CN116693076B - 一种水下内循环注氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水体注氧技术领域，提供一种水下内循环注氧装置，包括进水机构、设备配水堰、注氧机构和出水机构，低含氧浓度的水通过进水机构进入设备配水堰中，再流入注氧机构中，注氧机构中的富氧材料使水体中的氧浓度含量大幅度提升，最后通过出水机构注入深水区，以此实现周期性循环，有效改善整个水域内的水质。本发明提供的一种水下内循环注氧装置通过设计联动浮力机构，可以实现无人值守时，装置也可正常运行，构思巧妙，功耗低，注氧效率高，后期维护简单，大大节省了人力物力，减少了资源浪费，还可应用于浅水区进行改善水体水质，有利于在水处理行业内进行推广使用。

Description

一种水下内循环注氧装置

技术领域

本发明涉及水体注氧技术领域，尤其涉及一种水下内循环注氧装置。

背景技术

对于流速相对缓慢甚至静止的湖泊、水域及坑塘等水体，容易产生难闻的气味，尤其是位于深水区（一般指深度在2~3米以下），氧含量较低，厌氧微生物开始生长繁殖发酵，会使水体进一步恶化。目前在浅水区可以设置曝气机、水力耕车等用以给水体进行注氧，以改善浅水区水体含氧率的问题，对于使用在深水区的注氧设备不但耗能较高，而且注氧效率较低，会造成能源的大量浪费，不利于工业上进行大规模使用，而且达不到有效的治理效果。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种水下内循环注氧装置，包括进水机构、设备配水堰、注氧机构和出水机构，低含氧浓度的水通过进水机构进入设备配水堰中，再流入注氧机构中，注氧机构中的富氧材料使水体中的氧浓度含量大幅度提升，最后通过出水机构注入深水区，以此实现周期性循环，有效改善整个水域内的水质。本发明提供的一种水下内循环注氧装置通过设计联动浮力机构，可以实现无人值守时，装置也可正常运行，构思巧妙，功耗低，注氧效率高，后期维护简单，大大节省了人力物力，减少了资源浪费，还可应用于浅水区进行改善水体水质，有利于在水处理行业内进行推广使用。

本发明提供一种水下内循环注氧装置，包括：

进水机构，所述进水机构包括进水管和第一浮球；

设备配水堰，所述设备配水堰包括进水密封垫、进水配水堰和限位杆，所述限位杆位于所述进水配水堰上方；

所述进水密封垫与所述进水管相连通，所述第一浮球在所述进水管内浮动，并与所述进水密封垫封堵适配，所述第一浮球与所述限位杆相连接；

注氧机构，所述注氧机构包括富氧材料和富氧水存储腔，所述富氧材料位于所述进水配水堰的下方，所述富氧水存储腔位于所述富氧材料的下方，所述进水配水堰、所述富氧材料和所述富氧水存储腔三者相连通；

出水机构，所述出水机构包括内浮筒连接杆、内浮筒和出水筒，所述出水筒外围设有内浮筒连接杆，所述内浮筒连接杆第一端设有内浮筒，所述内浮筒设于所述富氧水存储腔中，所述内浮筒连接杆第二端与所述限位杆相连接。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述出水机构还包括第二浮球活动腔、出水密封垫和出水管，所述出水密封垫位于所述出水筒下方，所述第二浮球活动腔位于所述出水密封垫下方，并且所述第二浮球活动腔、所述出水密封垫和所述出水筒三者相连通。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述第二浮球活动腔设有第二浮球，所述第二浮球的直径大于所述出水密封垫的直径。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述出水筒包括设备腔、富氧水注射腔和马达，所述马达位于所述设备腔上方，所述设备腔位于所述富氧水注射腔上方，所述设备腔和所述富氧水注射腔之间设有活塞，所述活塞与活塞支杆相连接，所述活塞支杆设于所述设备腔中，所述活塞支杆与所述马达相连接。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述富氧水存储腔与富氧水注射腔相接处设有单向出水口，所述单向出水口用以使富氧水存储腔中的富氧水流入富氧水注射腔。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述活塞的直径与所述出水筒的直径密封适配。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

