CN106430659B - 一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置和方法，属于水体修复和水处理技术领域。它包括固定在漂浮增氧器浮体上的滑轨，在滑轨上脚可滑动的机械臂，机械臂底脚安装有可滑动的曝气支管，滑轮组机构的绳索牵引固定在机械臂滑轨上方的大定滑轮转动，大定滑轮同轴带动相对于大定滑轮一定比例的小定滑轮转动，小定滑轮通过钢索控制X形机械臂上脚相离或相近移动，实现X形机械臂带动曝气支管上升或下降的距离与重物相对于水面的靠近的距离几乎相同，同步地输气管伸缩机构收起或释放输气软管。它始终让曝气管定位于河床上方特定位置，减少对河床底泥的扰动，并提高充氧效率。

Description

一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置和方法

技术领域

本发明属于水体修复和水处理技术领域，更具体地说，涉及一种控制曝气深度、提高充氧效率、减少底泥扰动的装置和方法，尤其涉及一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置和方法。

背景技术

随着我国经济的迅速发展、人口的增加、工业化和城市化步伐的加快，一方面，人们对水资源的需求和依赖不断增大，另外一方面，带来的水质恶化也日益严重，导致许多河流水体缺氧、发黑发臭，部分河道甚至成为污水通道，环境容量锐减，水质的恶化造成河道内鱼虾等生物基本绝迹，水生生物群落结构简单化、生物多样性下降。2014年《中国环境状况公报》中指出，全国423条主要河流、62座重点湖泊(水库)的968个国控地表水监测断面(点位)开展了水质监测，Ⅴ和劣Ⅴ类水质断面已经占到16.0％，同时更多的没有在国家统计范围内的河流污染情况更是不容乐观。我国已经制订并实施了《水污染防治行动计划》，其中主要指标：地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内。京津冀区域丧失使用功能(劣于V类)的水体断面比例下降15个百分点左右，长三角、珠三角区域力争消除丧失使用功能的水体。到2030年，全国七大重点流域水质优良比例总体达到75％以上，城市建成区黑臭水体总体得到消除，黑臭水体的治理任务仍然比较严重。

因此，治理污染水体，恢复退化的水生态系统成为当前水生态系统领域研究的热点，其中，水体曝气技术由于具有安全性、经济性、实用性、系统性等诸多优点成为河流污染治理的主要技术手段，特别是对于受到严重污染的河流。

大量耗氧污染物排入水体，水体缺氧导致水体黑臭，不但严重破坏水体的自净能力，还破坏了水体的功能。在水体中布置漂浮增氧器是一种常见的水体修复方法，然而在自然水体中，水位经常变动，底泥污染较重，曝气管或曝气头如果设置靠近底泥附近，会搅动底泥上浮，加重水体污染，如果布置过浅，曝气的气泡过快升至液面，会使充氧效果变差。

中国发明专利，专利号201510035952.1，一种河道用曝气充氧装置，公开了一种河道用曝气充氧装置，包括一个上段位于河道水面之上、下段伸在水面之下的竖直空心管，在竖直空心管的下段上固定设有叶片，在竖直空心管的上段上通过轴承同轴连接一个锥形筒，锥形筒的上端是小端，下端是大端；在锥形筒外侧表面上由小端至大端设置连续的台阶；折弯空心管的一端从竖直空心管的顶部伸入竖直空心管内并固定连接于竖直空心管内，伸出于竖直空心管之外的折弯空心管向下折弯一定角度并位于锥形筒的上方，竖直空心管的上端开口密封；锥形筒的大端外缘处固定连接支架的上端，支架的下端向下伸入河道底部并牢固在河道底部；整个曝气过程无需电动力，仅靠河水流动即可达到充氧的目的，能使整个断面的河水均匀充氧。其不足之处在于，目前黑臭水体普遍流动性差，对于污染负荷高、水位变化大的情况下应用受到限制，充氧的时间短和效果不足，对净化水质和生境改善较慢。

中国发明专利，专利号201510014867.7，一种景观式水体活化设备，公开了一种景观式水体活化设备，包括转动驱动装置、与该转动驱动装置相连的浮体以及设置在该浮体下方的耕水片，其特征在于：所述耕水片上设置有永磁体，所述转动驱动装置包括位于浮体下方的潜水中空电机，该潜水中空电机的中心轴为中空，在该浮体的上方设置有与该中空的中心轴相连的喷头，在该浮体的下方的设置有与该中空的中心轴相连向水底延伸的管道，该管道与一提水泵相连。该发明通过在耕水上设置了永磁体，实现对水体的活化作用，另外，通过增设提水泵、管道和喷头，使得底部的水和上部的水形成循环，使得该景观式水体活化设备具有曝气功能，同时，喷头喷出的水形成喷泉，具有水面造景功能。其不足之处在于，投资较大、机械增氧效率低，水泵易堵塞，操作复杂在污染负荷高、水位变化大的情况下应用受到限制。

