CN108996718A - 一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，包括曝气池、进水管、排水管、控制器、顶板和两个支柱，驱动机构包括套管、第一齿轮、调节机构、若干旋转组件和两个驱动组件，旋转组件包括第一电机和第二齿轮，驱动组件包括往复单元、连接架和支杆，调节机构包括升降组件、横杆、调节管和密封组件，升降组件包括第二电机、轴承、第二驱动轴、线盘和拉线，该用于污水处理的具有调节功能的曝气系统在调节机构中，根据污水的液位灵活控制调节管的高度位置，节省曝气机曝气所需消耗的能源，不仅如此，通过驱动机构带动曝气机构旋转的同时，使曝气头来回摆动，从而使系统产生的气泡作用于污水的各处，提高了曝气效率和系统的实用性。

Description

一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统

技术领域

本发明涉及水处理设备领域，特别涉及一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统。

背景技术

曝气(aeration)，是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧。此外，曝气可有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用，达到污水净化处理的目的。

曝气机上，通常会配备一根进气管，用于将外部的空气引入曝气机内部，但是这根进气管的长度通常固定不变，导致曝气机在使用时，需要往曝气池内注入定量的污水，污水液面过高时，污水容易没过进气管，无法进行曝气，污水液面过低时，又会导致进气管引入过多的控制，导致引入空气需要花费较大的能源，不仅如此，由于曝气头固定安装在曝气池内的底部，曝气头产生的气泡在污水中上升的路径固定不变，从而导致曝气头的作用范围有限，曝气池需要花费较长的时间来完成污水处理，进一步降低了现有的曝气系统的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，包括曝气池、进水管、排水管、控制器、顶板和两个支柱，所述顶板的两端分别通过两个支柱固定在曝气池的上方，所述进水管和排水管分别位于曝气池的两侧，所述排水管内设有阀门，所述控制器固定在曝气池上，所述控制器内设有PLC，所述顶板的下方设有驱动机构，所述曝气池内设有曝气管、曝气机、输气管和两个曝气机构，所述驱动机构与曝气管传动连接，所述曝气管、曝气机和输气管从上而下依次设置，两个曝气机构分别位于输气管的底端的两侧，所述阀门与曝气机均与PLC电连接；

所述驱动机构包括套管、第一齿轮、调节机构、若干旋转组件和两个驱动组件，所述套管位于曝气管的上方，所述第一齿轮套设在套管上，所述旋转组件周向均匀分布在第一齿轮的外周，所述旋转组件包括第一电机和第二齿轮，所述第一电机固定在顶板的下方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第二齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，两个驱动组件分别位于调节机构的两侧，所述调节机构位于套管的下方，所述驱动组件包括往复单元、连接架和支杆，所述连接架的两端分别与套管和输气管固定连接，所述往复单元设置在连接架上，所述往复单元与支杆的一端传动连接，所述支杆的另一端与曝气机构连接；

所述调节机构包括升降组件、横杆、调节管和密封组件，所述横杆固定在调节管的底端，所述升降组件与横杆传动连接，所述调节管和横杆均设置在曝气管内，所述升降组件包括第二电机、轴承、第二驱动轴、线盘和拉线，所述第二电机和轴承分别固定在两个连接架上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二驱动轴位于第二电机和轴承之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述线盘套设在第二驱动轴上，所述线盘通过拉线与调节管连接。

作为优选，为了使曝气机产生的气泡作用在污水的各处，所述曝气机构包括支管、滑杆和若干曝气组件，所述支管与输气管连通，所述滑杆位于支管的上方，所述滑杆的中心处与支杆的远离往复单元的一端铰接，所述曝气组件均匀分布在支管的上方，所述曝气组件包括曝气头、摆动杆、套环和连接管，所述曝气头通过连接管与支管连通，所述摆动杆的一端与支管铰接，所述摆动杆的另一端与曝气头固定连接，所述套环套设在摆动杆上，所述套环与滑杆铰接。