1.本发明提供一种水下内循环注氧装置，包括进水机构、设备配水堰、注氧机构和出水机构，低含氧浓度的水通过进水机构进入设备配水堰中，再流入注氧机构中，注氧机构中的富氧材料使水体中的氧浓度含量大幅度提升，最后通过出水机构注入深水区，以此实现周期性循环，有效改善了整个水域内的水质。

2.本发明提供的一种水下内循环注氧装置通过第一浮球、限位杆、内浮筒连接杆和内浮筒构成联动浮力机构，设计构思巧妙，功耗低，注氧效率高，可以实现无人值守时，装置也可正常运行，后期维护简单，大大节省了人力物力，减少了资源浪费，还可应用于浅水区进行改善水体水质，有利于在水处理行业内进行推广使用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种水下内循环注氧装置的结构示意图。

图2是本发明提供的一种水下内循环注氧装置的运行状态图I。

图3是本发明提供的一种水下内循环注氧装置的运行状态图II。

附图标记：

1、设备配水堰；2、进水管；3、第一浮球；4、进水密封垫；5、进水配水堰；6、限位杆；7、富氧材料；8、富氧水存储腔；9、设备腔；10、内浮筒连接杆；11、内浮筒；12、富氧水注射腔；13、第二浮球活动腔；14、出水管；15、马达；16、活塞；17、活塞支杆；18、单向出水口；19、第二浮球；20、出水密封垫；21、水面；22、排气阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图3对本发明提供的一种水下内循环注氧装置进行描述：

本发明提供一种水下内循环注氧装置，包括：

进水机构，所述进水机构包括进水管2和第一浮球3；

设备配水堰1，所述设备配水堰1包括进水密封垫4、进水配水堰5和限位杆6，所述限位杆6位于所述进水配水堰5上方；

所述进水密封垫4与所述进水管2相连通，所述第一浮球3在所述进水管2内浮动，并与所述进水密封垫4封堵适配，所述第一浮球3与所述限位杆6相连接；

注氧机构，所述注氧机构包括富氧材料7和富氧水存储腔8，所述富氧材料7位于所述进水配水堰5的下方，所述富氧水存储腔8位于所述富氧材料7的下方，所述进水配水堰5、所述富氧材料7和所述富氧水存储腔8三者相连通；

出水机构，所述出水机构包括内浮筒连接杆10、内浮筒11和出水筒，所述出水筒外围设有内浮筒连接杆10，所述内浮筒连接杆10第一端设有内浮筒11，所述内浮筒11设于所述富氧水存储腔8中，所述内浮筒连接杆10第二端与所述限位杆6相连接。根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述出水机构还包括第二浮球活动腔13、出水密封垫20和出水管14，所述出水密封垫20位于所述出水筒下方，所述第二浮球活动腔13位于所述出水密封垫20下方，并且所述第二浮球活动腔13、所述出水密封垫20和所述出水筒三者相连通。

其中，富氧材料7为已公开专利（CN110591205A）中制备的一种具有富氧作用的复合高分子材料，进水配水堰5中低含氧浓度的水经过富氧材料7，可以大幅度提高水体中的氧浓度含量，成为富氧水，储存于富氧水存储腔8中。

其中，根据图1可以看出，进水配水堰5和富氧材料7处于密封良好的箱体内，箱体外设有内浮筒连接杆10，内浮筒连接杆10可以在出水筒和箱体之间进行上下运动。

可以理解为，低含氧浓度的水通过进水机构进入设备配水堰1中，再流入注氧机构中，注氧机构使水体中的氧浓度含量大幅度提升，最后通过出水机构注入深水区，以此实现周期性循环，提升深水区的水体含氧浓度，有效改善整个水域内的水质。

在一个实施例中，如图1所示，设备配水堰1设于水体与空气的交界处，即水面21处；进水密封垫4下方连接进水管2，进水管2可设置多个，多个进水管2对应多个进水密封垫4，进一步地，相对应设置多个第一浮球3和多个限位杆6；进水管2可设置于浅水区，浅水区内低含氧浓度的水通过进水管2和进水密封垫4进入设备配水堰1中，再进入进水配水堰5中，最后流入注氧机构中。

其中，如图1所示，设备配水堰1在水下与进水管2相连通，设备配水堰1暴露在水面上的外壳上设有排气阀22，排气阀22与真空泵相连接，当水下内循环注氧装置浸入水面之下后，通过对设备配水堰1进行抽真空处理，使设备配水堰1中的压力减小，这时水域中低含氧浓度的水通过进水管2进入设备配水堰1中，关闭真空泵。

