CN1234375A - 池水处理装置 - Google Patents
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Abstract
在一个用来处理水池中的水的装置(1)中,有一个浸没在水中的运转组件(8),它由两个上浮子(3)吊住或简单地搁置在水池底面上。该运转组件(8)有一个在其内部构成的腔,借助于一个在腔外旋转的螺旋桨(10)能在腔内形成压力降。通往该腔的两根吸气导管(6)的顶部暴露在自由水面上方。运转组件(8)被连结在一个底座结构(12)上,而底座结构能搁置在水池底面上。本发明可为水产养殖池、养鱼池或水净化厂曝气池中的水充气和/或充氧。
Description
本发明涉及一种用来处理水池中的水的装置。
本发明特别是，但不是排他地有利于用在诸如水产养殖池、养鱼池、水净化厂曝气池以及再生池等不同类型的水池。所述的发明尤其是可以用来给水充气和/或充氧，但也可服务于其它类型的水处理，例如搅拌、除气、去层、防冻和再混合之类。
实施上文提及作业的各种设备已为人熟知；例如，在下列专利公布中就描述过其中的一些设备：DE 3,417,039,EP 0,088,850,US 4,157,304,US 4,409,107,US 4,514,343,US 4,732,682,US 4,741,825,US 4,882,099,US 4,954,295以及US 5,118,450。
本发明特别是涉及一种装有运转组件的装置，该运转组件浸没在水中并包括一个减压膜，一个旋转螺旋桨以及一台驱动螺旋桨的电动机。减压腔具有一个入口和一个出口，入口与露出在自由水面上方的吸气导管连通，而出口浸没在水中；螺旋桨安置在减压腔外侧靠近出口处。在使用期间，旋转的螺旋桨排出减压腔内的水，从而通过吸气导管吸入空气，并使该空气与池中的水混合。
从欧洲专利公开EP 0,562,314已经得知这种类型的一个装置，它描述一种塑料制造的浮动结构，该结构包括两根平行、中空和浮动的电缆，在电缆下安置着运转组件，然而这种装置有不少缺陷。
首先，在池内水位下落的情况下，运转组件可能接触池底，紧接着会造成运转不正常或装置损坏。
第二，当装置在水外进行例如储藏、运输、检查、维修等作业时，电动机容易遭受意外碰撞，有损坏的危险。
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷的装置。
所述发明的优点在于：提供一种在水内水外均十分坚固的装置。
另一个优点是：甚至当该装置在水外时，运转组件也能防止意外碰撞。
一个进一步的优点是消除了下述危险：万一池内水位下降甚大，运转组件自身会接触到池底。
还有另外一个优点是：根据本发明构成的装置调节方便，螺旋桨旋转轴线可设置在一个宽广范围内；尤其是，本装置可选择在该螺旋桨轴线处于水平、垂直或不同角度倾斜状态进行工作。
最后一个优点在于：当本装置简单地搁置在池底时，也能在无需浮动结构协助的状态工作。
上述本发明的目的和优点，通过下面所附权利要求书的特征得以实现。
下面结合附图，详细介绍本发明的一个最佳实施例，其中：
图1是一个所述装置实施例的示意性局部垂直立视图；
图2是沿着图1中Ⅱ-Ⅱ水平面的放大横截面图；
图3是沿着图2中Ⅲ-Ⅲ平面的较小比例横截面图；
图4和5画出该装置两种不同的工作方位，它们具有不同取向的运转组件；
图6以放大的比例和横截面形式画出图3的细部；
图7画出根据图3的装置，它稍有变形，呈不同的工作状态(翻倒)并放置在水池底部。
参见上述各附图，一个根据本发明构成的装置整体用1表示，它用来处理盛放在水池中的大量水。
装置1包括一个浮动结构2，该浮动结构含有两个中空、平行隔开的浮动器3，它们由塑料制成并用一个水平的扁平构件4连结在一起。扁平构件4也用塑料制成，并与浮动器3做成一个单件。浮动结构2具有两个具有垂直滑动轴线的滑动导向器5。每个导向器5与一个相应的浮动器3成一整体。两根具有垂直轴线的导管6分别与滑动导向器5可滑动地相连。在每根导管6顶部形成一个进气口，一个底部敞开的圆盖形护块7盖住所述进气口。每个护块7能防止物体从上部进入进气口，而且在此同时允许空气通过进气口，穿过在导管和相连护块之间的一个环形开口，按照箭头F所示方向进入各自的导管6。用来使导管6相对于滑动导向器5可选择地定位的锁紧件已为人熟知，不再画出。