作为优选，为了辅助滑杆移动，所述曝气机构还包括两个支撑环，所述支撑环固定在支管的上方，所述支撑环套设在滑杆上。

作为优选，为了检测污水的液位，所述顶板的下方设有液位传感器，所述液位传感器与PLC电连接。

作为优选，为了驱动支杆，所述往复单元包括第三电机、第一连杆、第二连杆和往复杆，所述第三电机固定在连接架上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与往复杆的顶端铰接，所述往复杆的底端与支杆铰接。

作为优选，为了固定往复杆的移动方向，所述往复单元还包括固定环，所述固定环套设在往复杆上，所述固定环与连接架固定连接。

作为优选，为了保证第三电机的驱动力，所述第三电机为直流伺服电机。

作为预选，为了对调节管与曝气管之间的空隙进行密封，所述密封组件包括密封圈和气泵，所述密封圈位于调节管和曝气管之间，所述密封圈和气泵均固定在曝气管的内壁上，所述气泵与密封圈连通，所述气泵与PLC电连接。

作为优选，为了固定调节管的移动方向，所述横杆的两端均设有限位框，所述限位框的形状为U形，所述限位框的两端固定在曝气管的内壁上，所述横杆套设在限位框上。

作为优选，为了防止套管向下滑动，所述套管的顶端设有凸板，所述凸板位于顶板的上方，所述顶板套设在套管上。

本发明的有益效果是，该用于污水处理的具有调节功能的曝气系统在调节机构中，根据污水的液位灵活控制调节管的高度位置，节省曝气机曝气所需消耗的能源，与现有的调节机构相比，该调节机构还可对调节管与曝气管之间的空气进行密封，保证曝气的顺利进行，不仅如此，通过驱动机构带动曝气机构旋转的同时，使曝气头来回摆动，从而使系统产生的气泡作用于污水的各处，提高了曝气效率和系统的实用性，与现有的驱动机构相比，该驱动机构结构灵活，作用范围更广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是本发明的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统的调节管与曝气管的连接结构示意图；

图4是本发明的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统的曝气机构的结构示意图；

图中：1.曝气池，2.进水管，3.排水管，4.控制器，5.顶板，6.支柱，7.曝气管，8.曝气机，9.输气管，10.套管，11.第一齿轮，12.第一电机，13.第二齿轮，14.连接架，15.支杆，16.横杆，17.调节管，18.第二电机，19.轴承，20.第二驱动轴，21.线盘，22.拉线，23.支管，24.滑杆，25.曝气头，26.摆动杆，27.套环，28.连接管，29.支撑环，30.液位传感器，31.第三电机，32.第一连杆，33.第二连杆，34.往复杆，35.固定环，36.密封圈，37.气泵，38.限位框，39.凸板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，包括曝气池1、进水管2、排水管3、控制器4、顶板5和两个支柱6，所述顶板5的两端分别通过两个支柱6固定在曝气池1的上方，所述进水管2和排水管3分别位于曝气池1的两侧，所述排水管3内设有阀门，所述控制器4固定在曝气池1上，所述控制器4内设有PLC，所述顶板5的下方设有驱动机构，所述曝气池1内设有曝气管7、曝气机8、输气管9和两个曝气机构，所述驱动机构与曝气管7传动连接，所述曝气管7、曝气机8和输气管9从上而下依次设置，两个曝气机构分别位于输气管9的底端的两侧，所述阀门与曝气机8均与PLC电连接；

该曝气系统在处理污水时，将污水从进水管2排入曝气池1中，通过控制器4操作曝气系统的内部的设备运行，由曝气机8启动，将外部的空气通过曝气管7进入曝气机8中，并通过输气管9输送至两侧的曝气机构中，通过驱动组件作用在曝气机构上，使得曝气机构产生的气泡作用于污水的各处，便于微小气泡带动污水各处的悬浮体上浮至液面处，而后通过收集处理，完成对污水的处理，此时，PLC控制阀门打开，使得处理过后的污水通过排水管3排出。

