CN1397505A - 曝气搅拌机 - Google Patents
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Abstract
一种曝气搅拌机，具有安装于由电动机驱动回转的回转轴的搅拌叶片和覆盖上述回转轴的周围地配置的筒体；其特征在于：从水面下到水面上方配置上述筒体，并且将上述搅拌叶片分开形成为配置于筒体内的上部搅拌叶片和配置于筒体下方的下部搅拌叶片。
Description
技术领域
本发明涉及一种曝气搅拌机，特别是涉及仅切换电动机的回转方向即可高效率地进行向水中供给空气(氧)的需氧运行(曝气运行)和不向水中供给空气(氧)的厌氧运行(搅拌运行)的曝气搅拌机。
背景技术
过去，在交替地切换向水中供给空气的需氧运行和不向水中供给空气的厌氧运行从而进行污水处理的场合，在污水处理槽的水面附近设置曝气搅拌机，当进行需氧运行时，使得由电动机进行回转驱动的回转轴上升，使其朝单向回转，从而将污水吸上，如喷水那样使污水朝周围飞溅，由污水的落下向水中送入空气，进行曝气，另一方面，当进行厌氧运行时，使回转轴下降，使其朝相反方向回转，从而在污水中产生水流，进行搅拌。
可是，在上述现有的曝气搅拌机中，当切换需氧运行和厌氧运行时，通过切换由电动机进行驱动回转的回转轴的回转方向，当进行需氧运行时，吸取污水，如喷水那样使污水朝周围飞溅，另一方面，当进行厌氧运行时，为了在污水中产生水流，需要使安装了搅拌叶片的回转轴升降的升降机构，存在曝气搅拌机的构造变复杂的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有的曝气搅拌机存在的问题而作出的，其目的在于提供一种曝气搅拌机，该曝气搅拌机没有设置使安装了搅拌叶片的回转轴升降的升降机构，通过切换电动机的回转方向，即可高效率地进行向水中供给空气的需氧运行(好气运转)和不向水中供给空气的厌氧运行(嫌气运转)。
为了达到上述目的，本发明的曝气搅拌机具有安装于由电动机驱动回转的回转轴的搅拌叶片和覆盖上述回转轴的周围地配置的筒体；其特征在于：从水面下到水面上方配置上述筒体，上述搅拌叶片分开形成为配置于筒体内的上部搅拌叶片和配置于筒体下方的下部搅拌叶片。
由于该曝气搅拌机从水面下到水面上方配置对回转轴的周围进行覆盖的筒体，并且上述搅拌叶片分开形成为配置于筒体内的上部搅拌叶片和配置于筒体下方的下部搅拌叶片，所以，当例如进行需氧运行的起动时，使由电动机驱动回转的回转轴朝单向回转，由下部搅拌叶片将污水送入筒体内，并由上部搅拌叶片吸引送入到筒体的污水，以后继续如喷水那样使污水朝周围飞溅，由污水的落下将空气送入到水中，可由曝气进行需氧运行；另一方面，当进行厌氧运行时，通过使回转轴朝相反方向回转，可由下部搅拌叶片在污水中产生水流地进行搅拌。
在该场合，可将上部搅拌叶片形成为从上部朝下方缩小直径的螺旋形。
这样，当进行需氧运行时，可确实地吸引送到筒体内的污水，同时，可确实地不对厌氧运行产生不良影响。
在该场合，可在轴向上沿规定长度一定地形成从上部朝下方缩小直径的螺旋形的上部搅拌叶片的下部的直径。
这样，不受污水处理槽的水位变动的影响，当进行需氧运行时，可确实地吸引送入到筒体内的污水，同时，可进一步确实地不对厌氧运行产生不良影响。
另外，可在上部搅拌叶片与下部搅拌叶片间配置中间搅拌叶片。
这样，当进行需氧运行时，可由中间搅拌叶片进行将污水平滑地送入到筒体内的辅助作用。
另外，可朝回转轴的回转方向弯曲地形成上部搅拌叶片的外缘部。
这样，从叶片外缘部朝外的流动成分消失，即使叶片与筒体的间隙增大，从叶片外缘部的漏水也不增加，所以，不会降低曝气性能，可防止叶片与筒体间的夹杂物的夹入。
