CN203451278U - 电子增压型潜水离心式曝气机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子增压型潜水离心式曝气机，包括输出轴连有离心叶轮的潜水电机，离心叶轮靠近潜水电机的一侧设有进水口，离心叶轮远离潜水电机的另一侧设有进气管；进气管设有涡轮增压器，涡轮增压器具有用以检测进气管内负压的风压开关，风压开关具有检测到负压时启动涡轮增压器的触发状态，以及未检测到负压时保持涡轮增压器关闭的待机状态。采用本实用新型的结构后，可有效增强水气混合效果，提高曝气机潜水深度。

Description

电子增压型潜水离心式曝气机

技术领域

本实用新型涉及一种潜水曝气机，尤其是一种电子增压型潜水离心式曝气机，属于潜水曝气机械技术领域。

背景技术

据申请人了解，目前在污水处理领域，传统的活性污泥生化处理工艺占主导地位，尤其是在市政以及大型的工业污水水处理工程中，生化处理工艺是整个工程的核心部分，而生化处理工艺的核心即为曝气设备，通过曝气设备使污水中保持一定的溶解氧含量且使溶解氧分布均匀，并使活性污泥中的有益微生物生存和繁殖，从而达到分解污水中COD和BOD等有害物质的目的。

现阶段比较常用的曝气方式有曝气盘/曝气管鼓风曝气、机械表面曝气、潜水机械曝气等。

曝气盘/曝气管鼓风曝气方式：由鼓风机（一般为罗茨风机）提供压缩空气，并经管路输送至污水池底部的曝气盘或曝气管，再通过曝气盘或曝气管上的微孔扩散到水体中。这种方式需设置专门的鼓风机设施，占地面积大、投资高、安装复杂，发生故障时不便维修。近10年来市政污水处理厂多采用这种方式，随着大量工程逐步进入维修期，面临的更换改造问题日益严重。

机械表面曝气方式：通常由大功率电机带动盘片在水面旋转以搅动、溅起水花，达到增氧目的，但这种方式功率消耗大，效率低且机械故障多。

潜水机械曝气方式：其工作过程是按文丘里原理或离心真空原理产生负压，将空气吸入水下，经过混气叶轮高速旋转和切割，实现水气混合后，在离心力带动下扩散到水体内，达到向水体增加氧含量的目的。现有潜水机械曝气机主要有两大类，一种为射流式，一种为离心式，这两种形式都是由一个水下高速叶轮完成空气的吸入和切割，在吸入空气量和切割程度上很难同时达到最好的效果。射流式为单方向喷射，离心式为圆周方向喷射。目前由于国内的污水处理工程逐步转向小型化（尤其是5000t/d的污水工程），对结构紧凑简单、安装维护方便的潜水机械曝气机的需求越来越大，然后基于文丘里原理或离心真空原理产生的真空度有限，制约了这类设备的潜水深度（一般在3－5米），且随着潜水深度增加，空气吸入量快速降低。

目前市场上出现了以风机辅助压气的改进方案主要有两种：一种是德国ABS公司代理的完全鼓风式结构，由独立的大型风机配合水下的水气混合机构，这种机构的混气结构不产生负压，全部依靠风机，投资大且管路复杂，气泡切碎程度一般，能耗也较高；另一种是美国阿留申公司的潜伏式鼓曝气结构，采用压力较小的普通风机（一般在10kPa以下），混气叶轮产生负压较小，水气混合深度较浅，造成气泡在水中停留时间较短。

经检索发现，申请号2012203262981授权公告号CN202729878U的中国实用新型专利公开了自供风机搅泵扩散增氧曝气机，采用轴流涡轮风机、锥形风筒、倒锥形增压风管、拉瓦尔筒组成的增氧结构，可提高增氧效率。然而一方面其结构较为复杂，实现难度较高，另一方面不是专门针对离心式曝气机做出的改进，很难直接应用于离心式曝气机。

实用新型内容

本实用新型所要解决的首要技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种电子增压型潜水离心式曝气机，可有效增强水气混合效果，提高曝气机潜水深度。

