CN108751403A - 一种曝气机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝气机，涉及水处理领域，其技术方案的要点是：包括叶轮、驱动叶轮旋转的电机，还包括浮圈，所述电机采用外转子式且位于所述浮圈内，所述电机的上方设有连接盘，所述连接盘的上方设有控制电机转动的控制盒，所述电机的输出轴穿过所述连接盘并连接至所述控制盒内，所述浮圈上套设有若干固定电机的紧固件，所述紧固件连接于所述连接盘上，所述浮圈的外侧壁上贯穿有若干穿绳孔；通过设置套设于电机外的浮圈，使得水在脱离水面后碰撞浮圈，以使水能够更加分散，以增加水与氧气的接触面积，有利于氧气更快更多地溶入到水中，以使水回到水面后，可提高水体中溶氧量。

Description

一种曝气机

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别涉及一种曝气机。

背景技术

为了保证污水中活性污泥的正常运行，将空气中的氧强制溶解到水体中的过程称为曝气，即增加混合液中溶氧量，而在曝气过程中通常需要使用曝气机。

现有的曝气机如公告号为CN2878370Y的一种中国实用新型专利，其公开了一种倒伞式曝气机，包括电机、减速机和叶轮，叶轮通过减速机连接于电机上，叶轮包括立柱和环绕于立柱底端的叶片。

上述的曝气机在使用的过程中，先将曝气机放入到水中，启动电机带动叶轮旋转，使得水体中的水脱离水面后与空气中的氧气相接触，使得氧气溶于水后，水在重力的作用下回到水体中，在这个水溶氧的过程中，这种曝气机在使水脱离水面的过程中，相当于是将水的以片状的形式拍离水面，使得整个水面散出的面积较小，进而与空气中氧气的接触面积较小，导致水的溶氧量较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种曝气机，其具有提高水体中溶氧量的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种曝气机，包括叶轮、驱动叶轮旋转的电机，还包括浮圈，所述电机采用外转子式且位于所述浮圈内，所述电机的上方设有连接盘，所述连接盘的上方设有控制电机转动的控制盒，所述电机的输出轴穿过所述连接盘并连接至所述控制盒内，所述浮圈上套设有若干固定电机的紧固件，所述紧固件连接于所述连接盘上，所述浮圈的外侧壁上贯穿有若干穿绳孔。

通过上述技术方案，当电机启动带动叶轮旋转时，叶轮带动水脱离水面，由于浮圈的设置，使得脱离水面的水在向外扩散的过程中碰撞浮圈的内侧壁，使得水在与空气中氧气接触的过程中，水能够更加分散，进而可增加水与氧气的接触面积，有利于氧气更快更多地溶入到水中，以使水回到水面后，可提高水体中溶氧量。

优选的，所述浮圈的外侧壁上开设有若干导水槽。

通过上述技术方案，通过设置导水槽，当部分水体碰撞浮圈的过程中进入到导水槽内时，可在导水槽内停留一段时间，且在这段时间内与接下来进入到导水槽内的水相互碰撞接触，使得水变得更加粉碎，与氧气的接触面积变得更大，进而这部分水的溶氧量增强。

优选的，所述叶轮包括轮体、倾斜环绕于所述轮体外侧壁上的叶片，所述叶片包括贴合于所述轮体的安装部、背离轮体延伸的搅拌部，所述搅拌部的远离安装部的端部向上延伸有导水片。

通过上述技术方案，当叶轮旋转的过程中，水流经过搅拌部倾斜向上运动的过程中可触碰至导水片上，并继续向上运动并向外扩散，以增加水流向上的高度，此时水流再次下落至浮球上时，所受到的触碰力更大，水花打的更散，与空气中氧的接触面积更大，有利于进一步提高水体的溶氧量。

优选的，所述电机的底部设有第一连接块，所述第一连接块通过紧固螺钉连接于电机上，所述第一连接块的中部穿设有连接轴，所述叶轮上设有第二连接块，所述连接轴远离第一连接块的一端连接于第二连接块的中部。

通过上述技术方案，通过设置连接轴使得电机与叶轮之间的距离增加，当水体旋转的过程中减少水体与电机之间的接触，进而可减少水体进入到电机内部，保证电机的正常工作。

优选的，还包括水质监测系统，所述水质监测系统包括：

含氮量检测模块，用于检测水体内的氮含量并转换为含氮量检测信号；

微处理器，耦接于含氮量检测模块以接收含氮量检测信号并将含氮量检测信号转换为数字信号；

显示模块：耦接于微处理器以接收数字信号并对数字信号进行处理以数字的形式显示水体中的含氮量；

定义相应浓度的水体含氮量所对应的水体中鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n且鱼类可生存的水体中含氮量所对应的标准量为X，所述含氮量检测模块所检测到的水体当前的含氮量为Y_m；

