一種風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，包括風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)和太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)，其中：所述風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)輪，及與其相連的轉(zhuǎn)向器、增速器，風(fēng)輪將風(fēng)力動(dòng)能通過(guò)轉(zhuǎn)向器傳遞給增速器，增速器帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)排風(fēng)管連通置于曝氣池內(nèi)的曝氣管，實(shí)現(xiàn)深水曝氣；所述太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板連接集成控制系統(tǒng)，所述集成控制系統(tǒng)連接至耕水機(jī)；耕水機(jī)中的電機(jī)的輸出軸連接三片浮板下方的耕水葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能表面耕水增氧。本發(fā)明裝置利用風(fēng)能對(duì)深層水體曝氣充氧，利用太陽(yáng)能進(jìn)行表面耕水式增氧，解決了當(dāng)前農(nóng)村耕水機(jī)需要市電而引起的高運(yùn)行成本問(wèn)題及現(xiàn)有耕水機(jī)深層水體復(fù)氧能力不足的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本微污染水體增氧裝置。應(yīng)用于各種中小型污水處理廠厭氧系統(tǒng)后的自然快速增氧及微污染水體的增氧。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，生活污水污染環(huán)境及湖泊，危害居民生活，破壞生態(tài)平衡。尤其中西部小城鎮(zhèn)及新建農(nóng)村，發(fā)展迅速但是污水處理設(shè)施配套落后，有的污水廠甚至處于半運(yùn)行半停止?fàn)顟B(tài)，這是因?yàn)槲鬯幚磉^(guò)程中曝氣單元能耗大效率低而導(dǎo)致。
[0003]已公開(kāi)專利號(hào)如CN102642937A《一種利用風(fēng)能的曝氣增氧系統(tǒng)》涉及到風(fēng)電機(jī)、逆變器等設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)投資較高，CN102972332《低能耗多功能增氧機(jī)》、CN1565995A《一種風(fēng)力曝氣裝置》雖然解決了能耗問(wèn)題，但是沒(méi)有涉及到深層水體的攪拌問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，在水體增氧動(dòng)力將由太陽(yáng)能風(fēng)能提供，利用風(fēng)能對(duì)深層水體曝氣充氧，利用太陽(yáng)能進(jìn)行表面耕水式增氧，解決當(dāng)前農(nóng)村耕水機(jī)需要市電而引起的高運(yùn)行成本問(wèn)題及現(xiàn)有耕水機(jī)深層水體復(fù)氧能力不足的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，包括風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)和太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)，其中:
[0007]所述風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)輪，及與其相連的轉(zhuǎn)向器和增速器，風(fēng)輪將風(fēng)力動(dòng)能通過(guò)轉(zhuǎn)向器傳遞給增速器，增速器帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)排風(fēng)管連通置于曝氣池內(nèi)的曝氣管，實(shí)現(xiàn)深水曝氣；
[0008]所述太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板連接集成控制系統(tǒng)，所述集成控制系統(tǒng)連接至耕水機(jī)；耕水機(jī)中的電機(jī)的輸出軸連接三片浮板下方的耕水葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能表面耕水增氧。
[0009]進(jìn)一步地，所述風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)中，風(fēng)輪通過(guò)支架支撐于曝氣池上方，風(fēng)輪通過(guò)置于支架內(nèi)的傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向器相連，轉(zhuǎn)向器輸出端連接增速器，增速器通過(guò)緩沖器與彈性聯(lián)軸器連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)連接排風(fēng)管，排風(fēng)管末端通曝氣管至曝氣池內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步地，所述風(fēng)輪包括連接在傳動(dòng)軸軸壁上的固定桿，固定桿端部連接有與其垂直設(shè)置的風(fēng)葉輪，所述風(fēng)葉輪為弧線形，其中部連接在固定桿端部，兩端部弧線與風(fēng)葉輪中部水平切線夾角為I?3°。
