CN1234374A - 聚氧活化曝气增氧机 - Google Patents

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Abstract

本发明属污水净化处理的曝气增氧设备。稀土永磁材料片(4)等制成的聚氧器和向心叶轮(5),能富集氧气。电机(1)带动空心主导轴(9)和螺旋磁化器桨叶(20)旋转,能磁化污水并形成负压,使富氧空气注入污水中。由桨叶(20)、离心增压叶轮(18、22)及增压罩(19)作用,富氧空气被搅拌粉碎,与污水充分溶解混合,增大富氧空气的进气量和气体压力。由直射螺旋桨(23)、直射洞(24)消除污水的静区。从而把气水混合液输导到更深更广的服务区域,形成环形对流,充分曝气增氧。

Description

聚氧活化曝气增氧机
本发明涉及一种环境保护污水净化处理的曝气增氧设备，具体的说：是一种能够把空气里的氧气富聚，并加以活化处理，靠螺旋磁化器形成负压，浆叶前端离心叶轮、浆叶背端离心叶轮的增压及聚氧器向心叶轮的加压作用，将这些富氧活化空气注入污水中，再通过螺旋磁化器浆叶、直射螺旋浆的搅拌、破碎变成微小的富氧气泡，在直射洞、导流筒的作用下，这些微小的富氧气泡均匀地充分的混合在污水池更深、更远的服务区水域里，使大型污水池得到良好曝气增氧效果的设备
目前国内外污水净化生物处理中的关键设备主要是离心鼓风机、罗茨鼓风机及各种表曝机，其功率多数在290千瓦、630千瓦，重量多在3.5吨以上，最新型的如RB-1曝气机叶轮直径达1.6-2米，功率在300至400千瓦。
与本发明最相接近的现有技术是中国专利申请，名称为“聚氧活化曝气增氧装置”，申请日为97年8月30日，公开日为98年7月29日，公开号CN1188745A。该申请公开的聚氧活化曝气增氧装置的结构主要有电机，由电机带动旋转的负压输气筒，即空心主导轴、聚氧器、螺旋磁化器、导流筒、分流器等。所说的聚氧器是由非导磁材料制成的框架和嵌装其上的片状稀土永磁体组成，靠固定螺丝固定在壳体的上端开口处；所说的螺旋磁化器由螺旋浆柱体、螺旋浆叶组成，螺旋浆叶上嵌装稀土永磁体，螺旋磁化器安装在负压输气筒的下端(即前端)；导流筒上端与外壳的下端由支撑柱固定，导流筒的下端是喇叭口形状，在喇叭口内安装有圆形凸峰状的分流器。该现有技术体积小、无噪声、结构简单、耗电少、工作效率高，由于使用了导流筒和分流器，可以使较深层水域及较远的水域对流、曝气、增氧。但仍存在由于富氧活化空气的压力不够，氧气量仍显不足，螺旋浆叶前端(下端)的轴向中心产生尾流静区，对污水曝气、增氧、搅拌的深度和广度都不理想，污水中的污物进入导流筒等缺点。
本发明的目的是克服现有技术的不足，通过增装向心叶轮、离心叶轮、增压罩、直射螺旋浆、网状连接架等构件，使空心主导轴内的富氧空气增大压力，外筒壳内形成辅助进气筒增加气量，消除尾流静区死点，造就深水下有足够的负压，吸入足够的富氧活化高压空气，实现搅动、溶氧、充分氧化必须具备的污水生物处理法的先决条件，提高了净化效果和增氧动力效率。
跟现有技术比较：第一，在螺旋磁化器的浆叶上边安装了浆叶背端离心增压叶轮，使辅助进气筒的富氧空气也能顺利的进入污水；第二，在螺旋磁化器的浆叶下边安装了浆叶前端离心增压叶轮，使富氧空气增压，并经粉碎形成更微小气泡充分均匀混合到污水中，提供充分溶解氧的条件；第三，在浆叶前端离心增压叶轮下边再装有直射螺旋浆，加上凸峰状分流器顶端开有直射洞，能消除轴向中心处的尾流静区，使静区的污水与富氧空气混合液通过直射洞推进到更深的污水中去；第四，聚氧器加装向心叶轮，使富氧空气加压进入空心主导轴，并能活化富氧空气；第五，加装网状连接架，不仅固定连接外筒壳和导流筒，而且可以拦截污物，又使污水畅通；第六，通过浮筒使整个装置置于污水池内，使装置的水面上的高度能得到固定，并安置稳定。本发明的聚氧活化曝气增氧机具体结构叙述如下。
