CN203593666U - 外流道贯流水轮曝气器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外流道贯流水轮曝气器，动力水源流道与曝气系统之间设置有水轮、水轮主轴、弹性连接管、外轴承座、电力和水力传动换挡齿轮箱和链传动机构，水轮主轴由导水锥的空腔内穿过尾部扩散管、弹性连接管至外轴承座，尾部扩散管和外轴承座通过弹性连接管螺纹接通，水轮主轴一端由推力轴承和向心轴承支撑在导水锥的空腔内，另一端由轴承支撑在动力水源流道外的外轴承座空腔上，水轮主轴和电力和水力传动换挡齿轮箱通过联轴器连接，电力和水力传动换挡齿轮箱与链传动机构用键连接，链传动机构与曝气系统连接。实现了水力和电力两用，采用外流道水轮，适用于大流量、变幅大的低水头流动水体驱动，为深度开发创造了条件。

Description

外流道贯流水轮曝气器

技术领域

本实用新型涉及一种水轮曝气器，特别涉及一种外流道贯流水轮曝气器，可以利用潮汐水流、坡体水流、自来水水流、污水水流，以外流道水轮形式推动曝气器运转，节省能源，适用于大流量、变幅大的低水头流动水体驱动，为深度开发创造了条件。

背景技术

以电力源和气动源作为曝气器的动力源在曝气行业较为普遍，以水力作为驱动力推动曝气，在曝气行业较为少见，本发明人申请的两个专利（专利号ZL20072008812.X和200820190709.2）首先提出了水轮曝气器概念。水轮曝气器由水轮和曝气器组成，水轮包括了反击式和冲击式水轮，曝气器包括了表曝、转碟、潜水和气泡曝气等，在上述两个专利里，主要采用具有引水蜗壳的水轮泵轴流式水轮驱动，结构形式单一，具有如下缺点：1）不能兼顾电力和水力两用；2）对于大流量、水头变幅大低水头的水力源，效率不高；3）需要引水蜗壳，产品结构不紧凑；4）深度开发受制于引水蜗道的特殊形式

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种外流道贯流水轮曝气器，以水体水力或污水水力作为能源，以外流道水轮作为驱动装置，将水轮主轴的轴伸和传动装置相连，带动曝气设备的运转，和前面的两专利相比，省略掉了引水蜗壳，结构布置紧凑，更加适应潮汐水流和自来水水流作为水力源，并在传动机构中加入滑动齿轮换挡结构，实现了电力和水力两用。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术措施：

一种外流道贯流水轮曝气器，包括动力水源流道和曝气系统，动力水源流道与曝气系统之间设置有水轮、水轮主轴、弹性连接管、外轴承座、电力和水力传动换挡齿轮箱和链传动机构，动力水源流道包括进水装置、锥形进水外壳、导水锥和尾部扩散管，进水装置和锥形进水外壳由法兰和螺栓连接，锥形进水外壳和尾部扩散管由法兰和螺栓连接，导水锥用螺栓安装在导水锥座上，尾部扩散管上设置有穿轴孔，尾部扩散管的穿轴孔与外轴承座通过弹性连接管用螺栓和螺母连接，导水锥被加工成空腔，水轮主轴用轴承支撑，由导水锥的空腔内穿过尾部扩散管、弹性连接管至外轴承座，水轮主轴上安装有水轮，水轮通过键与水轮主轴固连，水轮主轴通过联轴器和电力和水力传动换挡齿轮箱连接，电力和水力传动换挡齿轮箱与链传动机构通过平键小链轮连接键连接，链传动机构和曝气系统通过平键大链轮连接键连接。