中国发明专利，专利号201410720352.4，公开了一种气提式深水底质改良机，涉及了一种气提式深水底质改良机，它属于一种集水体增氧、底质改良和生物净化的养殖水体净化改良设备技术领域。该发明主要解决了现有气提式增氧设备存在的曝气不充分和无法对较深或深浅不一的水体底质进行改良的技术问题。该发明采用的技术方案为：一种气提式深水底质改良机，包括气提增氧机和牵引绳索，其中：它还包括微生物净化装置、回流罩和数个伸缩管。该发明具有曝气充分和能对较深或深浅不一的水体底质进行改良的优点。其不足之处在于，底泥搅动、存在二次污染风险，无法实现水体中层或是上层水体充氧；底部导流罩在水体占据的空间过大，影响水体流动，同时在流速稍大大的河道，由于底部竖向截面过大，受力不平衡，会使增氧装置晃动剧烈，易造成设备损坏；对于污染负荷高、水位变化大的情况下应用受到限制，充氧的时间短和效果不足，对净化水质和生境改善较慢。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中曝气增氧设备存在充氧时间短、效果差的问题，本发明提供了一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置和方法。它使曝气管处在河床上方特定位置，以提高充氧效率，减少对河床底泥的扰动。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，它包括机械臂、滑轨和输气管道伸缩机构，机械臂的上脚固定在滑轨上，机械臂底脚安装在输气管道伸缩机构上。

漂浮增氧器的轴承支架两端下方各设置一个机械臂和滑轨，两个机械臂底脚均安装在可滑动的输气管道伸缩机构上，漂浮增氧器的轴承支架两端保持平衡。

机械臂的上脚固定在滑轨上，漂浮在水面上，机械臂的底脚在输气管道伸缩机构上滑动，实现拉伸和缩短，改变输气管道伸缩机构在水中的位置，实现水体中不同高度位置的充氧曝气。

优选地，还包括滑轮组机构，滑轮组机构中心轴通过漂浮增氧器的轴承支架固定在滑轨上方，与滑轮组机构连接的钢索穿过输气管道伸缩机构下方连接重物，与滑轮组机构连接的钢索III和机械臂的上脚连接。

滑轮组机构和重物配合，实现不同水位高度滑轨的调节，进一步充分实现改变输气管道伸缩机构在水中的位置，实现水体中不同高度位置的充氧曝气。

优选地，滑轨包括导轨、滑轮牵引弹簧、滑轮和牵引臂，滑轨内设有导轨，滑轮和滑轮组机构的动滑轮均在导轨上，导轨左端与滑轮组机构的动滑轮之间依次连接有滑轮牵引弹簧和牵引臂，导轨右端与滑轮之间依次连接有滑轮牵引弹簧和牵引臂。

钢索III牵引着机械臂的右上脚、滑轮、牵引臂另一端在导轨上来回滑动，滑轮牵引弹簧在导轨右端与牵引臂一端之间伸缩，机械臂在水中上下移动。

优选地，机械臂包括活动杆、中间插销和端头插销，两个活动杆交叉呈X形结构，X形结构的中间由中间插销固定连接，相邻两组X形结构的两头由端头插销固定连接，机械臂的整体结构由若干组X形结构依次连接构成。

机械臂上部一组X形结构有两个脚，即为活动杆的两个端头，就是机械臂的两个上脚，机械臂下部一组X形结构有两个脚，即为活动杆的两个端头，就是机械臂的两个底脚。

当钢索牵引滑轮的力大于与牵引臂连接的滑轮牵引弹簧牵引滑轮的力时，钢索牵引着滑轮、机械臂的右上脚和牵引臂向导轨的左端运动，滑轮牵引弹簧被向左拉伸，机械臂上部的X形结构的两个活动杆下移，X形结构开口向上的夹角，即两个活动杆之间开口向上的夹角变小，机械臂拉伸，伸出的距离较长，反之，机械臂缩短，伸出的距离较短。

优选地，机械臂的右上脚和钢索III的一端一起连接在滑轮上，钢索III的另一端与滑轮组机构连接；机械臂的左上脚连接在动滑轮上。

优选地，滑轮组机构包括大定滑轮、小定滑轮、动滑轮，动滑轮位于滑轨上，大定滑轮和小定滑轮同一轴心，大定滑轮和小定滑轮的轴固定在漂浮增氧器的轴承支架上，半径成一定比例，其比例与X形机械臂的长度和叉形单元个数有关，大定滑轮和小定滑轮位于滑轨上方，钢索的另一端绕过动滑轮，固定连接在小定滑轮上。

优选地，与滑轮组机构连接的钢索穿过输气管道伸缩机构下方连接重物，所述的钢索包括钢索I和钢索II，大定滑轮上固定有有序缠绕的钢索II，钢索II与钢索I通过夹头夹在一起，钢索I与重物连接。

优选地，输气管道伸缩机构包括转动轮盘、输气软管和曝气支管，转动轮盘上缠绕有输气软管，输气软管一端穿过转动轮盘的中心与漂浮增氧器连接，输气软管另一端接曝气支管，曝气支管的两侧各固定有一滑槽，两个机械臂底脚分别在对应的滑槽内滑动。

优选地，机械臂两个底脚固定的活动滑块在滑槽内自由移动，活动滑块与平衡弹簧的一头连接，平衡弹簧的另一头固定在滑槽上。

曝气支管为市场上可购买的微孔曝气管或穿孔管等，曝气支管是与河床平行的“目”形或其他形状布置的管道，曝气支管两侧各固定有一滑槽，两个机械臂底脚分别在对应的滑槽内滑动，X形机械臂两脚上的滑片在滑槽内自由移动，两脚上固定有两个平衡弹簧，平衡弹簧另一头固定在滑槽的两端。

