CN110304744A - 一种复合式潜水推流曝气机及曝气系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合式潜水推流曝气机，包括连接有动力潜水电缆的潜水电机，潜水电机尾端和前端分别固定有U形滑动配件和潜水推流曝气主体，潜水推流曝气主体包括油室、进气室、进气扩散口、进液口、导流罩和复合式曲面叶轮，油室中装设有轴封且充满有稀油，进气室经过进气扩散口后与进液口在导流罩内汇合连通，复合式曲面叶轮包括与潜水电机的电机轴末端固定连接的半球形轮毂，半球形轮毂的球形周向均匀固定有曲面叶片且顶部固定有与曲面叶片相对应的复叶片，复叶片处于复合式曲面叶轮的进气端且置于进气扩散口内并接近进气扩散口。本发明还提供一种复合式潜水推流曝气系统。本曝气机进气量大氧转移效率高，搅拌推流效果好，抗缠绕和无堵塞。

Description

一种复合式潜水推流曝气机及曝气系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种复合式潜水推流曝气机及曝气系统。

背景技术

现代的污水处理中，曝气方式有风机+曝气器、射流曝气、离心曝气等，然而每种曝气方式均存在缺陷。

目前，污水处理厂基本上均采用风机+曝气器的方式，该方式由于曝气充氧效果较好得到采用。但是，风机+曝气器的方式存在如下缺点：(1)易堵塞、易破损；(2)曝气器安装的管道下部污泥沉积严重；(3)气泡在液体中停留时间短，氧转移效率偏低；(4)搅拌推流效果差，需要采用潜水搅拌机或推流器配合使用；(5)维护时需停产，更换或维修成本高；(6)需要修建风机房、铺设送风管道及安装曝气器，初期投资建设成本高，工期长。

而在工业废水处理及补充曝气应用中，基本上会采用射流曝气机或离心曝气机进行曝气，由于安装较为方便，投资建设成本较低因而得到客户认可。但是也存在如下这些缺点：(1)曝气充氧量偏低；(2)射流曝气机或离心曝气机的叶轮为出口宽度很窄的闭式叶轮，容易缠绕和堵塞；(3)曝气机下部污泥沉积；(4)气泡较大且分布不均，气泡在液体中停留时间短，氧转移效率低；(5)搅拌推流效果差。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本申请根据以上这些曝气充氧方式的特点，本发明提供了一种复合式潜水推流曝气机，其曝气充氧量基本接近或等同于风机+曝气器这种方式，可基本解决目前市场上这些曝气方式存在的气泡较大且在水中停留时间短，氧转移效率低，搅拌推流效果差，叶轮为闭式叶轮造成容易缠绕和堵塞的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种复合式潜水推流曝气机，包括潜水电机，所述潜水电机上连接有动力潜水电缆，所述潜水电机的尾端固定连接有U形滑动配件，所述潜水电机的前端固定连接有潜水推流曝气主体，所述潜水电机的电机轴安装在潜水推流曝气主体内，所述潜水推流曝气主体包括油室、进气室、进气扩散口、进液口、导流罩和复合式曲面叶轮，所述油室中装设有轴封且油室腔中充满有稀油，所述进气室经过进气扩散口后与进液口在导流罩内汇合连通，所述复合式曲面叶轮为无前后盖板的开式叶轮，所述复合式曲面叶轮包括与潜水电机的电机轴末端固定连接的半球形轮毂，所述半球形轮毂的球形周向均匀固定连接有曲面叶片，所述半球形轮毂的顶部固定连接有与曲面叶片相对应的复叶片，所述复叶片处于复合式曲面叶轮的进气端且置于进气扩散口内并接近进气扩散口。