本实用新型解决首要技术问题的技术方案如下：

一种电子增压型潜水离心式曝气机，包括输出轴连有离心叶轮的潜水电机，所述离心叶轮靠近潜水电机的一侧设有进水口，所述离心叶轮远离潜水电机的另一侧设有进气管；其特征是，所述进气管设有涡轮增压器，所述涡轮增压器具有用以检测进气管内负压的风压开关，所述风压开关具有检测到负压时启动涡轮增压器的触发状态，以及未检测到负压时保持涡轮增压器关闭的待机状态。

该结构在开始运行时，离心叶轮混合气体和水体并将水气混合物离心喷射出去，同时使进气管内产生负压，将外界空气吸入进气管内；风压开关检测到该负压后启动涡轮增压器，涡轮增压器产生大流量压缩空气并送至离心叶轮，从而达到增加进气量、增强水气混合效果的目的，使整个曝气机的潜水深度得到提高。

本实用新型要解决的第二技术问题是：优化涡轮增压器的结构，进一步确保进气量及水气混合效果。

与此相关的改进为：所述涡轮增压器包括与进气管同轴的筒状壳体，所述壳体内设有增压电机，所述增压电机输出轴与增压叶轮的转动轴连接，所述转动轴与进气管中心轴重合；所述增压电机受控端与风压开关连接。所述增压电机的转速至少为10000rpm；所述增压叶轮为三元曲面叶轮；所述涡轮增压器的增压能力至少为20kPa。

这样，采用的涡轮增压器结构简单且增压能力强，可有效确保进气量及水气混合效果。采用该优选结构后，可使整个曝气机的潜水深度达到4.5-7米，进气量比传统离心式曝气机增加30%以上，同时涡轮增压器设于进气管上，结构紧凑，无须额外配设鼓风机和配气管道。

本实用新型要解决的第三技术问题是：在进气气流从进气管达到离心叶轮的过程中，如何避免气流量的损失。

与此相关的改进为：所述进气管经导气管通向离心叶轮，所述导气管呈弧形，所述导气管在离心叶轮旋转所成圆形平面上的投影与该圆形平面的外缘基本相切。

这样，进气气流在达到离心叶轮的过程中所需阻力最小，从而避免损失气流量，进一步有效确保整个曝气机的进气量。

本实用新型要解决的第四技术问题是：如何进一步增强水气混合效果。

与此相关的改进为：所述导气管内壁设有由一组阴膛线和一组阳膛线组成的螺旋膛线。在导气管横截面中，所述阴膛线和阳膛线相互间隔分布并组成以导气管横截面圆心为对称中心的中心对称图形。在导气管横截面中，所述阴膛线为圆心与所述横截面圆心重合的圆弧，所述阳膛线为与相邻阴膛线连接、且朝远离所述横截面圆心方向延伸的凸起。

这样，可使进气气流产生旋转，一方面可进一步增强进气管内的负压，使进气效果进一步提高；另一方面可增加气流达到离心叶轮的运动速率，从而增强水气混合效果。

本实用新型进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述潜水电机输出轴竖直向下，所述离心叶轮位于潜水电机下方；所述进气管具有与外界相通的进气端、以及与导气管连通的出气端；所述潜水电机还具有位于离心叶轮周围的支撑件，所述支撑件具有与进气管连通的进气口、与进水口连通的水入口。

优选地，所述进气管远离离心叶轮的末端设有消音器；所述潜水电机靠近进水口处设有密封腔；所述离心叶轮周向同轴套设混气盘。

采用本实用新型的结构后，可有效增强水气混合效果，提高曝气机潜水深度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1实施例导气管布置示意图。

图3为图1实施例导气管的横截面示意图。

图4为图3的A-A局部剖面图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。

实施例

本实施例的电子增压型潜水离心式曝气机基本结构如图1至图4所示，包括输出轴连有离心叶轮2的潜水电机1，离心叶轮2靠近潜水电机1的一侧设有进水口3，离心叶轮2远离潜水电机1的另一侧设有进气管4；进气管4设有涡轮增压器5，涡轮增压器5具有用以检测进气管4内负压的风压开关5-1，风压开关5-1具有检测到负压时启动涡轮增压器5的触发状态，以及未检测到负压时保持涡轮增压器5关闭的待机状态。

