CN1445179A - 潜水垂直曝气工作头 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种潜水垂直曝气工作头，下部为潜水垂直碎泡分布机总称，在水底垂直水面使用，空气通过导管从水面导入水底的气座，气座后部为曝气工作头的电机和传动部分；电机的动力由伞形齿轮旋转90°，再由前部的动力输出轴输出；动力输出轴装有由小到大的同轴叶片组控制泛点应用，以获得将搅碎气泡打走的不同流场半径、具有旋转动能、延长轨迹；气座的进气口上方内壁圆周装有导流喉管，其后圆周平面内设置对称的两个进水乳化口，使污水乳化后再由同轴叶片组打碎，导流喉管下部装有沿圆周分布的永磁体镶块、气座出口沿圆周装有永磁体镶块将污水磁化，使可磁化物质变得有序。

Description

潜水垂直曝气工作头

本发明公开一种潜水垂直曝气工作头，涉及污水处理技术领域，尤其是能够增加水下曝气的服务体积。

目前对污水曝气增氧是通过污水池底布置的曝气头将压缩空气站通过地下管路输送的压缩空气打入水中；气泡不可控、体积大而比表面积小，气泡只能靠浮力直线上升，服务效率低、面积小，出气孔易堵塞，占地面积大。一些专利技术中强调氧的顺磁性，便用永磁体将氧富聚。可是事实上在磁介质中，磁化强度M、磁感应强度B、磁化率Xm、磁导率μ、磁场强度H的关系有：M＝Xm·H顺磁质磁化率的绝对值量级在10^-6左右，顺磁质、抗磁质、这类磁介质都相当弱，他们的|Xm|＜＜1，μ≈1；值得注意的是，他们都是与磁场强度H无关的常数。这与属于强磁性介质的铁磁质完全不一样。铁磁质中一般M与H不成比例，甚至没有单质关系，即M的值不能由H的值唯一确定，甚至还与磁化历史有关，且是H的函数，即Xm＝Xm(H)μ＝μ(H)，这里铁磁质的Xm(H)和μ(H)都很大，其量级为10^-2-10^-3甚至10^-8以上。铁磁质的磁性主要表现为电子的自旋磁矩。在没有磁场的条件下，铁磁质中电子自旋磁矩可以在小范围内自发排列形成磁畴。饱和磁化强度等于每个磁畴中原有的磁化强度。由于在每个磁畴中元磁矩已完全排列起来，所以其磁化强度就非常大，这就是为什么铁磁质的磁性比顺磁质强的多的原因。工程中根据氧的顺磁性作用(Xm＝1.9×10^-6)象电荷或铁磁质那样能够富聚必须要无限大的增加磁场强度H。同时还要施加能够去掉束缚力的外力，才能够将得到的富氧转移并利用；这必然导致成本的大幅度提高。而自然界中，根本没有因磁场强度引起空气中氧的不平衡现象。

本发明的目的是公开一种气泡可控到极小，以增加比表面积、并具有旋转动能、增大服务区域的装置。克服了现有曝气装备的上述各种不足、大幅度降低一次性建设的投资费用。本发明是这样实现的：在水底垂直于水面使用的潜水垂直曝气工作头上装有潜水垂直碎泡分布机总称；有水面导入的气体经导管进入潜水垂直曝气工作头气座；气座后部为潜水垂直曝气工作头的电机和传动部分；电机的动力由伞形齿轮旋转90°，再由前部的动力输出轴输出；动力输出轴装有由小到大的同轴叶片组；气座的进气口上方内壁圆周装有流线型导流喉管以增加水压；喉管后圆周平面内设置180°对称的两个进水乳化口增加气水混合、避免产生泛点；导流喉管下部装有圆周分布的永磁体镶块使污水磁化；气座出口沿圆周也装有永磁体镶块，进一步使污水磁化。潜水垂直碎泡分布机使用电力运转，电机绕组的绝缘等级为F级，最大工作温度为155℃，正常工况温升小于80℃；由两个机械密封和一个唇性密封组成；潜水垂直碎泡分布机上装有与周围液体、电机完全密封隔离的接线盒连接动力电线，接通的导线由潜水垂直曝气工作头进气导管外壁纵向布置的导线管穿过并引出水面；潜水垂直碎泡分布机上还装有在125℃动作的热敏开关监测系统，起保护作用。电机动力输出轴装有从小到大布置避免产生气穴的同轴叶片组设计中控制泛点应用，以获得将搅碎气泡打走的不同流场半径；气座的进气口上方内壁圆周装有流线型导流喉管以改变导流压力；喉管其后圆周平面内设置180°对称的两个进水乳化口，用以增加气水混合；污水乳化后再由同轴叶片组打碎，在液体中成为具有旋转动能的小气泡，延长轨迹。导流喉管下部装有沿圆周分布的永磁体镶块；潜水垂直曝气工作头气座出口沿圆周也装有永磁体镶块，目的是使污水中可磁化物质变得有序；设计中，通入的高压空气与水深压力平衡点大于或等于同轴叶片组大叶片下的小叶片下端面处的水深。由于叶片旋转半径不同就产生不同的线速度和离心力；以相同角度打出气泡就得到不同轨迹和运动半径，形成受水深压力而变形的环状截面气泡区的流场；具有旋转动能的小气泡可以产生水平分力；而不象自然形成的流线型气泡只具备靠浮力向上的直线运动轨迹。此间形成的流场大大提高曝气的服务区域、减少一次性投资、降低成本。工艺设计中还要保证进入的高压空气与水深压力平衡点大于或等于同轴叶片组前端大叶片下小叶片下平面底端的水深。