其结构包括有电机、机座、外筒壳。在圆筒形的外筒壳里面同轴线装有空心主导轴，空心主导轴一端与电机通过空心连轴器联接，空心主导轴通过其上端的密封轴承使之与外筒壳及机座定位，保持与外筒壳同轴线并能在电机带动下旋转，聚氧活化器的框架嵌装稀土永磁片，聚氧活化器固定装在机座上；螺旋磁化器安装在空心主导轴的前端，螺旋磁化器浆叶上嵌装稀土永磁体；导流筒前端为喇叭口状；其特征在于，所说的螺旋磁化器的上方还装有浆叶背端离心增压叶轮，螺旋磁化器的下方还装有浆叶前端离心增压叶轮，浆叶背端离心增压叶轮的上边装有伞状的增压罩；在浆叶前端离心增压叶轮的下边装有直射螺旋浆，在凸峰状分流器的顶端开有直射洞；导流筒由网状连接架固定在外筒壳的前端；在密封推力轴承和下密封轴承的轴承座上分别开有通气孔，在机座上也开有辅助进气孔道。
下面按附图作具体说明。
附图说明：
图1是本发明的聚氧活化器顶视结构示意图；
图2是本发明的聚氧活化器的侧视结构示意图；
图3是本发明的聚氧活化曝气增氧机总体结构示意图。
本发明的聚氧活化器由非导磁材料制成的框架3、稀土永磁片4、向心叶轮5等构成。框架3是由两个互相保持适当距离且平行的圆环形板制成，稀土永磁片4按辐射状嵌装在平行的圆环板之间，并设有透气孔。聚氧活化器的向心叶轮5安装在框架3中间环孔内，固定在空心主导轴9上，三者的轴向相互重合。向心叶轮与空心主导轴9作同步旋转时要与框架3保持有间隙，不能有摩擦。向心叶轮6的出气孔5要与空心主导轴9上的进气孔相互对准，以便气流畅通。
本发明的螺旋磁化器是采用非导磁材料制成，并将它固定在空心主导轴9的水下一端，它能与空心主导轴9同步高速旋转，可把大量的污水推流而走，同时在螺旋磁化器的浆叶20前轴向中心尾流处产生真空形成负压，空心主导轴9里的富氧活化空气就会被吸进这负压区里，同时被螺旋浆叶20破碎变成微小气泡混合到污水里。本发明的螺旋浆叶20上嵌装许多稀土永磁体21，凡被螺旋浆推出的污水都变成磁化污水，为微小的富氧气泡里的活化氧提供了亲合的良好条件，使污水里溶解更多的氧气。
为了使本发明在更深水层和更广的水域取得良好的曝气增氧效果，又在螺旋浆叶20前方空心主导轴9的出气口处安装一个浆叶前端离心增压叶轮22，该离心增压叶轮22与空心主导轴9、螺旋浆叶20同步高速旋转时，空心主导轴内9提供的富氧空气受到离心力作用，能再次加大这些气体进入污水里的压力，使深水层充分曝气增氧。在浆叶前端离心增压叶轮22的正前端安装一个较小的直射螺旋浆23，再在该直射螺旋浆23正前方的导流筒25底部中心处，即凸峰状分流器28的顶端开一个直射洞24，在该机运行时与空心主导轴9同步高速旋转的直射螺旋浆23，就把浆叶前端离心增压叶轮22底部形成的紊流静压死点处的气和污水混合液通过直射洞推向污水池里更深处去，再散射到远方。
本发明的螺旋磁化器浆叶20背端再安装一个浆叶背端离心增压叶轮18，它与空心主导轴9同步高速旋转时产生离心力，在伞型增压罩19的配合下，能有效的把外筒壳13里辅助进气筒16供应的富氧活化空气抽出加压后输送到污水里，同时也被破碎搅拌成微小的富氧气泡形成水、气混合液。
本发明的导流筒25是采用高强耐腐材料制成的。数个分流筒按辐射型构成，其上端要便于水流集中畅通进入，下端的方位角度和直射洞24的口径都要根据污水池内的深度、形状及服务范围而定，目的是使更深的水层和更广的水域得到充分的曝气增氧。