另外，可使回转轴的下端从下部搅拌叶片朝下方凸出，而且将下端面形成为弧面形状。
这样，当进行下部搅拌叶片的相反回转时，从槽下部方向吸引的水流的流动由从下部搅拌叶片延伸到下方的轴的圆弧面前端平稳地引导至下部搅拌叶片，并在搅拌状态下朝上流动。
另外，可通过具有翼形或长圆形断面的支柱连接对筒体进行支承的下部固定板和配置于圆锥形导向件的上方的上部固定导向件。
这样，当污水从下部固定板与上部固定导向件间的间隙飞溅时，由于支柱为翼形或长圆形断面，所以，可将飞溅水的阻力抑制得较低，所以，可增大飞溅距离。
另外，使得可调整支柱的安装角度。
这样，可简单地调整对应于污水槽的形状的扩散。
另外，可仅在电动机起动时提高转速。
这样，当起动时可迅速地增大朝向上的水流，使污水的扩散飞溅稳定。
附图说明
图1示出本发明曝气搅拌机的第1实施例，为示出进行需氧运行的状态的断面图。
图2为示出进行该厌氧运行的状态的断面图。
图3为曝气搅拌机的放大图。
图4为示出本发明曝气搅拌机的第1实施例的变型实施例的断面图。
图5为示出本发明曝气搅拌机的第2实施例的断面图。
图6为示出本发明曝气搅拌机的变型实施例的断面图。
图7为示出本发明曝气搅拌机的变型实施例的断面图。
图8为图7的X-X线的横断平面图。
图9为上部搅拌叶片的横断平面图。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的曝气搅拌机的实施形式。
图1-图3示出本发明的曝气搅拌机的第1实施例。
图1示出将曝气搅拌机1设置于矩形的污水处理槽进行需氧运行的状态，图2示出进行厌氧运行的状态。
设置该曝气搅拌机1的污水处理槽A虽未特别地进行限定，但为了进行污水处理呈通用的矩形并具有所需容量，在污水处理槽A的中央部设置曝气搅拌机1。
曝气搅拌机1通过机架等固定设置于污水处理槽A，由此可均匀地进行污水处理槽A全体的污水的曝气和搅拌。
另外，在如图4所示变型实施例那样由浮子F以悬浮状态支承曝气搅拌机1的场合，可对应水位变动地由附设了弹簧18a的钢丝绳18等约束回转地设置。
在曝气搅拌机1中，将具有到达水中规定深度的长度的回转轴12铅直地连接到配置于水面上的可切换回转方向的电动机11的驱动轴16的下端。
从水面下到水面上方地配置圆筒形的筒体15，该筒体15隔开规定间隔地覆盖该回转轴12的周围。
该圆筒形的筒体15的上端与曝气搅拌机1的水上部隔开规定间隔配置以可使污水朝周围飞溅，同时，筒体15的下端部以直形或如图示那样以漏头号状稍扩展地形成。
另外，如图3所示那样，在电动机11与筒体15之间配置调节电动机11(驱动轴16)与筒体15的相对位置即筒体15的设置位置(水深)的调节机构15a，这样，可相应于污水处理槽A的污水的水位和需氧运行或厌氧运行，调节筒体15的设置位置(水深)。
当从筒体15的上端使污水朝周围飞溅时，为了防止在调节机构15a缠绕包含于污水中的毛发等纤维状物质，最好在构成调节机构15a的杆状体的外周配置如图3(D)或图3(E)所示那样的罩体15b，该罩体15b的断面形状形成为长圆形或流线形。
另外，在回转轴12，将2种搅拌叶片13、14分开配置为上部搅拌叶片13和下部搅拌叶片14，并使污水可朝周围飞溅地将倒圆锥部17形成于其上端部；该上部搅拌叶片13的至少大部分位于筒体15内的水面上(也可使其全部位于筒体15内的水面上地配置)，用于在需氧运行时吸引送入到筒体15内的污水；该下部搅拌叶片14位于筒体15的下端的下方的水中，用于在需氧运行时将污水送入到筒体15内，并且在厌氧运行时在污水中产生水流地进行搅拌。