计算检测模块，耦接于微处理器且设置有第一检测函数Z=∣Y_m-X∣、含氮量参考浓度值F_参、以及当前环境下其他杂质对鱼类生存时间的干扰系数α；

当Z＜F参时，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n，并在显示模块中进行数字显示；当Z＞F参时，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1），并同样在显示模块中进行数字显示。

通过上述技术方案，水体中鱼类的生存与水体中的含氮量相关，通过设置含氮量检测模块可实时检测水体中的含氮量，将所检测的当前含氮量与标准含氮量进行比较，若所检测的含氮量距离标准含氮量的差距小于含氮量参考浓度值F_参，则鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n，反之鱼类生存的时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α，进而可在显示模块进行实时表示，以及时提醒人们水体中的含氮量以及鱼类的生存时间。

优选的，所述计算检测模块内还设置有用于多次测量并计算水体含氮量均值的第二检测函数；

μ=∑Y_m/N；

式中N-计算检测模块在某一时间段内对含氮量检测模块所检测的水体含氮量Ym的检测次数，且N≥3；

μ-某一时间段内对含氮量检测模块所检测的水体含氮量Y_m的总体均值；

当Ym-X＞0且∣μ-X∣＞F_参，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1）；

当Ym-X＞0且∣μ-X∣＜F_参，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n。

通过上述技术方案，水体中的含氮量一般会存在短期变化的问题，而在检测过程中仅靠一次的检测会存在较大误差，通过设置第二检测函数μ=∑Y_m/N，对某一时间段的含氮量进行多次的检测获取并对多次的获取值进行求平均值，进而可根据平均值对当前水体的水质进行调整，使得鱼类的生存环境得到较大的改善。

优选的，所述计算检测模块内还设置有含氮量Y_m总体方差的比较参数γ、以及用于计算水体含氮量方差的第三检测函数σ²=∑(Y_m-μ)₂/N；

式中σ²-计算检测模块在某一时间段内对含氮量检测模块所检测的水体含氮量Y_m的总体方差值；

当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F_参且σ²＞γ，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1）；

当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F_参且σ²＜γ，水体中鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n。

通过上述技术方案，通过设置第三检测函数σ²=∑(Y_m-μ)₂/N，获取上述的某一时间段内的含氮量数值后并进行求方差处理，即可获得该时间段内水体含氮量的变化趋势以及该时间段内水体含氮量与标准含氮量的偏离程度，当方差小于γ，则表示该时间段内水体含氮量属于正常范围不会影响鱼类生存；当方差大于γ，则表示该时间段内水体含氮量开始影响鱼类的生存，需要及时做出调整。

优选的，所述水质监测系统还包括：App模块，耦接于微处理器以接收数字信号以将水体中的含氮量以及鱼类对应的生存时间进行远程数字显示；

存储模块，耦接于微处理器以接收数字信号并存储每隔一段时间水体的含氮量数据、以及对应含氮量鱼类的生存时间，以形成水体含氮量数据库、以及鱼类生存时间数据库，并记载于App模块内。

通过上述技术方案，通过设置存储模块，以便于将各个时间段下的水体含氮量以及鱼的生存清理进行准确的记录存储，并在形成数据库后存储至App模块内部，以使人们能够通过App远程得知水体以及鱼类的情况，并及时做出指示。

优选的，所述水质监测系统还包括：

搜索模块,耦接于微处理器以接收水体含氮量数据库、以及鱼类生存时间数据库中的信号；

当需要得知某一时间段内水体的含氮量、以及鱼类的生存时间时，可直接在搜索模块中输入关键字进行查找。

通过上述技术方案，通过设置搜索模块，能够更加快速准确地得知水体含氮量、鱼类生存时间等信息，以便于及时做出调整。

优选的，所述水质监测系统还包括：

信息分类模块,耦接于微处理器以接收经过搜索模块检索后的水体含氮量、及鱼类生存时间信息，并进行存储分类。

通过上述技术方案，通过设置信息分类模块，将检索过的水体含氮量、及鱼类生存时间信息进行分类存储后，以便于将所检索的每个时间段的信息进行集中性的分类，使得人们能够得知经常性检索的时间段，进而可对该时间内的水体含氮量、及鱼类生存时间信息进行精确分析。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、通过设置套设于电机外的浮圈，使得水在脱离水面后碰撞浮圈，以使水能够更加分散，以增加水与氧气的接触面积，有利于氧气更快更多地溶入到水中，以使水回到水面后，可提高水体中溶氧量；