[0011]進(jìn)一步地，所述增速器采用逆裝減速器實(shí)現(xiàn)，將減速器的輸出端接轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器通過(guò)齒輪嚙合，其輸入端連接傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)向器輸出端通過(guò)蝸旋齒輪與蝸旋小齒輪嚙合。
[0012]進(jìn)一步地,所述蝸旋齒輪與蝸旋小齒輪傳動(dòng)比η = 5?70。
[0013]進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)中，耕水機(jī)包括互呈120°分布的三片浮板，以及固定在三片相交浮板中心的電機(jī)，電機(jī)的輸出軸連接耕水傳動(dòng)桿，耕水傳動(dòng)桿連接三片浮板沿其旋轉(zhuǎn)。
[0014]進(jìn)一步地，所述三片浮板端部下方均設(shè)有耕水葉片，耕水葉片高為25-35cm，長(zhǎng)為40_60cm。
[0015]進(jìn)一步地，所述單體浮板為葉片狀，葉片根部為設(shè)有開(kāi)孔的圓弧狀，葉片臂為錐體狀,臂長(zhǎng) 100-120cm。
[0016]進(jìn)一步地，所述電機(jī)上表面設(shè)有保護(hù)罩，保護(hù)罩直徑為40-50cm。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]1、采用太陽(yáng)能風(fēng)能供能，可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，成本低廉。
[0019]2、采用深水曝氣、表面耕水的方式對(duì)污水進(jìn)行增氧，復(fù)氧效率高。
[0020]3、采用風(fēng)葉輪的結(jié)構(gòu)安裝優(yōu)勢(shì)，葉輪與豎直線偏角I?3°，最大程度利用風(fēng)能給水池曝氣。
[0021]4、風(fēng)能曝氣機(jī)應(yīng)用于整個(gè)好氧池，太陽(yáng)能耕水增氧機(jī)可以根據(jù)需要設(shè)置單組或多組，位置靈活多變。
[0022]5、通過(guò)轉(zhuǎn)向器和增速器高效利用風(fēng)光能量，結(jié)合風(fēng)葉輪角度的安裝優(yōu)勢(shì)，水上水下同時(shí)給水體增氧，受氣象條件限制較小。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明風(fēng)葉輪仰視圖。
[0025]圖3是本發(fā)明增速器示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明耕水機(jī)主體示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明浮板與耕水葉片示意圖。
[0028]圖中:1_太陽(yáng)能電池板；2_集成控制系統(tǒng)；3_耕水機(jī)主體；4_風(fēng)葉輪；5_傳動(dòng)軸；6-支架；7_增速器；8_鼓風(fēng)機(jī)；9_排風(fēng)管；10_曝氣管；11_電機(jī)；12-保護(hù)罩；13-耕水葉片；14-耕水傳動(dòng)桿；15_浮板；16-渦旋小齒輪；17渦旋齒輪；18-緩沖器；19-彈性聯(lián)動(dòng)軸；20-固定桿；21轉(zhuǎn)向器。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，包括風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)和太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)，其中:
[0031]風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)力系統(tǒng)、增速系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)和增氧系統(tǒng)。風(fēng)力系統(tǒng)包括風(fēng)輪4、支架6和傳動(dòng)軸5。增速系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器21、逆裝減速器(增速器)7、緩沖器18和彈性聯(lián)動(dòng)軸19 (見(jiàn)圖5)。鼓風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)8和排風(fēng)管9。增氧系統(tǒng)包括曝氣管10。
[0032]其中，風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)包括通過(guò)支架6支撐于曝氣池上方的風(fēng)輪4，風(fēng)輪4通過(guò)置于支架6內(nèi)的傳動(dòng)軸5與轉(zhuǎn)向器21相連，轉(zhuǎn)向器21與增速器7相連，增速器7通過(guò)緩沖器18與彈性聯(lián)軸器19連接鼓風(fēng)機(jī)8，鼓風(fēng)機(jī)8連接排風(fēng)管9，排風(fēng)管9末端通曝氣管10至曝氣池內(nèi)。