在该场合，搅拌叶片13、14如可产生水流，则可为相同构造，也可为不同构造，其构造不受图示限制。
通过将搅拌叶片13、14分开配置成上部搅拌叶片13和下部搅拌叶片14，该上部搅拌叶片13的至少大部分位于筒体15内的水面上，用于吸引需氧运行时送入到筒体15内的污水，该下部搅拌叶片14位于筒体15的下端的下方的水中，用于在需氧运行时将污水送入到筒体15内，并且在厌氧运行时在污水中产生水流地进行搅拌，这样，可容易地形成使两者不同的构造。
具体地说，例如进行需氧运行时用于吸引送入到筒体15内的污水的、至少其大部分位于筒体15内的水面上的上部搅拌叶片13采用形成为螺旋形的构造，这样，当进行需氧运行时，可确实地吸引送入到筒体15内的污水。
另外，形成为该螺旋状的构造的上部搅拌叶片13虽然也可采用沿轴向形成均匀的直径的螺旋形的构造，但通过特别是如图3所示那样，采用从上部朝下方使直径缩小的螺旋形的构造，这样，当进行需氧运行时，可确实地吸引送入到筒体15内的污水，同时，即使水位变动等也可确实地不对厌氧运行产生不良影响。即，当进行厌氧运行时，即使筒体15内的污水的水位上升，污水接触到上部搅拌叶片13，由于该部分的上部搅拌叶片13的直径小，所以筒体15内的污水也主要接受筒体15的外周方向的力，可抑制筒体15内的污水的上下方向的水位变动，振动等也比较小，可进行稳定的厌氧运行。
另外，通过如图3(C)所示那样将从上部朝下方缩小直径的形成为螺旋形的上部搅拌叶片13的下部的直径在轴向上沿规定长度L形成为一定，从而在该范围内吸收污水处理槽A的水位变动，不接受污水处理槽A的水位变动的影响，当进行需氧运行时，可确实地吸引送入到筒体15内的污水，同时，可进一步确实地不对厌氧运行产生不良影响。
另外，需氧运行时用于将污水送入到筒体15内并且当厌氧运行时在污水中产生水流地进行搅拌的、位于筒体15下端的下方的水中的下部搅拌叶片14采用流动不朝周向扩展的那样的构造，从而在水深大的污水处理槽的场合，也可由位于水面附近的搅拌叶片14产生具有足够流速的底部水流，另外，可缩短曝气搅拌机1的机长，当进行维护时，可容易地将曝气搅拌机1吊起到水面上。
另外，可如图5和图6所示变型例的那样，在上部搅拌叶片13与下部搅拌叶片14之间配置中间搅拌叶片19a或中间搅拌叶片19b。
该中间搅拌叶片19a、19b的构造没有特别限定，但在图5中，使与下部搅拌叶片14相似形状(小型)的中间搅拌叶片19a朝与下部搅拌叶片14相反的方向配置到水中，另外，在图6中，将形成滚珠丝杠状的螺旋形的肋的中间搅拌叶片19b配置到横跨于水面上与水中的位置。
这样，通过在上部搅拌叶片13与下部搅拌叶片14之间配置中间搅拌叶片19a、19b，当需氧运行时，可由中间搅拌叶片19a、19b进行将污水平稳地送入到筒体15内的辅助作用。另外，这些中间搅拌叶片19a、19b都为小型而且回转阻力小，所以，可将厌氧运行时的不良影响抑制得较小。
另外，在图5和图6所示变型实施例中，为了可使污水均匀地飞溅到周围，在回转轴12的上端部形成圆锥形导向件17，此外，在筒体15的上端配置环状整流块20，该整流块20的上面中心部形成于稍凹下的圆锥面。
下面，说明该曝气搅拌机1的动作。
首先，在需氧运行的起动时，如图1所示那样，使由电动机11驱动回转的回转轴12朝单向回转，从而由位于筒体15下端的下方的水中的下部搅拌叶片14将污水送入到筒体15内，然后，由至少大部分位于筒体15内的水面上的上部搅拌叶片13吸引送入到筒体15内的污水，以后持续喷水地使污水朝周围飞溅，通过污水的水滴飞溅产生的与空气的接触和污水的落下产生的空气向水中的送入，由曝气进行需氧运行。
