CN110482718A - 一种水中自动增氧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水中自动增氧装置，包括风力驱动风扇，风扇通过中空的筒柱与地面相连接，筒柱内部设有连接风扇和地下传动转轮的传动绳，风扇的动力会通过传动绳传递到传动转轮，所述传动转轮上固定连接有条形磁铁，且条形磁铁两端超出转轮的边界一定距离。在传动转轮的旁边设有只能沿竖直方向转动的杠杆，所述杠杆的短臂端部固定连接有另一条形磁铁，其上部和下部的磁性相反，杠杆长臂端部设置有连接铰，通过连接铰连接杠杆的长臂和驱动杆，所述驱动杆与密闭容器中的活塞固定连接，活塞可以沿密闭容器上下移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种水中自动增氧装置，具体而言，涉及一种效果明显、无污染、能源消耗低、自动化程度高的水体净化清洁装置。可用于处理周边河流沟渠的黑臭水体问题。
背景技术
随着我国经济的不断发展，城市内外用于排洪、蓄洪的沟渠、河道以及湖泊等都受到了很大程度的影响。由于人为因素的不断介入，河流中出现了大范围的水体黑臭现象。黑臭水对生态造成的破坏是巨大的，进而严重的影响了人们的日常生活。
水体产生黑臭的一个主要的原因是水体中的溶解氧含量降低。例如居民生活污水、畜禽粪便、农产品加工污染物等排放到河道中，导致外源有机物进入水体中，在好氧微生物的作用下，有机物的分解会大量消耗水中的氧气，使水体转化成缺氧或厌氧状态。当水中溶解的氧含量下降到较低的程度时，大量有机物在厌氧菌的作用下会进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其他带异味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味。同时，在厌氧条件下，沉积物中产生的烷、氮气、硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中会携带污泥进入水中，使水体发黑。
目前处理水体黑臭的一种主要措施是采用人工曝气充氧方式，人为的通过适当设备，向生化曝气池中通入空气，以达到提高水体溶解氧浓度，缓解水体黑臭现象的目的。曝气不仅使池内液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中的氧气向液体的转移。从而保证微生物有足够的溶解氧，对污水中有机物进行氧化分解作用。
曝气设备的选择，直接影响到污水的处理效果，在曝气设备运行时，需要耗费巨大的人力以及能源，这就导致整个曝气装置的费用占据污水处理费用的一大部分。本发明旨在提供一种价格低廉，无污染，自动化程度高且治理效果良好的水中增氧装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种设置在公路边上的自动增加水中溶解氧的装置。该水体净化装置可有效达到持续向水中增氧效果，增氧效果明显且成本低廉，不需要外接电能驱动，可以充分利用公路边上车流通过时候产生的风力，驱动装置进行工作，通过内部构件的相互协调运行实现自动增氧。该装置可长期保证水体中的溶解氧含量不降低，提供有氧环境，使得水中的污染物质能够进行氧化分解，可有效缓解水体黑臭问题。同时，该装置弥补了传统人工曝气装置价格高昂、维修困难、费时费力的缺点，通过简易的装置，可以达到与曝气装置近乎相同的效果。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种水中自动增氧装置，包括风力驱动风扇，风扇通过中空的筒柱与地面相连接，筒柱内部设有连接风扇和地下传动转轮的传动绳，风扇的动力会通过传动绳传递到传动转轮，所述传动转轮上固定连接有条形磁铁，且条形磁铁两端超出转轮的边界一定距离。在传动转轮的旁边设有只能沿竖直方向转动的杠杆，所述杠杆的短臂端部固定连接有另一条形磁铁，其上部和下部的磁性相反，杠杆长臂端部设置有连接铰，通过连接铰连接杠杆的长臂和驱动杆，所述驱动杆与密闭容器中的活塞固定连接，活塞可以沿密闭容器上下移动。
优选地，所述密闭容器，在其下端的侧面和底面都开设有气孔，气孔与密闭容器的连接处设置有气阀，侧面连接处设置的是单向进气阀，底面连接处设置的是单向出气阀。密闭容器侧面的气孔通过出气管与外界相连，所述出气管末端处于封闭状态，出气管位于水体中的管身部位开设有细小孔隙，压送出来的空气通过细小孔隙扩散进入空气中。在短臂上装有配重。
通过采用上述方案，被压送出来的空气只能通过孔隙扩散，而孔隙比较细小，气体通过时被分散成小气泡，能够更加有效的提高空气融入水体的效果。该装置利用汽车通过时产生的风能驱动，不需要电力资源的介入。通过该装置，可达到向河道中持续输送氧气的效果，进而提高水体中溶解氧的含量，对因水体缺氧而产生黑臭的问题具有明显的缓解作用。同时，该装置具有绿色环保，价格低廉，对环境影响小，效果持久，管理简单、维护保养方便等优点，弥补了传统人工曝气装置价格高昂、维修困难、费时费力的缺点。该装置不仅可以用于处理水体黑臭问题，还可以用作鱼类养殖增氧装置。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明A处放大的结构示意体图。
图中：1、边坡；2、风扇；3、筒柱；4、传动绳；5、连接铰；6、驱动杆；7、活塞；8、密封空腔；9、进气管；10、出气管；11、单向出气阀；12、单向进气阀；13、公路；14、限位装置；15、配重；16、17、条形磁铁；18、杠杆短臂；19、支点；20、杠杆长臂；21、传动转轮；22、传力支墩。
具体实施方式
