CN113480019A - 一种潜水转轮射流曝气器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种潜水转轮射流曝气器。本发明包括吸气管道、吸气室、转轮、导流器和喷射管。污水池液体经导流器出口进入高速旋转的转轮得到足够能量，在离心力作用下，从转轮上的喷嘴喷出，形成间歇射流；所述间歇射流推动并压缩吸气室内空气，该空气来自于与吸气室相联通的吸气管道；液体与气体在混合室充分混合形成气液混流，流向喷射管中的喉管，并从喷射管的出口排出，所述的喷射管有多个。本发明将污水和被抽吸的气体混合的更为均匀，提升了曝气的效率。
Description
技术领域
本发明涉及曝气技术，具体地说是一种利用转轮射流技术的潜水曝气器。
背景技术
曝气在污水处理中是非常重要的工艺过程，其作用是给污水输送氧气，使好氧微生物得到足够的氧气，降解污水中有机污染物，达到污水处理的目的。
现有的潜水曝气器有离心式和射流式两种，离心式潜水曝气器由潜水泵、混合室、进气管和排出管等结构组成，潜水泵置于液面以下且与进气管联通，利用叶轮旋转所产生的离心力排开周围水形成低压区，吸入水流的同时，在叶轮进口处制造真空而吸入空气，在混气室中气与水充分混合形成均匀的气水混合液，然后在离心力作用下快速排出，完成对液体的充氧；射流式潜水曝气器通过潜水泵产生的高压水流经过喷嘴形成高速水流，在喷嘴周围形成负压吸入空气，经混合室与水流混合，在喇叭形的扩散管内产生水气混合流，高速喷射而出，夹带着气泡的水流在大面积和一定深度的水域内涡旋搅拌，完成曝气工作。
然而这两种潜水曝气器都存在一些不足：曝气器给氧效率与气水接触面积有关，离心式潜水曝气器排出的夹带气泡的水流中气泡较大，造成整体接触面积较小，因此不能在污水环境中高效给氧；射流式潜水曝气器的气水混合依靠射流水柱表面的粘性和湍流扩散，混合缓慢，抽吸能力低，造成工作效率低。
发明内容
本发明提供了一种采用转轮射流技术的潜水曝气器，用以解决目前抽吸能力低、工作效率低的问题。
本发明包括吸气管道、吸气室、转轮、导流器和喷射管。
污水池液体经导流器出口进入高速旋转的转轮得到足够能量，在离心力作用下，从转轮上的喷嘴喷出，形成间歇射流；
所述间歇射流推动并压缩吸气室内空气，该空气来自于与吸气室相联通的吸气管道；液体与气体在混合室充分混合形成气液混流，流向喷射管中的喉管，并从喷射管的出口排出，所述的喷射管有多个。
进一步说，所述的污水池液体先经过滤网过滤后再被吸入导流器。
进一步说，所述的喷射管数量为2~12个，均匀分布置于泵体周围，导流器的出口数量与喷射管数量相同。
进一步说，当采用6个及以上喷射管的时候舍去导流器。
进一步说，所述的吸气管道与喷射管数量相同或多个喷射管共用一个吸气母管。
进一步说，所述的转轮与水平面平行，使得气液混流从水平方向喷射而出。
进一步说，所述导流器出口宽度确保能与3~6个转轮上的喷嘴保持导通。
进一步说，所述的转轮通过轴与电机连接，电机置于泵体上方或置于泵体下方。
进一步说，所述的转轮上的喷嘴数量在20~50个之间；转轮的转速在200~2000 rpm之间，转轮直径在300~1000mm之间；转轮的内径与外径之比在0.7~0.9之间。
本发明的有益效果：本发明利用转轮产生间歇射流，表面积增大，大大增加了气液接触面积，且间歇射流之间的空间能够夹带空气，使得气体携带能力增强，气液容易混合，因此本发明的吸气能力较强。气体比热较低，热量被液体吸收，而液体的比热较高，因此混合过程中气体和液体的整体温度变化较小，气体被间歇射流压缩时基本属于等温压缩，压缩效率较高，因此整体工作效率较高。
附图说明
图1是本发明潜水曝气器（单个喷射管）正视示意图。
图2是潜水转轮射流曝气器泵体（单个喷射管）俯视示意图。
图3是图1泵体部分截面图。
图4是潜水曝气器泵体（五个喷射管）俯视示意图。
图5是共用吸气母管式潜水曝气器正视示意图。
图6是分用吸气管式潜水曝气器正视示意图。
图7是潜水曝气器电机置于泵体下方示意图。
图8是共用吸气母管式潜水曝气器电机置于泵体下方示意图。
图9是分用吸气管式潜水曝气器电机置于泵体下方示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2和图3所示，本实施例包括消音器1、吸气管道2、进水口3、电机4、扩散管5、喉管6、混合室7、泵壳8、滤网9、间歇射流10、喷嘴11、吸气室12、导流器13、转轮14和轴15。其中扩散管5、喉管6和混合室7组成喷射管。
吸气管道2引入外部的空气，经吸气室12后与液体在混合室7内充分混合形成气液混流；污水池液体经导流器13进入高速旋转的转轮14得到足够能量，在离心力作用下，形成间歇射流10；间歇射流推动并压缩吸气室12内空气，使液体与气体在混合室7内充分混合形成气液混流，流向喉管6，经喉管6整流后在扩散管5内减速升压，然后从出口排出；同时导流器13内压力下降，污水池中液体在压差作用下，经过滤网9过滤后从进水口被吸入导流器13。
