CN113493250A - 气动蓄能增氧 - Google Patents

Abstract

气动蓄能增氧的有益效果的是，增压口直接连通气导管的缺口，空气压缩机送到空气收集器的气泡首先要部分进入检压舱的下方，对检压舱第一时间就进行加压，多出的气泡才排在空气收集器内蓄能，到水和气泡的汇合面下降到达引压管的最低点时，泄压口把检压舱的气泡从引压口放出，造成检压舱内压降低，于是空气闸门往下，放出蓄能气泡，而水和气泡的汇合面上升到达检压口时，检压舱回压，空气闸门往上堵住气泡继续蓄能，如此设计大大提高了空气收集器蓄能和释放气泡的可控性。

Description

气动蓄能增氧

技术领域

本发明涉及一种水体增氧系统，特别是在水生物养殖和运输以及臭河道水治理过程中需要大面积，深水体增氧的时候，就可以用低能耗的气泵推动整个水体，从而使得整个水体可以换气增氧。

背景技术

目前，公知有效水体增氧的方法大致可以分为四大类。

1）气泵加气石或气盘等直接投在水里，气泡不断地释放在水中，这一方法一般只适合用于小面积水体。2）螺旋桨及水趴车增氧，这一般用于鱼塘和水库等的大面积水产养殖，但只能搅动水体的表层。3）水泵式增氧，就是利用抽水泵把水提高，然后回落。4）本发明人于2011年获得的专利（专利号:ZL201120192020.5和ZL201010177387.X）气爆增氧，这种增氧方式比较适合大而且深的水体增氧。

发明内容

首先要弄清什么才是有效水体增氧，因为现在普遍认为增氧就是往水里加氧气。但根据亨利原理，水溶解气体是有一个饱和度的，而水在一定的时间段内，其气压、盐度、水温不变的情况下，水往往是处在溶解气的饱和状态的，而这饱和度状态内能溶解的气体的总量，包括了水所能溶解的每一种气体的混合总量。而一般来说，这总量中所包含的氧气和二氧化碳，其数值是互为升降的。要水溶解更多的某种气体，首先第一步是要把原先水所溶解的气体释放，才可以有饱和值给这种气体加入。现在普遍所谓的增氧，基本都只是让更大空气体量和水中仅有的气体作一次混合，由于大体量的空气氧含量固定在21%。而水中的氧值在水中生物消耗了氧气之后，氧值往往是下降的，如果一旦混合成功，其氧值就会得到提升，这就是通常所说的增氧。根据上述的理论，我得出一个结论，就是水体的增氧是和水体脱气的能力成正比的，而要脱去水里的气体，必须按照亨利原理的三大要素来改变，这当中我选择了改变压力。而水中气体压力的改变，最有效的方法就是水和气体之间产生一个相对运动的速度，可以水在空气中流动（例如：现有就是水泵式、飞水式、爬水式等），同样也可以气在水中滑动（例如：气泵通过气石在水中放出气泡）。而且我认为这个相对运动的速度越大，就如龙卷风一样，在水中产生的低压区越大，从而脱去水中气体越多，大体量的空气混合到水中的量就越大，也就是增氧效果越好。

本发明人于2011年获得的专利（专利号:ZL201120192020.5和ZL201010177387.X）气爆增氧，其最大的问题是空气压缩机没有直接对检压舱灌入分流的气泡，因此检压舱的压力在一定时间内是上升不了，也就是说空气收集器在这个时段是不能关闭的，因此系统必须使用相对快速的空气压缩机运作才可以成立，本发明设计了一个全新的方案，确保了空气闸门在空气收集器的气泡还不多的情况下，就可靠地关闭，而在气泡蓄能到一定的时候也可以顺利打开释放能量。