大定滑轮位于滑轨上方，动滑轮位于滑轨上，滑轨位于水面上，与钢索I连接的重物放置在河床上，大定滑轮上固定有有序缠绕的钢索II。

一种漂浮增氧器的曝气管自动升降方法，包括以下步骤：

A、漂浮增氧器的曝气管定位：

将漂浮增氧器的曝气管(即曝气支管)定位于河床上方，机械臂受到滑轮牵引弹簧的牵引力，初始状态为收缩状态；调整转动轮盘转动，使曝气管定位于河床上方，将带有钢索I的重物垂直放于水中，直到不继续下沉，重物放置在河床上，拉直重物上方的钢索I，同时拉直缠绕在大定滑轮上伸出的钢索II，使用夹头将钢索I和钢索II夹在一起，重物通过钢索拉住大定滑轮，阻止了大定滑轮转动，漂浮增氧器的曝气管定位设置完成；

B、漂浮增氧器的曝气管相对于漂浮增氧器自动下降方法(与河床距离保持初始设定位置不变)：

当移动漂浮增氧器或河水液位上升导致河床和水面距离变大时，重物距离大定滑轮距离变长，相对于大定滑轮下移，大定滑轮上固定有有序缠绕的钢索II往下拉长一段，大定滑轮顺时针转动，小定滑轮也顺时针转动，拉动钢索III，钢索III缠绕在小定滑轮上，位于滑轨上的动滑轮受到钢索III的作用，顺时针转动，同时拉着机械臂左上脚、滑轨左端的牵引臂和滑轮牵引弹簧向滑轨右端运动，钢索III拉动滑轮、机械臂右上脚、滑轨右端的牵引臂和滑轮牵引弹簧向滑轨左端运动，机械臂两个上脚聚拢，机械臂X形结构带动机械臂两个底脚上的活动滑块在曝气支管上的滑槽内相互聚拢，机械臂的X形结构开口向上的夹角，即两个活动杆之间开口向上的夹角变小，机械臂拉伸，曝气支管下移，带动输气软管从转动轮盘上释放出来，完成曝气支管下移过程；机械臂伸展的长度L1＝重物下移的长度L2；

C、漂浮增氧器的曝气管自动上升方法(与河床距离保持初始设定位置不变)：

当移动漂浮增氧器或河水液位下降导致河床和水面距离变小时，重物距离大定滑轮距离变短，相对于大定滑轮上移，钢索II和钢索I处于松弛状态，大定滑轮一侧的拉力暂时消失，由于受到滑轮牵引弹簧的拉力，机械臂左上脚和机械臂的右上脚相离运动，拉动钢索III，钢索III带动小定滑轮逆时针转动，同轴大定滑轮同步逆时针转动，缠绕松弛的钢索II直至钢索绷紧；两个活动杆之间开口向上的夹角变大，机械臂缩短，曝气支管上移，转动轮盘转动，将输气软管缠绕在转动轮盘上，完成曝气支管上移过程；X形机械臂收缩的长度L3＝重物上移的长度L4。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的技术方案的优点在于：

(1)本发明的漂浮增氧器的曝气管自适应升降装置，在漂浮增氧器移动时，或者水位变化时，使曝气管出气口处于河床以上特定位置，延长气泡与液体的接触的时间，提高充氧效率，但不会扰动底泥，防止底泥污染物释放到水体中；

(2)本发明的X行机械臂截面小，对河水水流阻力小，受河水冲击力也小，该装置还有一定的自锁功能，有利的状态重物牵引大轮盘转动，带动小轮盘转动容易实现，不利的状态，曝气支管的浮动受力先传导到小轮盘，小轮盘转动带动大轮盘较难实现；

(3)当移动漂浮增氧器或河水液位下降导致河床和水面距离变小时，重物相对于固定在漂浮增氧器浮体上的大定滑轮上移，牵引弹簧的拉力使X行机械臂处于最短状态，如图5.1所示，由于滑轨上的弹簧拉力，X形机械臂上两脚向离运动，两脚上的钢索和动滑轮带动小定滑轮逆时针转动，小定滑轮转过的角度与大定滑轮逆时针转过的角度一致，X形杆组合朝上的夹角变大，X形机械臂收缩的长度L1＝重物上移的长度L2，X形机械臂收缩带动曝气支管上移，输气管轮盘内部弹簧带动轮盘转动，将多余的输气管卷起，完成曝气支管上移过程；

(4)当移动漂浮增氧器或河水液位上升导致河床和水面距离变大时，重物相对于固定在漂浮增氧器浮体上的大定滑轮下移，由于滑轨上固定钢索的拉力，X形机械臂上两脚向近运动，两脚上的钢索和动滑轮带动小定滑轮顺时针转动，小定滑轮转过的角度与大定滑轮逆时针转过的角度一致，X形杆组合朝上的夹角变小，X形机械臂收缩的长度L3＝重物上移的长度L4，X形机械臂伸展带动曝气支管下移，输气管轮盘内部弹簧带动轮盘转动，释放输气管，完成曝气支管下移过程；