如图2-3所示，所述驱动机构包括套管10、第一齿轮11、调节机构、若干旋转组件和两个驱动组件，所述套管10位于曝气管7的上方，所述第一齿轮11套设在套管10上，所述旋转组件周向均匀分布在第一齿轮11的外周，所述旋转组件包括第一电机12和第二齿轮13，所述第一电机12固定在顶板5的下方，所述第一电机12与PLC电连接，所述第一电机12与第二齿轮13传动连接，所述第一齿轮11与第二齿轮13啮合，两个驱动组件分别位于调节机构的两侧，所述调节机构位于套管10的下方，所述驱动组件包括往复单元、连接架14和支杆15，所述连接架14的两端分别与套管10和输气管9固定连接，所述往复单元设置在连接架14上，所述往复单元与支杆15的一端传动连接，所述支杆15的另一端与曝气机构连接；

所述调节机构包括升降组件、横杆16、调节管17和密封组件，所述横杆16固定在调节管17的底端，所述升降组件与横杆16传动连接，所述调节管17和横杆16均设置在曝气管7内，所述升降组件包括第二电机18、轴承19、第二驱动轴20、线盘21和拉线22，所述第二电机18和轴承19分别固定在两个连接架14上，所述第二电机18与PLC电连接，所述第二驱动轴20位于第二电机18和轴承19之间，所述第二电机18与第二驱动轴20传动连接，所述线盘21套设在第二驱动轴20上，所述线盘21通过拉线22与调节管17连接。

驱动机构中，套管10通过连接架14与曝气管7固定连接，根据污水的液位，PLC控制升降组件内的第二电机18启动，带动第二驱动轴20旋转，第二驱动轴20带动线盘21转动，收紧拉线22，进而带动调节管17向上移动至曝气管7的外部，而后密封组件对曝气管7与调节管17的连接处进行密封，防止污水液位超过曝气管7顶端时，污水进入曝气管7内，使得系统根据污水的液位自动控制调节管17的高度，便于节约曝气管7消耗的能源，而后PLC控制旋转组件中的第一电机12启动，带动第二齿轮13旋转，第二齿轮13作用在第一齿轮11上，使得第一齿轮11发生转动，进而带动套管10旋转，由于套管10通过连接架14与曝气管7固定连接，因此，曝气管7、曝气机8以及底部的曝气机构发生转动，同时PLC控制连接架14上的往复单元运行，带动支杆15的上端上下往复移动，从而改变曝气机构的作用范围，使得曝气机8产生的气泡作用于污水内的各处，提高了工作效率。

如图4所示，所述曝气机构包括支管23、滑杆24和若干曝气组件，所述支管23与输气管9连通，所述滑杆24位于支管23的上方，所述滑杆24的中心处与支杆15的远离往复单元的一端铰接，所述曝气组件均匀分布在支管23的上方，所述曝气组件包括曝气头25、摆动杆26、套环27和连接管28，所述曝气头25通过连接管28与支管23连通，所述摆动杆26的一端与支管23铰接，所述摆动杆26的另一端与曝气头25固定连接，所述套环27套设在摆动杆26上，所述套环27与滑杆24铰接。

曝气机构中，由支管23接收曝气机8产生的大量微小气泡，并通过连接管28使得曝气头25产生气泡，气泡上浮，带动污水内的悬浮体上浮至液面处，同时，通过支杆15带动滑杆24在水平方向上往复移动，从而带动套环27在水平方向上往复移动，使得摆动杆26来回摆动，调节曝气头25的方向，使得曝气头25产生的气泡作用于污水的各处。

作为优选，为了辅助滑杆24移动，所述曝气机构还包括两个支撑环29，所述支撑环29固定在支管23的上方，所述支撑环29套设在滑杆24上。通过固定的支撑环29对滑杆24进行辅助支撑，使得滑杆24沿着固定的支撑环29的轴线进行往复移动。

作为优选，为了检测污水的液位，所述顶板5的下方设有液位传感器30，所述液位传感器30与PLC电连接。利用液位传感器30检测污水的液位，并将液位数据反馈给PLC，PLC根据液位控制升降组件运行，从而控制调节管17的高度，防止污水进入曝气机8内部。

如图2所示，所述往复单元包括第三电机31、第一连杆32、第二连杆33和往复杆34，所述第三电机31固定在连接架14上，所述第三电机31与PLC电连接，所述第三电机31与第一连杆32传动连接，所述第一连杆32通过第二连杆33与往复杆34的顶端铰接，所述往复杆34的底端与支杆15铰接。

