CN219972004U - 一种水流混合扩散装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水流混合扩散装置，包括：混合管道，沿其轴线方向依次设有上进水口、中出水口和下进水口，所述上进水口与所述下进水口之间间隔预设距离，所述中出水口沿设置于所述混合管道的管壁上，所述混合管道能够竖直于水体中；叶轮，设置于所述混合管道内，位于所述中出水口所在位置，所述叶轮能够沿所述混合管道的轴向吸水并自径向排水；驱动组件，固定设置于所述混合管道上，与所述叶轮传动相连，用于驱动所述叶轮绕其轴线转动。能够混合富氧水与低氧水，提高水体自净能力。本实用新型应用于水环境治理技术领域。

Description

一种水流混合扩散装置

技术领域

本实用新型涉及水环境治理技术领域，特别涉及一种水流混合扩散装置。

背景技术

自然水体的水动力条件对于其自净功能至关重要，良好的水动力条件可以使水体保持良好的赋氧条件，促进表层及深层水体中的物质交换，从而有助于各类微生物对水体中污染物的降解。目前，对于水动力条件较差或封闭水域的河湖污染水体治理，主要采取引水活水、原位曝气或者建造提水泵站等措施，提高水体的流动性和水体的溶解氧含量，以维持水体的自净能力，防止水质恶化、甚至黑臭。上述常规方法经过实践，虽然具有较好的水体治理效果，但高昂的工程建造和运维成本及能耗，也成为难以规避的问题。

一般来说，弱水动力条件及封闭水域的河湖等水体，其表层水体长期与空气接触，其溶解氧含量明显高于深层水体，而深层水体则由于水动力条件差，难以到达表层进行富氧，另一方面，河湖底泥中长期不断积累的营养盐、有机物等污染物质，会通过泥水界面不断向水体中释放，并在深层水体中累积，而由于溶解氧含量低，深层水体中微生物群落通常以厌氧微生物为主、微生物厌氧反应占据主导，大量污染物无法得到及时代谢分解，厌氧反应产生的大量氨氮、硫化氢等气体，使黑臭底泥上翻，最终发生水体黑臭现象。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种水流混合扩散装置，能够混合富氧水与低氧水，提高水体自净能力。

根据本实用新型第一方面实施例的水流混合扩散装置，包括：

混合管道，沿其轴线方向依次设有上进水口、中出水口和下进水口，所述上进水口与所述下进水口之间间隔预设距离，所述中出水口沿设置于所述混合管道的管壁上，所述混合管道能够竖直于水体中；

叶轮，设置于所述混合管道内，位于所述中出水口所在位置，所述叶轮能够沿所述混合管道的轴向吸水并自径向排水；

驱动组件，固定设置于所述混合管道上，与所述叶轮传动相连，用于驱动所述叶轮绕其轴线转动。

根据本实用新型实施例的水流混合扩散装置，至少具有如下有益效果：

1.通过将混合管道竖直设置在水体中，上进水口位于水体的表层，下进水口位于水体的深层，通过驱动组件驱动叶轮转动，使得叶轮沿混合管道的轴向吸水，水体表层和水体深层的水均被吸入，并通过叶轮沿混合管道的径向被排出，径向水流通过中出水口排出，使得表层水与深层水在水体的中层混合，水体表层的富氧与水体深层的污染物相混合，以对深层水进行充氧，并将污染物转移至富氧区域进行分解，提高水体的自净能力；

2.中层水中的含氧量低于于表层含氧量，在深层水中的厌氧菌被转移至中层水中时，其生存时间比在表层的生存时间更长，并且厌氧菌自中层水移动至深层水的距离更短，方便厌氧菌回到深层水中，而不易造成厌氧菌在表层富氧区大量死亡的现象，好氧菌亦然，能够更好的维持水体内的菌落平衡。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动组件包括驱动电机和供能件，所述供能件、驱动电机均设置于水面上，与所述混合管道固定相连，且所述驱动电机与所述叶轮传动相连，与所述供能件电性相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述供能件为太阳能供储能件、风能供储能件其中至少之一。

根据本实用新型的一些实施例，所述混合管道沿所述上进水口至所述下进水口方向重量逐渐增加。

根据本实用新型的一些实施例，所述混合管道设有配重块，所述配重块位于所述下进水口所在一侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述配重块设置于所述混合管道外，通过柔性连接件与所述下进水口所在一端相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述配重块通过所述柔性连接件与所述混合管道的外周壁铰接相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述混合管道的中部设有中浮体。