流道部分中，进水装置包括歧流管、控制器，控制器位于进水装置的进水口，和锥形进水外壳螺栓连接并和尾部扩散管法兰和螺栓连接，形成完整的流道。

所述的导水锥包括导水锥前端盖、导叶片、安装维修盖、机械密封、O型密封圈Ⅱ、导水锥座、O型密封圈Ⅲ及导水锥前端盖紧固螺钉，导水锥和导叶片形成导水机构改善水轮水力条件，导水锥前端盖由导水锥前端盖紧固螺钉固定在导水锥上，并由O型密封圈Ⅲ密封，机械密封的机械密封座固定在导水锥上，由O型密封圈Ⅱ密封，安装维修盖呈两个半圆形由螺钉固定在导水锥上，导叶片固连在导水锥上。

所述的水轮主轴一端由推力轴承和向心轴承支撑在导水锥的空腔内，推力轴承通过支撑环压在导水锥的轴承座上，并由紧固螺母在水轮主轴10上轴向压紧，另一端由轴承支撑在动力水源流道外的外轴承座空腔上。

所述的外轴承座被加工成和尾部扩散管相连的空腔，空腔上部有维修盖和排气阀，外轴承座近水端由密封填料油咀、密封填料和密封调节螺柱和密封调节螺母形成的密封填料密封组件和O型密封圈Ⅰ形成水密封。

所述的曝气系统包括曝气主轴、曝气器轴承座、弹性法兰、转碟和曝气池，曝气主轴由轴头、轴尾和中间空管构成，轴头、轴尾由弹性法兰和中间空管连接，每片转碟做成4片，有螺栓连接成整片，并由中间空管上的凸缘和转碟上的凹槽嵌合固定，曝气系统横跨在曝气池上，转碟浸入水中300-400毫米。

所述的链传动机构包括大链轮、张紧轮、张力调节机构及小链轮，小链轮和大链轮之间由链条传动连接，小链轮和电力和水力传动换挡齿轮箱通过小链轮连接键连接，大链轮和曝气系统通过大链轮连接键连接，张紧轮安装在张力调节机构上，由弹簧调节链条的松紧。

实现电力和水轮水力换挡的电力和水力传动换挡齿轮箱中安装有电力传动输入轴、水力传动输入轴、输出轴和滑动齿轮轴，齿轮箱电力传动输入轴上由平键和紧固螺钉安装有电力传动输入轴固定直齿轮和锥齿轮，齿轮箱水力传动输入轴上由平键和紧固螺钉安装有水力传动输入轴固定直齿轮，齿轮箱输出轴上用平键和紧固螺钉安装有输出轴固定直齿轮，齿轮箱滑动齿轮轴上由平键和紧固螺钉连接滑动齿轮轴固定直齿轮，滑动齿轮轴固定直齿轮和输出轴固定直齿轮固定啮合，同时滑动齿轮轴上套有滑动齿轮和滑动键形成周向固定、轴向滑动连接，滑动齿轮铰接套在齿轮箱滑动齿轮轴上，滑动齿轮和滑动齿轮拨杆机构铰接，滑动齿轮拨杆机构与导杆机构铰接，导杆机构中连杆和手柄传动齿轮连接，手柄传动齿轮和手柄固定齿轮啮合，手柄固定齿轮和手柄固定连接。

电力和水力传动换挡齿轮箱通过手柄移动拨叉实现电力和水轮水力换挡，水力传动时，滑动齿轮和水力传动输入轴固定直齿轮啮合，电力传动时，滑动齿轮和电力传动输入轴固定直齿轮啮合。

所述的电力和水力传动换挡齿轮箱上的水力传动输入轴与水轮主轴通过联轴器连接，电力和水力传动换挡齿轮箱上的输出轴和链传动机构上的小链轮通过小链轮连接键连接，链传动机构上的大链轮和曝气系统的曝气主轴通过大链轮连接键连接。