另外，与此同时，由位于筒体15下端的下方的水中的下部搅拌叶片14在污水处理槽A的中心部产生朝上的水流，这在污水处理槽A中产生循环水流，从而可进行污水处理槽A全体的搅拌。
在回转轴12的回转开始初期，至少大部分位于筒体15内的水面上的上部搅拌叶片13虽然在筒体15内空转，但位于筒体15下端的下方的水中的下部搅拌叶片14将污水送入到筒体15内，当污水充满筒体15内时，可由上部搅拌叶片13吸引送入到筒体15内的污水。
另一方面，当进行厌氧运行时，如图2所示那样，通过使由电动机11驱动回转的回转轴12朝相反方向回转，可由位于筒体15下端的下方的水中的下部搅拌叶片14在污水处理槽A的中心部产生朝下的水流，这在污水处理槽A中产生循环水流，可进行污水处理槽A全体的搅拌。
而且，当进行该厌氧运行时，至少大部分位于筒体15内的水面上的上部搅拌叶片13在筒体15内空转，不对厌氧运行产生不良影响。
该曝气搅拌机1还具有以下那样的优点。
(1)一般污水处理槽内的单位水量所需要的动力最好在需氧运行时比厌氧运行时设定得大。
在该曝气搅拌机1中，当进行厌氧运行时，至少其大部分位于筒体15内的水面上的上部搅拌叶片13空转，所以，厌氧运行时的动力可比需氧运行时少。
(2)在该曝气搅拌机1中，由位于水面附近的筒体15下端的下方的水中的下部搅拌叶片14可产生足够的底部水流。
特别是在该曝气搅拌机1中，当进行厌氧运行时，至少大部分位于筒体15内的水面上的上部搅拌叶片13在筒体15内空转，能量效率良好，由小的动力可产生足够的底部水流。
(3)在该曝气搅拌机1中，当进行需氧运行时，分开地将至少大部分配置到筒体15内的水面上的位置的和配置到筒体15的下端的下方的水中的位置的2种搅拌叶片13、14在污水处理槽A的底部产生水流，可朝上吸引底部的污水，所以，为了产生具有充分的流速的底部水流不需要大的动力。
此时需要的动力虽然比厌氧运行时大，但由于它为用于满足所需的氧溶解速度的曝气所需的动力，所以，不会为了产生底部水流而无用地消耗动力。
(4)需氧运行时，对于污水处理槽底部附近的氧浓度低的水，由下部搅拌叶片14将污水送到筒体15内，并由上部搅拌叶片13吸引送到筒体15内的污水，以后持续喷水地使污水飞溅到周围，由污水的落下将空气送入到水中，在水面进行曝气，然后由飞溅的污水的着水压在壁面近旁将污水压下，可进行矩形的污水处理槽A的槽底部的污水的循环，所以，可提高单位动力的氧溶解效率(氧溶解速度效率)。
下面，由图7-图8示出本发明的曝气搅拌机的第2实施例。
在该实施例中，由电动机11驱动贯通筒体15内、沿上下分开设置2个搅拌叶片13、14的回转轴12的构成与第1实施例相同，而且回转轴12在从筒体15的下端凸出的位置的位于下部搅拌叶片14上方的位置改变其轴径，例如，使下方侧变细地形成锥形台阶部12a，同时，使该回转轴12的小直径轴部12b朝下部搅拌叶片14的下端的下方凸出，而且使下端面成为圆弧面。
另外，在筒体15的上方，处于上部搅拌叶片13的上方位置地固定于回转轴12的圆锥形导向件17与上部固定导向板22相向地接近配置，而且，相对下部安装板21使该上部固定导向板22隔开所需间隙地通过支柱23固定。
该上部固定导向板22的直径比在上方位置与其接近的圆锥形导向件17的直径大，由此将沿圆锥形导向件17的外周面上升而来的污水平稳地引导至圆锥形导向件17上端的上部固定导向板22的下面，并引导至外方。