根据本实用新型的一些实施例，所述混合管道于所述中出水口处设有环状凸出的排水部，所述中出水口包括多个喷水口，所述喷水口设置于所述排水部的管壁上，所述喷水口绕所述混合管道的轴线均匀间隔分布。

根据本实用新型的一些实施例，所述叶轮为双面吸水的双面轴向流叶轮或径向流叶轮。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型一种实施例的水流混合扩散装置的结构示意图。

附图标号：

混合管道100；上进水口110；中出水口120；下进水口130；配重块140；柔性连接件150；中浮体160；排水部170；

叶轮200；

驱动组件300；驱动电机310；供能件320。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干指的是一个及一个以上，多个指的是两个及两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，本实用新型一种实施例的水流混合扩散装置，包括：

混合管道100，沿其轴线方向依次设有上进水口110、中出水口120和下进水口130，上进水口110与下进水口130之间间隔预设距离，中出水口120沿设置于混合管道100的管壁上，混合管道100能够竖直于水体中；

叶轮200，设置于混合管道100内，位于中出水口120所在位置，叶轮200能够沿混合管道100的轴向吸水并自径向排水；

驱动组件300，固定设置于混合管道100上，与叶轮200传动相连，用于驱动叶轮200绕其轴线转动。

其中，上进水口110与下进水口130之间间隔的预设距离可以根据水体的深度进行确定，以满足下进水口130插入水体的深层，而上进水口110停留于水体的表层。

具体地，通过将混合管道100竖直设置在水体中，上进水口110位于水体的表层，下进水口130位于水体的深层，通过驱动组件300驱动叶轮200转动，使得叶轮200沿混合管道100的轴向吸水，水体表层和水体深层的水均被吸入，并通过叶轮200沿混合管道100的径向被排出，径向水流通过中出水口120排出，使得表层水与深层水在水体的中层混合，水体表层的富氧与水体深层的污染物相混合，以对深层水进行充氧，并将污染物转移至富氧区域进行分解，提高水体的自净能力。

值得理解的是，中层水中的含氧量低于于表层含氧量，在深层水中的厌氧菌被转移至中层水中时，其生存时间比在表层的生存时间更长，并且厌氧菌自中层水移动至深层水的距离更短，方便厌氧菌回到深层水中，而不易造成厌氧菌在表层富氧区大量死亡的现象，好氧菌亦然，能够更好的维持水体内的菌落平衡。

参照图1所示，驱动组件300包括驱动电机310和供能件320，供能件320、驱动电机310均设置于水面上，与混合管道100固定相连，且驱动电机310与叶轮200传动相连，与供能件320电性相连。

值得理解的是，供能件320和驱动电机310通过与混合管道100的固定相连位于水面上，混合管道100能够竖直悬浮在水体中，可根据供能件320、驱动电机310的重量及混合管道100的浮力计算驱动组件300与混合管道100之间的距离，使得驱动组件300能够露出水面设置。

此外，在驱动组件300上还可以设置一上浮体，以辅助驱动组件300露出水面，并且上浮体还可以为混合管道100提供浮力，为混合管道100在水体中的竖直悬浮提供稳定的浮力。

具体地，供能件320为太阳能供储能件、风能供储能件其中至少之一。叶轮200本身并不需要全天候的运转，在太阳能供储能件、风能供储能件所储存的能量达到一定值时，叶轮200维持一定时间的转动，实现表层水体与深层水体的混合。

此外，还可通过包有密封绝缘套的电缆与外界电网电性相连，提供能量，单独设置开关控制叶轮200的运转。

参照图1所示，混合管道100沿上进水口110至下进水口130方向重量逐渐增加。

值得理解的是，在混合管道100的上进水口110至下进水口130方向的重量逐渐增加时，因重量的不同，其重力也不同，混合管道100在水体中的悬浮能力也不同，较轻的上进水口110所在一侧将更易上浮，而较重的下进水口130所在一侧则更易下沉，使得混合管道100在水中处于竖直状态。

参照图1所示，混合管道100设有配重块140，配重块140位于下进水口130所在一侧。

值得理解的是，通过在下进水口130一侧设置配重块140，使得混合管道100的下进水口130一侧的重量能够超过上进水口110所在一侧的重量，以维持水体中混合管道100的竖直状态。