本实用新型的优点是：

1）实现了水力和电力两用。

2）采用外流道水轮，适用于大流量、变幅大的低水头流动水体驱动。

3）没有引水涡壳，使得结构紧凑。

4）没有引水蜗壳的特殊限制，为深度开发创造了条件。

附图说明

图1为一种外流道贯流水轮曝气器结构示意图；

图2为一种外流道贯流水轮曝气器电力和水力两用换挡机构结构示意图；

其中，图1中：

1—歧流管，2—控制器，3—进水装置，4—锥形进水外壳，5—导水锥前端盖，6—导水锥，7—导叶片，8—安装维修盖，9—水轮，10—水轮主轴，11—尾部扩散管，12—螺栓，13—螺母，14—弹性连接管，15—维修盖，16—排气阀，17—密封填料密封油咀，18—外轴承座，19—联轴器，20—齿轮箱输入轴键，21—齿轮箱输出轴键，22—大链轮连接键，23—曝气主轴，24—曝气器轴承座，25—弹性法兰，26—转碟，27—曝气系统，28—曝气池，29—大链轮，30—张紧轮，31—张力调节机构，32—链传动机构，33—小链轮，34—小链轮连接键，35—油封Ⅰ，36—齿轮箱输出轴轴承对，37—电力和水力传动换挡齿轮箱，38—齿轮箱输入轴轴承对，39—油封Ⅱ，40—外轴承座端盖，41—轴承，42—轴承卡环，43—密封填料，44—O型密封圈Ⅰ，45—密封调节螺柱，46—密封调节螺母，47—机械密封，48—O型密封圈Ⅱ，49—向心轴承，50—导水锥座，51—推力轴承，52—支撑环，53—紧固螺母，54—O型密封圈Ⅲ，55—导水锥前端盖紧固螺钉

水流方向：→，滑动齿轮移动方向：↓↑

图2中：

20、21、35、36、38及39同图1中标示，即：20—齿轮箱输入轴键，21—齿轮箱输出轴键，35—油封Ⅰ，36—齿轮箱输出轴轴承对，38—齿轮箱输入轴轴承对，39—油封Ⅱ；

56—滑动齿轮轴固定直齿轮；57—滑动齿轮轴，58—输出轴固定直齿轮，59—输出轴；60—滑动齿轮拨杆机构，61—手柄固定齿轮，62—手柄传动齿轮，63—水力传动输入轴，64—水力传动输入轴固定直齿轮，65—导杆机构，66—滑动齿轮，67—滑动键，68—电力传动输入轴固定直齿轮，69—滑动齿轮拨叉机构，70—锥齿轮，71—电力传动输入轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

根据图1可知，外流道贯流水轮曝气器包括动力水源流道和曝气系统27，动力水源流道与曝气系统27之间设置有水轮9、水轮主轴10、弹性连接管14、外轴承座18、电力和水力传动换挡齿轮箱37和链传动机构32；动力水源流道包括进水装置3、锥形进水外壳4、导水锥6和尾部扩散管11；

进水装置3和锥形进水外壳4由法兰和螺栓连接，锥形进水外壳4和尾部扩散管11由法兰和螺栓连接，导水锥6用螺栓安装在导水锥座50上，尾部扩散管11上设置有穿轴孔，尾部扩散管11的穿轴孔与外轴承座18通过弹性连接管14用螺栓12和螺母13连接；

导水锥6被加工成空腔形成储油润滑室，水轮主轴10用轴承支撑，由导水锥6的空腔内穿过尾部扩散管11、弹性连接管14至外轴承座18，水轮主轴10上安装有水轮9，水轮9通过平键与水轮主轴10固连，水轮主轴10通过联轴器19和电力和水力传动换挡齿轮箱37上的水力传动输入轴63连接，电力和水力传动换挡齿轮箱上的输出轴59和链传动机构32上的小链轮33通过平键小链轮连接键34连接，链传动机构32上的大链轮29和曝气系统27的曝气主轴23通过平键大链轮连接键22连接。