本发明的积极效果在于：将空气高压送入水底；当污水以适当的流速流过与其垂直的磁场时引起电位差发生变化，可消除极化；同时使污水本身磁化，变得有序、可控；建立的电位差越高氧化速度就越快，氧的顺磁性更便于与磁化污水吸附。因为氧是一种强去极化剂，水中有充分的溶解氧存在时反应为：

氧气参加反应的结果是夺走了自由电子，因而使极化作用遭到破坏，即发生去极化、推动氧化作用的深入进行。下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

图1为本发明的结构原理图。

本发明采用在水底垂直于水面使用的潜水垂直曝气工作头，其下部为潜水垂直碎泡分布机总称(2)，空气通过导管(8)从水面导入水底的气座(1)，气座(1)后部为潜水垂直曝气工作头的电机和传动部分；前部是将电机动力旋转90°的动力输出轴(9)，动力输出轴(9)装有从小到大布置的同轴叶片组(3)，在控制泛点工况下工作，并产生具有旋转动能的小气泡、以获得将搅碎气泡打走的不同流场半径、成为延长轨迹、增大服务区域；气座的进气口上方内壁圆周装有流线型导流喉管(4)，(4)后圆周平面内设置180°对称的两个进水乳化口(5)，以使污水乳化、增加气水交换；导流喉管(4)下部装有延圆周分布的永磁体镶块(6)；潜水垂直曝气工作头气座出口沿圆周装有永磁体镶块(7)将污水磁化，可使污水中的磁化物质变得有序。

Claims (5)

1、一种潜水垂直曝气工作头，在水底垂直水面使用；潜水垂直曝气工作头的下部为潜水垂直碎泡分布机总称(2)，空气通过导管(8)从水面导入水底的气座(1)，气座后部为曝气工作头的电机和传动部分；电机的动力由伞形齿轮旋转90°，再由前部的动力输出轴(9)输出；动力输出轴(9)装有由小到大的同轴叶片组(3)，气座的进气口上方内壁圆周装有流线型导流喉管(4)，其后圆周平面内设置180°对称的两个进水乳化口(5)；导流喉管下部装有沿圆周分布的永磁体镶块(6)；潜水垂直曝气工作头气座出口沿圆周装有永磁体镶块(7)；

2、根据权利要求1所述的潜水垂直曝气工作头，其特征在于：使用永磁体将污水磁化，使污水中可磁化物质变得有序。

3、根据权利要求1所述的潜水垂直曝气工作头，其特征在于：同轴叶片组(3)从小到大布置、控制泛点应用，以获得将搅碎气泡打走的不同流场半径。

4、根据权利要求1所述的潜水垂直曝气工作头，其特征在于：进入的旋转空气经喉管改变压力、使污水乳化后再由同轴叶片组(3)打碎，在液体中成为具有旋转动能的小气泡，延长轨迹。

5、根据权利要求1所述的潜水垂直曝气工作头，其特征在于：通入的高压空气与水深压力平衡点大于或等于同轴叶片组(3)大叶片下端点处的水深。

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