(5)本发明漂浮增氧器的轴承支架两端各设置一个机械臂和滑轨，两个机械臂底脚均安装在可滑动的输气管道伸缩机构上，漂浮增氧器的轴承支架两端保持平衡；机械臂的上脚固定在滑轨上，漂浮在水面上，机械臂的底脚在输气管道伸缩机构上滑动，实现拉伸和缩短，改变输气管道伸缩机构在水中的位置，实现水体中不同高度位置的充氧曝气；

(6)本发明的滑轮组机构中心轴通过漂浮增氧器的轴承支架固定在滑轨上方，与滑轮组机构连接的绳索穿过输气管道伸缩机构下方连接重物，与滑轮组机构连接的钢索和机械臂的上脚连接；滑轮组机构和重物配合，实现不同水位高度滑轨的调节，进一步充分实现改变输气管道伸缩机构在水中的位置，实现水体中不同高度位置的充氧曝气；

(7)本发明一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置定位于河床上方，重物位于河床上，曝气管位于河床上方，不与河床接触，在曝气的过程中，不会扰动河床底泥，能够顺利实现对水体中层和上层水体的曝气充氧，不存在二次污染的风险；

(8)本发明的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，结构间接，占用空间小，不受水体流速的影响，受力始终能够保持平衡，曝气均匀，充氧效果佳，能够较快的改善水质和生态环境；

(9)本发明能够在水位经常变动的自然水体中，根据水位的高度变化自动调整输气管道伸缩机构所在的位置，实现对黑臭水体不同水位的曝气增氧，利用太阳能曝气器，环保节能；

(10)本发明的绳索下端连接的重物放置在河床上，机械臂底脚连接着输气管道伸缩机构，机械臂限制着输气管道伸缩机构既不会靠近底泥附近，搅动底泥上浮，加重水体污染，也不会离水面过近，曝气的气泡过快升至液面，会使充氧效果变差，使得水体能够充分的曝气充氧。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图；

图2是本发明的滑轨结构示意图；

图3是本发明的机械臂结构示意图；

图4是本发明装置的滑轮组结构示意图；

图5是转动轮盘示意图；

图6是滑槽结构示意图；

图7是输气管道伸缩机构结构示意图；

图8是机械臂拉伸时的实施效果示意图；

图9是机械臂缩短时的实施效果示意图；

图10是本发明在水中的示意图。

图中标号名称：

1.1、滑轨；1.12、滑轮牵引弹簧；1.2、机械臂；1.21、滑轮；1.22、牵引臂；1.23、活动杆；1.24、中间插销；1.25、端头插销；1.26、活动滑块；2、滑轮组机构；2.1、大定滑轮；2.2、小定滑轮；2.6、重物；3、输气管道伸缩机构；3.1、转动轮盘；3.2、输气软管；3.3、曝气支管；3.4、滑槽；3.5、平衡弹簧。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

首次放置到河道中，机械臂1.2自动适配伸出。

当移动曝气器或河水液位下降导致河床和液面距离变小时，太阳能曝气器上固定的滑轨1.1相对于重物2.6向下移动，机械臂1.2上的滑轮牵引弹簧1.12一侧的拉力大于钢索III提供的拉力，滑轮1.21向外侧移动，直至滑轮1.21两侧受力达到平衡，机械臂1.2滑轮带动机械臂1.2移动，使机械臂1.2间朝上的夹角变大，使机械臂1.2向上收缩，收缩距离，重物2.6与滑轨1.1间缩短的长度相近。机械臂1.2带动曝气支管3.3上移，转动轮盘3.1转动，将多出的输气软管3.2卷起，完成曝气支管3.3上移过程。

当移动曝气器或河水液位下降导致河床和液面距离变大时，太阳能曝气器上固定的滑轨1.1相对于重物2.6向上移动，由于重物2.6一端接近固定，机械臂1.2上的滑轮1.21牵引弹簧1.12一侧的拉力小于绳索2.4提供的拉力，滑轮1.21向内侧移动，直至滑轮1.21两侧受力达到平衡，机械臂1.2滑轮1.21带动机械臂1.2移动，使机械臂1.2的活动杆1.23间朝上的夹角变小，使机械臂1.2向下伸展，伸展距离，与重物2.6与滑轨1.1间增长的长度相近。机械臂1.2带动曝气支管3.3下移，转动轮盘3.1转动，将释放卷起的输气软管3.2，完成曝气支管3.3下移过程。平衡弹簧3.5与滑轮牵引弹簧1.12类似，除了提供机械臂1.2的收缩力，还使机械臂1.2两脚距离发生变化时使两脚的中点始终位于滑轨1.1或滑槽3.4的中间，平衡弹簧3.5使两端受力均衡，迫使机械臂1.2在移动时，其中心一直位于滑槽3.4的中间，益处是保证整个装置受力均衡，让结构更稳定。

实施例2

河水上涨时：

太阳能曝气器上固定的滑轨1.1相对于重物2.6向上移动，由于重物2.6接近固定在河床上，机械臂1.2上的滑轮牵引弹簧1.12一侧的拉力小于钢索III提供的拉力，滑轮1.21向内侧移动，直至滑轮1.21两侧受力达到平衡，滑轮1.21带动机械臂1.2移动，使机械臂1.2间朝上的夹角变小，使机械臂1.2向下伸展，伸展距离，与重物2.6与滑轨1.1间增长的长度相近。机械臂1.2带动曝气支管3.3下移，转动轮盘3.1转动，将释放卷起的输气软管3.2，完成曝气支管3.3下移过程。

