CN1200885C - 微细空气发生装置及其空气漂浮分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到用于空气漂浮分离装置的微细气泡发生装置，更详细地说，涉及到具有多个密封装置和清水供给装置，并防止废水中的异物损伤微细气泡发生装置的微细气泡发生装置及其空气漂浮分离装置。本发明的微细气泡发生装置由以下几部分组成：送入空气的空气管；旋转上述空气管的电机；与上述空气管的下面连成一体，排出空气并搅拌废水的空气分散叶片；支持上述空气管旋转的多个轴承；装入上述轴承并固定支持管的多个轴承套；连接在上述轴承套下面的保护帽；为防止废水流入上述保护帽内而设置的具有多个密封件的第1密封装置；第2密封装置；清水供给装置。

Description

微细空气发生装置及其空气漂浮分离装置
技术领域
本发明涉及到用于空气漂浮分离装置的微细气泡发生装置，更详细地说，涉及到具有多个密封装置和清水供给装置，并防止废水中的异物损伤微细气泡发生装置的微细气泡发生装置及其空气漂浮分离装置。
背景技术
随着工业的快速发展，水的消耗量增大，河川和沿海地区的水质受到污染。因此，为了防止水质受到污染，已开发出多种技术，这些技术主要是以物理、化学和生物处理为基础。空气漂浮分离装置是应用化学和物理的处理方法，从废水中分离出固体来进行水处理。
一般来说，空气漂浮分离装置是对城市下水道中的水和工业废水中含有的悬浮固体、油和胶体状态的物质进行漂浮并消除，特别是，对于沉降分离困难的悬浮物质其消除效果更好。即，向废水中加入凝集剂等试剂，把污染物质凝集成小块后，在空气漂浮分离组的下面用多种方法供给微细气泡，污染物吸附所述气泡，由于浮力，污染物浮到水面。此时，利用设置在空气漂浮分离组上面的刮刀分离浮渣(skim)并消除。因此，空气漂浮分离装置持续产生适当大小的微细气泡以均匀吸附于固体粒子上是非常重要的。
空气漂浮分离装置，根据气泡的供给方法，分为加压空气漂浮分离装置、真空漂浮分离装置以及空气漂浮分离装置等。加压空气漂浮分离装置是通过空气压缩机或喷射泵(ejector)把空气吹入到加压罐，再将废水输入到加压罐，废水中溶解空气，然后送入分离罐进行分离。但是，因为分别设置凝集组和反应组，凝集反应后，再通过加压反应进行漂浮，因此该方法比较复杂。另外，真空漂浮分离装置是加压空气漂浮分离方法中减压法的一种，废水在真空状态下流入空气漂浮分离组时，饱和空气以小空气气泡状态吸附在固体粒子上进行漂浮，因此设施复杂，操作难度大，投资费用高。
图1是适用于加压空气漂浮方法的一般加压空气漂浮分离装置的剖面图。如图所示，该漂浮分离装置包括：圆筒形空气漂浮分离组50；在所述空气漂浮分离组50的上面内侧与高于空气漂浮分离组50水位的内部阻隔壁52之间设置有室(chamber)51；储藏组53，用于储存从上述空气漂浮分离组50中溢出的处理水；排出组56，从上述储藏组53中排出的处理水，一部分通过循环排水管54供给到加压水发生装置55，剩下的处理水由所述排出组56排出；固定在上述空气漂浮分离组50内部，并连接废水引入管57的泡沫桶58。另外，在储藏组53的上面盖60上设置有撇渣器(skimmer)61，把吸附了由泡沫桶58中产生的空气气泡而漂浮的浮渣推向浮渣排出桶59。并且，设置有底面旋转杆62和富集淤泥的底面板63，用于将沉降在上述空气漂浮分离组50底面的淤泥排出。
另外，上述加压水发生装置55包括：连接引入管57并设置有减压阀等的加压水管64；用于向上述加压水管64中供给加压水的加压泵65和加压罐66等。如上所述，加压空气漂浮分离装置不仅具有复杂的结构，而且空气漂浮分离组中供给高压空气时需要其他加压泵和加压罐，因此制造加压空气漂浮分离装置需要大量的费用和动力。
