一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于水質(zhì)污染處理控制領(lǐng)域，具體涉及一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其適用于混合分層湖庫水體、向湖庫水體充氧，也適用于污水生物處理設(shè)施中的混合充氧。
【背景技術(shù)】
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[0002]湖泊水庫是世界上最珍貴的可直接利用的淡水資源，同時(shí)湖泊水庫水體污染主要有藻類、沉積物和溶解氧三個(gè)問題。綜合各種湖泊水庫水體污染控制技術(shù)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，曝氣混合充氧是目前相對較好的技術(shù)，并且應(yīng)用也最為廣泛。但盡管如此目前的曝氣混合充氧技術(shù)都是在湖泊水庫水體進(jìn)行曝氣充氧，同時(shí)利用氣體提升水體進(jìn)行混合，但目前應(yīng)用較多的技術(shù)都局限于僅僅采用單一的湖庫底部曝氣充氧或機(jī)械攪拌混合，以及底部曝氣提升水流混合，并且能耗高、能量效率低(一般在10%以下)，對不同水質(zhì)改善需求的適應(yīng)性欠佳。中國庫容1億立方以上的水庫大約有3800多座，大多呈現(xiàn)富營養(yǎng)化的狀態(tài)。因此經(jīng)濟(jì)高效、易于實(shí)施的混合充氧新技術(shù)和裝置的研發(fā)是湖泊水庫水體污染控制的迫切技術(shù)需求。
[0003]在污水生物處理領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)簡單的空心軸充氧機(jī)雖然也有采用；但該類充氧機(jī)主要通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心軸而將空氣從空心軸吸入，并經(jīng)過空心軸下端的圓盤形曝氣器進(jìn)入水體進(jìn)行充氧，僅僅具有單一的曝氣功能，不具有混合功能，從而使其充氧效率受到制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，該機(jī)械混合充氧機(jī)能夠在水體表層應(yīng)用基于太陽能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心軸及其下端的曝氣葉片提升和混合湖庫上下層水體，同時(shí)利用出自空心軸和曝氣葉片的空氣對水體進(jìn)行充氧，經(jīng)濟(jì)、高效、便捷地改善湖泊水庫水體水質(zhì)、對污水生物處理設(shè)施進(jìn)行充氧。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，包括工作平臺(tái)，安裝在工作平臺(tái)上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，豎直方向上貫穿工作平臺(tái)的空心軸，且電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置輸出端與空心軸的一端相連，空心軸的另一端連通有具有中空腔體的曝氣葉片，空心軸在位于工作平臺(tái)上方的側(cè)壁連通有進(jìn)氣管。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:進(jìn)氣管上設(shè)置有氣量調(diào)節(jié)閥。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:進(jìn)氣管沿空心軸的徑向連通在空心軸上。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:工作平臺(tái)的形狀為圓形、方形或者規(guī)則正多邊形。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:曝氣葉片為空心錐體葉片。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:曝氣葉片的數(shù)量為2η個(gè)，且每2個(gè)曝氣葉片沿空心軸的徑向?qū)ΨQ連通在空心軸上。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:每個(gè)曝氣葉片與水平面成13°夾角，與空心軸的夾角是 77。。
[0013]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
[0014]本發(fā)明一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)空心軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)曝氣葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入空心軸并經(jīng)曝氣葉片釋放于水體，同時(shí)曝氣葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力將湖庫底部水體提升至上部，利用水體上下循環(huán)而達(dá)到混合效果；曝氣葉片高速旋轉(zhuǎn)也起到切碎氣泡的作用，進(jìn)而提高氧轉(zhuǎn)移速率，增強(qiáng)充氧效果；在電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，曝氣葉片旋轉(zhuǎn)可僅達(dá)到混合水體目的，而在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，曝氣葉片達(dá)到曝氣充氧和混合的雙重目的，從而實(shí)現(xiàn)湖庫水體不同的水質(zhì)改善需求，并使混合充氧功耗和性能最優(yōu)。
[0015]進(jìn)一步，曝氣葉片為空心錐體葉片，且每片曝氣葉片與水平面成13°夾角，與空心軸的夾角是77°，以使曝氣葉片旋轉(zhuǎn)而提升水體時(shí)的水頭損失最小。
【附圖說明】
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[0016]圖1為本發(fā)明一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中:1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置；2、進(jìn)氣管；3、氣量調(diào)節(jié)閥；4、工作平臺(tái)；5、空心軸；6、曝氣葉片。
【具體實(shí)施方式】
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[0018]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]參見圖1，本發(fā)明一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，包括空心軸5、進(jìn)氣管2、氣量調(diào)節(jié)閥3、工作平臺(tái)4、曝氣葉片6和電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1 ;其中，包括工作平臺(tái)4，安裝在工作平臺(tái)4上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1，豎直方向上貫穿工作平臺(tái)4的空心軸5，且電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1輸出端與空心軸5的一端相連，空心軸5的另一端連通有具有中空腔體的曝氣葉片6，空心軸5在位于工作平臺(tái)4上方的側(cè)壁連通有進(jìn)氣管2，進(jìn)氣管2上設(shè)置有氣量調(diào)節(jié)閥3，且進(jìn)氣管2沿空心軸5的徑向連通在空心軸5上。工作平臺(tái)4的形狀可為圓形、方形或者規(guī)則正多邊形，曝氣葉片6為空心錐體葉片。
[0020]優(yōu)選的曝氣葉片6的數(shù)量為2η (η = 1，2，3，……)個(gè)，且每2個(gè)曝氣葉片6沿空心軸5的徑向?qū)ΨQ連通在空心軸5上。