[0033]如圖2所示，風(fēng)輪4包括連接在傳動(dòng)軸5軸壁上的固定桿20，固定桿20端部連接有與其垂直設(shè)置的風(fēng)葉輪，所述風(fēng)葉輪為弧線形，其中部連接在固定桿20端部，兩端部弧線與風(fēng)葉輪中部水平切線夾角為I?3°。整體裝置由支架6固定在地面上，風(fēng)葉輪采用改進(jìn)的安裝方式，葉輪與豎直地面線有一定的偏角，極大限度利用結(jié)構(gòu)的安裝優(yōu)勢(shì)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
[0034]本裝置的緩沖器18，其輸出端采用齒輪為蝸旋式齒輪。鼓風(fēng)機(jī)葉輪采用開(kāi)式鼓風(fēng)輪。
[0035]如圖3所示，增速系統(tǒng)采用逆裝的減速器作為增速器，將減速器的輸出端接轉(zhuǎn)向器21，轉(zhuǎn)向器21通過(guò)齒輪嚙合，其輸入端連接傳動(dòng)軸5，轉(zhuǎn)向器21的輸出端通過(guò)蝸旋齒輪17與蝸旋小齒輪16嚙合，蝸旋齒輪17與蝸旋小齒輪16傳動(dòng)比η = 5?70。
[0036]配以緩沖器18和彈性聯(lián)動(dòng)軸19，彈性聯(lián)動(dòng)軸連接增速系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)。
[0037]太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板1，太陽(yáng)能電池板I連接集成控制系統(tǒng)2，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電經(jīng)集成控制系統(tǒng)向耕水機(jī)3供電，同時(shí)耕水機(jī)3開(kāi)始工作，中試用太陽(yáng)能板供能量為100W。
[0038]如圖4、圖5所示，耕水機(jī)3包括互呈120°分布的三片浮板15，以及固定在三片相交浮板15中心的電機(jī)11,電機(jī)11的輸出軸延伸至三片浮板15中心的下端,通過(guò)電機(jī)11的輸出軸連接耕水傳動(dòng)桿14。各浮板15端部下方均設(shè)有耕水葉片13。電機(jī)11上表面設(shè)有保護(hù)罩12，保護(hù)罩12對(duì)電機(jī)起到保護(hù)作用，保護(hù)罩12直徑為40cm。
[0039]耕水機(jī)3由浮板15產(chǎn)生的浮力漂浮在水面上，浮板15周圍通過(guò)固定繩索固定位置。耕水機(jī)3得到集成控制系統(tǒng)2供電后，由電機(jī)11帶動(dòng)I浮板15開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，水面部分浮板15帶動(dòng)耕水葉片13轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)水體表面進(jìn)行攪拌，提高水體表面的復(fù)氧能力。單個(gè)浮板臂長(zhǎng)100cm，耕水葉片13高30cm，長(zhǎng)50cm。
[0040]本發(fā)明的原理是:
[0041]風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)中，風(fēng)葉輪在風(fēng)力作用下帶動(dòng)傳動(dòng)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸5將風(fēng)力動(dòng)能通過(guò)轉(zhuǎn)向器21傳遞給增速器7，增速器7的齒輪轉(zhuǎn)速達(dá)到200r/min帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)8的鼓風(fēng)輪給排風(fēng)管9鼓氣，排風(fēng)管內(nèi)安裝閥門保證管內(nèi)氣流單向流動(dòng)，停止鼓氣時(shí)閥門自動(dòng)關(guān)閉。排風(fēng)管內(nèi)氣流通過(guò)分布管到達(dá)曝氣管10，實(shí)現(xiàn)水體增氧。
[0042]同時(shí)，太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)中，耕水機(jī)3由浮板15產(chǎn)生的浮力漂浮在水面上，浮板15周圍通過(guò)固定繩索固定位置。耕水機(jī)3得到集成控制系統(tǒng)2供電后，由電機(jī)11帶動(dòng)浮板15開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),水面部分浮板15帶動(dòng)耕水葉片13轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)水體表面進(jìn)行攪拌，提高水體表面的復(fù)氧能力。單個(gè)浮板臂長(zhǎng)100cm,耕水葉片13高30cm,長(zhǎng)50cm。耕水機(jī)3下部擾流系統(tǒng)通過(guò)傳動(dòng)桿14帶動(dòng)，將水體下部的污水通過(guò)風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)的曝氣管10引導(dǎo)至水體表面，再由表面耕水部分對(duì)其進(jìn)行復(fù)氧，使不同深度的水體進(jìn)行均勻混合充氧，提高污水充氧效率。