参照图1所示，配重块140设置于混合管道100外，通过柔性连接件150与下进水口130所在一端相连。

值得理解的是，在配重块140位于混合管道100外时，混合管道100下进水口130所在一侧受到配重块140的自重带来的拉力，使得混合管道100的下进水口130所在一侧更易被配重块140所拉动至水体深层，而上进水口110所在一侧因为自身的浮力位于水体的表层，使得混合管道100在水体中位于竖直状态。

其中，在水体深度较浅时，配重块140可以是直接沉入水体的底部，依靠重力固定在水体的泥层中，混合管道100通过柔性连接件150漂浮在配重块140的上方。柔性连接件150具体可以为钢绳。

参照图1所示，配重块140通过柔性连接件150与混合管道100的外周壁铰接相连。

值得理解的是，在水体内有一定波浪时，柔性连接件150与混合管道100的铰接相连处能够通过铰接活动吸收水体内波浪的余量，能够与波浪一同波动，形成缓冲，避免刚性连接在长期的外力作用下断裂，有效延长混合管道100的使用寿命，及使用可靠性。

参照图1所示，混合管道100的中部设有中浮体160。

值得理解的是，混合管道100的中部设置中浮体160，能够加强混合管道100的浮力，使得混合管道100能够更高的漂浮在水体中。

其中，中浮体160的浮力可以小于上浮体的浮力，使得上浮体能够更好维持混合管道100在水体中的竖直状态。

参照图1所示，混合管道100于中出水口120处设有环状凸出的排水部170，中出水口120包括多个喷水口，喷水口设置于排水部170的管壁上，喷水口绕混合管道100的轴线均匀间隔分布。

值得理解的是，通过环状凸出的排水部170容纳更多的水流，避免在叶轮200转动时，混合管道100因管壁压力过大而破裂，叶轮200沿混合管道100轴向方向吸收的水流也将沿混合管道100的径向方向被排出，在经过喷水口时，水流的流截面积减小，根据伯努利方程，水流的截面积减少时，其水流速度将增大，使得自喷水口排出的液体，流速更大，能够喷射得更远，表层水体、深层水体在中层水体中的混合区域更多。

参照图1所示，叶轮200为双面吸水的双面轴向流叶轮或径向流叶轮。

值得理解的是，叶轮200转动时，水流自径向排出，径向水流排出后，其原来所在位置形成负压，以吸取混合管道100轴向方向的水流，实现吸水，进而实现沿混合管道100轴向方向吸水，沿径向方向排水的功能。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种水流混合扩散装置，其特征在于，包括：

混合管道，沿其轴线方向依次设有上进水口、中出水口和下进水口，所述上进水口与所述下进水口之间间隔预设距离，所述中出水口沿设置于所述混合管道的管壁上，所述混合管道能够竖直于水体中；

叶轮，设置于所述混合管道内，位于所述中出水口所在位置，所述叶轮能够沿所述混合管道的轴向吸水并自径向排水；

驱动组件，固定设置于所述混合管道上，与所述叶轮传动相连，用于驱动所述叶轮绕其轴线转动。

2.根据权利要求1所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机和供能件，所述供能件、驱动电机均设置于水面上，与所述混合管道固定相连，且所述驱动电机与所述叶轮传动相连，与所述供能件电性相连。

3.根据权利要求2所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述供能件为太阳能供储能件、风能供储能件其中至少之一。

4.根据权利要求1所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述混合管道沿所述上进水口至所述下进水口方向重量逐渐增加。

5.根据权利要求1所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述混合管道设有配重块，所述配重块位于所述下进水口所在一侧。

6.根据权利要求5所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述配重块设置于所述混合管道外，通过柔性连接件与所述下进水口所在一端相连。

7.根据权利要求6所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述配重块通过所述柔性连接件与所述混合管道的外周壁铰接相连。

8.根据权利要求1至7任一项所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述混合管道的中部设有中浮体。

9.根据权利要求1至7任一项所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述混合管道于所述中出水口处设有环状凸出的排水部，所述中出水口包括多个喷水口，所述喷水口设置于所述排水部的管壁上，所述喷水口绕所述混合管道的轴线均匀间隔分布。

10.根据权利要求1至7任一项所述的水流混合扩散装置，其特征在于：所述叶轮为双面吸水的双面轴向流叶轮或径向流叶轮。