空气漂浮分离装置是从微细气泡发生装置中产生微细空气气泡以供给到废水中，并向废水中加入凝集剂等，通过混合并凝集反应后，漂浮固体，将处理水和固体进行分离，因此气泡发生、与固体的混合、气泡吸附及凝集等同时进行，操作简单，无人状态下可自动运转，结构简单，处理场所的所需面积小，而且能保持处理效率，运行和维持管理费用低廉。
上述空气漂浮分离装置可设置有多种形态的微细气泡发生装置。图2表示的是作为例子的一般微细气泡发生装置的局部剖视图。如图所示，微细气泡发生装置5是在空气管18的下面设置空气分散叶片15，在空气管18的上面设置电机17，并通过电机工作时驱动空气分散叶片15旋转，把大气中的空气注入到废水中，同时通过空气分散叶片15的搅拌作用产生微细气泡。
但是，以往的微细气泡发生装置5设置在含有沙、塑料块、金属粉末等各种异物的废水中运转，因此废水和废水中的异物流入到空气管18内或轴承13上，切断空气的流动，或对轴承13产生致命的损伤。因此，在微细气泡发生装置5的终端设置有盖子形状的保护帽(cap)30，或在最下面轴承套14上设置多个密封件，切断废水和异物的流入。但是，这些密封件会随着时间的推移而磨损，因此不得不随时停止运转进行更换，而且管理不善时，轴承中进入废水，引起损伤。
发明内容
为解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种微细气泡发生装置，其特征是：为了防止随运转时间的延长而磨损微细气泡发生装置的密封件，在轴承套下面设置有机械密封装置，同时，为了防止上述机械密封装置由于异物或过度摩擦热而引起损伤，对上述机械密封装置连续供给清水。
另外，本发明还提供一种微细气泡发生装置，其特征是：为了防止在微细气泡发生装置运转初期室(chamber)内的空气阻碍向机械密封装置中供给清水，在室(chamber)内形成有至少一个以上的空气排出口，由此防止了上述机械密封装置由于过度摩擦热而引起损伤。
本发明的另外一个目的是提供一种空气漂浮分离装置，其特征是：空气漂浮分离组的一侧设置有微细气泡发生装置，产生微细气泡的同时，搅拌废水和微细气泡使微细气泡吸附在固体上，因此不需要为供给空气而设置的加压罐、加压泵等，并且不需要阀等，结构简单且操作方便，并提高了异物消除效率。
为达到上述目的，本发明的微细气泡发生装置由以下几部分组成：送入空气的空气管；旋转上述空气管的电机；与上述空气管的下面连成一体，排出空气并搅拌废水的空气分散叶片；支持上述空气管旋转的多个轴承；装入上述轴承并固定多个支持管的多个轴承套，其中支持管用于保护上述空气管；连接在上述轴承套下面的保护帽；为防止废水流入上述保护帽内而设置的具有多个密封件的第1密封装置；为防止流入上述保护帽的废水流入上述轴承套内并接触轴承而设置的具有机械密封件的第2密封装置；防止废水流入上述保护帽内部，并防止上述第2密封装置由于过度摩擦热而引起损伤的清水供给装置。
本发明还包括：为顺利排出上述保护帽内部的空气，与上述保护帽连接设置的至少一个以上的空气排出装置。
本发明的上述第1密封装置由以下几部分组成：与上述轴承套下面相连接的保护帽；为贯通旋转的空气管而设置在上述保护帽中心部分的中心孔；设置在上述中心孔内面和上述空气管外面之间的套管(sleeve)；设置在上述套管内面的内部密封件和设置在外面的外部密封件。
另外，本发明的上述第2密封装置由以下几部分组成：与上述轴承套的下面连成一体的罩(lidaner)；与上述罩(lidaner)的下面相连接，并与上述空气管之间形成指定室的保护帽；位于上述室内，通过上述罩(lidaner)和套管之间的弹簧，与罩(lidaner)紧密连接的机械密封件。
本发明还包括清水供给装置，即包括：为了向由保护帽形成的室内供给清水而设置的清水供给管，和与上述清水供给管相连接的清水储藏罐和泵。
另外，本发明的特征是包括：四角形空气漂浮分离组；设置在上述空气漂浮分离组的底面，用于排出落下的异物而由电机驱动旋转的第1排出螺旋体；为把浮在上述空气漂浮分离组上面的浮渣推向一方而设置在空气漂浮分离组上面的刮刀；为把由上述刮刀推出的浮渣排出到外面而由电机驱动旋转的第2排出螺旋体；在上述空气漂浮分离组上直立设置并旋转以吸入空气，向空气漂浮分离组的底面供给空气的微细气泡发生装置。