2、通过设置水质监测系统，可实时监测水体中的含氮量以及对应鱼类的生存时间，并进行数字显示，以提醒人们及时治理水体含氮量问题，保证鱼类生存。

附图说明

图1为实施例的整体结构图，用于重点展示实施例的整体结构；

图2为实施例的爆炸图，用于重点展示实施例的内部结构；

图3为水质监测系统的电路原理图，用于重点展示水质监测系统的电路原理；

图4为计算检测模块的流程图，用于重点展示计算检测模块的作用。

附图标记：1、叶轮；2、电机；3、浮圈；31、导水槽；4、连接盘；5、控制盒；6、紧固件；61、紧固圈；62、紧固杆；7、穿绳孔；8、轮体；9、叶片；10、安装部；11、搅拌部；12、导水片；13、第一连接块；14、紧固螺钉；15、连接轴；16、第二连接块；17、水质监测系统；18、含氮量检测模块；19、微处理器；20、显示模块；21、计算检测模块；22、App模块；23、存储模块；24、螺纹孔；25、螺纹槽；26、搜索模块；27、信息分类模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，一种曝气机，包括叶轮1、驱动叶轮1旋转的电机2、以及环形的浮圈3，电机2位于浮圈3的内环处，电机2的上方设有六边形状的连接盘4，连接盘4所处的高度高于浮圈3的上端面，连接盘4背离电机2的端面上设有控制电机2转动的控制盒5。

浮圈3的外侧壁上沿周向方向等间隔设置有若干与连接盘4相连、以固定电机2的紧固件6，紧固件6优选为三个，以呈三等分分布于浮圈3上；紧固件6包括套设于浮圈3上的紧固圈61、以及固定于紧固圈61靠近电机2一侧的紧固杆62，紧固杆62远离紧固圈61的一端通过螺栓固定连接于连接盘4上，紧固杆62连接至连接盘4上后呈倾斜向上设置。

浮圈3的外侧壁上沿周向方向还等间隔开设有若干导水槽31，任意相邻的两个紧固件6之间的导水槽31数量均相同，且优选为三个，浮圈3的外侧壁上远离电机2的端部贯穿有穿绳孔7，穿绳孔7的数量同样优选为三个，且每个穿绳孔7均位于相邻两个紧固件6之间最中间的导水槽31内，使得三个穿绳孔7同样呈三等分分布，进而当绳索穿过穿绳孔7以固定曝气机时，可增强曝气机在使用过程中的稳定性。

参见图2，叶轮1包括轮体8、沿周向方向倾斜环绕于轮体8外侧壁上的若干叶片9，叶片9包括贴合于轮体8的安装部10、背离轮体8延伸的搅拌部11，搅拌部11设置于安装部10靠近电机2一侧的端部，且搅拌部11远离安装部10的端部朝电机2方向延伸有导水片12。

电机2的下方设有与电机2呈同轴设置的圆形第一连接块13，第一连接块13上贯穿设有若干螺纹孔24，电机2的底部上对应于螺纹孔24的位置上开设有螺纹槽25，螺纹孔24内设有紧固螺钉14，紧固螺钉14穿过螺纹孔24并连接至螺纹槽25内以固定第一连接块13与电机2，且第一连接块13固定后与电机2底部之间留有空隙；第一连接块13的中部穿设有连接轴15，轮体8上朝向第一连接块13的端面中部上设有第二连接块16，连接轴15远离第一连接块13的一端螺纹连接于第二连接块16的中部。

参见图3，还包括设置于控制盒5内的水质监测系统17，水质监测系统17包括含氮量检测模块18、微处理器19、显示模块20。

含氮量检测模块18用于检测水体内的氮含量并转换为含氮量检测信号；微处理器19耦接于含氮量检测模块18以接收含氮量检测信号并将含氮量检测信号转换为数字信号；显示模块20耦接于微处理器19以接收数字信号并对数字信号进行处理以数字的形式显示水体中的含氮量，显示模块20优选采用液晶显示屏。