另外，上部固定导向板22在支柱23、23之间将其外周缘形成切口。该切口22a形成为使飞溅水的着水形状与污水处理槽A的形状对应的矩形，所以，其外形虽不特别限定于圆板外周围的4个部位，但例如大体按90度间隔从外周缘侧形成三角形的切口22a，使外形成为变形了的十字形地形成。在该场合，由切口22a形成的4个凸出片22b、22b的长度在用于正方形的污水处理槽时，如图8所示那样均等地形成，但在适用于矩形的污水处理槽A的场合，与污水处理槽A的形状对应，与离曝气搅拌机1近的污水处理槽A的壁面相向地配置的一侧的凸出片较长，与较远一方的污水处理槽A的壁面相向地配置的一侧的凸出片变得较短。
该凸出片22b的长度的比与矩形污水处理槽A的形状对应。
这样，从设置于污水处理槽A的中心的曝气搅拌机1到较近一方的2面的污水处理槽A的壁面的飞溅距离小，到较远一方的2面的污水处理槽A的壁面的飞溅距离大，可将污水的着水形状形成为矩形，飞溅水不冲突到污水处理槽A的壁面，均等地在所有的壁面近旁着水，所以，由该着水压、在壁面近旁进行污水的压下，由此可提高包含矩形的污水处理槽A的槽底部的角部的污水的流速，另外，可抑制在污水处理槽A内的旋转流的发生。
另外，支承上部固定导向板22的支柱23如图7和图8所示那样，断面呈翼形或长圆形，根据需要贯通设于下部安装板21的整流块20地固定到下部安装板21。
通过将支柱23形成为翼形或长圆形断面，在上部搅拌叶片13、圆锥形导向件17的回转作用下沿圆锥形导向件17的外周面上升而来的污水从下部安装板21和上部固定导向板22的间隙朝外方飞溅时，一部分污水冲突到该支柱23，其飞溅方向虽然改变，但由于断面为翼形或长圆形断面，所以，由与该支柱23的冲突导致的能量的消失可为最低限度。
在图8中，支柱23相对通过上部固定导向板22中心的直角方向的二直线，与该直线隔开某一间隔，使支柱23的长轴方向平行地配置。通过调整该支柱23的安装角，可调整朝曝气搅拌机1的外周方向的飞溅量。
另外，增大上部固定导向板22的下部，由此在该间隙的上部与下部改变从下部安装板21与上部固定导向板22之间的间隙飞溅的污水的飞溅量，从而改变污水的飞溅距离，在污水处理槽A内的水面上进行平均的洒水。
另外，可在整流块20的上面配置板24。这样，局部地施加负荷，调节污水的飞溅方向和飞溅量。
另外，上部搅拌叶片13和下部搅拌叶片14的形状也可如图3所示实施例那样，但并不特别限于此。
另外，上部搅拌叶片13的外缘部13a可如图9所示那样朝回转轴12的回转方向弯曲地形成。这样，从叶片外缘部朝外的流动的成分消失，即使增大叶片与筒体的间隙，也不增加从叶片外缘部的漏水，所以，不会降低曝气性能，另外，由于将叶片与筒体间的间隙设定得较大，所以，可预先防止在叶片与筒体之间夹入夹杂物等筒体内的堵塞。
以上，根据多个实施例说明了本发明的曝气搅拌机，但本发明不限于上述实施例的构成，而且可适当组合记载于各实施例的构成，也可根据其用途作为曝气机或搅拌机的单机功能构成，如此这样在不脱离其宗旨的范围内适当改变其构成。
按照本发明的曝气搅拌机，从水面下到水面上方配置覆盖回转轴周围的筒体，上述搅拌叶片分开形成为配置于筒体内的上部搅拌叶片和配置于筒体下方的下部搅拌叶片，所以，当例如进行需氧运行的起动时，使由电动机驱动回转的回转轴朝单向回转，从而由下部搅拌叶片将污水送入筒体内，并由上部搅拌叶片吸引送入到筒体的污水，以后持续地如喷水那样使污水朝周围飞溅，由污水的落下将空气送入到水中，可由曝气进行需氧运行。在该场合，当处于需氧运行的稳定状态时，即使配置多个搅拌叶片，也可由与配置上部搅拌叶片的场合的消耗电力大体相等的电力消耗量进行需氧运行。
另外，当进行厌氧运行时，通过使回转轴朝相反方向回转，可由下部搅拌叶片在污水中产生水流地进行搅拌。