实施例3

移动曝气器移动到较浅的区域：

太阳能曝气器上固定的滑轨1.1相对于重物2.6向下移动，机械臂1.2上的滑轮牵引弹簧1.12一侧的拉力大于钢索III2.43提供的拉力，滑轮1.21向外侧移动，直至滑轮1.21两侧受力达到平衡，机械臂1.2上的滑轮1.21带动机械臂1.2移动，使机械臂1.2间朝上的夹角变大，使机械臂1.2向上收缩，收缩距离，与重物2.6与滑轨1.1间缩短的长度相近。机械臂1.2带动曝气支管3.3上移，转动轮盘3.1转动，将多出的输气软管3.2卷起，完成曝气支管3.3上移过程。

实施例4

结合图1-10，一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，它包括机械臂1.2、滑轨1.1和输气管道伸缩机构3，机械臂1.2的上脚固定在滑轨1.1上，机械臂1.2底脚安装在输气管道伸缩机构3上。

漂浮增氧器的轴承支架两端各设置一个机械臂1.2和滑轨1.1，两个机械臂1.2底脚均安装在可滑动的输气管道伸缩机构3上，漂浮增氧器的轴承支架两端保持平衡，曝气支管3.3对应是漂浮增氧器的曝气管，输气管道伸缩机构3包括转动轮盘3.1、输气软管3.2和曝气支管3.3，转动轮盘3.1上有序缠绕有输气软管3.2，输气软管3.2一端穿过转动轮盘3.1的中心与漂浮增氧器连接，输气软管3.2另一端接曝气支管3.3，曝气支管3.3的两侧各固定有一滑槽3.4。

机械臂1.2的上脚固定在滑轨1.1上，机械臂1.2的底脚在输气管道伸缩机构3上滑动，机械臂1.2实现拉伸和缩短，改变输气管道伸缩机构3在水中的位置，实现水体中不同高度位置的充氧曝气。

还包括滑轮组机构2，滑轮组机构2中心轴通过漂浮增氧器的轴承支架固定在滑轨1.1上方，与滑轮组机构2连接的钢索穿过输气管道伸缩机构3下方连接重物2.6，与滑轮组机构2连接的钢索III2.43和机械臂1.2的上脚连接。

滑轮组机构2和重物2.6配合，实现不同水位高度滑轨1.1的调节，进一步充分实现改变输气管道伸缩机构3在水中的位置，实现水体中不同高度位置的充氧曝气。

滑轨1.1包括导轨1.11、滑轮牵引弹簧1.12、滑轮1.21和牵引臂1.22，滑轨1.1内设有导轨1.11，滑轮1.21和滑轮组机构2的动滑轮2.3均在导轨1.11上，导轨1.11左端与滑轮组机构2的动滑轮2.3之间依次连接有滑轮牵引弹簧1.12和牵引臂1.22，导轨1.11右端与滑轮1.21之间依次连接有滑轮牵引弹簧1.12和牵引臂1.22。

钢索III牵引着机械臂1.2的右上脚、滑轮1.21、牵引臂1.22另一端在导轨1.11上来回滑动，滑轮牵引弹簧1.12在导轨1.11右端与牵引臂1.22一端之间伸缩。

机械臂1.2包括活动杆1.23、中间插销1.24和端头插销1.25，两个活动杆1.23交叉呈X形结构，X形结构的中间由中间插销1.24固定，相邻两组X形结构的两头由端头插销1.25固定，机械臂1.2的整体结构由若干组X形结构依次连接构成，本实施例中机械臂1.2的整体结构由2组、3组或4组等X形结构依次连接构成。

机械臂1.2上部一组X形结构有两个脚，即为活动杆1.23的两个端头，就是机械臂1.2的两个上脚，机械臂1.2下部一组X形结构有两个脚，即为活动杆1.23的两个端头，就是机械臂1.2的两个底脚。

当钢索III牵引滑轮1.21的力大于与牵引臂1.22连接的滑轮牵引弹簧1.12牵引滑轮1.21的力时，钢索III牵引着滑轮1.21、机械臂1.2的右上脚和牵引臂1.22向导轨1.11的左端运动，滑轮牵引弹簧1.12被向左拉伸，机械臂1.2上部的X形结构的两个活动杆1.23下移，X形结构开口向上的夹角，即两个活动杆1.23之间开口向上的夹角变小，机械臂1.2拉伸，伸出的距离较长，反之，机械臂1.2缩短，伸出的距离较短。