附图说明
图1表示以往技术的加压空气漂浮分离装置的剖面图。
图2表示以往技术的微细空气发生装置的局部剖视图。
图3表示本发明的微细空气发生装置的详细视图。
图4表示本发明的微细空气发生装置的剖面图。
图5表示本发明的微细空气发生装置的部分放大剖面图。
图6表示适用于本发明微细空气发生装置的空气排出装置的剖面图。
图7表示本发明的空气漂浮分离装置的剖面图。
图8表示本发明的空气漂浮分离装置的平面图。
图9表示本发明的空气漂浮分离装置的侧面图。
附图中主要部分的符号说明
5：微细空气发生装置，12：支持管，13：轴承(bearing)，14：轴承套(bearing housing)，15：空气分散叶片，16：吸入孔，17：电机(motor)，18：空气管，19：连接孔，20：第1密封(sealing)装置，24，25：密封件，35：室(chamber)，43：清水供给管，70：罩(lidaner)，73：空气排出装置，80：第2密封(sealing)装置，83：弹簧，97，98：机械密封件(mechanical sealing)，102：第1排出螺旋体(screw)，103：刮刀(scraper)，104：第2排出螺旋体(screw)
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的微细气泡发生装置5及空气漂浮分离装置100。
首先，如图3和4所示，本发明的微细气泡发生装置5由以下几部分组成：送入空气的空气管18；高速旋转上述空气管18的电机17；与上述空气管18的下面连成一体，通过离心力，吸入/排出空气并高速搅拌废水，产生微细气泡的空气分散叶片15；支持上述空气管18旋转的多个轴承13；装入上述轴承13并固定多个支持管12的多个轴承套14，其中支持管12用于保护上述空气管18。
本发明的微细气泡发生装置5包括：连接具有一定距离的两个中空管的支持管12；连接上述支持管12，并装入多个轴承13的多个轴承套14；通过上述轴承13旋转的，设置在上述支持管12内的空气管18。另外，在上述空气管18的终端上设置有空气分散叶片15并与其连成一体，另一端连接电机17的旋转轴，启动上述电机17时上述空气分散叶片15开始旋转。
此时，在上述空气管18的上面形成有能够流入外部空气的吸入孔16，而上述空气分散叶片15具有多个旋转叶片，旋转上述空气分散叶片15时，大气中的空气通过上述吸入孔16和空气管18吸入，并通过上述空气分散叶片15的旋转叶片，排到废水中。
另外，上述微细气泡发生装置5设置在空气漂浮分离组内，空气分散叶片15、下面的轴承套14和支持管12的一部分一直浸在废水中工作，因此废水和废水中的异物会流入上述轴承套14的轴承13中。为此，本发明的微细气泡发生装置5设置有2，3重的密封装置。
即，本发明的上述第1密封装置20包括：连接在上述轴承套14下面的保护帽30，和为防止废水流入而设置的多个密封件；本发明的上述第2密封装置80包括：为防止流入上述保护帽30的废水流入到上述轴承套14内损伤轴承13而设置的罩(lidaner)70和机械密封件。另外，本发明还包括：为防止上述保护帽30内流入废水，并防止上述第2密封装置由于过度摩擦热引起损伤而设置的清水供给装置40，和为排出上述保护帽30内的空气，并顺利流入清水而设置的空气排出装置73。
如图4和5所示，上述第1密封装置20由以下几部分组成：连接在上述轴承套14下面的保护帽30；为贯通旋转的空气管18而设置在上述保护帽30中心部分的中心孔；设置在上述中心孔内面和上述空气管18外面之间的套管(sleeve)23；设置在上述套管23内面的内部密封件24和设置在上述套管23外面的外部密封件25。即，上述第1密封装置20为防止废水流入，在轴承套14下面设置保护帽30，在保护帽30和空气管18之间设置套管23来进行密封。上述保护帽30用连接装置93固定。