[0021]為了對本發(fā)明進(jìn)一步了解，現(xiàn)對其工作原理做一說明。
[0022]本發(fā)明一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)空心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)曝氣葉片6旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入空心軸5并釋放于水體，同時(shí)曝氣葉片6旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力將水提升至上部水體，水體上下循環(huán)過程實(shí)現(xiàn)混合效果；曝氣葉片6高速旋轉(zhuǎn)起到切碎氣泡的作用，進(jìn)而提高氧轉(zhuǎn)移速率，增強(qiáng)充氧效果，曝氣葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的混合作用也進(jìn)一步提高了湖庫水體充氧效果。
[0023]實(shí)施例:
[0024]參見圖1，各個(gè)主要單元均可拆卸，便于安裝維修。電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1選用60W的交流可調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，空心軸5外徑為10mm，內(nèi)徑8mm，長度為1000mm ;錐形曝氣葉片6總共有2n(n= 1、2、3、4)片，每片曝氣葉片6與水平面成13°夾角，與空心軸的夾角是77°，以使曝氣葉片旋轉(zhuǎn)而提升水體時(shí)的水頭損失最??；曝氣葉片外徑36mm，塑料制品，進(jìn)氣管2內(nèi)徑8_，金屬制品，氣量調(diào)節(jié)閥3與進(jìn)氣管2連接，用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣量大小。
[0025]工作時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，空心軸下端的曝氣葉片內(nèi)的水會(huì)因離心力的作用而被甩出曝氣葉片，空氣隨即因負(fù)壓而被吸入空心軸，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速大到某一數(shù)值時(shí)，空心軸內(nèi)負(fù)壓會(huì)使被吸入的空氣經(jīng)過空心軸下端的錐形曝氣葉片而進(jìn)入水體，對水體進(jìn)行充氧；電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心軸帶動(dòng)錐形曝氣葉片快速旋轉(zhuǎn)，在曝氣葉片周圍產(chǎn)生劇烈紊流，空氣中的氧氣在劇烈紊動(dòng)及氣泡切割等主要作用下被加快傳遞到水中，不能溶解的部分空氣會(huì)溢出水面；同時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心軸帶動(dòng)錐形曝氣葉片快速旋轉(zhuǎn)，在曝氣葉片外圍水體中形成向上循環(huán)水流，通過該循環(huán)水流促進(jìn)充氧后的水體和其他區(qū)域未被充氧水體的混合，從而迅速提高整個(gè)水體中的溶解氧濃度，實(shí)現(xiàn)水體的快速充氧。
[0026]當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一數(shù)值時(shí)，空心軸內(nèi)負(fù)壓不足以使被吸入的空氣經(jīng)過空心軸下端的錐形曝氣葉片而進(jìn)入水體，此時(shí)多功能混合充氧機(jī)不能對水體進(jìn)行充氧；電機(jī)驅(qū)動(dòng)空心軸帶動(dòng)錐形曝氣葉片快速旋轉(zhuǎn)，在曝氣葉片外圍水體中形成向上循環(huán)水流，通過該循環(huán)水流弓I起湖庫內(nèi)部各部分水體的混合。
[0027]如僅需混合水體，如利用混合作用控制湖庫藻類過度生長繁殖，可采用較低的電機(jī)轉(zhuǎn)速；如同時(shí)需要混合水體和充氧，如同時(shí)利用混合作用控制湖庫藻類過度生長繁殖和充氧來抑制湖庫底泥的內(nèi)源污染、以及對生物處理設(shè)施進(jìn)行高效充氧，可采用較高的電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0028]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:包括工作平臺(tái)(4)，安裝在工作平臺(tái)(4)上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(1)，豎直方向上貫穿工作平臺(tái)⑷的空心軸(5)，且電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(1)輸出端與空心軸(5)的一端相連，空心軸(5)的另一端連通有具有中空腔體的曝氣葉片(6)，空心軸(5)在位于工作平臺(tái)(4)上方的側(cè)壁連通有進(jìn)氣管(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:進(jìn)氣管(2)上設(shè)置有氣量調(diào)節(jié)閥(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:進(jìn)氣管(2)沿空心軸(5)的徑向連通在空心軸(5)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:工作平臺(tái)(4)的形狀為圓形、方形或者規(guī)則正多邊形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:曝氣葉片(6)為空心錐體葉片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:曝氣葉片(6)的數(shù)量為2n個(gè)，且每2個(gè)曝氣葉片(6)沿空心軸(5)的徑向?qū)ΨQ連通在空心軸(5)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，其特征在于:每個(gè)曝氣葉片(6)與水平面成13°夾角，與空心軸的夾角是77°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能機(jī)械混合充氧機(jī)，屬于水質(zhì)污染控制技術(shù)領(lǐng)域，包括空心軸、進(jìn)氣管、氣量調(diào)節(jié)閥、工作平臺(tái)、曝氣葉片和電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)曝氣葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入空心軸并釋放于水體，同時(shí)曝氣葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力將底部水體提升至上部而實(shí)現(xiàn)水體循環(huán)混合；曝氣葉片高速旋轉(zhuǎn)可切碎氣泡，提高氧轉(zhuǎn)移速率，增強(qiáng)充氧效果，利用曝氣葉片旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的混合作用進(jìn)一步強(qiáng)化充氧；通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)混合和同時(shí)混合充氧功能的自由切換。本發(fā)明機(jī)械混合充氧機(jī)，其將混合充氧的核心和關(guān)鍵單元都置于水體表層，無需復(fù)雜的供氣設(shè)備和水下管道系統(tǒng)，使用維護(hù)方便，增強(qiáng)混合充氧效果，降低混合充氧投資和運(yùn)行成本。
【IPC分類】C02F7/00
【公開號】CN105417744
【申請?zhí)枴緾N201510908245
【發(fā)明人】孫昕, 任廣林, 張海涵
【申請人】西安建筑科技大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月9日