CN111807530B - 一种可移动充电式纯氧曝气设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可移动充电式纯氧曝气设备，属于水处理技术领域。本发明包括浮力壳体、液氧钢瓶、纯氧输出装置、纯氧释放装置、环状储蓄电池；浮力外壳包括相通的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体的连接面上设有对液氧钢瓶进行限位的挡环；液氧钢瓶顶部位于上壳体内，底部经挡环内孔延伸至下壳体，液氧钢瓶通过纯氧输出装置与纯氧释放装置相连；纯氧输出装置包括进气管、减压阀、输气管，进气管两端分别与液氧钢瓶和减压阀相连，输气管顶端与减压阀相连，底端穿过上壳体向下延伸至下壳体下方；纯氧释放装置使纯氧和水混合产生微纳米气泡；环状储蓄电池置于下壳体内腔且套设在液氧钢瓶外。本发明复氧效率高，无需设置额外的驱动装置即可自由移动。

Description

一种可移动充电式纯氧曝气设备
技术领域
本发明涉及一种纯氧曝气设备，具体涉及一种可移动充电式纯氧曝气设备，属于水处理技术领域。
背景技术
目前我国在生态水体治理方面投入了大量的人力、物力及财力，但水体黑臭现象仍然不容乐观。尤其是很多偏僻的河道及池塘，仍需要通过采取复氧的措施来治理黑臭，但往往受制于供电能力、占地空间、设备安装等其它因素，使很小的环境问题变成较大工程问题。
近年来市场上的曝气设备大都仍采用空气曝气，电线供电，可移动性较差，且工作效率较低，受周边环境条件影响较大。目前国内外学者对生态水体治理的曝气设备做了相应的改进与创新，如公开号为CN206985819U的实用新型专利公开了一种可移动的纯氧曝气设备，与传统的曝气设备相比，该曝气设备采用纯氧曝气提高了氧的传递效率和利用率且该设备可以自由移动，但该设备的自由移动需要依靠额外设置的移动桨叶和驱动移动桨叶运转的电机来实现，结构复杂，此外该曝气设备在工作过程中的电力条件无法保证，易受天气或供电线路的影响，因此在生态水体治理中具有一定的局限性。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种可移动充电式纯氧曝气设备，该设备采用纯氧曝气，复氧效率高，且无需设置额外的驱动装置即可实现设备的移动，结构简单，成本低；此外该设备在工作过程中采用可无线充电的储蓄电池进行供电，不会受到天气或供电线路的影响，可扩大曝气范围和其适用范围。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种可移动充电式纯氧曝气设备，包括浮力壳体、液氧钢瓶、纯氧输出装置、纯氧释放装置、环状储蓄电池；所述浮力外壳包括相互连通的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体的连接面上设有对液氧钢瓶起限位作用的挡环；所述液氧钢瓶顶部位于上壳体内，底部经挡环的内孔延伸至下壳体底部，液氧钢瓶通过纯氧输出装置与纯氧释放装置相连；所述纯氧输出装置设有若干组且均匀分布在液氧钢瓶的周向一圈，各组纯氧输出装置均包括进气管、减压阀、输气管，进气管一端与液氧钢瓶相连，另一端与减压阀相连，输气管顶端与减压阀相连通，输气管底端穿过上壳体向下延伸至下壳体下方；所述纯氧释放装置用于使纯氧和水混合以产生微纳米气泡；所述环状储蓄电池放置在下壳体内腔且套设在液氧钢瓶外。本发明设备采用纯氧曝气，复氧效率高，且无需设置额外的驱动装置即可实现设备的移动，结构简单，成本低。
作为优选方案，所述纯氧释放装置包括射流管、外筒、环状导流板、内筒；所述射流管从上至下依次包括进水段和气水混合段，进水段与输气管相连通，进水段的管壁上开设有进水孔，进水孔倾斜设置，进水段的管壁内径小于气水混合段的管壁内径；所述外筒顶部设有与射流管的气水混合段相连的气水进口，所述内筒套设在外筒内，内筒与外筒之间设有环状导流板，环状导流板将气水进口分隔成两部分，并将外筒与内筒之间的通道分隔成左腔体和右腔体。本发明通过改进纯氧释放装置的结构可提高氧气和水的混合效率和微纳米气泡的生成效率，复氧效率高。