与现有技术相比，本发明提供的复合式潜水推流曝气机工作时，采用外部电源通过动力潜水电缆给潜水电机供电，潜水电机的电机轴带动复合式曲面叶轮高速转动，复合式曲面叶轮的复叶片与进气扩散口间形成真空，空气通过进气室进入进气扩散口，复合式曲面叶轮的复叶片和曲面叶片在高速旋转过程中将气体搅碎切割成微小气泡与进液口进入的液体强制混合，依靠复合式曲面叶轮的强大推力将水气混合液通过导流罩推流喷射出去，水气混合液在池内或沟内流动，带动池底或沟底污泥悬浮流动，气体逐步逐渐上浮至液面，因而搅拌推流效果好。由于水气混合液是强制混合且是中心出水，导致混合液在导流罩中的推流距离较远，因而微小气泡在液体中停留时间长，所以氧转移效率可达到40％以上。同时，由于复合式曲面叶轮为无前后盖板的开式设计，因而能通过的最大颗粒直径可达100mm，完全能实现无堵塞和抗缠绕的需求；而在半球形轮毂的顶部固定连接有置于进气扩散口内并接近进气扩散口的复叶片，由此可以增加吸气量30％以上，并且复合式曲面叶轮可以通过调节复叶片在轮毂顶部表面的安装角度来满足潜水深度及充氧量的要求，达到不同工况所需的推力满足搅拌推流效果，真正实现了集搅拌、推流和曝气功能为一体。

进一步，所述轴封采用双端面机械密封或双机械密封。

进一步，所述曲面叶片和复叶片采用焊接与半球形轮毂固定连接。

进一步，所述曲面叶片和复叶片的数量为4～6块。

进一步，所述曲面叶片的工作面上设有切割面。

进一步，所述复叶片为直角复叶片或扭曲复叶片。

本发明还提供一种复合式潜水推流曝气系统，包括可调式导轨、挂接单元、供气单元和如前所述的复合式潜水推流曝气机，所述可调式导轨的下端安装在池底或池壁上，所述复合式潜水推流曝气机的U形滑动配件与可调式导轨滑动配合连接，所述挂接单元包括支撑架，所述支撑架的两端分别与池壁和可调式导轨的上部固定连接，所述支撑架的左侧和右侧分别设置有挂钩，任一侧所述挂钩上挂接有与复合式潜水推流曝气机的潜水推流曝气主体连接的提升固定链，所述供气单元与复合式潜水推流曝气机的进气室连通。

与现有技术相比，本发明提供的复合式潜水推流曝气系统，安装时只需将复合式潜水推流曝气机沿可调式导轨滑到所需要的位置，然后把提升固定链挂在任一侧的挂钩上，再将动力潜水电缆拉紧固定在另一侧的挂钩上即可。如果需要对复合式潜水推流曝气机进行维护检修，只需用手动或电动葫芦通过提升固定链将曝气机提升出来就可，这种方式安装方便、安全可靠、维护简单，节省了前期投资建设成本和后期维护成本，可完全替代现有传统风机+管道系统+曝气器+搅拌机的组合方式。