设备配水堰1用以储存低含氧浓度的水，进一步地，如图1所示，使低含氧浓度的水进入进水配水堰5中，进水配水堰5与设备配水堰1相连通，进水配水堰5的作用是对低含氧浓度的水进行再分配，使其均匀进入到富氧材料7中。

根据图1所示，低含氧浓度的水经过进水管2和进水密封垫4进入设备配水堰1中，进水配水堰5的高度低于设备配水堰1中水面的高度，设备配水堰1中的水直接流入进水配水堰5中，进水配水堰5与富氧材料7相连通，进水配水堰5中的水直接流入富氧材料7中。

进一步地，本发明提供的一种水下内循环注氧装置外部还设有供氧设备和溶氧仪，溶氧仪用以测试待处理的水域中的氧气浓度，当溶氧仪测试水域中氧浓度值过低时，通过预设的自动程序开启供氧设备，供氧设备用以给富氧材料7进行补充氧气，共同完成注氧工作；当溶氧仪测试水域中氧浓度值过高时，预设的自动程序会关闭供氧设备，仅靠富氧材料就可以完成注氧工作。

进一步地，限位杆6与第一浮球3相连，使第一浮球3处于进水管2中，当限位杆6被内浮筒连接杆10带动缓慢上升时，第一浮球3逐渐在进水管2中上升，直至上升到进水密封垫4处，由于第一浮球3的直径大于进水密封垫4的直径，因此，第一浮球3可以封堵住进水密封垫4，防止水流继续进入设备配水堰1，当限位杆6被内浮筒连接杆10带动缓慢下降时，第一浮球3远离进水密封垫4，水流继续流入设备配水堰1中。

需要进行解释的是，如图1所示，出水筒呈圆柱筒状；内浮筒11呈环状；进一步地，出水筒外围可设置多个内浮筒连接杆10，多个内浮筒连接杆10对应多个限位杆6；多个内浮筒连接杆10均与内浮筒11连接。

在一个实施例中，如图2所示，内浮筒11位于富氧水存储腔8中，当富氧水存储腔8中的富氧水水位不断上涨时，内浮筒11由于水的浮力也不断向上移动，从而带动内浮筒连接杆10向上移动，进一步地，内浮筒连接杆10带动限位杆6向上移动，进一步地，限位杆6带动第一浮球3向上移动，直至第一浮球3与进水密封垫4相接触，堵住了进水密封垫4，水流停止向进水管2流入。

进一步地，如图2所示，内浮筒11与富氧材料7相接触时，第一浮球3上升至与进水密封垫4相接触，进而堵住了进水密封垫4，避免水流继续向进水管2流入至设备配水堰1中，进一步防止了富氧水存储腔8中的富氧水水位过高倒流回富氧材料7中，对富氧材料7的注氧效果产生影响。

第一浮球3、限位杆6、内浮筒连接杆10和内浮筒11构成联动浮力机构，设计巧妙，可以实现无人值守时，装置也可正常运行，后期维护简单，大大节省了人力物力。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述第二浮球活动腔13设有第二浮球19，所述第二浮球19的直径大于所述出水密封垫20的直径。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述出水筒包括设备腔9、富氧水注射腔12和马达15，所述马达15位于所述设备腔9上方，所述设备腔9位于所述富氧水注射腔12上方，所述设备腔9和所述富氧水注射腔12之间设有活塞16，所述活塞16与活塞支杆17相连接，所述活塞支杆17设于所述设备腔9中，所述活塞支杆17与所述马达15相连接。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述富氧水存储腔8与富氧水注射腔12相接处设有单向出水口18，所述单向出水口18用以使富氧水存储腔8中的富氧水流入富氧水注射腔12。

根据本发明提供的一种水下内循环注氧装置，所述活塞16的直径与所述出水筒的直径密封适配。

其中，出水筒为设备腔9和富氧水注射腔12上下连接形成的，因此设备腔9和富氧水注射腔12的直径大小与出水筒的直径大小相等，进一步地，活塞16的直径大小与设备腔9圆柱筒的直径密封适配，即活塞16紧密贴合设备腔9的内壁，使活塞16与设备腔9相接处实现密封，可以阻断活塞16下部空间中的富氧水流入活塞16上部空间；进一步地，马达15可以给活塞16提供上下往复运动的动力。进一步地，马达15根据实际操作情况设置带动活塞16上下往复运动的频率，无论富氧水注射腔12中富氧水含量多少，马达15都按照预设的频率一直带动活塞16进行上下往复运动。