PLC控制第三电机31启动，带动第一连杆32做圆周运动，第一连杆32通过第二连杆33作用在往复杆34上，使得往复杆34在竖直方向上进行往复运动，往复杆34通过支杆15带动滑杆24左右滑动，使摆动杆26发生来回摆动。

作为优选，为了固定往复杆34的移动方向，所述往复单元还包括固定环35，所述固定环35套设在往复杆34上，所述固定环35与连接架14固定连接。利用位置固定的固定环35固定了往复杆34的移动方向，使得往复杆34沿着固定环35的轴线进行平稳的往复运动。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三电机31的驱动力，所述第三电机31为直流伺服电机。

作为预选，为了对调节管17与曝气管7之间的空隙进行密封，所述密封组件包括密封圈36和气泵37，所述密封圈36位于调节管17和曝气管7之间，所述密封圈36和气泵37均固定在曝气管7的内壁上，所述气泵37与密封圈36连通，所述气泵37与PLC电连接。

当需要改变调节管17的位置时，PLC控制气泵37抽取密封圈36内的空气，便于密封圈36的内侧有足够的空隙方便改变调节管17的位置，当调节管17的位置需要固定时，PLC控制气泵37向密封圈36内输送空气，使得密封圈36膨胀，填充调节管17和曝气管7之间的空隙，避免污水从空隙通过曝气管7进入曝气机8内部。

作为优选，为了固定调节管17的移动方向，所述横杆16的两端均设有限位框38，所述限位框38的形状为U形，所述限位框38的两端固定在曝气管7的内壁上，所述横杆16套设在限位框38上。利用限位框38固定了横杆16的移动方向，从而固定了调节管17的移动方向，使得调节管17进行平稳移动。

作为优选，为了防止套管10向下滑动，所述套管10的顶端设有凸板39，所述凸板39位于顶板5的上方，所述顶板5套设在套管10上。由于凸板39位于顶板5的上方，凸板39无法向下移动，从而固定了套管10的位置，进而固定了第一齿轮11的位置，并通过连接架14固定了曝气管7和曝气机8的高度位置，保证驱动机构的顺利进行。

该曝气系统运行时，通过检测污水的液位，由升降组件带动调节管17升降后，通过密封组件堵住调节管17与曝气管7之间的间隙，从而使得曝气系统能够根据液位灵活控制曝气管7与调节管17的位置，节省了曝气消耗的能源，不仅如此，通过旋转组件带动曝气机8和曝气机构旋转，并由往复单元带动往复杆34上下移动的同时，驱动滑杆24左右移动，使曝气头25来回摆动，从而使曝气头25喷出的气泡作用于曝气池1内的各处，便于带动污水各处的悬浮体上浮至液面，提高了曝气效率和系统的实用性。

与现有技术相比，该用于污水处理的具有调节功能的曝气系统在调节机构中，根据污水的液位灵活控制调节管17的高度位置，节省曝气机8曝气所需消耗的能源，与现有的调节机构相比，该调节机构还可对调节管17与曝气管7之间的空气进行密封，保证曝气的顺利进行，不仅如此，通过驱动机构带动曝气机构旋转的同时，使曝气头25来回摆动，从而使系统产生的气泡作用于污水的各处，提高了曝气效率和系统的实用性，与现有的驱动机构相比，该驱动机构结构灵活，作用范围更广。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，包括曝气池(1)、进水管(2)、排水管(3)、控制器(4)、顶板(5)和两个支柱(6)，所述顶板(5)的两端分别通过两个支柱(6)固定在曝气池(1)的上方，所述进水管(2)和排水管(3)分别位于曝气池(1)的两侧，所述排水管(3)内设有阀门，所述控制器(4)固定在曝气池(1)上，所述控制器(4)内设有PLC，所述顶板(5)的下方设有驱动机构，所述曝气池(1)内设有曝气管(7)、曝气机(8)、输气管(9)和两个曝气机构，所述驱动机构与曝气管(7)传动连接，所述曝气管(7)、曝气机(8)和输气管(9)从上而下依次设置，两个曝气机构分别位于输气管(9)的底端的两侧，所述阀门与曝气机(8)均与PLC电连接；