进一步，所述可调式导轨的下部固定连接有垂直于可调式导轨的限位块。

进一步，所述供气单元包括与进气室连接的进气管，所述进气管远离进气室的一端伸出液面连接有消音器，所述消音器远离进气管的另一端开设有进气口。

进一步，所述供气单元包括与进气室连接的进气管，所述进气管远离进气室的一端伸出液面连接有供气管道，所述供气管道远离进气管的一端连接有供气风机。

附图说明

图1是本发明提供的复合式潜水推流曝气机结构示意图。

图2是图1中复叶片为扭曲复叶片的复合式曲面叶轮结构示意图。

图3是图1中复叶片为直角复叶片的复合式曲面叶轮结构示意图。

图4是图1中复合式曲面叶轮的侧向结构示意图。

图5是本发明提供的自吸复合式潜水推流曝气系统结构示意图。

图6是本发明提供的正压复合式潜水推流曝气系统结构示意图。

图中，1、潜水电机；11、电机轴；2、动力潜水电缆；3、U形滑动配件；4、油室；41、轴封；5、进气室；6、进气扩散口；7、进液口；8、导流罩；9、复合式曲面叶轮；91、半球形轮毂；92、曲面叶片；921、切割面；93、复叶片；10、可调式导轨；20、挂接单元；201、支撑架；202、挂钩；203、提升固定链；30、供气单元；301、进气管；302、消音器；303、进气口；304、供气管道；305、供气风机；40、限位块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1至图4所示，本发明提供一种复合式潜水推流曝气机，包括潜水电机1，所述潜水电机1上连接有动力潜水电缆2，所述潜水电机1的尾端固定连接有U形滑动配件3，所述潜水电机1的前端固定连接有潜水推流曝气主体，所述潜水电机1的电机轴11安装在潜水推流曝气主体内，所述潜水推流曝气主体包括油室4、进气室5、进气扩散口6、进液口7、导流罩8和复合式曲面叶轮9，所述油室4中装设有轴封41且油室腔中充满有稀油，通过稀油可对轴封41进行有效的润滑与冷却，所述进气室5经过进气扩散口6后与进液口7在导流罩8内汇合连通，所述复合式曲面叶轮9为无前后盖板的开式叶轮，所述复合式曲面叶轮9包括与潜水电机1的电机轴11末端固定连接的半球形轮毂91，轮毂为半球形设计可以抗缠绕，所述半球形轮毂91的球形周向均匀固定连接有曲面叶片92，所述半球形轮毂91的顶部固定连接有与曲面叶片92相对应的复叶片93，所述复叶片93处于复合式曲面叶轮9的进气端且置于进气扩散口6内并接近进气扩散口6，即所述复叶片93处在进气室5经过进气扩散口6后的进气通道上，由此所述复合式曲面叶轮9的结构为无前后盖板的开式设计。

与现有技术相比，本发明提供的复合式潜水推流曝气机工作时，采用外部电源通过动力潜水电缆给潜水电机供电，潜水电机的电机轴带动复合式曲面叶轮高速转动，复合式曲面叶轮的复叶片与进气扩散口间形成真空，空气通过进气室进入进气扩散口，复合式曲面叶轮的复叶片和曲面叶片在高速旋转过程中将气体搅碎切割成微小气泡与进液口进入的液体强制混合，依靠复合式曲面叶轮的强大推力将水气混合液通过导流罩推流喷射出去，水气混合液在池内或沟内流动，带动池底或沟底污泥悬浮流动，气体逐步逐渐上浮至液面，因而搅拌推流效果好。由于水气混合液是强制混合且是中心出水，导致混合液在导流罩中的推流距离较远，因而微小气泡在液体中停留时间长，所以氧转移效率可达到40％以上。同时，由于复合式曲面叶轮为无前后盖板的开式设计，因而能通过的最大颗粒直径可达100mm，完全能实现无堵塞和抗缠绕的需求；而在半球形轮毂的顶部固定连接有置于进气扩散口内并接近进气扩散口的复叶片，由此可以增加吸气量30％以上，并且复合式曲面叶轮可以通过调节复叶片在轮毂顶部表面的安装角度来满足潜水深度及充氧量的要求，达到不同工况所需的推力满足搅拌推流效果，真正实现了集搅拌、推流和曝气功能为一体。

作为具体实施例，所述轴封41采用现有的双端面机械密封或双机械密封，由此在保证电机轴11与潜水推流曝气主体之间有适当间隙的同时，又能够防止油室腔中的稀油泄漏到电机腔室内。

作为具体实施例，所述曲面叶片92和复叶片93采用焊接与半球形轮毂91固定连接，即将机械加工精密制造的曲面叶片92焊接在半球形轮毂91的球形圆周方向上，将机械加工精密制造的复叶片93焊接在半球形轮毂91的顶部。当然，本领域在前述焊接方式的基础上，还可以采用其他现有的方式如精密铸造或数控加工成形来实现连接。