流道部分中，进水装置3包括歧流管1和控制器2，控制器2位于进水装置3的进水口，和锥形进水外壳4螺栓连接并和尾部扩散管11法兰和螺栓连接，形成完整的流道。

导水锥6包括导水锥前端盖5、导叶片7、安装维修盖8、机械密封47、O型密封圈Ⅱ48、导水锥座50、O型密封圈Ⅲ54及导水锥前端盖紧固螺钉55，导水锥6和导叶片7形成导水机构改善水轮水力条件，导水锥前端盖5由导水锥前端盖紧固螺钉55固定在导水锥6上，并由O型密封圈Ⅲ54密封，机械密封47的机械密封座固定在导水锥6上，由O型密封圈Ⅱ48密封，安装维修盖8呈两个半圆形由螺钉固定在导水锥6上，导叶片7固连在导水锥6上。

水轮主轴传动部分包括水轮主轴10、水轮9、紧固螺母53、支撑环52、推力轴承51、向心轴承49和轴承41，水轮主轴10的一端由推力轴承51和向心轴承49支撑在导水锥6的空腔内，推力轴承51通过支撑环52压在导水锥5的轴承座上，并由紧固螺母53在水轮主轴10上轴向压紧，另一端由轴承41支撑在动力水源流道外的外轴承座18空腔上。

外轴承座18包括维修盖15、排气阀16、密封填料密封油咀17、轴承卡环42、密封填料43、O型密封圈Ⅰ44、密封调节螺柱45、密封调节螺母46，外轴承座18被加工成和尾部扩散管11相连的空腔，空腔上部有维修盖15和排气阀16，外轴承座18近水端由密封填料油咀17、密封填料43和调节装置45和螺柱46的形成的密封填料密封组件，并和O型密封圈Ⅰ44形成水封。

曝气系统27包括曝气主轴23、曝气器轴承座24、弹性法兰25、转碟26和曝气池28，曝气主轴23由轴头、轴尾和中间空管构成，轴头、轴尾由弹性法兰25和中间空管连接，每片转碟26做成4片，有螺栓连接成整片，并由中间空管上的凸缘和转碟上的凹槽嵌合固定，曝气系统27横跨在曝气池28上，转碟26浸入水中300-400毫米。

链传动机构32包括大链轮29、张紧轮30、张力调节机构31及小链轮33，小链轮33和大链轮29之间由链条传动连接，小链轮33和电力和水力传动换挡齿轮箱37通过小链轮连接键34连接，大链轮29和曝气系统27通过大链轮连接键22连接，张紧轮30安装在张力调节机构31上，由弹簧调节链条的松紧。

由图2可见，电力和水力传动换挡齿轮箱37包括齿轮箱输入轴键20、齿轮箱输出轴键21、油封Ⅰ35、齿轮箱输出轴轴承对36、齿轮箱输入轴轴承对38、油封Ⅱ39；电力和水力传动换挡齿轮箱37还包括电力传动输入轴71、电力传动输入轴固定直齿轮68、锥齿轮70、齿轮箱滑动齿轮轴57、滑动齿轮66、滑动齿轮轴固定直齿轮56、输出轴59、输出轴固定直齿轮58、水力传动输入轴63、水力传动输入轴固定直齿轮64、滑动齿轮拨杆机构60、导杆机构65、手柄固定齿轮61和手柄传动齿轮62；

齿轮箱电力传动输入轴71上由平键和紧固螺钉安装有电力传动输入轴固定直齿轮68和锥齿轮70，齿轮箱水力传动输入轴63上由平键和紧固螺钉安装有水力传动输入轴固定直齿轮64，齿轮箱输出轴59上用平键和紧固螺钉安装有输出轴固定直齿轮58，齿轮箱滑动齿轮轴57上由平键和紧固螺钉连接滑动齿轮轴固定直齿轮56，滑动齿轮轴定直齿轮56和输出轴固定直齿轮58固定啮合，同时滑动齿轮轴57上套有滑动齿轮66和滑动键67形成周向固定、轴向滑动连接，滑动齿轮66铰接套在齿轮箱滑动齿轮轴57上，可以轴向移动，滑动齿轮66和滑动齿轮拨杆机构60铰接，滑动齿轮拨杆机构60与导杆机构65铰接，导杆机构65中连杆和手柄传动齿轮62连接，手柄传动齿轮62和手柄固定齿轮61啮合，手柄固定齿轮61和手柄固定连接；过流部件均由不绣钢制作。