这样，不设置使安装了搅拌叶片的回转轴升降的升降机构，仅切换电动机的回转方向，即可高效率地进行向水中供给空气的需氧运行和不向水中供给空气的厌氧运行，并且，曝气搅拌机的构造简单，维护管理容易，可获得可靠性高的曝气搅拌机。
另外，通过将上部搅拌叶片形成为从上部朝下方缩小直径的螺旋形，当进行需氧运行时，可确实地吸引送到筒体内的污水，同时，可确实地不对厌氧运行产生不良影响。
另外，通过在轴向上沿规定长度一定地形成从上部朝下方缩小直径的螺旋形的上部搅拌叶片的下部的直径，从而不受污水处理槽的水位变动的影响，当进行需氧运行时，可确实地吸引送入到筒体内的污水，同时，可进一步确实地不对厌氧运行产生不良影响。
另外，通过在上部搅拌叶片与下部搅拌叶片间配置中间搅拌叶片，当进行需氧运行时，可由中间搅拌叶片进行将污水平稳地送入到筒体内的辅助作用。
另外，朝回转轴的回转方向弯曲地形成上部搅拌叶片的外缘部，从叶片外缘部朝外的流动成分消失，即使叶片与筒体的间隙增大，从叶片外缘部的漏水也不增加，所以，不会降低曝气性能，可防止叶片与筒体间的夹杂物的夹入。
另外，通过使回转轴的下端从下部搅拌叶片朝下方凸出，而且将下端面形成为弧面形状，从而当进行下部搅拌叶片的相反回转时，从槽下部方向朝上吸引的水流的流动由成为从下部搅拌叶片延伸到下方的轴的圆弧面的前端平稳地引导至下部搅拌叶片，并在搅拌状态下朝上流动。
另外，通过具有翼形或长圆形断面的支柱连接对筒体进行支承的下部固定板和配置于圆锥形导向件的上方的上部固定导向件，从而当污水从下部固定板与上部固定导向件间的间隙飞溅时，由于支柱为翼形或长圆形断面，所以，可将飞溅水的阻力抑制得较低，所以，可增大飞溅距离。
另外，由于使得可调整支柱的安装角度，所以，可简单地调整对应于污水槽的形状的扩散。
另外，通过仅在电动机起动时提高转速，当起动时可迅速地增大朝向上的水流，使污水的扩散飞溅稳定。
Claims (9)
1.一种曝气搅拌机，具有安装于由电动机驱动回转的回转轴的搅拌叶片和覆盖上述回转轴的周围地配置的筒体；其特征在于：从水面下到水面上方配置上述筒体，并且将上述搅拌叶片分开形成为配置于筒体内的上部搅拌叶片和配置于筒体下方的下部搅拌叶片。
2.根据权利要求1所述的曝气搅拌机，其特征在于：将上部搅拌叶片形成为从上部朝下方缩小直径的螺旋形。
3.根据权利要求2所述的曝气搅拌机，其特征在于：在轴向上沿规定长度一定地形成从上部朝下方缩小直径的螺旋形的上部搅拌叶片的下部的直径。
4.根据权利要求1、2或3所述的曝气搅拌机，其特征在于：在上部搅拌叶片与下部搅拌叶片间配置中间搅拌叶片。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的曝气搅拌机，其特征在于：朝回转轴的回转方向弯曲地形成上部搅拌叶片的外缘部。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的曝气搅拌机，其特征在于：使回转轴的下端从下部搅拌叶片朝下方凸出，而且将下端面形成为弧面形状。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的曝气搅拌机，其特征在于：通过具有翼形或长圆形断面的支柱连接对筒体进行支承的下部固定板和配置于圆锥形导向件的上方的上部固定导向件。
8.根据权利要求7所述的曝气搅拌机，其特征在于：所述支柱的安装角度可被调整。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的曝气搅拌机，其特征在于：仅在电动机起动时提高转速。
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