机械臂1.2的右上脚和钢索III的一端一起连接在滑轮1.21上，钢索III的另一端与滑轮组机构2连接；机械臂1.2的左上脚连接在动滑轮2.3上。

滑轮组机构2包括大定滑轮2.1、小定滑轮2.2、动滑轮2.3，动滑轮2.3位于滑轨1.1上，大定滑轮2.1和小定滑轮2.2同一轴心，大定滑轮2.1和小定滑轮2.2的轴固定在漂浮增氧器的轴承支架上，半径成一定比例，其比例与X形机械臂的长度和叉形单元个数有关，大定滑轮2.1和小定滑轮2.2位于滑轨1.1上方，钢索III的另一端绕过动滑轮2.3，固定连接在小定滑轮2.2上，与滑轮组机构2连接的钢索穿过输气管道伸缩机构3下方连接重物2.6，所述的钢索包括钢索I2.41和钢索II2.42，大定滑轮2.1上固定有有序缠绕的钢索I2.41，钢索I2.41下端与重物2.6连接，重物2.6位于河床上。

机械臂1.2两个底脚固定的活动滑块1.26在滑槽3.4内自由移动，活动滑块1.26与平衡弹簧3.5的一头连接，平衡弹簧3.5的另一头固定在滑槽3.4上。

曝气支管3.3为市场上可购买的微孔曝气管或穿孔管等，曝气支管3.3是与河床平行的“目”形或其他形状布置的管道，曝气支管3.1一侧固定有滑槽3.4，机械臂1.2两脚上的滑片在滑槽3.4内自由移动，两脚上固定有两个平衡弹簧3.5，平衡弹簧3.5另一头固定在滑槽3.4的两端。

一种水体曝气管自动升降方法，步骤为：

A、漂浮增氧器的曝气管定位：

将移动漂浮增氧器的曝气管(即曝气支管3.3)定位于河床上方，机械臂1.2受到滑轮牵引弹簧1.12的牵引力，初始状态为收缩状态；调整转动轮盘3.1转动，使曝气支管3.3定位于河床上方，将带有钢索I2.41的重物2.6垂直放于水中，直到不继续下沉，重物2.6放置在河床上，拉直重物2.6上方的钢索I2.41，同时拉直缠绕在大定滑轮2.1上伸出的钢索II2.42，使用夹头2.5将钢索I2.41和钢索II2.42夹在一起，重物2.6通过钢索拉住大定滑轮2.1，阻止了大定滑轮2.1转动，漂浮增氧器的曝气管定位设置完成；

B、漂浮增氧器的曝气管自动下降方法：

当移动漂浮增氧器或河水液位上升导致河床和水面距离变大时，重物2.6距离大定滑轮2.1距离变长，相对于大定滑轮2.1下移，大定滑轮2.1上固定有有序缠绕的钢索II2.42往下拉长一段，大定滑轮2.1顺时针转动，小定滑轮2.2也顺时针转动，拉动钢索III2.43，钢索III2.43缠绕在小定滑轮2.2上，位于滑轨1.1上的动滑轮2.3受到钢索III2.43的作用，顺时针转动，同时拉着机械臂1.2左上脚、滑轨1.1左端的牵引臂1.22和滑轮牵引弹簧1.12向滑轨1.1右端运动，钢索III2.43拉动滑轮1.21、机械臂1.2右上脚、滑轨1.1右端的牵引臂1.22和滑轮牵引弹簧1.12向滑轨1.1左端运动，机械臂1.2两个上脚聚拢，机械臂1.2X形结构带动机械臂1.2两个底脚上的活动滑块1.26在曝气支管3.3上的滑槽3.4内相互聚拢，机械臂1.2的X形结构开口向上的夹角，即两个活动杆1.23之间开口向上的夹角变小，机械臂1.2拉伸，曝气支管3.1下移，带动输气软管3.2从转动轮盘3.1上释放出来，完成曝气支管3.1下移过程；机械臂1.2伸展的长度L1＝重物2.6下移的长度L2；

C、漂浮增氧器的曝气管自动上升方法：

当移动漂浮增氧器或河水液位下降导致河床和水面距离变小时，重物2.6与大定滑轮2.1距离变小，相对于大定滑轮2.1上移，钢索II2.42和钢索I2.41处于松弛状态，大定滑轮2.1一侧的拉力暂时消失，由于受到滑轮牵引弹簧1.12的拉力，机械臂1.2左上脚和机械臂1.2的右上脚相离运动，拉动钢索III2.43，钢索III2.43带动小定滑轮2.2逆时针转动，同轴大定滑轮2.1同步逆时针转动，缠绕松弛的钢索II2.42直至钢索绷紧；两个活动杆1.23之间开口向上的夹角变大，机械臂1.2长度收缩，机械臂1.2X形结构带动机械臂1.2两个底脚上的活动滑块1.26在曝气支管3.1上的滑槽3.4上向同步相离滑动，曝气支管3.3上移，转动轮盘3.1转动，将输气软管3.2缠绕在转动轮盘3.1上，完成曝气支管3.3相对于漂浮增氧器上移的过程；机械臂1.2收缩的长度L3＝重物上移的长度L4。

本发明能够在水位经常变动的自然水体中，根据水位的高度变化自动调整输气管道伸缩机构3所在的位置，实现对黑臭水体不同水位的曝气增氧；

本发明的钢索I2.41下端连接的重物2.6放置在河床上，机械臂1.2底脚连接着输气管道伸缩机构3，机械臂1.2限制着输气管道伸缩机构3既不会靠近底泥附近，搅动底泥上浮，加重水体污染，也不会离水面过近，曝气的气泡过快升至液面，会使充氧效果变差，使得水体能够充分的曝气充氧。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，它包括机械臂（1.2）、滑轨（1.1）和输气管道伸缩机构（3），机械臂（1.2）的上脚固定在滑轨（1.1）上，机械臂（1.2）底脚安装在输气管道伸缩机构（3）上，机械臂（1.2）包括活动杆（1.23），两个活动杆（1.23）交叉呈X形结构，机械臂（1.2）的整体结构由若干组X形结构依次连接构成。