图3是本发明的总体结构示意图，20是螺旋磁化器的浆叶，21是嵌装在浆叶上的稀土永磁体，22是浆叶前端离心增压叶轮，23是直射螺旋浆，18是浆叶背端离心增压叶轮，图3里的上述部件都是轴向同心的安装在空心主导轴9的一端，并且都能按该轴同步旋转。螺旋磁化器浆叶20高速旋转时，污水被推向前进，被推进的水都被稀土永磁体21磁化，变成磁化污水，同时在螺旋磁化器浆叶20前中心形成真空，产生负压区，空心主导轴9内的富氧空气，就被吸到负压区里，高速旋转的浆叶前端离心增压叶轮22产生的离心力又把负压区里吸进来的富氧空气加大压力输送到深层环形对流的污水里，这些富氧的空气经过推流破碎形成微小气泡均匀的混合到污水中提供了充分溶解氧的条件。直射螺旋浆23与空心主导轴9同步高速旋转时，把浆叶前端离心增压叶轮22前端中心处的环形对流静区死点的水、气混合液，推出穿过直射洞24射向污水池内更深层里，然后再辐射散开。浆叶背端离心增压叶轮18与空心主导轴9同步高速旋转时，产生的离心力把辅助供气筒16内的富氧空气吸出增压后，输送到更深更广的环形对流污水里。导流筒25，这数个导流筒其辐射的方向和角度是根据池型、深度和广度而定，以便使螺旋浆推过来的污水环形对流更均匀的输导，射向更深广的服务区域里，达到良好的曝气增氧效果。网状连接架27上的增压罩19为浆叶背端离心增压叶轮18吸出的富氧空气导向增压的。26是密封轴承17轴承座上的通气孔，17是密封轴承，15是密封推力轴承，14是密封推力轴承座上的通气孔，13是外筒壳，12是浮筒，11是浮筒台板，10是密封轴承，9是空心主导轴，8是机座上的进气孔道，7是空心连轴器，6是聚氧器向心叶轮进气孔，5是聚氧器向心叶轮，4是稀土永磁片，3是聚氧活化器框架，2是机座，1是户外用电动机。
浮筒12可以有圆环型的，也可以有二个至六个。通过浮筒固定台板11装在外筒壳13的上端。
本发明利用法拉弟导磁性原理，不同物质有不同的磁导率，顺磁体能让空间的磁力线更多的通过自己，而抗磁体则会排斥磁力线，根据这个原理，顺磁体要向磁力线密度高的区域运动。空气中氧的磁化率Xm=1.9×10-6，而氮的磁化率Xm=0.013×10-6，氧的磁化率比氮高146.15倍，氧是顺磁体，氮是抗磁体。我们采用高能稀土永磁体制成聚氧活化器，顺磁体的氧趋近磁体，抗磁体的氮远离磁体，所以能产生富聚氧的作用。
以适当的流速流过适当强度的磁场并与磁场垂直的水，也称磁化水，这些因氢键破坏和洛伦滋力的作用的水，不仅其力学、物理化学等性质变化却能提高氧与水的亲合力，增加水中溶氧的饱和溶解度，这对用生物法净化污水的效果很有益处。
本发明的螺旋磁化器，能把污水推向前进，同时能把污水变成磁化污水。在聚氧器和螺旋磁化器之间装有空心主导轴，构成富氧空气进入污水中的主通道。空心主导轴外还装有外筒壳，这个主导轴与外筒壳间又形成辅助供气通道。又在螺旋磁化器浆叶上装有浆叶前端离心增压叶轮和浆叶背端离心增压叶轮，当螺旋磁化浆叶与空心主导轴同步高速旋转时，在浆叶前中心尾流处产生真空，形成负压区，这负压的作用能把空心主导轴送来的富氧空气吸进污水里，但污水深时就必须靠浆叶前离心增压叶轮的离心作用给空心主导轴内的气体增加压力才能使深水层输进富氧空气，为增大污水池里的服务区域，并且提供更丰富的富氧空气，在螺旋磁化器浆叶背端按装浆叶背端离心增压叶轮，当它高速旋转时产生离心力可把辅助供气筒里的富氧空气抽出增压后补充到环型对流污水里。在浆叶前离心增压叶轮的前端装有直射螺旋浆，它可以把紊流静区的气水混合液穿过直射洞，射向更深层污水里。按辐射规律按装的导流筒，其数量、角度都根据污水池型而定，直射洞、导流筒的作用就是把已形成的污水环型对流射向更深更远的服务水域里。输进污水里的富氧空气在高速旋转的螺旋浆及叶轮的作用下，充分搅拌、破碎、混合，变成微小的气泡，均匀的混合在污水里，这些小气泡里的氧在聚氧时已被强磁活化，在突然失压后能更好地与磁化污水亲合提高污水中溶解氧的饱和度及氧的转移效率。经直射洞、导流筒射出的水、气混合液造成污水池底水域服务区间的紊流，构成与喷口进水的循环，失压后上浮的小气泡的动能传递给水介质，也构成上层水与喷口进水的循环，这样能使全池污水被均匀搅动，而且由于富氧小气泡上浮时是曲线行径，延长在污水里的行程和时间，促进了污水净化处理时的各种氧化过程。同时这些微小的富氧活化空气泡在磁化污水里还能起到气浮的作用，把污水里的悬浮纤维等杂质吸浮到水面清理出去。

Claims (3)

1、一种聚氧活化曝气增氧机，其结构包括有电机(1)，机座(2)，外筒壳(13)，在圆筒形的外筒壳(13)里面同轴线装有空心主导轴(9)，空心主导轴(9)一端与电机(1)通过空心连轴器(7)联接，空心主导轴(9)通过其上端的密封轴承(10)，使之与外筒壳(13)及机座(2)定位，保持与外筒壳(13)同轴线并能在电机(1)带动下旋转，聚氧活化器的框架(3)上嵌装稀土永磁片(4)，聚氧活化器固定装在机座(2)上；螺旋磁化器安装在空心主导轴(9)的前端，螺旋磁化器浆叶(20)上嵌装稀土永磁体(21)；导流筒(25)前端为喇叭口状；其特征在于，所说的螺旋磁化器的上方还装有浆叶背端离心增压叶轮(18)，螺旋磁化器的下方还装有浆叶前端离心增压叶轮(22)，浆叶背端离心增压叶轮(18)的上边装有伞状的增压罩(19)；在浆叶前端离心增压叶轮(22)的下边装有直射螺旋浆(23)，在凸峰状分流器(28)的顶端开有直射洞(24)；导流筒(25)由网状连接架(27)固定在外筒壳(13)的前端；在密封推力轴承(15)和下密封轴承(17)的轴承座上分别开有通气孔(14、26)，在机座(2)上也开有辅助进气孔道(8)。
2、按照权利要求1所述的聚氧活化曝气增氧机，其特征在于所说的聚氧活化器还包括有向心叶轮(5)，向心叶轮(5)安装在框架(3)的中间环孔内，固定在空心主导轴(9)上，三者的轴向相互重合，向心叶轮(5)与框架(3)保持有间隙，旋转时与框架(3)无摩擦。
3、按照权利要求1或2所述的聚氧活化曝气增氧机，其特征在于在外筒壳(13)的上端，通过浮筒固定台板(11)装有一至六个浮筒(12)。
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AR01 Abandonment of patent right to avoid double patenting

According to article 9 of the patent law and article 13 of the detailed rules for the implementation of the patent law: 99103087.7 of the invention patents in the current issue of authorization announcement, and at the same time corresponding to the 99205224.6 utility model patent to be given up, and in the 18 volume of the 37 issue of the new type of communique on the patent right to abandon the announcement.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANDONG YIDA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY

Free format text: FORMER OWNER: GUAN PINSAN

Effective date: 20050401

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20050401

Address after: 273500 Shandong province Zoucheng City Hongfa Road No. 139

Patentee after: Shandong Yida Environmental Protection Technology Engineering Co Ltd

Address before: 350108, Fujian province Minhou County town 241 thick Village

Patentee before: Guan Pinsan

PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20060323

Pledge (preservation): Preservation

PD01 Discharge of preservation of patent

Date of registration: 20060823

Pledge (preservation): Preservation

C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: GUAN PINSAN

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: SHANDONG YIDA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY ENGINEERING CO., LTD.

CP03 Change of name, title or address

Address after: 130012 room fifteenth, 308 house, South Campus, Jilin University, Changchun, Jilin

Patentee after: Guan Pinsan

Address before: 273500 Shandong province Zoucheng City Hongfa Road No. 139

Patentee before: Shandong Yida Environmental Protection Technology Engineering Co Ltd

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JILIN PROVINCE DONGCHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION

Free format text: FORMER OWNER: GUAN PINSAN

Effective date: 20090828

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20090828

Address after: Jingyue Tourism Economic Development Zone in Jilin province Changchun City Taiwan Industrial Zone No. 6

Patentee after: Jilin Dongcheng Environment Protection Equipment Co., Ltd.

Address before: Room fifteenth, 308 house, South Campus, Changchun, Jilin

Patentee before: Guan Pinsan

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20020911

Termination date: 20110322