作为具体实施例，所述曲面叶片92和复叶片93的数量为4～6块，由此叶片在高速旋转过程中可将气体搅碎切割成微小气泡与液体强制混合，即可以使气泡切割得更小，进而使得微小气泡在液体中的分布更均匀。

作为具体实施例，请参考图4所示，所述曲面叶片92的工作面上设有切割面921，由此能够对条形纤维物进行有效切割，在含纤维物不超过10％的介质中能正常连续使用。

作为具体实施例，请参考图2和图3所示，所述复叶片93为直角复叶片或扭曲复叶片，所述复叶片93可根据产品型号不同来采用直角或扭曲设计，具体当所述导流罩8内部的汇合空间较大时，设计为扭曲复叶片，即扭曲复叶片需要有较大的空间来进行扭曲或弯曲设计，而当所述导流罩8内部的汇合空间较小时，设计为直角复叶片。而在进气端设计有复叶片93的复合式曲面叶轮9，相比于只有曲面叶片92的复合式曲面叶轮9结构设计，可以增加吸气量30％以上，因而能有效解决现在离心曝气机吸气不足的问题。当然，本领域技术人员也可以根据需要，在所述复合式曲面叶轮9上设计不包含复叶片93的叶轮，并将该叶轮的进气端置于进气扩散口6内且叶片接近进气扩散口6，其同样可以达到某些曝气需求。

本发明还提供一种复合式潜水推流曝气系统，请参考图5和图6所示，包括可调式导轨10、挂接单元20、供气单元30和如前所述的复合式潜水推流曝气机，所述可调式导轨10的下端安装在池底或池壁上，所述复合式潜水推流曝气机的U形滑动配件3与可调式导轨10滑动配合连接，而可调式导轨10可根据实际需求按图中左右方向调整安装角度，也可以通过U形滑动配件3来调整角度使曝气机在向上、向下和水平方向推流曝气，即通过调整角度使曝气机能够达到最佳工作位置，而所述可调式导轨10可采用在现有成型方钢的相对表面开槽构成，所述U形滑动配件3的相对两侧边直接夹持在成型方钢的开槽内来实现滑动配合，所述挂接单元20包括支撑架201，所述支撑架201的两端分别与池壁和可调式导轨10的上部固定连接，所述支撑架201的左侧和右侧分别设置有挂钩202，任一侧所述挂钩上挂接有与复合式潜水推流曝气机的潜水推流曝气主体连接的提升固定链203，所述供气单元30与复合式潜水推流曝气机的进气室5连通，由此通过供气单元30可向进气室5供气。

与现有技术相比，本发明提供的复合式潜水推流曝气系统，安装时只需将复合式潜水推流曝气机沿可调式导轨滑到所需要的位置，然后把提升固定链挂在任一侧的挂钩上，再将动力潜水电缆拉紧固定在另一侧的挂钩上即可。如果需要对复合式潜水推流曝气机进行维护检修，只需用手动或电动葫芦通过提升固定链将曝气机提升出来就可，这种方式安装方便、安全可靠、维护简单，节省了前期投资建设成本和后期维护成本，可完全替代现有传统风机+管道系统+曝气器+搅拌机的组合方式。

作为具体实施例，所述挂接单元20有弧形板，所述弧形板上同一中心圆上不同角度上开设有多个固定孔，所述可调试导轨10通过该弧形板上的圆周上不同角度的固定孔固定在不同的角度方向，即可实现可调式导轨10可根据实际需求左右方向调整安装角度。

作为具体实施例，所述可调式导轨10的下部固定连接有垂直于可调式导轨10的限位块40，由此在将曝气机沿可调式导轨10向下滑动时，可以防止无法看清水池深浅而将曝气机设备滑到池底部造成设备损坏的情况发生，有效增加了曝气机设备的稳定可靠性。

