CN107970797A - 一种用于地下水处理的气动机械混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述气动机械混合搅拌器包括进气管，所述进气管与供气系统连接；搅拌装置，所述搅拌装置包括与所述进气管转动连接的转动件，以及以所述转动件为中心呈辐射状设置的若干个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶为中空结构，其内部空间与进气管连通，所述搅拌桨叶底部单侧侧向开孔，且所述若干个搅拌桨叶的开孔方向相同。本发明的气动机械混合搅拌装置适用于地下水处理混凝阶段，其主要作用是一方面利用气体反作用力，驱动搅拌桨旋转，提高地下水与水处理药剂的混合效率，另一方面利用压缩空气射流的作用，使地下水与压缩空气充分扰动接触，提高充氧脱气的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于地下水处理的气动机械混合装置。该装置主要应用在地下水处理混合池中，通过利用曝气时产生的高速气体反作用力驱动搅拌装置旋转。
背景技术
地下水是城市供水重要的水源，尤其在一些缺少地表水的地区。然而，地下水由于长期深藏在地下，水质处理方法与地表水有较大不同。地下水通常浊度和有机物含量很少，而溶解氧浓度通常较低，相应二氧化浓度则较高。为此，地下水处理通常首先进行充氧脱气，再进行混凝沉淀等后续处理工艺。
地下水充氧脱气有多种工艺，有的采用跌水曝气，有的采用风机曝气，等等。无论何种工艺，核心目的都是提高地下水中的溶解氧浓度，同时排出溶解在地下水中的过量二氧化碳。如果不进行冲氧脱气工艺，直接进行混凝沉淀，则过量的二氧化碳会影响后续混凝沉淀工艺的处理效果。
混凝过程中混合装置可实现药剂与原水的充分混合，从而为后续沉淀工艺提供充分的反应条件。现阶段混合方式主要分为水力混合和机械混合，而两者结合的混合装置较为少见。现阶段，尚未有专门针对地下水的混合装置，通常仍采用传统的水力混合和机械混合装置，这对于水质较好的地下水来说略显浪费。
发明内容
本发明目的是提供一种用于地下水处理的气动机械混合装置,通过曝气时产生的气体反作用力，使混合装置产生侧向推动力，推动混合装置搅拌桨在无额外能耗的情况下自动旋转,提高了混合效果。该装置适合各种使用机械混合工艺的新建或改造项目。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述气动机械混合搅拌器包括
进气管，所述进气管与供气系统连接；
搅拌装置，所述搅拌装置包括与所述进气管转动连接的转动件，所述转动件与进气管之间设密封结构，以及以所述转动件为中心呈辐射状设置的若干个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶为中空结构，其内部空间与进气管连通，所述搅拌桨叶底部单侧侧向开孔，且所述若干个搅拌桨叶的开孔方向相同，即均朝向以转动件为中心的顺时针方向或逆时针方向开孔，使得供气系统产生的压缩空气通过搅拌桨的侧向气孔排出后，产生较大的气体反作用力推动搅拌桨自动旋转。
进一步地，所述搅拌桨叶底部侧向开孔方向与搅拌桨旋转方向相反，开孔方向与水平方向角度应小于30度。
进一步地，搅拌桨叶内壁厚度为3毫米至10毫米，单一搅拌桨叶长度20厘米至50厘米，搅拌桨叶底部气孔开孔直径为1毫米至3毫米，开孔间距为1厘米至2厘米。
进一步地，所述转动件包括一开口向上的接插口，所述接插口通过轴承与进气管实现转动连接，且所述接插口和进气管之间设密封结构，围绕所述接插口设置若干个搅拌桨叶，所述若干个搅拌桨叶的内部空间与接插口的向上开口连通。
进一步地，轴承采用耐腐蚀耐摩擦材质，优选为不锈钢或高温陶瓷。
进一步地，所述转动件上设置限速器，以避免过大的转速损坏轴承及其密封结构。
进一步地，所述供气系统为空压机气源，压缩空气压力不小于0.8MPa，以便在搅拌桨叶底部侧向开孔处形成射流曝气，提高充氧效率，同时增加气体推力，达到混合装置应有的旋转速度。
本发明装置可利用气体反作用力驱动混合装置自动旋转，提高地下水与水处理药剂的充分混合，同时利用压缩空气射流作用，使地下水与压缩空气充分扰流接触，实现地下水充氧脱气的目的。本发明的气动机械混合搅拌装置适用于地下水处理混凝阶段，其主要作用是一方面利用气体反作用力，驱动搅拌桨旋转，提高地下水与水处理药剂的混合效率，另一方面利用压缩空气射流的作用，使地下水与压缩空气充分扰动接触，提高充氧脱气的效率。本发明的混合装置桨叶尺寸和数量不受限制，可根据具体池型设计，适应性强，既可用于新建池型，又可用于改造池型。
附图说明：
图1为气动机械混合装置平面图。
图2为气动机械混合装置A-A剖面图。
图3为气动机械混合装置B-B剖面图。
图中包括：进气管1、转动装置2、搅拌桨叶3、气孔4。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
本发明此实施例是一种用于地下水处理的气动机械混合装置，它主要包括搅拌桨叶3以及转动件2。其中搅拌桨叶3底部单侧开孔，用于压缩空气射流，结合转动件2的旋转功能，可充分利用压缩空气射流曝气时产生的气体推动力，实现混合装置搅拌桨叶的自动旋转。
如图所示，本发明气动机械混合搅拌装置主要由底部开孔的搅拌桨叶3和转动件2组成。其中转动件2通过轴承连接气动混合装置进气管1，进气管1的管径为20mm至50mm。围绕所述转动件2设置有若干个搅拌桨叶3。