动力水经过控制器2控制后流入锥形进水外壳4，在导水锥6和导叶片7的作用下，推动固定安装在水轮主轴10上的水轮9运转带动水轮主轴10运转，动力水由尾部扩散管11排出。同时水轮主轴10由联轴器19带动电力和水力传动换挡齿轮箱37中的水力传动输入轴63运转，通过固定在水力传动输入轴63上的水力传动输入轴固定直齿轮64带动滑动齿轮66和滑动齿轮轴57运转，通过滑动齿轮轴57上的滑动齿轮轴固定直齿轮56带动输出轴固定齿轮58和输出轴59运转，从而带动与输出轴59固定连接的小链轮33运转，通过链传动机构32带动大链轮29和曝气器水轮主轴23运转，带动转碟26运转，完成水轮曝气。

根据图2可知，摇动手柄使滑动齿轮拨杆机构60推动滑动齿轮拨叉机构69移动带动滑动齿轮66和电力传动齿轮轴71上的电力传动齿轮轴固定齿轮68啮合，同时脱离与水力传动输入轴63上的水力传动输入轴固定齿轮64啮合，完成换挡。此时，电动机通过前端减速后，带动电力传动输入轴71上固定的锥齿轮70运转和电力传动输入轴71转动，带动固定在齿轮箱电力传动输入轴71上的电力传动齿轮轴固定齿轮68运转，与滑动齿轮66啮合，通过固定在滑动齿轮轴57上的滑动键67带动滑动齿轮轴57运转，经过滑动齿轮轴固定直齿轮56和输出轴固定直齿轮58啮合带动输出轴59运转，带动传动小链轮33运转，通过链传动机构32带动大链轮29和曝气器水轮主轴23运转，带动转碟26运转，完成电力曝气。

Claims (9)

1.一种外流道贯流水轮曝气器，包括动力水源流道和曝气系统（27），其特征在于：动力水源流道与曝气系统（27）之间设置有水轮（9）、水轮主轴（10）、弹性连接管（14）、外轴承座（18）、电力和水力传动换挡齿轮箱（37）和链传动机构（32），动力水源流道包括进水装置（3）、锥形进水外壳（4）、导水锥（6）和尾部扩散管（11），进水装置（3）和锥形进水外壳（4）由法兰和螺栓连接，锥形进水外壳（4）和尾部扩散管（11）由法兰和螺栓连接，导水锥（6）用螺栓安装在导水锥座（50）上，尾部扩散管（11）上设置有穿轴孔，尾部扩散管（11）的穿轴孔与外轴承座（18）通过弹性连接管（14）用螺栓（12）和螺母（13）连接，导水锥（6）被加工成空腔，水轮主轴（10）用轴承支撑，由导水锥（6）的空腔内穿过尾部扩散管（11）、弹性连接管（14）至外轴承座（18），水轮主轴（10）上安装有水轮（9），水轮（9）通过键与水轮主轴（10）固连，水轮主轴（10）通过联轴器（19）和电力和水力传动换挡齿轮箱（37）连接，电力和水力传动换挡齿轮箱（37）与链传动机构（32）通过平键小链轮连接键（34）连接，链传动机构（32）和曝气系统（27）通过平键大链轮连接键（22）连接。

2.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：所述的进水装置（3）包括歧流管（1）和控制器（2），控制器（2）位于进水装置（3）的进水口，和锥形进水外壳（4）螺栓连接并和尾部扩散管（11）的法兰由螺栓连接。