下面对照附图，对本发明设施的具体实施方式做进一步详细的说明。
如图1图2所示水中自动增氧装置，包括边坡1和行车公路13，沿行车公路13方向，均匀布置有风力驱动风扇2，风扇2通过中空的筒柱3支撑，在筒柱内安装有传动绳4，通过传动绳4与设置于地下的传动转轮21相连接。当风扇转动时，可以通过传动绳4带动转轮21转动。所述传动转轮21为非金属材质，在21的直径方向设置有条形磁铁17，17的两端伸出转轮一定长度。传动转轮21上方与杠杆的短臂端18相互接触，但未固定，在18的端部固定连接有条形磁铁16，所述条形磁体16的上方为S极，下方为N极，并且在16的正上方固定连接有用于平衡杠杆的配重15。杠杆的短臂18可以在转轮21和磁铁17的共同驱动下沿竖直方向移动，但其只能在转轮21与限位装置14之间竖向运动。
所述杠杆通过支点19连接，19将杠杆分为短臂18和长臂20两部分。其中，在边坡1的迎水面方向留有可以供杠杆长臂20在竖直方向运动的限位孔隙(图中未标出)，通过限位孔隙保证了杠杆只能在竖向运动，而不能发生横向的偏移。长臂20通过连接铰链5和驱动杆6铰接，驱动杆6底部与活塞7固定连接，活塞7位于密封空腔8内。
所述密闭空腔8的底部和侧面分别开设有气孔，并在气孔处连接有两个单向通气管，进气管9和出气管10。在9和10与密闭空腔8的连接处，分别设置有单向进气阀12和单向出气阀11，当活塞7在密闭空腔8中向上运动的时候，单向出气阀11自动关闭，单向进气阀12打开，外界的气体通过进气管9进入到空腔8中，空腔8完成充气；相反，当活塞7向下方运动时，单向进气阀12关闭，单向出气阀11打开，空腔8中的气体通过出气管10进入水体中。
所述出气管10位于水体中的部分在管壁上均匀开设有细小的孔隙，而出气管10的末端是封闭的，当气体被压送到出气管10中时，气体只能通过细小的孔隙溢出，从而保证进入水体中的气体是微小的气泡。进而有效的增加了氧气溶解进入水体中的效率。
工作过程：当公路上有汽车疾驰而过或者周围存在自然风的时候，风能就会带动沿公路边上均匀设置的风扇2转动，风扇通过传动绳将动能传递到设置于地下的传动转轮21，进而传动转轮发生转动。而设置在转轮上的条形磁铁会跟随转轮一同发生转动。当磁铁17的N极转动到上方的时候，根据磁铁同性相斥原理，17的N极会与条形磁铁16的N极会产生排斥力，进而推动杠杆的短臂18向上方运动，18最高可到达限位装置14处。随着18向上运动，在支点19的作用下，杠杆的长臂20将向下方运动，进而推动设置在边坡上的活塞7沿容器8向下运动，密闭容器8中原有的空气受到压力作用，会通过单向出气阀11沿出气管10被压送到水体中。设置在管道10上的细小孔隙，会进一步促进了气体在水中的扩撒，使气体充分溶解于水体中，此过程完成了向水中补气作用。相反，当条形磁铁17上的S极转动到上方的时，与条形磁铁16的N极相互吸引，杠杆短臂18会被吸回到原来与转轮21相互接触的初始位置，长臂20带动活塞向上运动，通过单向进气阀9向密闭容器8中吸入空气，完成向容器8中充气的过程。
本发明有效的利用了车辆经过时所产生的风能，进而驱动转轮转动。由于仅仅利用风能驱动杠杆上下运动的作用力是有限的，不足以抬升杠杆和克服活塞7与空腔8之间的摩擦力。本装置巧妙的利用了风能只作为改变磁铁位置的驱动力，而用于抬升杠杆和克服摩擦作用的力来自于磁铁之间的相互作用。进一步通过传力墩22将反作用力递到边坡地基之上。
另一方面，本发明采用了杠杆原理，有效结合了边坡内部空间狭小的特点。当杠杆的短臂18在地下空间内产生较小位移的同时，杠杆的长臂20就能够产生很大的位移，进而促使活塞7能产生足够的位移，保证了容器8中可以进入足量的空气，达到对水体充分补气的作用。
同时，该装置在杠杆的短臂边加设了配重15，其主要作用是平衡杠杆，减小推动杠杆短臂18向上运动时所需要的力。由于杠杆的两端臂长不一样，想要将杠杆的短臂18从限位处利用磁铁的吸力拉回到初始位置就很困难，而配重15的加入，能够确保杠杆长短臂两端处于平衡的状态。磁铁此时只需要提供由于活塞7在密闭容器8中运动所产生的摩擦力以及活塞压送气体所产生的压力。
本发明未尽事宜为公知技术。
Claims (4)
1.一种水中自动增氧装置，包括风力驱动风扇，风扇通过中空的筒柱与地面相连接，筒柱内部设有连接风扇和传动转轮的传动绳，风扇的动力会通过传动绳传递到传动转轮，所述传动转轮上固定连接有条形磁铁，且条形磁铁两端超出转轮的边界一定距离。在传动转轮的旁边设有只能沿竖直方向转动的杠杆，所述杠杆的短臂端部固定连接有另一条形磁铁，其上部和下部的磁性相反，杠杆长臂端部设置有连接铰，通过连接铰连接杠杆的长臂和驱动杆，所述驱动杆与密闭容器中的活塞固定连接，活塞可以沿密闭容器上下移动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密闭容器，在其下端的侧面和底面都开设有气孔，气孔与密闭容器的连接处设置有气阀，侧面连接处设置的是单向进气阀，底面连接处设置的是单向出气阀。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，密闭容器侧面的气孔通过出气管与外界相连，所述出气管末端处于封闭状态，出气管位于水体中的管身部位开设有细小孔隙，压送出来的空气通过细小孔隙扩散进入空气中。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在短臂上装有配重。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191122 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |