CN202139114U - 气爆增氧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气爆增氧装置，该装置先在水底固定空气收集器，空气收集器上部开有放气口，放气口下面有空气闸门，空气闸门固定在检压仓中，检压仓的上部除了开有放气口之外还有导气孔，检压仓下方开有检压孔和引出一条引压管，引压管的另一端固定在空气收集器上部的引压孔，空气收集器的底部开有进排水孔，用气导管联通空气压缩机和空气收集器内部，其特征是：空气闸门是一块可以上下凹凸的胶片。本实用新型利用了气泡和水的比重不同，在水下的推力是以排开水的体积来计算的，因此用相对小力就可以搅动较大的水体，且气泡是往上冲的，不会搅动淤泥。

Description

气爆增氧装置

技术领域：

本实用新型涉及一种水体增氧装置，特别是需要把新鲜的空气混合于水中，来置换原本在水中的有害气体，以达到增加水体溶氧量的目的。 

背景技术：

目前，公知想把新鲜的空气混合溶于水中，来置换原本在水中的有害气体，以达到增加水溶氧量的方法大致可以分成三大类。 

一)空气压缩机(俗称：气泵)压缩空气，通过气导管送入水中，然后末端接一气石或气盘等出气泡的装置。在水里产生许多细小的气泡，达到往水中送气的效果。这一般只适合用于小面积的水产养殖，如鱼缸或鱼池等。因为气泡很小，促使水的流动性是很不够，甚至可以说在水流动这方面几乎是可以忽律。那样能接触到空气的水就局限于小气泡垂直经过的周边地方。显然这是很不足够的，因为水中有机物的分解和水中生物的呼吸，都不断地消耗氧气和释放出大量的二氧化碳及沼气，这些有害气体会停留在饲养水体里的任何一个角落。如果没有得到新鲜空气的对流，水质就会变坏，这就是俗称的死水，这种死水很不利于水中生物的生存。所以这一方法一般不会应用在大水 体里。因为这样做的话，大水体要达到整个水体都有空气交换的效果，必须要很多的气头和气导管布满整个水体。对于大水体来说，这首先是不便于管理，其次是效率也差。 

二)旋桨式及水车式搅动。它们的原理都是通过桨不断地拨动水，产生水流，由于水的流动，产生负压，达到空气交换的目的。这一般用于鱼塘和水库等的大面积水产养殖。它的缺点是横向推动水，由于水并没有被排出，只是在同一个容器里转，水又有一定的密度，产生的摩擦力和阻力都是很大的，要大面积的水体流动，方法只有增加机器的功率，消耗更多的能量。还有一点必须指出的，这样的方案由于搅动的设备是固定在水面的上方，计算搅动深度的时候是从水面往下算的。大型水体的深度，由于受天气情况等的影响很多，有时是比较难控制的，因此在现实生产中会出现这种情况，由于各种原因，水体浅了。但设备是预先购置的，如果开动增氧设备，就会搅动到鱼塘底下的淤泥，释放了停留在那的许多有害物质，这在水产养殖中是一个大灾难。因此为了留一些余量，在设备购置上都不愿意选择搅动水太深的，这样一来深水层的水流动就成了问题。也就是说这种设计，其实只适合面层水的搅动。 

三)泵式。也就是利用抽水泵把水提高，水一般高出水面，然后利用 重力的作用，落回水面，造成水的流动和翻动，一方面水在出水面后更多的和空气接触，另一方面由于水的翻动，水下就会造成一个负压，空气会进入水中和原来的气体进行交换，从而达到增加溶氧的效果。这方法可以做到深水层的流动，但这样的方法也有一个很明显的缺点，就是要连续不断地搬动水往空中抛，水的比重是1，要造成一个大水流的翻动，就必须要一个大口径、大扬程的水泵，这功耗自然就大。 

为了克服现有的水体增氧装置功耗大，效率不高或者只局限于面水搅动等缺点。本实用新型提供一种全新的水体增氧装置，就是气爆增氧装置。简略而说就是，先选择搬动比水轻很多的空气到水下，但不像用气石那样马上把空气直接放到水中，而是用特别设计的容器收集起来。然后慢慢累积到一定的数量，突然打开空气闸门，以一个大气泡的形式全部放出，巨大的气泡往上推动水，使得大面积的水激烈地往上冲，气泡一直把这些水推出水面，然后在水面形成如爆炸的状态。被推出水面的水又重新落到水面上。这样整个水体就会以水泡为中心，产生辐射四周的水浪。气泡越大水浪越大，辐射的面积也越大。水浪搅动的过程，根据原理知道会产生负压，空气就会进入水中，和原来水中的气体进行交换，从而达到增氧的目的。还有一点就是， 这样的装置可以根据搅动水层深度，而把气泡释放点设计在这一预定点的高度，使得在这个面以上的水都被搅动。也就是说本实用新型是可以先避开不能搅动的部分来安装设备的，而往上的部分不管水位如何变化，都一一给彻底搅动，这就很好地解决了深层水翻动的问题，而又不会搅动到塘底的淤泥。利用水浪的余波来不断地、反复地推动水，辐射更大面积，这就能大大提高效率。 

本实用新型，利用了水体和气体的比重不同，选择了比较轻的空气作为搬动的对象，在水底加了一个空气累积的方法。根据浮力原理可以知道，气泡产生的向上推力是等于这个气泡体积所对应的相同体积的水的重量。也就是说，一公升体积的气泡，在水下可以产生一千克的推力(以水的比重为1来计算)，但我们不需要用一千克的力来搬运这些气体，只需要克服相应的摩擦力和水压就可以。采用了小量搬运的方法，水深压强大，但如果受力面积小，其受力也不大。这就用了一个能量累积的过程，也就是说我们不需要一台功率很大的空气压缩机，而能够在水下产生一个非常巨大的力，从而在水中造成一个极大的水浪波，再利用这水浪能来推动整个水体，达到不留死水位的目的。这脉动式的推动也刚好符合了有害气体同样需有一个累积的过程，只要我们能及时地进行空气交换，水中的有害气体就会被控制 在一定的范围，也就达到了平衡水体里气体成分的目的，也就是通常说的对水体进行了增氧。 

实用新型内容

气爆增氧装置，该装置先在水底固定一个空气收集器，空气收集器上部以管状的形式开有放气口，放气口下面有一个空气闸门堵住，空气闸门其实是一块可以上下凹凸的胶片，空气闸门固定在检压仓中，检压仓的上部除了开有放气口之外还有导气孔，检压仓以空气闸门为界，下方是一个相对密封的仓体，在下面开有检压孔和引出一条引压管，引压管有一个最低点，另一端固定在空气收集器上部的引压孔，并且穿出空气收集器外壁，这样就联通检压仓下部与空气收集器外部，还有空气收集器的最底部分开有进排水孔。然后用气导管联通空气压缩机和空气收集器内部，打开空气压缩机，把气泡通过气导管送到空气收集器内部，气泡在空气收集器上部聚集，水从进排水孔排出，随着气泡的增加，气泡从检压孔进入检压仓，这时空气闸门受下面气泡的顶托，其受力情况如此，导气孔对应的空气闸门部分此时上下受力基本相等，而对应着的放气口部分空气闸门下面力大于上面，空气闸门被压贴在放气口上，空气收集器内部的气泡不能通过放气口而堵在了空气收集器内部，随着空气收集器内部的气泡的增加，水线越来越低，一直越过了引压管的最低点，这时检压仓内的气泡会沿着引压管快速地排出空气收集器，这样一排，就造成了检压仓下部向上的力少了，而空气闸门上方对应的导气孔往下压的力没有减少，这样就导致了空气闸门被往下推，空气闸门离开了放气口，于是空气收集器内 部的气泡就会通过导气孔再到放气口然后跑到空气收集器外部，一直冲向水面，同时水从进排水孔进入空气收集器，补充气泡原先的位置，水线一直上到检压孔，而且水灌进检压仓下部，空气闸门受到底部托力大于上面的推力之后，空气闸门再次被往上推，压在放气口，空气收集器内部的气泡被再次封堵在了空气收集器内。从原理可以看出，被放出的气泡就是引压管的最低点的切面和检压孔切面的空气收集器所包围的体积，这就是瞬间被放出气泡的体积，根据被排开水的体积是水下产生浮力的原理，我们可以计算出气泡产生的推力。 

放气口是以管状插入空气收集器的内部，也就是说放气口深入空气搜集器内部，不是仅仅一个口在空气收集器的外壁。 

引压管的最低点是比进排水孔高，如果不是这样，空气收集器的内部的气泡还没有达到从引压管排出的时候就会从进排水孔放出，起不到打开空气闸门的目的。 

检压仓的上部开有的导气孔比空气收集器内部最高点要低，气泡能够累积在导气孔的上部，放出的时候是从上往下推开空气闸门，再到放气口，再冲出空气收集器的。 

引压管是联通检压仓内部空气闸门以下和空气收集器上部外面的导管，当检压仓内部的气压足以推动气泡通过引压管流动之后，就会通过引压管把检压仓下部分的气泡放出，这是气泡没有经过放气口而到空气收集器外的另外一个途径。 