定义相应浓度的水体含氮量所对应的水体中鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n且鱼类可生存的水体中含氮量所对应的标准量为X，含氮量检测模块18所检测到为当前水体的含氮量Y_m；

参见图3、图4，水质监测系统17还包括计算检测模块21，计算检测模块21耦接于微处理器19且内部设置有第一检测函数Z=∣Y_m-X∣、含氮量参考浓度值F_参、以及当前环境下其他杂质对鱼类生存时间的干扰系数α；水体中标准的含氮量范围为0-0.3PPM，因此在本实施例中将F_参优选为0.2PPM可充分考虑到水体含氮量的上限与下限。

计算检测模块21从含氮量检测模块18中获取当前所检测的水体含氮量Y_m，且通过第一检测函数进行计算，若Z＜F_参时，表示水体中的含氮量位于标准的水质范围内，则水体中鱼类所对应的生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n，并在显示模块20中进行数字显示；当Z＞F_参时，表示水体中的含碳量受其他杂质影响为达到标准的水质，则水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1），并同样在显示模块20中进行数字显示。

另外，为了更加精确检测当前水体的含氮量并进行有利的调整，计算检测模块21内还设置有用于多次测量并计算水体含氮量均值的第二检测函数；μ=∑Y_m/N；

其中式中的N为计算检测模块21在某一时间段内对含氮量检测模块18所检测的水体含氮量Y_m的检测次数，且N≥3；μ为某一时间段内对含氮量检测模块18所检测的水体含氮量Y_m的总体均值；当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＜F_参，表示多次获取的含氮量浓度Y_m的平均值与F_参相比较小于0.2PPM，则水体中鱼类所对应的生存时间为正常的t₁、t₂、t₃、……、t_n；当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F_参，则表示多次获取的含氮量浓度Y_m的平均值与F_参相比较大于0.2PPM，则水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1）。

计算检测模块21内还设置用于计算水体含氮量方差的第三检测函数σ²=∑(Y_m-μ)²/N、以及含氮量Y_m总体方差的比较参数γ；

式中σ²为计算检测模块21在某一时间段内对含氮量检测模块18所检测的水体含氮量Y_m的总体方差值；当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F_参且σ²＜γ，表示水体中含氮量围绕X的变化幅度小，则水体中鱼类生存时间为正常的t₁、t₂、t₃、……、t_n；当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F_参且σ²＞γ，表示水体中含氮量围绕X的变化幅度大，则水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1）。

由于显示模块20的设置，上述的水体含氮量与水体中鱼类生存时间的变化可随时实时显示，为使工作人员能够远程得知数据的变化，水质监测系统17还包括App模块22、存储模块23。

App模块22耦接于微处理器19以接收数字信号以将水体中的含氮量以及鱼类对应的生存时间进行远程数字显示；存储模块23，耦接于微处理器19以接收数字信号并存储每隔一段时间水体的含氮量数据、以及对应含氮量鱼类的生存时间，以形成水体含氮量数据库、以及鱼类生存时间数据库，并记载于App模块22内。

还有就是为了能够更加快速准确地得知水体含氮量、鱼类生存时间等信息，以便于人们及时做出调整，水质监测系统17还包括搜索模块26、信息分类模块27。

搜索模块26耦接于微处理器19以接收水体含氮量数据库、以及鱼类生存时间数据库中的信号；当需要得知某一时间段内水体的含氮量、以及鱼类的生存时间时，可直接在搜索模块26中输入关键字进行查找；信息分类模块27耦接于微处理器19以接收经过搜索模块26检索后的水体含氮量、及鱼类生存时间信息，并进行存储分类，以便于将所检索的每个时间段的信息进行集中性的分类，使得人们能够得知经常性检索的时间段，进而可对该时间内的水体含氮量、及鱼类生存时间信息进行精确分析。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种曝气机，包括叶轮(1)、驱动叶轮(1)旋转的电机(2)，其特征是：还包括浮圈(3)，所述电机(2)采用外转子式且位于所述浮圈(3)内，所述电机(2)的上方设有连接盘(4)，所述连接盘(4)的上方设有控制电机(2)转动的控制盒(5)，所述电机(2)的输出轴穿过所述连接盘(4)并连接至所述控制盒(5)内，所述浮圈(3)上套设有若干固定电机(2)的紧固件(6)，所述紧固件(6)连接于所述连接盘(4)上，所述浮圈(3)的外侧壁上贯穿有若干穿绳孔(7)。