作为优选方案，所述纯氧曝气设备还包括控制器和溶解氧检测仪，控制器与溶解氧检测仪和减压阀均电连接，溶解氧检测仪用于检测水体中溶解氧浓度，当溶解氧检测仪检测到水体中溶解氧浓度达到设定的下限值时，溶解氧检测仪将信号发送给控制器，控制器发出指令，减压阀自动打开，开始曝气，当当溶解氧检测仪检测到水体中溶解氧浓度达到设定的上限值时，溶解氧检测仪将信号发送给控制器，控制器发出指令，减压阀自动关闭，曝气停止。如此设置可以使纯氧曝气设备根据水体中溶解氧的含量自动曝气和停止曝气，灵活度高，氧气的利用率高。
作为优选方案，所述挡环的内径等于液氧钢瓶的直径。如此设置可以保证液氧钢瓶的稳定性。
作为优选方案，所述环状储蓄电池为无线充电式储蓄电池。本发明设备在工作过程中采用可无线充电的储蓄电池进行供电，不会受到天气或供电线路的影响，可扩大曝气范围和其适用范围，维护成本低。
附图说明
图1是本发明曝气设备的结构示意图；
图2是本发明曝气设备的俯视图；
图3是本发明曝气设备的A-A剖面图；
图4是本发明中纯氧释放装置的结构示意图；
图5是本发明中纯氧释放装置的结构示意图；
图6是本发明中纯氧释放装置的结构示意图；
图7是本发明曝气设备应用于黑臭水水池中的溶解氧浓度变化曲线；
附图标记：
10.浮力外壳 11.上壳体 12.挡环 13.下壳体 20.液氧钢瓶 31.进气管 32.减压阀 33.输气管 40.纯氧释放装置 41.射流管 411.进水段 412.气水混合段 413.进水孔42.外筒 421.气水进口 43.环状导流板 44.内筒 45.左腔体 46.右腔体 50.环状储蓄电池
具体实施方式
结合图1至图7，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1至图6所示，一种可移动充电式纯氧曝气设备，包括浮力外壳10、液氧钢瓶20、纯氧输出装置、纯氧释放装置40、环状储蓄电池50；
所述浮力外壳10包括上壳体11和下壳体13，上壳体11与下壳体13相连通，上壳体11和下壳体13的连接面上设有对液氧钢瓶20起限位作用的挡环12，挡环12的内径等于液氧钢瓶20的直径；
所述液氧钢瓶20位于浮力外壳10内腔，其顶部位于上壳体11内，其底部经挡环12的内孔延伸至下壳体13底部，液氧钢瓶20通过纯氧输出装置与纯氧释放装置40相连；
所述纯氧输出装置设有4组，4组纯氧输出装置均匀分布在液氧钢瓶20的周向一圈，各组纯氧输出装置均包括进气管31、减压阀32、输气管33，进气管31和减压阀32均位于上壳体11内腔，进气管31一端与液氧钢瓶20相连，另一端与减压阀32相连，输气管33顶端与减压阀32相连通，输气管33底端穿过上壳体11向下延伸至下壳体13下方，且与纯氧释放装置40相连通；
所述纯氧释放装置40设有4个，各纯氧释放装置均与各组纯氧输出装置相对应，各纯氧释放装置均包括射流管41、外筒42、环状导流板43、内筒44；所述射流管41从上至下依次包括进水段411和气水混合段412，进水段411与输气管33相连通，进水段411的管壁上开设有进水孔413，进水孔413倾斜设置，进水段411的管壁内径小于气水混合段412的管壁内径；所述外筒42顶部设有与气水混合段412相连的气水进口421，所述内筒44套设在外筒42内，内筒44与外筒42之间设有环状导流板43，环状导流板43将气水进口421分隔成两部分，并将外筒42与内筒44之间的通道分隔成左腔体45和右腔体46；
所述环状储蓄电池50放置在下壳体13内腔且套设在液氧钢瓶20外，环状储蓄电池50用于对设备进行供电，其可采用无线充电的环状储蓄电池。
为了实现纯氧曝气设备的自动曝气，所述纯氧曝气设备还包括控制器和溶解氧检测仪(图中未示出)，控制器与溶解氧检测仪和减压阀32均电连接，溶解氧检测仪用于检测水体中溶解氧浓度，当溶解氧检测仪检测到水体中溶解氧浓度达到设定的下限值时，溶解氧检测仪将信号发送给控制器，控制器发出指令，减压阀32自动打开开始曝气，当溶解氧检测仪检测到水体中溶解氧浓度达到设定的上限值时，溶解氧检测仪将信号发送给控制器，控制器发出指令，减压阀32自动关闭曝气停止。