空气闸门以下的检压仓内部气泡不能在检压仓内部通过或绕过空气闸门直接到达放气口和导气孔，这说明是以空气闸门为界把检压 仓隔开。 

空气收集器的底部开有进排水孔，它位于空气收集器的最底部，这是当空气收集器的气泡累积的时候水从这里排出，相反当空气收集器的气泡从放气口放出后，水从这里进来。 

空气闸门的面积要比放气口和导气孔的总面积要大，而且能覆盖它们，空气闸门被往上推的时候，是压贴在放气口上的，而导气孔却是空气闸门向下力的受力面积，这两个区没有重叠部分。 

总结本实用新型和以往的水中增氧设备的区别及优点：1)空气收集器直接就可以沉入水底，没有了在水面固定的一切设备，2)选择比重轻的空气进行搬运，然后累积，造成一个大气泡向上推水，让水产生大水浪辐射到整个水体，而且工作效率却很高，能用很低的运行成本做到大面积水体的波动。3)可以从下往上准确地选择水层深度来进行搅动增氧，而不像以往的面水搅动式的增氧方式那样，由于水深度的变化而搅动了水底下的淤泥。4)冲出水面的大气泡，对紧贴水体的空气也有很大的推力，就是说不单只水体里空气进行了有效的交换，在水体表面上的空气也同时进行了一次气体对流。5)本实用新型不需要在水中铺设电线，其生产的安全性大大提高。 

附图说明

下面结合附图和实施案例对本实用新型进一步说明。 

图1是空气闸门关上正在进行气泡累积 

图2是气泡的体积累积到一定的程度，空气收集器里的水线低过了引压管最低点，空气闸门打开，气泡通过放气口放出。 

图1、图2中的名称：1.盛水容器，2.空气压缩机，3.气导管，4.水，5.空气收集器，6.放气口，7.引压孔，8.检压仓，9.空气闸门，10.检压孔，11.引压管，12.进排水孔，13.气泡，14.导气孔 

具体实施方式：

具体实施方案，如图1空气收集器5固定在盛水容器1底部，盛水容器1装满了水4，空气压缩机2和空气收集器5之间用气导管3连接起来，开动空气压缩机2，气泡13开始在空气收集器5的上部累积，水4慢慢被往下压，并通过进排水孔12排出空气收集器5。这时由于检压仓8的压力高于放气口6，空气闸门9被往上顶压而处于关闭状态，放气口6这时没有气泡13放出。随着时间的延长，空气压缩机2压缩送来的气泡13越来越多。 

如图2在空气收集器5里面的水4和气泡13的交合线低于检压孔10之后，气泡13开始进入检压仓8的下部；检压仓8以空气闸门9为界限，分成上下两个互不相通的仓体。但这时没有立即打开空气闸门9，而是等气泡13把水4继续往下压，气泡13到达引压管11的最低点，检压仓8里的气泡13突然通过引压孔7放出，由于检压仓8下仓里的气泡13的流动，检压仓8下仓的对应引压孔7的向上压力减少，空气闸门9被往下拉，这时处于打开状态，气泡13立即通过导气孔14进入放气口6，然后空气收集器5里的气泡13大部分从放气口6放出到盛水容器1中，形成往上的推力。这之后水4就从进排水孔12涌进，一直超过了检压孔10，检压仓8 下仓再没有气泡13排出，检压仓8下仓压力回升，空气闸门9被往上顶压而处于关闭状态，空气闸门9又恢复到如图1的所示状态。 

Claims (8)

1.气爆增氧装置，该装置先在水底固定空气收集器，空气收集器上部开有放气口，放气口下面有空气闸门，空气闸门固定在检压仓中，检压仓的上部除了开有放气口之外还有导气孔，检压仓下方开有检压孔和引出一条引压管，引压管的另一端固定在空气收集器上部的引压孔，空气收集器的底部开有进排水孔，用气导管联通空气压缩机和空气收集器内部，其特征是：空气闸门是一块可以上下凹凸的胶片。

2.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：放气口是以管状插入空气收集器的内部。

3.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：引压管的最低点是比进排水孔高。

4.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：检压仓的上部开有的导气孔比空气收集器内部最高点要低。

5.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：引压管是联通检压仓内部空气闸门以下和空气收集器外面的导管。

6.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：空气闸门以下的检压仓内部气泡不能在检压仓内通过或绕过空气闸门到达放气口和导气孔。

7.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：空气收集器的底部开有进排水孔，位于空气收集器的最底部。

8.根据权力要求1所述的气爆增氧装置，其特征是：空气闸门的面积要比放气口和导气孔的总面积要大。