上述第2密封装置80由以下几部分组成：与上述轴承套14下面连成一体的罩(lidaner)70；连接在上述罩(lidaner)70的下面，与上述空气管18之间形成指定室35的保护帽30；通过上述罩(lidaner)70和套管23之间的弹簧83，与罩(lidaner)70紧密连接的机械密封件87，89。因此，本发明的微细气泡发生装置5即使在上述第2密封装置80磨损，废水流入室35内的情况下，也可防止废水和废水中异物流入轴承套14。
即，上述第1密封装置20的密封件24，25，随着上述空气管18的旋转，逐渐磨损，密封能力减少，因此不能完全切断废水流入。但是，上述第2密封装置80的机械密封件87，89，通过弹簧83的弹力，按磨损的厚度移动到罩(lidaner)70，因此可切断废水流入轴承套14。
另外，上述第1密封装置20完全切断废水流入并在上述空气管18高速旋转时，上述机械密封件87，89之间产生过度摩擦热，引起机械密封件87，89的融合。因此，有必要在机械密封件87，89中注入润滑物质以吸收或减少摩擦热。为此，使用石油类润滑油时，随着上述第1密封装置20的磨损，润滑油流入废水中，污染废水。因此，本发明的微细气泡发生装置5，在上述保护帽30内供给自来水或清水等来润滑机械密封件87，89。
如图3和5所示，为在保护帽30形成的室35内供给清水，在上述支持管12的外面设置清水供给管43，在其末端连接清水储藏管和泵(没有图示)，需要时供给清水。
如上所述，向用本发明的上述第1密封装置20和上述第2密封装置80密封的保护帽30内供给清水时，充满上述保护帽30的室35的空气没有被排出，移动到室35的上面，切断对机械密封件87，89的清水供给。如果在上述状态下上述空气管18高速旋转时，机械密封件87，89产生高温摩擦力，引起很大损伤。
因此，本发明的微细气泡发生装置5设置有为顺利排出充满上述保护帽30的室35的空气而连接在上述保护帽的空气排出装置73。如图6所示，上述空气排出装置73包括：具有用于顺利排出空气并排出清水，但不流入清水的多个微孔的多孔回力球(pelota)75；固定上述多孔回力球(pelota)75，连接罩(lidaner)70上空气排出路的连接螺丝76；以及形成在上述连接螺丝76上的多个排出孔77。因此，上述保护帽30内填充的空气，随着清水的注入，内部压力增大，通过上述多孔回力球(pelota)75和排出孔77排出外面，相反，外面废水不能通过多孔回力球(pelota)75流入内部。
另外，本发明的上述套管23为圆筒形筒体，其下面具有可安装支持圆筒形弹簧83的安装槽，筒体的内面和外面分别设置有多个环形密封件24，25。另外，上述罩70的内面具有与机械密封件89连成一体的连接部。上述机械密封件87，89是由耐热性和耐磨性良好的陶瓷材料制成。
图7，8，9表示使用本发明微细气泡发生装置5的空气漂浮分离装置100的剖面图、平面图和侧面图。空气漂浮分离装置包括：四角形空气漂浮分离组；设置在上述空气漂浮分离组的底面，用于排出落下的异物的第1排出螺旋体102；为把浮在上述空气漂浮分离组上面的浮渣推向一方而设置在空气漂浮分离组上面的刮刀103；为把由上述刮刀103推出的浮渣排出到外面而设置的第2排出螺旋体104；在上述空气漂浮分离组上直立设置并旋转，吸入空气，向空气漂浮分离组的底面供给空气的微细气泡发生装置5。
当然，上述第1，2排出螺旋体102，104和刮刀103是用电机106驱动旋转，而上述刮刀103是由用链轮旋转的皮带108、推动浮渣的多个移动板109以及附在上面的柔韧性橡胶板110等组成。另外，为把由上述刮刀103推出的浮渣聚集到第2排出螺旋体104，在第2排出螺旋体104的前面设置有导入板111，因此通过上述橡胶板110与导入板111的接触，把浮渣推向第2排出螺旋体104。