浮动结构2包括一个浸在水中的运转组件，其整体用8标出。运转组件8至少包括：一个减压腔9、一个旋转螺旋桨10以及一台用来驱动螺旋桨的电动机(已知类型，不再画出)。装置1还包括一个浸在水中的底座结构12，在它上面安装着运转组件。导管6的底部与底座结构12牢固接合。
所述结构12可用塑料，例如与制造浮子2相同的材料制成。在所讨论的情况下底座结构12包括两个侧支承件13，它们相互并排，基本在垂直面中延伸，并且镜对称。
支承件13是中空的，它们相互平行隔开并借助于一个或多个水平横片14连结在一起。每个支承件13的中心区域有一个减轻重量用的孔15。因此总的说来每个支承件13大致呈环状。运转组件8被安置在两个支承件13之间的空间中。
底座结构12具备至少三个底支点，它们布置在运转组件8下方，装置1可通过这些支点搁置在外部固体表面的顶部。每个支承件13的底部还做出两只撑脚17，它们的底面较宽，并且各具有至少一个上述支点16。因此，在所讨论的情况下，底座结构12具有四只撑脚17，每只撑脚17伴随着至少一个合理的底支点16。
从外观上可以看出，底座结构12具有至少三个靠在运转组件8旁边的侧支点18，底座结构12可借助于这些侧支点18，以一侧安置在一个外部固体表面的顶部如图7所示。在这种特殊情况下，至少有四个侧支点18，其中两个排列在两个底撑脚17侧面；而另外两个侧支点18排列在另外两个撑脚19上，所述撑脚19侧向安置在两个支承件13的顶部区域。此外，上述侧支点18设置在螺旋桨10的对侧。
运转组件8具有至少两个连结到底座结构12上的端部20、21。在特殊情况下，第一端部20可转动地连结到底座结构12上，并且转动轴线X-X最好呈水平状态，而第二端部21能在底座结构上定位。尤其是第二端部21可拆装地固定在连结两个支承件13的一个横片14上。这个横片14以及其与相连的运转组件第二端部21的位置是可以调节的，为此目的，这个横片14的相对端部可固定在支承件13的多个不同位置；实际上，是把多个固定点22布置在一个圆的圆弧上，而这个横片14的端部能与该圆弧的各点接合。这些固定点22出现在两个支承件13上，并呈圆周地排列在运转组件8的转动轴线X-X周围。
运转组件8包括一个圆筒部分23，该圆筒部分23相对于外部是密封的，并且容纳着可为电动或者流体操纵类型的电动机-众所周知因而不再画出。减压腔9由一个外壳24的壁确定。这个腔9具有至少一个入口25和至少一个出口26。在所讨论的情况下腔9具有两个相对的侧向入口25。
每个侧向入口25与一根吸入管28连通，所述吸入管包括一个在相应支承件13内部做出的通道29。每个通道29具有一个与减压腔9连通的端部，以及一个与两根垂直导管6之一连通的相对端部，而导管6在自由水面上方露出。每根导管6的底端与一个相应支承件13相连，并具有一个与所述件13内部通道29连通的口。因此，吸入管28至少有一部分是在底座结构12内部形成的。
电缆30借助于密封接线器27穿入电动机外壳24内部，11表示一个水密容器，它用来容纳电缆30的电力供应端子。
减压腔出口26浸没在水中。旋转螺旋桨10完全放置在减压腔9外部并且靠近出口26。运转组件8能围绕轴线X-X转动，减压腔侧向入口25就设置在靠近该轴线处。螺旋桨10通过一根穿过减压腔9的轴31连结到电动机上。
一个套33支承着螺旋桨10并安置在减压腔出口26的对面，轴31的一个端部32借助于键联接整体地连结到套33上。轴的这个端部32有一个密封盖34，它嵌入套33的一个腔内，用来防止水渗入轴31和套33连结表面之间的空隙。而在套33的内部具有多个流道35，所述流道的轴线与螺旋桨10旋转轴线平行，并沿着圆周排列在后者周围。在套33内部中心还形成一个空气流出孔36，这些流道35使减压腔9与孔36连通。
轴31具有一个第一区段37，它被一个密封的环形腔38围绕，所述环形腔是由外壳24的壁确定的。环形腔38用来盛装润滑液体(油)。轴31还具有一个充当转动枢纽的第二区段39，在该区段上配合着一个例如由一个传统滚珠轴承系统组成的滚动支承40。该轴的第一区段37位于具有套33的端部32和具有滚动支承40的第二区段39之间。在第一区段37上安装着第一密封器41，它用来使充满油的环形腔38与减压腔9和滚动支承40两者都密封地关闭。在减压腔9内部装有第二密封器42，它以一种密封方式进一步关闭在环形腔38和减压腔9之间的联系。
第一密封器41包括：一个第一环形垫圈43，它用弹性材料制成，具有“L”形横截面并且安装固定，以便与外壳24的肩部接触；一个第一环44，它由陶瓷材料制成，并且安装、固定在第一环形垫圈43的腔内；一个第一环形密封件45，它由石墨制成，与轴31可转动地成一整体，并且用来在使用期间形成一种与第一环44的滑动接触密封。第一密封器41还包括一组零件，它们由一个第二环形垫圈46、一个第二环47以及一个第二环形密封件48组成，这些零件相对于先前标明的类似零件43、44、45而言是相同而且对称的。在这两组零件之间安置一个回弹件49(弹簧)和一个弹性材料制成的衬套50。回弹件49保证陶瓷材料环44、47和石墨环形密封件45、48之间滑动接触。弹性衬套50同轴地围绕着轴31的一个区段。而一个尼龙制造的加固套管紧贴地加固轴31一段外表面。
第二密封器42包括：一个最好用硬塑料(聚四氟乙烯)制成的环形件52，它用来加固轴31的一部分并与后者可转动地成一整体。环形件52的一个端部53借助于套33和轴31之间的连结被夹紧，而其相对端部具有一个环形凸缘54，从而形成与外壳24一个固定表面的密封接触。环形件52的中部55相互接触地围绕着管状加固套管51的端部。密封盖34与环形件52配合工作，以便防止轴31接触水池中盛放的水；作为附加或者替代，可提供另一些零件，它们能使装有螺旋桨10并穿过减压腔9的轴端部与水隔离：业已发现，使用隔离件能显著减少有损于轴的锈蚀现象。
在使用期间，电动机带动螺旋桨10旋转，导致起初充满减压腔9的水被抽出。减压腔9由于缺水而变空。腔9内部形成压降，于是紧接着就从外部通过各个抽取通道6、29、30吸入空气(和/或氧气及其他物质)。吸入的空气，如果需要，在其中加入氧气，然后穿过套33内部的流道35，与水池内盛放的大量水混合。
图7画出本装置的一种特殊工作方位，其中运转组件8布置成与螺旋桨10的旋转轴线呈垂直状态：在这种情况下底座结构12相对于图3中的方位转动了90°，并借助于90°弯管接头连结到垂直吸气导管6上，如果需要，弯管接头能够可拆卸地安装。
在水池中的水位显著下降的情况下，底座结构12能用其底撑脚17放置在水池底部，以致于运转组件8自身无法接触到水池底部，从而消除了损坏或者失灵的危险。使用本装置1而不需要顶部浮动结构也是可能的：在这种情况下把底座结构12搁置在水池底部，尽管如此，运转组件8仍定位在离开底部的一个距离处，所以仍能工作。由于该装置在工作期间不再是浮在水中而是放置在一个固体表面上，最好把电动机安装在弹性材料制造的支承上，以便减少震动。
在工作方位为图7所示的侧面翻倒状态的情况下，底部支承是由多个支点18提供的，这些支点被横向设置在对于螺旋桨10而言的相对侧面上。
正如众所周知的那样，借助于沿着各自的导向物滑动导管6，能调节运转组件8的放置深度，并同时保持导管顶部在自由水面之上。还能调节运转组件8在一个垂直平面中的取向，仅仅作为例子，图4和5画出运转组件8在一个垂直平面中两种可能的不同取向。
调节运转组件的深度和取向使本装置能用来实施诸如充气、除气、环流、防分层以及防冻之类的不同功能。由于有底座结构12，能使运转组件8的支承有很大程度的稳定性。然而，自身浮动的底座结构12有助于减轻本装置在水中的重量。当本装置不在水中时，底座结构12还对运转组件8提供保护；在这方面必需指出，运转组件8无论在垂直还是水平方向均被包围在底座结构12的尺寸范围之内。
最后，由于有结构12，当所述结构只是如同图7所示那样简单地搁置在池底时，运转组件8不借助浮动也能运行。在这种情况下，吸入管28可简单地稍微暴露在自由水面上方，不必连结到任何浮动结构上。
显然，熟悉此项技术的人们能对本发明的结构细节作出许多变型，这些变型均未越出由下列权利要求规定的本发明的保护范围。
Claims (14)