2.根据权利要求1所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，还包括滑轮组机构（2），滑轮组机构（2）中心轴通过漂浮增氧器的轴承支架固定在滑轨（1.1）上方，与滑轮组机构（2）连接的钢索穿过输气管道伸缩机构（3）下方连接重物（2.6），与滑轮组机构（2）连接的钢索（2.43）和机械臂（1.2）的上脚连接。

3.根据权利要求2所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，滑轨（1.1）包括导轨（1.11）、滑轮牵引弹簧（1.12）、滑轮（1.21）和牵引臂（1.22），滑轨（1.1）内设有导轨（1.11），滑轮（1.21）和滑轮组机构（2）的动滑轮（2.3）均在导轨（1.11）上，导轨（1.11）左端与滑轮组机构（2）的动滑轮（2.3）之间依次连接有滑轮牵引弹簧（1.12）和牵引臂（1.22），导轨（1.11）右端与滑轮（1.21）之间依次连接有滑轮牵引弹簧（1.12）和牵引臂（1.22）。

4.根据权利要求1或2所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，机械臂（1.2）包括活动杆（1.23）、中间插销（1.24）和端头插销（1.25），两个活动杆（1.23）交叉呈X形结构，X形结构的中间由中间插销（1.24）固定连接，相邻两组X形结构的两头由端头插销（1.25）固定连接，机械臂（1.2）的整体结构由若干组X形结构依次连接构成。

5.根据权利要求2所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，机械臂（1.2）的右上脚和钢索（2.43）的一端一起连接在滑轮（1.21）上，钢索（2.43）的另一端与滑轮组机构（2）连接；机械臂（1.2）的左上脚连接在动滑轮（2.3）上。

6.根据权利要求2或3所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，滑轮组机构（2）包括大定滑轮（2.1）、小定滑轮（2.2）、动滑轮（2.3），动滑轮（2.3）位于滑轨（1.1）上，大定滑轮（2.1）和小定滑轮（2.2）同一轴心，大定滑轮（2.1）和小定滑轮（2.2）的轴固定在漂浮增氧器的轴承支架上，大定滑轮（2.1）和小定滑轮（2.2）位于滑轨（1.1）上方，钢索（2.43）的另一端绕过动滑轮（2.3），固定连接在小定滑轮（2.2）上。

7.根据权利要求2或3所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，与滑轮组机构（2）连接的钢索穿过输气管道伸缩机构（3）下方连接重物（2.6），所述的钢索包括钢索（2.41）和钢索（2.42），大定滑轮（2.1）上固定有有序缠绕的钢索（2.42），钢索（2.42）与钢索（2.41）通过夹头（2.5）夹在一起，钢索（2.41）与重物（2.6）连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，输气管道伸缩机构（3）包括转动轮盘（3.1）、输气软管（3.2）和曝气支管（3.3），转动轮盘（3.1）上缠绕有输气软管（3.2），输气软管（3.2）一端穿过转动轮盘（3.1）的中心与漂浮增氧器连接，输气软管（3.2）另一端接曝气支管（3.3），曝气支管（3.3）的两侧各固定有一滑槽（3.4）。

9.根据权利要求8所述的一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，其特征在于，与机械臂（1.2）两个底脚固定连接的活动滑块（1.26）在滑槽（3.4）内自由移动，活动滑块（1.26）与平衡弹簧（3.5）的一头连接，平衡弹簧（3.5）的另一头固定在滑槽（3.4）上。

10.一种漂浮增氧器的曝气管自动升降方法，其特征在于，一种漂浮增氧器的曝气管自动升降装置，包括机械臂（1.2）、滑轨（1.1）和输气管道伸缩机构（3），机械臂（1.2）的上脚固定在滑轨（1.1）上，机械臂（1.2）底脚安装在输气管道伸缩机构（3）上，机械臂（1.2）包括活动杆（1.23），两个活动杆（1.23）交叉呈X形结构，机械臂（1.2）的整体结构由若干组X形结构依次连接构成；

滑轨（1.1）包括导轨（1.11）、滑轮牵引弹簧（1.12）、滑轮（1.21）和牵引臂（1.22），滑轨（1.1）内设有导轨（1.11），滑轮（1.21）和滑轮组机构（2）的动滑轮（2.3）均在导轨（1.11）上，导轨（1.11）左端与滑轮组机构（2）的动滑轮（2.3）之间依次连接有滑轮牵引弹簧（1.12）和牵引臂（1.22），导轨（1.11）右端与滑轮（1.21）之间依次连接有滑轮牵引弹簧（1.12）和牵引臂（1.22）；