本发明气动机械混合搅拌装置由3个搅拌桨叶组成，也可增加至4个。搅拌桨叶可设计为垂直，也可设计为与竖向方向成α度夹角，其中α不大于30度。搅拌桨叶设计为中空，可通水通气，中空厚度为3毫米至10毫米，搅拌桨叶单一叶片长度为20厘米至50厘米。搅拌桨叶底部开孔直径为1毫米至3毫米，开孔方向为水平，角度可根据搅拌桨叶倾斜角度适当调整，但与水平方向夹角应小于30度。
混合装置进气管1为气动混合装置动力来源，混合装置进气管1通常与空压机出气管相连，通过空压机为气动混合装置提供气压不小于0.8MPa的压缩空气。
转动件2主要连接进气管1和搅拌桨叶3，主要作用是搅拌桨沿中心自转。转动件2包括一接插口以及连接接插口和进气管1的轴承，轴承材质采用耐腐蚀耐摩擦材质，如不锈钢或高温陶瓷等。转动件2上设置限速器，限制搅拌桨转速不大于200转/分钟，以避免过大的转速损坏转动装置及其密封件。
搅拌桨叶3采用中空结构，底部单侧开孔方式，材质采用耐腐蚀轻质材质，如不锈钢或树脂等。曝气时，压缩空气通过进气管1进入搅拌桨叶中空结构内，首先将搅拌桨叶内的水体通过底部气孔排出，带中空结构内水体完全排空后，气体通过底部气孔射流排出，产生较大的气体推动力。搅拌桨叶3可如图1所示采用矩形桨叶，也可采用其他形状的桨叶甚至曲面桨叶，且安装角度也可根据搅拌桨具体混合效果进行调整。但是，无论如何调整桨叶形式和安装方式，搅拌桨叶3均具有中空结构以及底部单侧开孔的特征。
在搅拌装置接插口底部设固定件，所述搅拌桨叶内设置活塞，活塞与固定件之间设复位弹簧，活塞表面形成毛刷状，当高压气体进入搅拌桨叶时，推动活塞向外移动至搅拌桨叶的外侧，而活塞向外侧移动的同时可加速将搅拌桨叶内的水通过气孔向外排出，同时活塞表面的毛刷可清洁搅拌桨叶和气孔，当通气结束时，复位弹簧的弹力克服水的阻力，活塞向中心移动至搅拌桨叶的内侧，为保证正常运行，在搅拌桨叶内壁可设限位块，限制活塞的移动位置。为此，在搅拌桨叶的外端也设置气孔，以便在活塞外推时，搅拌桨叶中的水更易排出。
它区别于现有技术之处在于：
1、相比现有电动机械混合装置，本发明装置利用曝气时产生的气体推动力实现混合装置搅拌桨自动旋转，无需用电。
2、搅拌桨采用中空结构，底部单侧开孔，曝气时压缩空气通过搅拌桨内中空结构首先排出水体，减轻搅拌桨重量，并在桨叶内水体完全排出后，通过底部侧向气孔射流进入混合池，产生推动力驱动搅拌桨叶旋转。
3、搅拌桨底部侧向开孔方向为水平，可根据搅拌桨叶安装角度适当调整，但与水平方向夹角应小于30度，这种开孔方式可为混合装置提供较大旋转动力。
4、本装置采用压缩空气为曝气气源，气体压力不小于0.8MPa，从而形成射流曝气，不仅提高了气体推动力，而且射流曝气可使水体产生强烈扰流，提高水体充氧效率，同时提高水体脱二氧化碳的效率。这种混合装置上的射流曝气可代替地下水处理前端跌水曝气或鼓风机曝气，简化了地下水处理工艺流程。
5、本装置可安装各种采用混凝工艺的水处理构筑物内，重量轻，安装简便，可广泛用于各类新建或改造项目，提高曝气效果。尤其适合铁离子超标，但有机物和浊度较低的优质地下水水质。
上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (7)
1.一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述气动机械混合搅拌器包括
进气管，所述进气管与供气系统连接；
搅拌装置，所述搅拌装置包括与所述进气管转动连接的转动件，所述转动件与进气管之间设密封结构，以及以所述转动件为中心呈辐射状设置的若干个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶为中空结构，其内部空间与进气管连通，所述搅拌桨叶底部单侧侧向开孔，且所述若干个搅拌桨叶的开孔方向相同，即均朝向以转动件为中心的顺时针方向或逆时针方向开孔，使得供气系统产生的压缩空气通过搅拌桨的侧向气孔排出后，产生较大的气体反作用力推动搅拌桨自动旋转。
2.权利要求1所述的一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述搅拌装置包括3~4个搅拌桨叶，搅拌桨叶为竖直设置或设计为与竖向方向成α度夹角，其中α不大于30度。
3.权利要求1所述的一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述搅拌桨叶底部侧向开孔方向与搅拌桨旋转方向相反，开孔方向与水平方向角度应小于30度。
4.权利要求1所述的一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于搅拌桨叶内壁厚度为3毫米至10毫米，每一搅拌桨叶的长度为20厘米至50厘米，搅拌桨底部开孔直径为1毫米至3毫米，开孔间距为1厘米至2厘米。
5.权利要求1所述的一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述转动件包括一开口向上的接插口，所述接插口通过轴承与进气管实现转动连接，且所述接插口和进气管之间设密封结构，围绕所述接插口设置若干个搅拌桨叶，所述若干个搅拌桨叶的内部空间与接插口的向上开口连通。
6.权利要求5所述的一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述转动件上设置限速器，限制搅拌桨叶转速不大于200转/分钟，以避免过大的转速损坏轴承及其密封结构。
7.权利要求1所述的一种用于地下水处理的气动机械混合装置，其特征在于所述供气系统为空压机气源，压缩空气压力不小于0.8MPa。
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