3.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：所述的导水锥（6）包括导水锥前端盖（5）、导叶片（7）、安装维修盖（8）、机械密封（47）、 O型密封圈Ⅱ（48）、导水锥座（50）、O型密封圈Ⅲ（54）、导水锥前端盖紧固螺钉（55），导水锥前端盖（5）由导水锥前端盖紧固螺钉（55）固定在导水锥（6）上，并由O型密封圈Ⅲ（54）密封，机械密封（47）的机械密封座固定在导水锥（6）上，由O型密封圈Ⅱ（48）密封，安装维修盖（8）呈两个半圆形由螺钉固定在导水锥（6）上，导叶片（7）固连在导水锥（6）上。

4.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：所述的水轮主轴（10）一端由推力轴承（51）和向心轴承（49）支撑在导水锥（6）的空腔内，推力轴承（51）通过支撑环（52）压在导水锥（6）的轴承座上，并由紧固螺母（53）在水轮主轴（10）上轴向压紧，另一端由轴承（41）支撑在动力水源流道外的外轴承座（18）空腔上。

5.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：所述的外轴承座（18）被加工成和尾部扩散管（11）相连的空腔，空腔上部有维修盖（15）和排气阀（16），外轴承座（18）近水端由密封填料油咀（17）、密封填料（43）、密封调节螺柱（45）和密封调节螺母（46)形成的密封填料密封组件和O型密封圈Ⅰ（44）形成水密封。

6.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：曝气系统（27）包括曝气主轴（23）、曝气器轴承座（24）、弹性法兰（25）、转碟（26）和曝气池（28），曝气主轴（23）由轴头、轴尾和中间空管构成，轴头、轴尾由弹性法兰（25）和中间空管连接，每片转碟（26）做成4片，有螺栓连接成整片，并由中间空管上的凸缘和转碟上的凹槽嵌合固定，曝气系统（27）横跨在曝气池（28）上，转碟（26）浸入水中300-400毫米。

7.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：链传动机构（32）包括大链轮（29）、张紧轮（30）、张力调节机构（31）和小链轮（33），小链轮（33）和大链轮（29）之间由链条传动连接，小链轮（33）和电力和水力传动换挡齿轮箱（37）通过小链轮连接键（34）连接，大链轮（29）和曝气系统（27）通过大链轮连接键（22）连接，张紧轮（30）安装在张力调节机构（31）上。

8.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：实现电力和水轮水力换挡的电力和水力传动换挡齿轮箱（37）中安装有电力传动输入轴（71）、水力传动输入轴（63）、输出轴（59）及滑动齿轮轴（57），齿轮箱电力传动输入轴（71）上由平键和紧固螺钉安装有电力传动输入轴固定直齿轮（68）和锥齿轮（70），齿轮箱水力传动输入轴（63）上由平键和紧固螺钉安装有水力传动输入轴固定直齿轮（64），齿轮箱输出轴（59）上用平键和紧固螺钉安装有输出轴固定直齿轮（58），齿轮箱滑动齿轮轴（57）上由平键和紧固螺钉连接滑动齿轮轴固定直齿轮（56），滑动齿轮轴固定直齿轮（56）和输出轴固定直齿轮（58）固定啮合，滑动齿轮轴（57）上套有滑动齿轮（66）和滑动键（67）形成周向固定、轴向滑动连接；滑动齿轮（66）铰接套在齿轮箱滑动齿轮轴（57）上，滑动齿轮（66）和滑动齿轮拨杆机构（60）铰接，滑动齿轮拨杆机构（60）与导杆机构（65）铰接，导杆机构（65）中连杆和手柄传动齿轮（62）连接，手柄传动齿轮（62）和手柄固定齿轮（61）啮合，手柄固定齿轮（61）和手柄固定连接。

9.如权利要求1所述的一种外流道贯流水轮曝气器，其特征在于：所述的电力和水力传动换挡齿轮箱（37）上的水力传动输入轴（63）与水轮主轴（10）通过联轴器（19）连接，电力和水力传动换挡齿轮箱（37）上的输出轴（59）和链传动机构（32）上的小链轮（33）通过平键小链轮连接键（34）连接，链传动机构（32）上的大链轮（29）和曝气系统（27）的曝气主轴（23）通过平键大链轮连接键（22）连接。

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