其中，多个单向出水口18均匀的设置在富氧水存储腔8与富氧水注射腔12相接处，单向出水口18只能使富氧水存储腔8中的富氧水流入富氧水注射腔12内。

活塞16向下移动的最远距离为单向出水口18上方，防止活塞上下运动时，富氧水进入活塞16的上部空间内。

进一步地，可以根据实际需要调整富氧水注射腔12的长度，可以在浅水区进行工作，也可以在深水区进行工作，满足不同深度水体的注氧需求。

在一个实施例中，如图3所示，此时，活塞支杆17处于压缩状态，富氧水存储腔8中的富氧水经单向出水口18不断流入富氧水注射腔12中，但是由于深水区水的压力较大，深水区的水通过出水管14给第二浮球19一个向上的压力，使第二浮球19与出水密封垫20相接触，而第二浮球19的直径大于富氧水注射腔12的直径，从而可以堵住出水密封垫20，防止深水区含氧浓度较低的水进入富氧水注射腔12中；进一步地，当活塞16向下运动时，活塞16对富氧水注射腔12中的富氧水提供的推动力大于此时深水区作用于第二浮球19上的压力，而使第二浮球19向下移动，远离出水密封垫20，从而使富氧水流入深水区，从而改善深水区的水体水质。

进一步地，当活塞16向上移动时，由于此时富氧水注射腔12中的水受活塞16向下运动时的推动作用被推入深水区中，此时富氧水注射腔12中压力较小，使富氧水存储腔8中的富氧水经压力再次压入富氧水注射腔12内，以此形成周期性循环。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种水下内循环注氧装置，其特征在于，包括：

进水机构，所述进水机构包括进水管和第一浮球；

设备配水堰，所述设备配水堰包括进水密封垫、进水配水堰和限位杆，所述限位杆位于所述进水配水堰上方；

所述进水密封垫与所述进水管相连通，所述第一浮球在所述进水管内浮动，并与所述进水密封垫封堵适配，所述第一浮球与所述限位杆相连接；

注氧机构，所述注氧机构包括富氧材料和富氧水存储腔，所述富氧材料位于所述进水配水堰的下方，所述富氧水存储腔位于所述富氧材料的下方，所述进水配水堰、所述富氧材料和所述富氧水存储腔三者相连通；

出水机构，所述出水机构包括内浮筒连接杆、内浮筒和出水筒，所述出水筒外围设有内浮筒连接杆，所述内浮筒连接杆第一端设有内浮筒，所述内浮筒设于所述富氧水存储腔中，所述内浮筒连接杆第二端与所述限位杆相连接；

其中，内浮筒与富氧材料相接触时，第一浮球上升至与进水密封垫相接触；第一浮球、限位杆、内浮筒连接杆和内浮筒构成联动浮力机构；

所述出水机构还包括第二浮球活动腔、出水密封垫和出水管，所述出水密封垫位于所述出水筒下方，所述第二浮球活动腔位于所述出水密封垫下方，并且所述第二浮球活动腔、所述出水密封垫和所述出水筒三者相连通；

所述出水筒包括设备腔、富氧水注射腔和马达，所述马达位于所述设备腔上方，所述设备腔位于所述富氧水注射腔上方，所述设备腔和所述富氧水注射腔之间设有活塞，所述活塞与活塞支杆相连接，所述活塞支杆设于所述设备腔中，所述活塞支杆与所述马达相连接；

所述富氧水存储腔与富氧水注射腔相接处设有单向出水口，所述单向出水口用以使富氧水存储腔中的富氧水流入富氧水注射腔。

2.根据权利要求1所述的一种水下内循环注氧装置，其特征在于，所述第二浮球活动腔设有第二浮球，所述第二浮球的直径大于所述出水密封垫的直径。

3.根据权利要求1所述的一种水下内循环注氧装置，其特征在于所述活塞的直径与所述出水筒的直径密封适配。