工作原理：
减压阀32开启，纯氧由液氧钢瓶20释放后经进气管31、减压阀32、输气管33传送至纯氧释放装置40中的射流管41中，由柏努力原理(减小断面增加流速会产生负压抽吸)，射流管41内为低压区域，在压强差的作用下水经进水段411管壁上的进水孔413被抽吸至射流管41内，水和氧气在射流管41内初步混合后在环状导流板43的分隔下分成两部分分别进入左腔体45和右腔体46内离心旋转从而将气水进一步混合并形成微纳米气泡，在离心力的作用下，位于外筒42附近的水会被抽吸至左腔体45/右腔体46与气水混合物一起离心旋转，与此同时，左腔体45/右腔体46内形成的部分微纳米气泡逸散至外筒42外，从而实现对水体的曝气。
将本发明曝气设备应用于DO含量为0.6mg/L的黑臭水水池(长10m，宽5m，深1.5m)中，试验期间当水池中溶解氧浓度低于2mg/L自动曝气，当水池中溶解氧浓度高于5mg/L停止曝气。运行期间测得水池中溶解氧浓度DO变化在2.2mg/L～4.1mg/L之间，如图7所示，平均达3.16mg/L，大幅度的提高了黑臭水体中溶解氧含量，可见本曝气装置能很好的用于黑臭水治理。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用纯氧曝气，复氧效率高，且本发明可以根据水体中溶解氧的含量灵活地进行曝气，氧气的利用率高。
(2)当减压阀32开启时，对应开启部分的纯氧释放装置40可在水体中发生曝气形成曝气气流，本发明可通过选择性开启减压阀32，使设备受到不均衡的气流作用，由此而产生的推动力可使设备发生移动，从而无需设置额外的驱动装置即可实现设备的移动，结构简单，成本低；
(3)本发明设备在工作过程中采用可无线充电的储蓄电池进行供电，不会受到天气或供电线路的影响，可扩大曝气范围和其适用范围，维护成本低。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可移动充电式纯氧曝气设备，其特征在于，包括浮力壳体、液氧钢瓶、纯氧输出装置、纯氧释放装置、环状储蓄电池；所述浮力外壳包括相互连通的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体的连接面上设有对液氧钢瓶起限位作用的挡环；所述液氧钢瓶顶部位于上壳体内，底部经挡环的内孔延伸至下壳体底部，液氧钢瓶通过纯氧输出装置与纯氧释放装置相连；所述纯氧输出装置设有若干组且均匀分布在液氧钢瓶的周向一圈，各组纯氧输出装置均包括进气管、减压阀、输气管，进气管一端与液氧钢瓶相连，进气管另一端与减压阀相连，输气管顶端与减压阀相连通，输气管底端穿过上壳体向下延伸至下壳体下方；所述纯氧释放装置用于使纯氧和水混合以产生微纳米气泡；所述环状储蓄电池放置在下壳体内腔且套设在液氧钢瓶外；
所述纯氧释放装置包括射流管、外筒、环状导流板、内筒；所述射流管从上至下依次包括进水段和气水混合段，进水段与输气管相连通，进水段的管壁上开设有进水孔，进水孔倾斜设置，进水段的管壁内径小于气水混合段的管壁内径；所述外筒顶部设有与射流管的气水混合段相连的气水进口，所述内筒套设在外筒内，内筒与外筒之间设有环状导流板，环状导流板将气水进口分隔成两部分并将外筒与内筒之间的通道分隔成左腔体和右腔体。
2.如权利要求1所述的纯氧曝气设备，其特征在于，所述纯氧曝气设备还包括控制器和溶解氧检测仪，控制器与溶解氧检测仪和减压阀均电连接，溶解氧检测仪用于检测水体中溶解氧浓度；当溶解氧检测仪检测到水体中溶解氧浓度达到设定的下限值时，溶解氧检测仪将信号发送给控制器，控制器发出指令，减压阀自动打开，开始曝气；当溶解氧检测仪检测到水体中溶解氧浓度达到设定的上限值时，溶解氧检测仪将信号发送给控制器，控制器发出指令，减压阀自动关闭，曝气停止。
3.如权利要求1所述的纯氧曝气设备，其特征在于，所述挡环的内径等于液氧钢瓶的直径。
4.如权利要求1所述的纯氧曝气设备，其特征在于，所述环状储蓄电池为无线充电式储蓄电池。
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