CN108793448A - 一种水力剪切式气泡发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水力剪切式气泡发生器，包括进气管、倒伞式楔形切割柱、外筒、导流切割柱、切割扇叶，所述进气管穿过所述倒伞式楔形切割柱和导流切割柱后伸到所述外筒下部，所述导流切割柱固定设置于所述外筒内部，所述外筒底部设置有进水口、所述外筒顶部设置有出水口，所述导流切割柱下部安装有若干个可旋转的切割扇叶。本发明的气泡发生器使用寿命长、不易损坏/堵塞、压损小且更换个体不影响整个曝气池运行，利用发生器内部扇叶旋转形成的水力剪切力大大提高了气泡切割效率，水力搅拌作用强，气液固三相混合效果更佳，充氧能力大幅提升，且可通过可调节式支架设计应对池底不平整的状况。

Description

一种水力剪切式气泡发生器

技术领域

本发明属于污水处理设备领域，特别涉及一种水力剪切式气泡发生器。

背景技术

曝气器(头)是污水处理过程中曝气充氧的必备设备，按材质可分为陶瓷、聚合物、橡胶膜片、尼龙+ABS、玻璃钢、化纤增强改良塑料、硅胶等。其中，橡胶膜微孔曝气器或橡胶膜微孔曝气管是目前市场应用最为广泛的一类。由于这类曝气器自身材质及工作原理的限定，在其使用过程中容易出现膜孔堵塞、膜片老化撕裂甚至曝气器脱落的问题，且单个曝气器出现问题将影响整个曝气系统的供气效率，甚至最后导致整个曝气系统失效，需要进行全面更换。而更换曝气器则必须停产清池，且更换工作周期长、费用高、安全隐患大，严重影响正常生产。

发明内容

本发明提供一种水力剪切式气泡发生器，结构简单、充氧效率高、不易损坏/堵塞、且可实现在线安装更换的曝气器。

本发明的技术方案如下：

一种水力剪切式气泡发生器，包括进气管、倒伞式楔形切割柱、外筒、导流切割柱、切割扇叶，所述进气管穿过所述倒伞式楔形切割柱和导流切割柱后伸到所述外筒下部，所述倒伞式楔形切割柱与所述进气管固定连接，所述导流切割柱与所述进气管固定连接，所述导流切割柱固定设置于所述外筒内部，所述外筒底部设置有进水口、所述外筒顶部设置有出水口，所述导流切割柱下部安装有若干个可旋转的切割扇叶。气泡发生器工作时，除了切割扇叶可旋转外，其他各部件的连接主要采用套嵌及螺纹配合的形式安装，并不可动，这大大降低了损坏风险。

根据本发明的一实施例，所述进气管为一根竖向笔直设置的管道，所述进气管的进口、倒伞式楔形切割柱、外筒、导流切割柱、进气管的出口均为同心圆安装。采用竖向进气方式，并结合同心圆安装的结构，可简化结构，从而减少了曝气阻力。

根据本发明的一实施例，所述切割扇叶下方设置有分流器，所述分流器通过一分流器支撑板与所述外筒固定连接。

根据本发明的一实施例，所述外筒下还设置有底座，所述外筒垂直固定安装在所述底座上，所述底座下设置有多个底座支架。

根据本发明的一实施例，所述切割扇叶通过一扇叶支架安装于所述导流切割柱下部，所述切割扇叶设置为3个，每个所述切割扇叶包括多个叶片。

根据本发明的一实施例，所述底座支架下部还设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述底座支架螺纹连接，通过旋转所述调节螺杆，调节所述调节螺杆与所述底座支架相对位置，从而调整所述底座的高度。调节式底座支架，通过调节螺杆长度，确保发生器与池底契合，有效解决了池底凹凸不平给安装更换带来的不便，且可使发生器稳固于水中，不会出现晃动，所有发生器均可安装在同一高度，曝气均匀。同时，可调节底座支架的设计还有助于发生器的统一下料生产，避免原材料的浪费。

根据本发明的一实施例，所述切割扇叶采用金属或PA66+30％GF材质，所述气泡发生器除所述切割扇叶外的其他结构均采用PA66+30％GF材质(PA66塑胶原料加30％玻纤)。PA66+30％GF材质耐腐耐磨，使用寿命长达10年以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明的各个部件的单独的部件是一体化，各部件之间的连接采用的是套嵌及螺纹配合的形式安装，而不是螺丝、螺栓等固定方式，不容易被腐蚀而导致失去固定的作用，同时气泡发生器工作时，除了可旋转的切割扇叶外，并无其他可动部件，大大降低了损坏风险；即使有损坏也只需更换切割扇叶，操作简单；

(2)本发明利用发生器底部的可调节支架应对池底凹凸不平的情况。通过调节螺杆长度，确保发生器与池底稳固契合，使得发生器在工作时不会出现晃动的情况，且发生器均可安装在同一高度，使得曝气池整体曝气均匀；

(3)本发明可转动的切割扇叶在水力冲刷作用下自动高速旋转，在不增加耗能的情况下可大大强化水力剪切作用，对气液固三相混合液进行切割，在此过程中产生大量超微且分布均匀的小气泡，与现有设备相比，充氧效率可大幅提高；

(4)本发明采用竖向进气方式，并结合同心圆安装的结构，可简化结构，从而减少了曝气阻力；

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一实施例的气泡发生器的结构示意图；

图2为本发明的一实施例的倒伞式楔形切割柱的俯视结构示意图；

图3为本发明的一实施例的导流切割柱的俯视结构示意图；

图4为本发明的一实施例的切割扇叶(带扇叶支架)的结构示意图；

图5为本发明的一实施例的分流器(带分流器支撑板)的结构示意图；

图中标记：1-进气口法兰，2-进气管，3-倒伞式楔形切割柱，4-出水口，5-外筒，6-导流切割柱，7-切割扇叶，8-扇叶支架，9-分流器，10-分流器支撑板，11-底座，12-底座支架，13-调节螺杆，14-进水口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例

参见图1，一种水力剪切式气泡发生器，包括进气管2、倒伞式楔形切割柱3、外筒5、导流切割柱6、切割扇叶7，所述进气管2穿过所述倒伞式楔形切割柱3和导流切割柱6后伸到所述外筒5下部，所述倒伞式楔形切割柱3与所述进气管2固定连接，所述导流切割柱6与所述进气管2固定连接，所述导流切割柱6固定设置于所述外筒5内部，所述外筒5底部设置有进水口14、所述外筒5顶部设置有出水口4，所述导流切割柱6下部安装有若干个可旋转的切割扇叶7。气泡发生器工作时，除了可旋转的切割扇叶7外，并无其他可动部件，大大降低了损坏风险。可以理解，本实施例中，所述倒伞式楔形切割柱3与所述进气管2的固定连接可以采用现有技术的一般套嵌连接的方式固定连接，也可以是采用现有技术的螺纹连接方式，具体的连接结构的设置此处并不限定；同样，本实施例以及后续实施例中各部件均采用上述的嵌套连接或者螺纹连接；当然，为了降低了损坏风险，各个部件也可以是一体成型。

具体的，参见图2，所述倒伞式楔形切割柱3内部轮廓呈一倒置的锥形圆台，该锥形圆台的中部开设有一通孔，进气管2穿过该通孔与所述倒伞式楔形切割柱3固定连接，该锥形圆台外周均匀交错布置有若干个尖头向下的三角形；参见图3，所述导流切割柱6内部轮廓为一带有通孔的空心柱体，进气管2穿过该柱体的中部的孔与所述导流切割柱6固定连接，该空心柱体外周均匀交错设置有若干尖头向下的三角形或梯形，为了充分对外筒5内的水进行曝气，所述导流切割柱6的外径略小于所述外筒5；当然，为了充分发挥所述倒伞式楔形切割柱3的切割作用，所述倒伞式楔形切割柱3最顶部的外径应大于所述导流切割柱6的外径。

进一步的，所述进气管2为一根竖向笔直设置的管道，所述进气管2的进口、倒伞式楔形切割柱3、外筒5、导流切割柱6、进气管2的出口均为同心圆安装。采用竖向进气方式，并结合同心圆安装的结构，可简化结构，从而减少了曝气阻力。在本实施例中，所述进气管上部的进口处设置有进气口法兰，通过所述进气口法兰与外部供气装置连接，以对气泡发生器供气，所述进气管的下部为出口，即曝气口。

在一实施例中，结合图5，所述切割扇叶7下方设置有分流器9，所述分流器9通过一分流器支撑板10与所述外筒5固定连接。水从进水口14进入外筒5内后，经分流器9分流后在外筒5初步分流。

在一实施例中，所述外筒5下还设置有底座11，所述外筒5垂直固定安装在所述底座11上，所述底座11下设置有多个底座支架12。本实施例中，所述底座支架设置为3个，当然，也可以设置为2个、4个或者更多