所述驱动机构包括套管(10)、第一齿轮(11)、调节机构、若干旋转组件和两个驱动组件，所述套管(10)位于曝气管(7)的上方，所述第一齿轮(11)套设在套管(10)上，所述旋转组件周向均匀分布在第一齿轮(11)的外周，所述旋转组件包括第一电机(12)和第二齿轮(13)，所述第一电机(12)固定在顶板(5)的下方，所述第一电机(12)与PLC电连接，所述第一电机(12)与第二齿轮(13)传动连接，所述第一齿轮(11)与第二齿轮(13)啮合，两个驱动组件分别位于调节机构的两侧，所述调节机构位于套管(10)的下方，所述驱动组件包括往复单元、连接架(14)和支杆(15)，所述连接架(14)的两端分别与套管(10)和输气管(9)固定连接，所述往复单元设置在连接架(14)上，所述往复单元与支杆(15)的一端传动连接，所述支杆(15)的另一端与曝气机构连接；

所述调节机构包括升降组件、横杆(16)、调节管(17)和密封组件，所述横杆(16)固定在调节管(17)的底端，所述升降组件与横杆(16)传动连接，所述调节管(17)和横杆(16)均设置在曝气管(7)内，所述升降组件包括第二电机(18)、轴承(19)、第二驱动轴(20)、线盘(21)和拉线(22)，所述第二电机(18)和轴承(19)分别固定在两个连接架(14)上，所述第二电机(18)与PLC电连接，所述第二驱动轴(20)位于第二电机(18)和轴承(19)之间，所述第二电机(18)与第二驱动轴(20)传动连接，所述线盘(21)套设在第二驱动轴(20)上，所述线盘(21)通过拉线(22)与调节管(17)连接。

2.如权利要求1所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述曝气机构包括支管(23)、滑杆(24)和若干曝气组件，所述支管(23)与输气管(9)连通，所述滑杆(24)位于支管(23)的上方，所述滑杆(24)的中心处与支杆(15)的远离往复单元的一端铰接，所述曝气组件均匀分布在支管(23)的上方，所述曝气组件包括曝气头(25)、摆动杆(26)、套环(27)和连接管(28)，所述曝气头(25)通过连接管(28)与支管(23)连通，所述摆动杆(26)的一端与支管(23)铰接，所述摆动杆(26)的另一端与曝气头(25)固定连接，所述套环(27)套设在摆动杆(26)上，所述套环(27)与滑杆(24)铰接。

3.如权利要求2所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述曝气机构还包括两个支撑环(29)，所述支撑环(29)固定在支管(23)的上方，所述支撑环(29)套设在滑杆(24)上。

4.如权利要求1所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述顶板(5)的下方设有液位传感器(30)，所述液位传感器(30)与PLC电连接。

5.如权利要求1所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述往复单元包括第三电机(31)、第一连杆(32)、第二连杆(33)和往复杆(34)，所述第三电机(31)固定在连接架(14)上，所述第三电机(31)与PLC电连接，所述第三电机(31)与第一连杆(32)传动连接，所述第一连杆(32)通过第二连杆(33)与往复杆(34)的顶端铰接，所述往复杆(34)的底端与支杆(15)铰接。

6.如权利要求5所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述往复单元还包括固定环(35)，所述固定环(35)套设在往复杆(34)上，所述固定环(35)与连接架(14)固定连接。

7.如权利要求5所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述第三电机(31)为直流伺服电机。

8.如权利要求1所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述密封组件包括密封圈(36)和气泵(37)，所述密封圈(36)位于调节管(17)和曝气管(7)之间，所述密封圈(36)和气泵(37)均固定在曝气管(7)的内壁上，所述气泵(37)与密封圈(36)连通，所述气泵(37)与PLC电连接。

9.如权利要求1所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述横杆(16)的两端均设有限位框(38)，所述限位框(38)的形状为U形，所述限位框(38)的两端固定在曝气管(7)的内壁上，所述横杆(16)套设在限位框(38)上。

10.如权利要求1所述的用于污水处理的具有调节功能的曝气系统，其特征在于，所述套管(10)的顶端设有凸板(39)，所述凸板(39)位于顶板(5)的上方，所述顶板(5)套设在套管(10)上。