本实施例中采用转轮及配合的导流器代替普通离心泵，同时在转轮上开有多个喷嘴，导流器出口宽度确保能与3~6个转轮喷嘴保持导通；转轮在旋转过程中与导流器的一端间歇导通，从而产生间歇射流；导流器的另一端联通进水口；在转轮的离心力的作用下，工作液体于同导流器导通的喷嘴高速甩出，形成弯曲的间歇射流。
所述的间歇射流呈片状或者块状，相同体积的射流，间歇射流比连续射流具有更大表面积，使气液接触面增大，同时间歇射流之间的空间也可以夹带并压缩空气，从而大大提高了吸气效率和气液混合效率。
所述的转轮与水平面平行，气液混流从水平方向喷射而出，吸气管道与转轮盘垂直，从液面之上抽取空气。吸气管对应的配置一个消音器，减小噪音，潜水曝气器放置于水中，深度随需要调节。
转轮的喷嘴数量在20~50个之间；喷嘴出口形状优选矩形；转轮的转速在200~2000rpm之间，转轮直径在300~1000mm之间；导流器出口宽度与转轮喷嘴宽度匹配；转轮的内径与外径之比在0.7~0.9之间；混合室收缩角在10°~30°之间；喉管可以是直管，长径比在1~3之间，优选1.5；喉管可以是渐扩管，角度不大于扩散管角度；扩散管角度在4°~8°之间。
滤网的孔洞需和叶轮喷嘴尺寸配合，如果孔洞过大，则污物穿过滤网可能堵塞喷嘴，如果孔洞过小，则液体吸入阻力大，吸入液体流量不足，同时也降低吸气效率，因此滤网的孔洞尺寸应略小于叶轮喷嘴的最小尺寸。
如图4所示，喷射管个数也可以设置2~12个，本实施例中为5个，分布置于泵体周围，导流器的出口数量与之相同；吸气管道可设置对应个数，见图6，也可共用一个吸气母管16，见图5。作为进一步改进，当采用6个及以上喷射管的时候可以去掉导流器，这些喷射管共用一个转轮。
转轮通过轴与电机连接，电机可置于泵体上方，也可以置于泵体下方，见图7、图8和图9。
依照本实施例，普通的曝气器，同样体积的水只能抽0.5～2份气体，本实施例可以达到6份气体；普通曝气器，离心泵存在损失，射流泵也存在损失，所以损失来源比较多，而本实施例处于淹没状态，所以进水是带压力的，因此无需为了把水吸进来而消耗能量，污水和被抽吸的气体混合的更为均匀，提升了曝气的效率。
Claims (9)
1.一种潜水转轮射流曝气器，包括吸气管道、吸气室、转轮、导流器和喷射管，其特征在于：
污水池液体经导流器出口进入高速旋转的转轮得到足够能量，在离心力作用下，从转轮上的喷嘴喷出，形成间歇射流；
所述间歇射流推动并压缩吸气室内空气，该空气来自于与吸气室相联通的吸气管道；液体与气体在混合室充分混合形成气液混流，流向喷射管中的喉管，并从喷射管的出口排出，所述的喷射管有多个。
2.根据权利要求1所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述的喷射管数量为2~12个，均匀分布置于泵体周围，导流器的出口数量与喷射管数量相同。
3.根据权利要求2所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：当采用6个及以上喷射管的时候舍去导流器。
4.根据权利要求2所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述的吸气管道与喷射管数量相同或多个喷射管共用一个吸气母管。
5.根据权利要求2所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述导流器出口宽度确保能与3~6个转轮上的喷嘴保持导通。
6.根据权利要求1所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述的转轮通过轴与电机连接，电机置于泵体上方或置于泵体下方。
7.根据权利要求1所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述的污水池液体先经过滤网过滤后再被吸入导流器。
8.根据权利要求1所述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述的转轮与水平面平行，使得气液混流从水平方向喷射而出。
9.根据权利要求1述的一种潜水转轮射流曝气器，其特征在于：所述的转轮上的喷嘴数量在20~50个之间；转轮的转速在200~2000 rpm之间，转轮直径在300~1000mm之间；转轮的内径与外径之比在0.7~0.9之间。
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