2.根据权利要求1所述的一种曝气机，其特征是：所述浮圈(3)的外侧壁上开设有若干导水槽(31)。

3.根据权利要求1所述的一种曝气机，其特征是：所述叶轮(1)包括轮体(8)、倾斜环绕于所述轮体(8)外侧壁上的叶片(9)，所述叶片(9)包括贴合于所述轮体(8)的安装部(10)、背离轮体(8)延伸的搅拌部(11)，所述搅拌部(11)的远离安装部(10)的端部向上延伸有导水片(12)。

4.根据权利要求1所述的一种曝气机，其特征是：所述电机(2)的底部设有第一连接块(13)，所述第一连接块(13)通过紧固螺钉(14)连接于电机(2)上，所述第一连接块(13)的中部穿设有连接轴(15)，所述叶轮(1)上设有第二连接块(16)，所述连接轴(15)远离第一连接块(13)的一端连接于第二连接块(16)的中部。

5.根据权利要求1所述的一种曝气机，其特征是：还包括设置于所述控制盒(5)内的水质监测系统(17)，所述水质监测系统(17)包括：

含氮量检测模块(18)，用于检测水体内的氮含量并转换为含氮量检测信号；

微处理器(19)，耦接于含氮量检测模块(18)以接收含氮量检测信号并将含氮量检测信号转换为数字信号；

显示模块(20)，耦接于微处理器(19)以接收数字信号并对数字信号进行处理以数字的形式显示水体中的含氮量；

定义相应浓度的水体含氮量所对应的水体中鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n且鱼类可生存的水体中含氮量所对应的标准量为X，所述含氮量检测模块(18)所检测到的水体当前的含氮量为Y_m；

计算检测模块(21)，耦接于微处理器(19)且设置有第一检测函数Z=∣Y_m-X∣、含氮量参考浓度值F_参、以及当前环境下其他杂质对鱼类生存时间的干扰系数α；

当Z＜F_参时，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n，并在显示模块(20)中进行数字显示；当Z＞F_参时，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1），并同样在显示模块(20)中进行数字显示。

6.根据权利要求5所述的一种曝气机，其特征是：所述计算检测模块(21)内还设置有用于多次测量并计算水体含氮量均值的第二检测函数；

μ=∑Y_m/N；

式中N-计算检测模块(21)在某一时间段内对含氮量检测模块(18)所检测的水体含氮量Y_m的检测次数，且N≥3；

μ-某一时间段内对含氮量检测模块(18)所检测的水体含氮量Ym的总体均值；

当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F参，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1）；

当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＜F参，水体中鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n。

7.根据权利要求6所述的一种曝气机，其特征是：所述计算检测模块(21)内还设置有含氮量Y_m总体方差的比较参数γ、以及用于计算水体含氮量方差的第三检测函数σ²=∑(Y_m-μ)²/N；

式中σ²-计算检测模块(21)在某一时间段内对含氮量检测模块(18)所检测的水体含氮量Y_m的总体方差值；

当Y_m-X＞0且∣μ-X∣＞F_参且σ²＞γ，水体中鱼类所对应的生存时间为t₁*α、t₂*α、t₃*α、……、t_n*α（α＜1）；

当Ym-X＞0且∣μ-X∣＞F_参且σ²＜γ，水体中鱼类生存时间为t₁、t₂、t₃、……、t_n。

8.根据权利要求5所述的一种曝气机，其特征是：所述水质监测系统(17)还包括：App模块(22)，耦接于微处理器(19)以接收数字信号以将水体中的含氮量以及鱼类对应的生存时间进行远程数字显示；

存储模块(23)，耦接于微处理器(19)以接收数字信号并存储每隔一段时间水体的含氮量数据、以及对应含氮量鱼类的生存时间，以形成水体含氮量数据库、以及鱼类生存时间数据库，并记载于App模块(22)内。

9.根据权利要求8所述的一种曝气机，其特征是：所述水质监测系统(17)还包括：

搜索模块(26),耦接于微处理器(19)以接收水体含氮量数据库、以及鱼类生存时间数据库中的信号；

当需要得知某一时间段内水体的含氮量、以及鱼类的生存时间时，可直接在搜索模块(26)中输入关键字进行查找。

10.根据权利要求9所述的一种曝气机，其特征是：所述水质监测系统(17)还包括：

信息分类模块(27),耦接于微处理器(19)以接收经过搜索模块(26)检索后的水体含氮量、及鱼类生存时间信息，并进行存储分类。