1．一种用来处理水池中的水的装置，它包括一个浸没在水中的运转组件(8)，而所述运转组件(8)又包括：一个减压腔(9)、一个旋转螺旋桨(10)以及电动机，所述减压腔(9)具有至少一个入口(25,27)和至少一个出口(26)，所述入口与至少一根露出自由水面上方的吸入管(28)连通，而所述出口浸没在水中；所述螺旋桨(10)设置在所述减压腔(9)外侧与所述出口(26)靠近处；而所述电动机用来驱动所述螺旋桨(10)；其中，所述装置包括一个底座结构(12)，所述运转组件(8)就安装在上面，而且所述底座结构(12)具备至少三个底支点(16)，它们布置在所述运转组件(8)下方，所述装置可借助于所述支点(16)搁置在一个诸如地面或水池底面之类的固体表面顶部。
2．根据权利要求1的装置，其特征在于，所述底座结构(12)由两个侧支承件(13)组成，所述侧支承件(13)相互并排、基本在垂直面中延伸、镜面对称并且刚性连结在一起。
3．根据权利要求1和2的装置，其特征在于，所述吸入管的至少一部分(29)在所述底座结构(12)内部形成。
4．根据上述权利要求中任何一项的装置，其特征在于，所述运转组件(8)有至少两个固定在所述底座结构(12)上的端部(20、21)。
5．根据权利要求4的装置，其特征在于，所述运转组件(8)具有一个第一端部(20)以及一个第二端部(21)，所述第一端部以一根最好为水平的转动轴线(X-X)可转动地连结在所述底座结构(12)上，而所述第二端部能在所述结构(12)上定位并具有可变的定位取向。
6．根据权利要求5的装置，其特征在于，所述第二端部(21)整体地连结到一个横片(14)上，以便所述横片(14)末端与多个夹持座(22)中的任何一个接合，所述夹持座布置在两个所述侧支承件(13)的每一个上。
7．根据权利要求5和6的装置，其特征在于，所述减压腔(9)的入口(25)被设置在所述运转组件(8)的所述转动轴线(X-X)附近。
8．根据上述权利要求中任何一项的装置，其特征在于，所述底座结构(12)具备至少三个侧支点(18)，所述侧支点靠在所述运转组件(8)旁边，借助于所述侧支点所述结构(12)能以一侧放置在一个固体表面，例如一个水池底面顶部。
9．根据权利要求8的装置，其特征在于，所述侧支点(18)对称地布置在对于所述螺旋桨而言的相对侧面上。
10．根据上述权利要求中任何一项的装置，其特征在于，所述底座结构(12)包括两个侧支承件(13)，所述支承件(13)镜面对称、平行地相互隔开并用至少一个横片(14)连结，而且所述运转组件(8)就安置在所述支承件(13)之间。
11．根据上述权利要求中任何一项的装置，其特征在于，所述螺旋桨(10)借助于一根穿过所述减压腔(9)的轴(31)与所述电动机连结；所述轴的一端(32)整体地连结到一个套(33)上，所述套安装着所述螺旋桨(10)并位于所述减压腔(9)出口(26)的对面；所述轴的一个第一区段(37)排列在所述端部(32)和所述轴的一个第二区段(39)之间，并被一个环形腔(38)围绕，所述第二区段(39)充当转动的一个枢纽；在所述轴的所述第一区段(37)上装有第一密封器(41)，所述第一密封器与所述轴(31)可转动地成一整体，以便使所述环形腔(38)与所述减压腔(9)和一个连结在所述轴第二区段(39)上的滚动支承(40)两者都密封地关闭；所述减压腔(9)具有安置在其内部的第二密封器(42)，所述密封器(42)与所述轴(31)可转动地成一整体，以便进一步以一种密封方式将所述环形腔(38)与所述减压腔(9)关闭。
12．根据权利要求1和2的装置，其特征在于，所述运转组件(8)包括一根轴(31)，所述轴(31)具有一个被一个密封关闭的环形腔(38)围绕的第一区段(37)，所述环形腔(38)由所述外壳(24)的壁确定并装有作为润滑流体的油。
13．根据权利要求12的装置，其特征在于，一个用尼龙制造的管状加固套管(51)紧贴地加固所述轴(31)的一段外表面，而且又一个最好用硬塑料制造并且可转动地成一整体的环形件(52)与一个端盖(34)协作，加固所述轴(31)的一个第二部分，从而防止所述轴(31)与水池中的水接触。
14．根据上述权利要求中任何一项的装置，其特征在于，所述底座结构(12)与一个上浮动结构(2)相连结。
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