涡轮增压器5包括与进气管4同轴的筒状壳体5-2，壳体5-2内设有增压电机5-3，增压电机5-3输出轴与增压叶轮5-4的转动轴连接，增压叶轮5-4转动轴与进气管4中心轴重合；增压电机5-3受控端与风压开关5-1连接。增压电机5-3的转速至少为10000rpm；增压叶轮5-4为三元曲面叶轮；涡轮增压器5的增压能力至少为20kPa。

进气管4经导气管6通向离心叶轮2，导气管6呈弧形，导气管6在离心叶轮2旋转所成圆形平面上的投影与该圆形平面的外缘基本相切。

导气管6内壁设有由一组阴膛线7-1和一组阳膛线7-2组成的螺旋膛线。在导气管6横截面中，阴膛线7-1和阳膛线7-2相互间隔分布并组成以导气管6横截面圆心为对称中心的中心对称图形。在导气管6横截面中，阴膛线7-1为圆心与横截面圆心重合的圆弧，阳膛线7-2为与相邻阴膛线7-1连接、且朝远离横截面圆心方向延伸的凸起。

此外，潜水电机1输出轴竖直向下，离心叶轮2位于潜水电机1下方；进气管4具有与外界相通的进气端、以及与导气管6连通的出气端。

潜水电机1还具有位于离心叶轮2周围的支撑件，支撑件具有与进气管4连通的进气口、与进水口3连通的水入口。

进气管4远离离心叶轮2的末端设有消音器8；潜水电机1靠近进水口3处设有密封腔9；离心叶轮2周向同轴套设混气盘10。

Claims (9)

1.一种电子增压型潜水离心式曝气机，包括输出轴连有离心叶轮的潜水电机，所述离心叶轮靠近潜水电机的一侧设有进水口，所述离心叶轮远离潜水电机的另一侧设有进气管；其特征是，所述进气管设有涡轮增压器，所述涡轮增压器具有用以检测进气管内负压的风压开关，所述风压开关具有检测到负压时启动涡轮增压器的触发状态，以及未检测到负压时保持涡轮增压器关闭的待机状态。

2.根据权利要求1所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，所述涡轮增压器包括与进气管同轴的筒状壳体，所述壳体内设有增压电机，所述增压电机输出轴与增压叶轮的转动轴连接，所述转动轴与进气管中心轴重合；所述增压电机受控端与风压开关连接。

3.根据权利要求2所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，所述增压电机的转速至少为10000rpm；所述增压叶轮为三元曲面叶轮；所述涡轮增压器的增压能力至少为20kPa。

4.根据权利要求1所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，所述进气管经导气管通向离心叶轮，所述导气管呈弧形，所述导气管在离心叶轮旋转所成圆形平面上的投影与该圆形平面的外缘基本相切。

5.根据权利要求1所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，所述导气管内壁设有由一组阴膛线和一组阳膛线组成的螺旋膛线。

6.根据权利要求5所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，在导气管横截面中，所述阴膛线和阳膛线相互间隔分布并组成以导气管横截面圆心为对称中心的中心对称图形。

7.根据权利要求6所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，在导气管横截面中，所述阴膛线为圆心与所述横截面圆心重合的圆弧，所述阳膛线为与相邻阴膛线连接、且朝远离所述横截面圆心方向延伸的凸起。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，所述潜水电机输出轴竖直向下，所述离心叶轮位于潜水电机下方；所述进气管具有与外界相通的进气端、以及与导气管连通的出气端；所述潜水电机还具有位于离心叶轮周围的支撑件，所述支撑件具有与进气管连通的进气口、与进水口连通的水入口。

9.根据权利要求1至7任一项所述的电子增压型潜水离心式曝气机，其特征是，所述进气管远离离心叶轮的末端设有消音器；所述潜水电机靠近进水口处设有密封腔；所述离心叶轮周向同轴套设混气盘。

Images