另外，本发明为消除废水中异物，空气漂浮分离组中流入废水的同时，加入凝集剂，形成浮渣。此时，上述微细气泡发生装置5通过电机17的旋转，旋转空气管18，通过吸入孔16，吸入外部空气。
即，通过上述空气分散叶片15的旋转，吸入外部空气，并且上述吸入空气通过上述空气分散叶片15分散到废水中，形成微细气泡，吸附到废水中的异物上，漂浮到空气漂浮分离组上面。其中，在上述空气分散叶片15旋转时，即使有密封装置密封轴承套14和空气管18也会因机械结构的限度而渗入废水，但如果向上述室35内连续供给清水，清水从密封件缝隙向外排出，因此可防止废水流入保护帽30内部。
即，上述微细气泡发生装置5不需要其他压缩机等复杂装置，通过空气分散叶片15旋转，吸入外部空气，微细气泡排到废水中，而且可通过清水供给装置和密封装置，防止空气分散叶片15旋转时废水对轴承13的磨损破坏。
通过微细气泡发生装置5漂浮的浮渣，位于空气漂浮分离组的上面，因此可通过上述刮刀103的旋转，用移动板109和橡胶板110，把浮渣推向第2排出螺旋体104，聚集到第2排出螺旋体104处，并排出到外面。其中，上述浮渣通过导入板111聚集到第2排出螺旋体104处，并且因为第2排出螺旋体104连接到导入板111，由此可以把浮渣排出到外面。
另外，没有浮在空气漂浮分离组上面的大异物，沉降到空气漂浮分离组的底面，因此可通过第1排出螺旋体102，排出到外面。通过第1，2排出螺旋体102，104，消除浮渣和异物的废水，排出到外面储藏或重新净化使用。
发明的效果
如上所述，本发明通过在轴承套下面设置机械密封装置和清水供给装置，改善随运转时间的延长而磨损密封件的缺点，防止废水和废水中的异物损伤微细气泡发生装置。
本发明为防止在微细气泡发生装置的运转初期，室内的空气阻碍向机械密封装置中供给清水，从而形成至少一个以上的空气排出口，由此防止上述机械密封装置由于过度摩擦热而引起损伤。
另外，本发明在空气漂浮分离组的一侧设置微细气泡发生装置，产生微细气泡的同时，搅拌废水和微细气泡，微细气泡吸附到固体上，因此不需要为空气供给而设置的加压罐、加压泵等，也不需要阀等结构，结构简单且操作方便，并提高了异物消除效率。

Claims (2)

1、微细气泡发生装置，其特征是包括：送入空气的空气管；旋转上述空气管的电机；与上述空气管的下面连成一体，排出空气并搅拌废水的空气分散叶片；支持上述空气管旋转的多个轴承；装入上述轴承并固定多个支持管的多个轴承套，其中支持管用于保护上述空气管；
所述装置还包括：第1密封装置，所述密封装置具有连接在上述轴承套下面且在与上述空气管之间形成指定空间的保护帽、为贯通旋转的空气管而设置在上述保护帽中心部分的中心孔、设置在上述中心孔内面和上述空气管外面之间的套管、和设置在上述套管内面的内部密封件和设置在套管外面的外部密封件；第2密封装置，所述密封装置具有与上述轴承套下面连接一体的罩、和通过上述罩和套管之间的弹簧与罩紧密连接后防止所述轴承损伤的机械密封件；清水供给装置，所述装置为防止废水流入上述保护帽内部，并防止上述第2密封装置由于过度摩擦热引起损伤而设置，向上述保护帽内供给干净水；以及空气排出装置，所述装置为顺利排出上述保护帽内部的空气，与上述保护帽连接设置至少一个以上。
2、使用如权利要求1所述微细气泡发生装置的空气漂浮分离装置，其特征是包括：四角形空气漂浮分离组；设置在上述空气漂浮分离组的底面，为排出落下的异物并由电机驱动旋转的第1排出螺旋体；为把浮在上述空气漂浮分离组上面的浮渣推向一方而设置在空气漂浮分离组上面的刮刀；为把由上述刮刀推出的浮渣排到外面并由电机驱动旋转的第2排出螺旋体；在上述空气漂浮分离组上直立设置并旋转以吸入空气，向空气漂浮分离组的底面供给空气的微细气泡发生装置。
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