上叶片安装盘3和下叶片安装盘6的2个半圆形边沿位置上相应安装2个截面形状为半圆的半圆叶片1，半圆叶片1的半径和上叶片安装盘3及下叶片安装盘6的半圆形边沿的半径相同，上叶片安装盘3和下叶片安装盘6的2个半圆形边沿有凸起，以用螺钉固定2个半圆叶片1，半圆叶片1下段固定在下叶片安装盘6上，半圆叶片1上段固定在上叶片安装盘3上。

如图6所示，为使立轴9有较好的强度和刚度，并能安装准确、方便，避免立轴9插入水中时安装位置精度不够，立轴9设计成上下两段，立轴下段906作为基础轴体插入泥土，立轴上段901的下端焊有法兰902，立轴上段901安装在立轴下段906上，立轴下段906的上端固定有双头螺栓903，每个双头螺栓903上旋有上螺母904和下螺母905，立轴上段901的法兰902装在上螺母904和下螺母905之间，调节螺母高低就能调节立轴上段901的安装方位。当安装要求不高时无需双头螺栓903，可用螺钉把立轴上段的法兰装紧在立轴下段上。

如图1、图7、图8、图9所示，叶轮10为上面大下面小的密封锥体，锥体中空，能浮在水里，锥体外锥面均布有搅动水体增氧的叶轮叶片101，叶轮10中心位置竖向有通孔，叶轮10套在立轴9中，在叶轮10的通孔中装有叶轮衬套11，叶轮衬套11和立轴9间隙配合，叶轮衬套11通孔内壁加工有螺旋槽111，叶轮10转动时螺旋槽111内水体形成具有一定压力的水膜，以减少叶轮衬套11和立轴9之间的摩擦，叶轮衬套11也能方便更换，一般螺旋槽111的螺纹旋紧方向与风力机的转动方向相同，升力型叶片8下端和叶轮10上端通过联接件102相联接，使升力型叶片8与水面保持合适的高度，风力机带着叶轮10转动。

如图1所示，当升力型叶片8过长时，在离心力等作用下，升力型叶片8的变形可能会比较大，在升力型叶片8中间段用拉索4联接上叶片安装盘3或上叶片连接杆2，并拉紧，以增加升力型叶片8及整个风力机的强度和刚度。

如图10所示，当自浮式风力增氧机功率较小或起动阻力矩较小时，可以省掉半圆叶片1和上叶片安装盘3；当风力机上下移动行程不大、拉索等不受立轴9影响时，相邻上叶片连接杆2上端可用拉索拉紧，以增加风力机刚度，简化结构。

Claims (7)

1.自浮式风力增氧机，包括立轴、叶轮、升力型叶片、半圆叶片、上叶片连接杆、下叶片连接杆、上叶片安装盘、下叶片安装盘、叶轮衬套，其特征在于：

立轴固定不动，上叶片连接杆斜向上布置，上叶片连接杆外端固定在升力型叶片上端，上叶片连接杆里端固定在上叶片安装盘，下叶片连接杆斜向下布置，下叶片连接杆外端固定在升力型叶片下端，下叶片连接杆里端固定在下叶片安装盘，上叶片安装盘及下叶片安装盘的中心有通孔，立轴穿过上叶片安装盘及下叶片安装盘的通孔，上叶片安装盘及下叶片安装盘通过轴承与立轴配合，2个半圆叶片按轴对称安装在上叶片安装盘及下叶片安装盘中，升力型叶片下端和叶轮上端相联接，叶轮中心位置竖向有通孔，叶轮套在立轴中，在叶轮的通孔中装有叶轮衬套，叶轮衬套和立轴间隙配合，升力型叶片、上叶片连接杆、下叶片连接杆、上叶片安装盘、下叶片安装盘、叶轮可绕立轴旋转，也能沿立轴上下移动，叶轮为上面大下面小的密封锥体，锥体中空，能浮在水里，锥体外锥面均布有搅动水体增氧的叶轮叶片。

2.如权利要求1所述的自浮式风力增氧机，其特征在于：

所述的叶轮其中心位置竖向有通孔。

3.如权利要求1所述的自浮式风力增氧机，其特征在于：

所述的立轴由上下2段组成，上段立轴的下端焊有法兰，下段立轴的上端固定有双头螺栓，每个双头螺栓上旋有2个螺母，上段立轴的法兰装在上、下螺母之间。

4.如权利要求1所述的自浮式风力增氧机，其特征在于：

所述的升力型叶片，其中间段由拉索拉紧，联接到上叶片安装盘。

5.如权利要求1所述的自浮式风力增氧机，其特征在于：

所述的叶轮衬套，其通孔和立轴下段间隙配合，叶轮衬套通孔内壁加工有螺旋槽。

6.如权利要求1所述的自浮式风力增氧机，其特征在于：

所述的上叶片安装盘和下叶片安装盘的中心在立轴轴线上，上叶片安装盘及下叶片安装盘的中心有通孔，立轴穿过上、下叶片安装盘的通孔，上叶片安装盘和下叶片安装盘的形状中有2个中心对称布置的半圆，这2个半圆构成上叶片安装盘及下叶片安装盘的2个半圆形边沿，半圆圆心偏离对称中心的距离小于半圆半径，在上叶片安装盘和下叶片安装盘的2个半圆形边沿位置上相应安装2个截面形状为半圆的半圆叶片，半圆叶片的半径和上叶片安装盘及下叶片安装盘的半圆形边沿的半径相同，上叶片安装盘和下叶片安装盘2个半圆形边沿有凸起，以用螺钉固定2个半圆叶片，半圆叶片下段固定在下叶片安装盘上，半圆叶片上段固定在上叶片安装盘上。

7.如权利要求1所述的自浮式风力增氧机，其特征在于：

所述的升力型叶片为2到6个，并绕立轴周向均布。