作为具体实施例，请参考图5所示，所述供气单元30包括与进气室5连接的进气管301，所述进气管301远离进气室5的一端伸出液面连接有消音器302，所述消音器302远离进气管301的另一端开设有进气口303，由此复合式潜水推流曝气机可实现自吸式供气。

作为具体实施例，请参考图6所示，所述供气单元30包括与进气室连接的进气管301，所述进气管301远离进气室5的一端伸出液面连接有供气管道304，所述供气管道304远离进气管301的一端连接有供气风机305，由此通过供气风机305可向复合式潜水推流曝气机实现正压式供气。

作为具体实施例，由于复合式潜水推流曝气机可采用自吸式和正压式供气两种方式，所以进气扩散口6采用可拆卸可调式结构，即可以根据进气方式配置规格不同的进气扩散口，来满足搅拌、推流和曝气的效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种复合式潜水推流曝气机，其特征在于，包括潜水电机，所述潜水电机上连接有动力潜水电缆，所述潜水电机的尾端固定连接有U形滑动配件，所述潜水电机的前端固定连接有潜水推流曝气主体，所述潜水电机的电机轴安装在潜水推流曝气主体内，所述潜水推流曝气主体包括油室、进气室、进气扩散口、进液口、导流罩和复合式曲面叶轮，所述油室中装设有轴封且油室腔中充满有稀油，所述进气室经过进气扩散口后与进液口在导流罩内汇合连通，所述复合式曲面叶轮为无前后盖板的开式叶轮，所述复合式曲面叶轮包括与潜水电机的电机轴末端固定连接的半球形轮毂，所述半球形轮毂的球形周向均匀固定连接有曲面叶片，所述半球形轮毂的顶部固定连接有与曲面叶片相对应的复叶片，所述复叶片处于复合式曲面叶轮的进气端且置于进气扩散口内并接近进气扩散口。

2.根据权利要求1所述的复合式潜水推流曝气机，其特征在于，所述轴封采用双端面机械密封或双机械密封。

3.根据权利要求1所述的复合式潜水推流曝气机，其特征在于，所述曲面叶片和复叶片采用焊接与半球形轮毂固定连接。

4.根据权利要求1所述的复合式潜水推流曝气机，其特征在于，所述曲面叶片和复叶片的数量为4～6块。

5.根据权利要求1所述的复合式潜水推流曝气机，其特征在于，所述曲面叶片的工作面上设有切割面。

6.根据权利要求1所述的复合式潜水推流曝气机，其特征在于，所述复叶片为直角复叶片或扭曲复叶片。

7.一种复合式潜水推流曝气系统，其特征在于，包括可调式导轨、挂接单元、供气单元和如权利要求1-6中任一项所述的复合式潜水推流曝气机，所述可调式导轨的下端安装在池底或池壁上，所述复合式潜水推流曝气机的U形滑动配件与可调式导轨滑动配合连接，所述挂接单元包括支撑架，所述支撑架的两端分别与池壁和可调式导轨的上部固定连接，所述支撑架的左侧和右侧分别设置有挂钩，任一侧所述挂钩上挂接有与复合式潜水推流曝气机的潜水推流曝气主体连接的提升固定链，所述供气单元与复合式潜水推流曝气机的进气室连通。

8.根据权利要求7所述的复合式潜水推流曝气系统，其特征在于，所述可调式导轨的下部固定连接有垂直于可调式导轨的限位块。

9.根据权利要求7所述的复合式潜水推流曝气系统，其特征在于，所述供气单元包括与进气室连接的进气管，所述进气管远离进气室的一端伸出液面连接有消音器，所述消音器远离进气管的另一端开设有进气口。

10.根据权利要求7所述的复合式潜水推流曝气系统，其特征在于，所述供气单元包括与进气室连接的进气管，所述进气管远离进气室的一端伸出液面连接有供气管道，所述供气管道远离进气管的一端连接有供气风机。