滑轮组机构（2）包括大定滑轮（2.1）、小定滑轮（2.2）、动滑轮（2.3），动滑轮（2.3）位于滑轨（1.1）上，大定滑轮（2.1）和小定滑轮（2.2）同一轴心，大定滑轮（2.1）和小定滑轮（2.2）的轴固定在漂浮增氧器的轴承支架上，大定滑轮（2.1）和小定滑轮（2.2）位于滑轨（1.1）上方，钢索（2.43）的另一端绕过动滑轮（2.3），固定连接在小定滑轮（2.2）上；

机械臂（1.2）的右上脚和钢索（2.43）的一端一起连接在滑轮（1.21）上，钢索（2.43）的另一端与滑轮组机构（2）连接；机械臂（1.2）的左上脚连接在动滑轮（2.3）上；

输气管道伸缩机构（3）包括转动轮盘（3.1）、输气软管（3.2）和曝气支管（3.3），转动轮盘（3.1）上缠绕有输气软管（3.2），输气软管（3.2）一端穿过转动轮盘（3.1）的中心与漂浮增氧器连接，输气软管（3.2）另一端接曝气支管（3.3），曝气支管（3.3）的两侧各固定有一滑槽（3.4）；

与滑轮组机构（2）连接的钢索穿过输气管道伸缩机构（3）下方连接重物（2.6），所述的钢索包括钢索（2.41）和钢索（2.42），大定滑轮（2.1）上固定有有序缠绕的钢索（2.42），钢索（2.42）与钢索（2.41）通过夹头（2.5）夹在一起，钢索（2.41）与重物（2.6）连接；

与机械臂（1.2）两个底脚固定连接的活动滑块（1.26）在滑槽（3.4）内自由移动，活动滑块（1.26）与平衡弹簧（3.5）的一头连接，平衡弹簧（3.5）的另一头固定在滑槽（3.4）上；

一种漂浮增氧器的曝气管自动升降方法，包括以下步骤：

A、漂浮增氧器的曝气管初始定位：

将漂浮增氧器的曝气支管（3.3）定位于河床上方，机械臂（1.2）受到滑轮牵引弹簧（1.12）的牵引力，初始状态为收缩状态；调整转动轮盘（3.1）转动，使曝气支管（3.3）定位于河床上方，将带有钢索（2.41）的重物（2.6）垂直放于水中，直到不继续下沉，重物（2.6）放置在河床上，拉直重物（2.6）上方的钢索（2.41），同时拉直缠绕在大定滑轮（2.1）上伸出的钢索（2.42），使用夹头（2.5）将钢索（2.41）和钢索（2.42）夹在一起，重物（2.6）通过钢索拉住大定滑轮（2.1），阻止了大定滑轮（2.1）转动，漂浮增氧器的曝气管初始定位设置完成；

B、漂浮增氧器的曝气管相对于漂浮增氧器自动下降方法：

重物（2.6）与大定滑轮（2.1）距离变大，相对于大定滑轮（2.1）下移，重物（2.6）拉动大定滑轮（2.1）上固定有有序缠绕的钢索（2.42），大定滑轮（2.1）顺时针转动，同轴的小定滑轮（2.2）顺时针转动，拉动缠绕在小定滑轮（2.2）上的钢索（2.43），位于滑轨（1.1）上的动滑轮（2.3）受到钢索（2.43）的作用，顺时针转动，同时拉着机械臂（1.2）左上脚、滑轨（1.1）左端的牵引臂（1.22）和滑轮牵引弹簧（1.12）向滑轨（1.1）右端运动，钢索（2.43）拉动滑轮（1.21）、机械臂（1.2）右上脚、滑轨（1.1）右端的牵引臂（1.22）和滑轮牵引弹簧（1.12）向滑轨（1.1）左端运动，机械臂（1.2）两个上脚聚拢，机械臂（1.2）X形结构带动机械臂（1.2）两个底脚上的活动滑块（1.26）在曝气支管（3.1）上的滑槽（3.4）内相互聚拢，机械臂（1.2）的X形结构开口向上的夹角，即两个活动杆（1.23）之间开口向上的夹角变小，机械臂（1.2）拉伸，曝气支管（3.1）下移，带动输气软管（3.2）从转动轮盘（3.1）上释放出来，完成曝气支管（3.1）相对于漂浮增氧器下移过程；

C、漂浮增氧器的曝气管自动上升方法：

重物（2.6）与大定滑轮（2.1）距离变小，相对于大定滑轮（2.1）上移，钢索（2.42）和钢索（2.41）处于松弛状态，大定滑轮（2.1）一侧的拉力暂时消失，由于受到滑轮牵引弹簧（1.12）的拉力，机械臂（1.2）左上脚和机械臂（1.2）的右上脚相离运动，拉动钢索（2.43），钢索（2.43）带动小定滑轮（2.2）逆时针转动，同轴大定滑轮（2.1）同步逆时针转动，缠绕松弛的钢索（2.42）直至钢索绷紧；两个活动杆（1.23）之间开口向上的夹角变大，机械臂（1.2）长度收缩，机械臂（1.2）X形结构带动机械臂（1.2）两个底脚上的活动滑块（1.26）在曝气支管（3.1）上的滑槽（3.4）上向同步相离滑动，曝气支管（3.3）上移，转动轮盘（3.1）转动，将输气软管（3.2）缠绕在转动轮盘（3.1）上，完成曝气支管（3.3）相对于漂浮增氧器上移的过程。