气动蓄能增氧，首先在一个灌满水的容器中，在水下固定一个空气收集器，放气口穿过空气收集器上部外壁，然后伸入检压舱的上部，在放气口的下面有一个空气闸门，空气闸门刚好把检压舱分成上下两个隔绝的部分，检压舱上部除了连通放气口之外旁边还有导气口，导气口上下只连通空气收集器内部的上方和检压舱的上部，空气闸门凸起的时候，会阻断了导气口和放气口之间的通连，检压舱下方开有泄压口和增压口，这两个口分别各自连接到引压管和气导管，引压管往下垂落，到达最低点之后拐弯180°往上连通固定在空气收集器上部的引压口，并且突出空气收集器外壁，引压管中段有一开口并入一条向上的检压管，末端为检压口，空气收集器的底部开有进排水口，空气压缩机通过气导管把的气泡往空气收集器内部送，气导管有缺口可以把气泡直接通过增压口往检压舱送，剩余的气泡通过气导管末端口排放在空气收集器内部，随着空气收集器内部的气泡增多，原先灌满水的空气收集器被气泡慢慢往下压，此时部分的水通过进排水口排出空气收集器，当水和气泡的交合面下降越过引压管最低点时，检压舱的气泡就穿过泄压口到达引压管最后在引压口排出空气收集器外部，由于这一排放引发了检压舱内压的降低，空气闸门被往下拉，导气口和放气口的阻断被消除，于是空气收集器储存的气泡通过导气口到达放气口，蓄能的气泡被释放在空气收集器外部，产生向上的推力，与此同时下面的水从进排水口涌入，水和气泡的交合线上升到检压口，水被检压口吸入，阻断引压口排放气泡，然后水随着负压进入检压舱，检压舱压力提升，把空气闸门往上顶，再次阻断导气口和放气口的通连，于是空气收集器关闭向外排放气泡，再一次回到蓄能的状态，就这样在空气压缩机长期打开的情况下，空气收集器在存气泡和释放气泡之间不断循环。

放气口和检压舱上部连通，并且插入检压舱那一端的放气口受空气闸门控制的，空气闸门凸起的时候就会阻断导气口和放气口之间的通连，相反在空气闸门凹下去的时候，导气口和放气口就可以互通，气泡可以在两个口之间流动。

检压舱上部所开的导气口与空气收集器上壁是有一定的空隙距离，气泡可以通过这个位置进入导气口到达检压舱上部。

泄压口往下垂落一条引压管，引压管到达最低点之后拐弯180°往上连通固定在空气收集器上部的引压口，这个拐弯点一定要比进排水口要高，当水和气泡交汇平面下降到达时，空气闸门凹下，气泡可以通过导气口进入放气口，最后放出空气收集器之外。

泄压口和引压口是通过一条引压管连通的，在引压管的中段开了一个口并入检压管，检压管必须往上，其末端就是检压口，检压口所处的位置必须比引压管的最低点要高，当水和气泡交汇平面上升到达时，空气闸门从凹下的状态改变为凸起的状态，于是阻断导气口和放气口的通连，关闭了气泡从空气收集器内释放。

空气闸门都是一个可以上下凹凸的软垫，其面积要覆盖住检压舱的放气口和导气口，并且可以把检压舱隔绝为上下两个舱体，但由于是软垫的缘故，空气闸门可以传递压力的。

本发明的有益效果的是，增压口直接连通气导管的缺口，空气压缩机送到空气收集器的气泡首先要部分进入检压舱的下方，对检压舱第一时间就进行加压，多出的气泡才排在空气收集器内蓄能，到水和气泡的汇合面下降到达引压管的最低点时，泄压口把检压舱的气泡从引压口放出，造成检压舱内压降低，于是空气闸门往下，放出蓄能气泡，而水和气泡的汇合面上升到达检压口时，检压舱回压，空气闸门往上堵住气泡继续蓄能，如此设计大大提高了空气收集器蓄能和释放气泡的可控性。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。

图1是空气闸门关闭正在进行气泡累积。

图2是空气收集器的气泡累积到一定的程度，空气收集器里的水和气泡的汇合面越过了引压管最低点，空气闸门打开，气泡被放气口放出。

图1、图2中的名称：1.盛水容器，2.空气压缩机，3.气导管，4.水，5.空气收集器，6.放气口，7.引压口，8.检压舱，9.空气闸门，10.检压口，11.引压管，12. 进排水口，13.气泡，14.导气口，15.泄压口，16.增压口，17.检压管，18.气导管末端口

具体实施方式:

如图1空气收集器5被固定在盛水容器1底部，放气口6朝上，盛水容器1装满了水4，空气压缩机2和空气收集器5之间用气导管3连接起来，开动空气压缩机2，气泡13通过气导管3的缺口连通增压口16等，并且不断地向检压舱8灌入气泡13，而剩余的气泡13是通过气导管末端口18排放到空气收集器5的内部，并且在顶部慢慢累积，水4慢慢被往下压，并且这时水4通过进排水口12在下部排出空气收集器5，由于检压舱8的内压高于放气口6，空气闸门9被往上顶压而处于关闭状态，放气口6这时没有气泡13放出。