在一实施例中，参见图4，所述切割扇叶7通过一扇叶支架8安装于所述导流切割柱6下部，所述切割扇叶7设置为3个，每个所述切割扇叶7包括多个叶片。

在一实施例中，所述底座支架12下部还设置有调节螺杆13，所述调节螺杆13与所述底座支架12螺纹连接，通过旋转所述调节螺杆，调节所述调节螺杆与所述底座支架相对位置，从而调整所述底座的高度。调节式底座支架，通过调节螺杆长度，确保发生器与池底契合，有效解决了池底凹凸不平给安装更换带来的不便，且可使发生器稳固于水中，不会出现晃动，所有发生器均可安装在同一高度，曝气均匀。同时，可调节底座支架的设计还有助于发生器的统一下料生产，避免原材料的浪费。

根据本发明的一实施例，所述切割扇叶采用金属或PA66+30％GF材质，所述气泡发生器除所述切割扇叶外的其他结构均采用PA66+30％GF材质(PA66塑胶原料加30％玻纤)。该材质耐腐耐磨，使用寿命长达10年以上。

由于气泡发生器各个部件的单独的部件是一体化，而且各部件之间的连接采用的是套嵌、螺纹配合的形式安装，而不是螺丝、螺栓等固定方式，因此不容易被腐蚀而导致失去固定的作用；同时气泡发生器工作时，除了可旋转的切割扇叶外，并无其他可动部件，大大降低了损坏风险；即使有损坏也只需更换切割扇叶，操作简单

工作原理：

如图1所示，发生器由底座支架12竖直安装在曝气池底部，根据池底底面凹凸情况调节螺杆13长度，从而提升或降低发生器。空气管道通过进气口法兰1与进气管2连接，进气管2直通发生器底部至分流器9位置，气流在分散上升过程中使得局部水体的密度下降，由于存在密度差，底部的水流往上涌入发生器桶内。气液混流在切割扇叶7的作用下被切割，切割扇叶7同时在混流的作用下开始旋转，而旋转产生的水力剪切力也加强了叶片切割气泡的效果，从而形成大量超微气泡并达到气液固三相高效混合的目的。带有小气泡的混流再沿着导流切割柱6上升并被多次切割，随后混流从筒体上部旋流喷射而出，由于此时液体的速度水头转为压头，使得空气快速溶解到水中，同时在楔形切割柱3的作用下再次生成大量微小气泡，并使得雾化的气液混流扩散上升，与此同时在以曝气设备为中心的区域会形成循环流，可大大强化对底部区域的搅拌作用，污泥池底不淤积。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种水力剪切式气泡发生器，其特征在于，包括进气管、倒伞式楔形切割柱、外筒、导流切割柱、切割扇叶，所述进气管穿过所述倒伞式楔形切割柱和导流切割柱后伸到所述外筒下部，所述倒伞式楔形切割柱与所述进气管固定连接，所述导流切割柱与所述进气管固定连接，所述导流切割柱固定设置于所述外筒内部，所述外筒底部设置有进水口、所述外筒顶部设置有出水口，所述导流切割柱下部安装有若干个可旋转的切割扇叶。

2.根据权利要求1所述的水力剪切式气泡发生器，其特征在于，所述进气管为一根竖向笔直设置的管道，所述进气管的进口、倒伞式楔形切割柱、外筒、导流切割柱、进气管的出口均为同心圆安装。

3.根据权利要求2所述的水力剪切式气泡发生器，其特征在于，所述切割扇叶下方设置有分流器，所述分流器通过一分流器支撑板与所述外筒固定连接。

4.根据权利要求3所述的水力剪切式气泡发生器，其特征在于，所述外筒下还设置有底座，所述外筒垂直固定安装在所述底座上，所述底座下设置有多个底座支架。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水力剪切式气泡发生器，其特征在于，所述切割扇叶通过一扇叶支架安装于所述导流切割柱下部，所述切割扇叶设置为3个，每个所述切割扇叶包括多个叶片。

6.根据权利要求5所述的水力剪切式气泡发生器，其特征在于，所述底座支架下部还设置有调节螺杆，所述调节螺杆与所述底座支架螺纹连接，通过旋转所述调节螺杆，调节所述调节螺杆与所述底座支架相对位置，从而调整所述底座的高度。

7.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水力剪切式气泡发生器，其特征在于，所述切割扇叶采用金属或PA66+30％GF材质，所述气泡发生器除所述切割扇叶外的其他结构均采用PA66+30％GF材质(PA66塑胶原料加30％玻纤)。