[0043]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，本裝置風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)啟動(dòng)風(fēng)速1.5m/s，對(duì)比傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電效率=風(fēng)葉輪0.4*發(fā)電機(jī)0.9*逆變器0.95*鼓風(fēng)機(jī)0.8，省去了風(fēng)力發(fā)電過(guò)程，總效率提高11%。
[0044]本裝置的集成控制系統(tǒng)由逆變器、控制器和蓄電池組成，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電由逆變器轉(zhuǎn)化為交流電儲(chǔ)存在蓄電池中，由控制器控制蓄電池向耕水機(jī)供電。
[0045]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:包括風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)和太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)，其中: 所述風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)輪(4)，及與其相連的轉(zhuǎn)向器(21)和增速器(7)，風(fēng)輪(4)通過(guò)轉(zhuǎn)向器(21)將風(fēng)力動(dòng)能傳遞給增速器(7)，增速器(7)帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)(8)通過(guò)排風(fēng)管(9)連通置于曝氣池內(nèi)的曝氣管(10)，實(shí)現(xiàn)深水曝氣； 所述太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板(I)，太陽(yáng)能電池板(I)連接集成控制系統(tǒng)⑵，所述集成控制系統(tǒng)⑵連接至耕水機(jī)(3);耕水機(jī)(3)中的電機(jī)(11)的輸出軸連接三片浮板(15)下方的耕水葉片(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能表面耕水增氧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述風(fēng)能深水曝氣系統(tǒng)中，風(fēng)輪(4)通過(guò)支架(6)支撐于曝氣池上方，風(fēng)輪(4)通過(guò)置于支架(6)內(nèi)的傳動(dòng)軸(5)與轉(zhuǎn)向器(21)相連，轉(zhuǎn)向器輸出端連接增速器(7)，增速器(7)通過(guò)緩沖器(18)與彈性聯(lián)軸器(19)連接鼓風(fēng)機(jī)(8)，鼓風(fēng)機(jī)(8)連接排風(fēng)管(9)，排風(fēng)管(9)末端通曝氣管(10)至曝氣池內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述風(fēng)輪(4)包括連接在傳動(dòng)軸(5)軸壁上的固定桿(20)，固定桿(20)端部連接有與其垂直設(shè)置的風(fēng)葉輪，所述風(fēng)葉輪為弧線形，其中部連接在固定桿(20)端部，兩端部弧線與風(fēng)葉輪中部水平切線夾角為I?3°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述增速器采用逆裝減速器實(shí)現(xiàn)，將減速器的輸出端連接轉(zhuǎn)向器(21)，轉(zhuǎn)向器(21)通過(guò)齒輪嚙合，其輸入端連接傳動(dòng)軸(5)，輸出端通過(guò)蝸旋齒輪(17)與蝸旋小齒輪(16)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述蝸旋齒輪(17)與蝸旋小齒輪(16)傳動(dòng)比η = 5?70。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述太陽(yáng)能表面耕水式增氧系統(tǒng)中，耕水機(jī)(3)包括互呈120°分布的三片浮板(15)，以及固定在三片相交浮板(15)中心的電機(jī)(11),電機(jī)(11)的輸出軸連接耕水傳動(dòng)桿(14),耕水傳動(dòng)桿(14)連接三片浮板(15)沿其旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述三片浮板(15)端部下方均設(shè)有耕水葉片(13)，耕水葉片(13)高為25-35cm，長(zhǎng)為40_60cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述單體浮板(15)為葉片狀，葉片根部為設(shè)有開(kāi)孔的圓弧狀，葉片臂為錐體狀，臂長(zhǎng)100_120cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能深水曝氣太陽(yáng)能表面耕水式增氧的裝置，其特征在于:所述電機(jī)(11)上表面設(shè)有保護(hù)罩(12),保護(hù)罩(12)直徑為40-50cm。
【文檔編號(hào)】C02F3/02GK104230019SQ201410464940
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】孫長(zhǎng)順, 薛旭東, 王西鋒, 張振文, 董雯, 王麗香, 王曉濤, 李英杰 申請(qǐng)人:陜西省環(huán)境科學(xué)研究院