如图2：检压舱8以空气闸门9为界限，分成上下两个互不相通的仓体，随着送过来的气泡13的越来越多，在空气收集器5里面的水4和气泡13的交合线不断下降，最后越过引压管11的最低位置，在检压舱8下部的气泡13进入泄压口15，再通过引压管11到达引压口7，并且排放出空气收集器5的上端外部，最后释放在盛水容器1中，在引压口7被排出的气泡13当中，除了来自泄压口15之外，部分还有来自检压口10从空气收集器5内部吸入的气泡13，这时检压舱8的压力减低，空气闸门9被往下拉，在空气收集器5内部的气泡13立即通过导气口14进入放气口6，就这样气泡13通过了放气口6把气泡13释放到盛水容器1中，对在盛水容器1中的水4产生向上的推力。同时下部分的水4通过进排水口12从下往上涌进空气收集器5，当到达并超过了检压口10，水4会被检压口10的负压吸入，首先水4会阻断引压口7的排放气泡13，接着水4随着负压进入检压舱8，重新恢复了检压舱8的内压，空气闸门9被往上顶，于是处于关闭状态，整个空气收集器5又回复到如图1的所示状态下。

如此类推在空气压缩机2没有被关闭的情况下，空气收集器5先储存气泡13，等蓄满了之后就通过放气口6瞬间释放，然后再进入储存气泡13的状态，如此不断地重复。

Claims (6)

1.在此处气动能蓄能增氧器，先在水下固定一个空气收集器，空气收集器上部开有放气口，放气口穿过空气收集器上部外壁之后，还直接伸入检压舱的上部，放气口的下面有空气闸门，空气闸门刚好把检压舱分成上下两个隔绝的部分，检压舱上部除了有放气口之外还有导气口，导气口只联通检压舱的上部和空气收集器内部的上方，检压舱下方开有泄压口和增压口，检压舱的这两个口分别连接引压管和气导管，引压管从泄压口开始往下垂落并且拐弯180°往上联通固定在空气收集器上部的引压口，并且突出空气收集器外壁，引压管中段有一开口并入一条向上的检压管，末端为检压口，空气收集器的底部开有进排水口，空气压缩机通过气导管把的气泡往空气收集器内部输送，气导管有个缺口可以把气泡直接通过增压口往检压舱送，剩余的气泡通过气导管末端口排放在空气收集器内部，随着空气收集器内部的气泡增多，原先灌满水的空气收集器被气泡慢慢往下压，此时部分的水通过进排水口排出空气收集器，当水和气泡的交汇平面越过引压管最低点时，检压舱的气泡就穿过泄压口和引压管最后在引压口排出空气收集器外部，由于这一排放引发了检压舱内压的降低，空气闸门被往下拉，于是空气收集器储存的气泡通过导气口到达放气口，蓄能的气泡被释放在空气收集器外部，产生向上的推力，此时下面的水从进排水口涌入，水和气泡的交汇面上升到检压口，水被检压口吸入，阻断引压口排放气泡，然后水随着负压进入检压舱，检压舱压力提升，把空气闸门往上顶，关闭空气收集器向外排放气泡，再一次回到蓄能的状态，其特征是：在空气压缩机长开的情况下，空气收集器在储存气泡和释放气泡之间不断循环。

2.根据权利要求1所述的气动蓄能增氧，其特征是：放气口是与检压舱的上部联通的，并且受到空气闸门的开关控制。

3.根据权利要求1所述的气动蓄能增氧，其特征是：检压舱上部的导气口与空气收集器上壁有一定的空隙距离，气泡可以从这里流入导气口。

4.根据权利要求1所述的气动蓄能增氧，其特征是：泄压口开始都往下垂落一条引压管，最后引压管到达最低点拐弯180°往上联通固定在空气收集器上部的引压口，这个拐弯点就是水和气泡交汇平面下降到达时，空气闸门打开放出蓄能气泡。

5.根据权利要求1所述的气动蓄能增氧，其特征是：泄压口和引压口是通过引压管联通的，在引压管的中段开了一个口，并入一条检压管，检压管必须往上延申，比引压管的最低点要高，其末端就是检压口，检压口所处的位置决定了水和气泡交汇平面上升到达时，空气闸门就关闭释放气泡。

6.根据权利要求1所述的气动蓄能增氧，其特征是：空气闸门都是一个可以上下凹凸的软垫，其面积可以覆盖当中的放气口和导气口，并且可以把检压舱隔绝为上下两个舱体，但由于是软垫的缘故，空气闸门是可以传递压力的。

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