CN2591031Y - 一种水面射流增氧曝气装置 - Google Patents

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冯海清
陶月明
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Abstract

一种水面射流增氧曝气装置，包括立式电动机、离合器、螺旋桨轴、改良的螺旋桨、创造的导流雾化器、支撑箱体及其支撑杆、浮体等。螺旋桨轴垂直工作，螺旋桨轴的下端固装螺旋桨并向上推水，在表水层高速旋转的螺旋桨既在水面通过水跃、卷吸、射流掺气与剪切混合增氧；还把推离水面的高速水流经静止的导流雾化器迅速提升、破碎、抛洒并雾化，增加了气-液传质界面与界面更新、扩散的时间；而落回的水流还能再次通过卷吸、水跃、冲击射流掺气溶解更多的氧。其增氧效率达1.5～2.2kg氧/kW·h，本装置部件少，机重仅为同功率叶轮式增氧机的一半。

Description

一种水面射流增氧曝气装置
                        技术领域
本实用新型为一种水面射流增氧曝气装置，属于处理水产养殖水、污水或其他地表水的机电设备。
                        背景技术
一种公知的水面叶轮式增氧机是中国专利99227559.8揭示的，它省去了二级减速箱，但“由倒流分水盘、螺旋形叶片及空心导管组成的叶轮”仍较重，只能用6级低速电机驱动，搅起的水流速度有限；其倒流分水盘的压水、倒流作用致使水流速度降低，射流掺气量进一步减少，增氧效果不理想。
                        发明内容
本实用新型的目的是针对上述已有技术之不足，创造或改良符合气—液传质的双膜理论、浅渗理论，表面更新模型、扩散特性及水跃、卷吸、冲击射流、紊动射流、层流射流掺气原理的导流雾化器与螺旋桨；筛选工况参数，达到简化结构、减轻重量、提高增氧效率的目的。
本实用新型的目的是这样实现的，与电动机法兰螺接的支撑箱体的下端固结的导流雾化器与螺旋桨轴的间隙为0.1mm左右；螺旋桨轴垂直工作，螺旋桨轴的下端固装螺旋桨与流线型锁母并向上推水，其中部邻近导流雾化器下缘处螺接有挡流甩水盘；螺旋桨桨叶上缘入水5～8cm。在表水层高速旋转的螺旋桨既在水面通过水跃、卷吸、射流掺气与剪切混合增氧，还把推离水面的高速水流经静止的倒锥状导流面提升至雾化叶片时迅速破碎、抛洒并雾化，增加了气—液传质界面与界面更新、扩散的时间；而落回的水流还能再次通过卷吸、水跃、冲击射流掺气溶解更多的氧。
按《SC/T 6009-1999增氧机增氧能力试验方法》测试的结果表明，水面射流增氧装置的增氧效率为1.5～2.2kg氧/kw.h，部件少，机重仅为同功率叶轮式增氧机的一半。
本实用新型由以下实施例及附图给出。
                        附图说明
图1为螺旋桨水面射流增氧曝气装置示意图。
图2为导流雾化器的A向视图。
图3为提取下层水的水面射流增氧曝气装置示意图。
                    具体实施方式
参照图1、图2，用于养殖水、污水或其他地表水的水面射流增氧曝气装置，包括立式电动机10、螺旋桨2、螺旋桨轴3、挡流甩水环4、导流雾化器5、爪式联轴节6、连接杆7、浮球8、支撑箱体9、流线型锁母1、电机防护罩11。所述部件的一些尺寸、角度要根据曝气的高度、范围及雾化程度在一定范围内调整。
导流雾化器5由倒锥形导流面5a与径向排列的分流雾化叶片5b平滑过渡而成，倒锥形导流面5a为光滑面或带螺旋形凸棱的特型面，锥角为75～120度，螺旋形凸棱的最佳螺旋角与螺旋桨的螺旋角相同；分流雾化叶片5b高3～15mm、宽40～70mm、厚0.5～1.5mm、间距4～10mm，其扭曲方向与螺旋桨的螺旋方向相同，其作用是把螺旋桨推出水面的水流及气-液二相流进行提升、混合、雾化与远距离抛洒。
挡流甩水环4的内孔与螺旋桨轴为紧配合，其外径为螺旋桨桨轴直径的1.5～3倍，其主要作用是防止螺旋桨上推的水流顺桨轴表面突破油封的防护进入支撑箱体9内。螺旋桨2用CAI/CAD/CAM技术研制，与2.2kw二极立式电动机10配套的螺旋桨外径为132mm，毂径比0.37，叶面为正螺旋面，桨的最大推力为82N/kw。螺旋叶面的最大线速度为19.6m/s，用316号不锈钢铸造。与1.5kw二极立式电动机10配套的螺旋桨外径为118mm，毂径比0.33，叶面为正螺旋面，桨的最大推力为80N/kw。螺旋叶面的最大线速度为17.5m/s，用海军铜铸造。
螺旋桨叶上缘与水面的距离为5～8cm时，气-液界面的渗透、更新、扩散强度与水跃、卷吸、冲击射流、紊动射流、层流射流的掺气量及能耗均较理想，增氧效率为2Kg氧/kw.h以上。
图3是提取下层水的水面射流增氧曝气装置，与图1装置的不同处在于：导流雾化器5带连接法兰，螺旋桨导管12及长度可变的吸水管13通过法兰与导流雾化器5连接，吸水管下端的进水口罩有可更换的护网14。所述装置把含氧量低的底层水提至表层曝气，提高了气-液传质效率。
图1、图3所述的导流雾化器5分别用厚0.5的不锈钢板、厚1.5的碳钢板剪裁焊铆弯制作，批量制作时宜用模具冲压或铸造成型，还可用工程塑料注塑成型。

Claims (8)

1.一种水面射流增氧曝气装置，包括立式电动机、离合器、螺旋桨轴、螺旋桨、支撑箱体及其支撑杆、浮体等，其特征在于：与电动机法兰螺接的支撑箱体的下端固结有导流雾化器。
2.根据权利要求1所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是：导流雾化器与螺旋桨轴的间隙大于0.01mm，螺旋桨轴垂直工作，螺旋桨轴的下端固装螺旋桨、流线型锁母并向上推水，其中部邻近导流雾化器下缘处螺接有挡流甩水盘；螺旋桨桨叶上缘入水5～8cm。
3.根据权利要求1、2所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是：导流雾化器的导流部分为倒锥状光滑锥面或带螺旋形凸棱的特型锥面，锥角为75～120度，螺旋形凸棱的最佳螺旋角与螺旋桨的螺旋角相同。
4.根据权利要求1、2、3所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是：导流雾化器的倒锥形导流面的上圆周均匀排列的分流雾化叶片高3～15mm、厚0.5～1.5mm、间距2～8mm，沿半径方向长40～70mm；叶面与导流锥面间为平滑扭曲过渡面。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是导流雾化器可用金属薄板冲裁成型或精密铸造、塑料模塑成型。
6.根据权利要求1、2所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是：螺旋桨的叶型为正螺旋面，以最大推力为优化目标设计，螺旋叶面的最大线速度为17～25m/s、螺旋桨的最大推力为80～98N/kw。
7.根据权利要求1、2所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是：挡流甩水盘的外径为螺旋桨轴直径的1.5～3倍，其内孔与螺旋桨轴为紧配合。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7所述的水面射流增氧曝气装置，其特征是：提取下层水的水面射流增氧装置的吸水管下端的进水口罩有可更换的护网；其导流雾化器带连接法兰，螺旋桨导管及长度可变的吸水管与该法兰连接。
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