專利名稱：復(fù)合強化增氧機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種增氧設(shè)備，就其主要功能而言，屬水產(chǎn)養(yǎng)殖機械，由氣泵、氣－水泵(即氣液兩相流泵)和氣－水噴射泵組成。用于水體增氧，在微生物、藻類、魚食蟲、水產(chǎn)養(yǎng)殖及水質(zhì)凈化等領(lǐng)域使用。
由于水生物的耗氧，或者由于各種排放物傾入水體，導(dǎo)致了水體缺氧，影響了水生物的正常生長發(fā)育，甚至威脅水生物的生命；水體缺氧或氧氣消耗殆盡，將破壞生態(tài)平衡，使環(huán)境惡化。
為改善水質(zhì)狀況，曾出現(xiàn)了各種增氧曝氣裝置。其中，有的以動力機帶動水泵，用泵的壓力直接將水噴向大氣，然后在重力作用下水又落回水面，在這一過程中，噴射水滴的自由表面與大氣接觸，增加了水滴的溶氧，如潛水噴射式增氧機；有的以轉(zhuǎn)輪或水車(常通過減速器減速)攪動水體，使成浪花，擴大水體與大氣的接觸面積，并由旋轉(zhuǎn)部件造成局部負壓引吸少量空氣以增加水中溶氧，如葉輪式或水車式增氧機；有的以壓力水為動力，通過射流帶入空氣使水體增氧，如射流式增氧船；有的以鼓風(fēng)機或氣泡發(fā)生器直接將空氣注入水體增氧，等等。這些增氧裝置的能量轉(zhuǎn)換均不夠理想，且其投資和維持費用頗大，經(jīng)濟性較差。
以前，有人曾力圖改變潛水噴射增氧機和泵式增氧機的吸入部分，以期造成較大負壓吸入更多的空氣，也有人研究能吸入更多空氣的射流泵，但均因自然狀態(tài)的空氣本身無壓頭，不能造成較大壓差，因而其效果不顯著，本發(fā)明人又試圖攪拌和滯留被送入水體的不同尺寸的氣泡，也因機械上的困難和能耗過大而告吹。這些都提示人們不能以直觀、簡單的方式去克服已有技術(shù)中能量轉(zhuǎn)換率低和增氧效果欠佳的缺點。后來，本發(fā)明人著重研究了氣泵、氣液泵和噴射泵的聯(lián)合疊加作用，并解決了氣液泵壓水室無沖擊(少損失)輸入噴射泵的技術(shù)，又獲得了強制空氣進入液泵和噴射泵的高效而價廉方法，進而研制了本裝置。
本實用新型的目的在于謀求一種以較小的費用獲取較大的增氧量，即經(jīng)濟地改善水體狀態(tài)的新設(shè)備，并將設(shè)備本身的能量轉(zhuǎn)換損失所生成的熱量，最大限度地回收用于養(yǎng)殖水體的增溫。
本實用新型，以電動機驅(qū)動氣泵和氣－水泵工作，工作介質(zhì)為水、氣和氣水混合物，工作介質(zhì)獲得能量后又推動噴射泵工作。氣泵的作用是1、提供一定壓力和流量的空氣，并通過氣路注入水泵，2、將一定壓力和流量的空氣通過氣管注入噴射泵(請注意，都是“注入”，并非“吸入”)；3、提供冷卻電機用的風(fēng)壓和風(fēng)量，同時將從冷卻電機所吸收的熱量送給水體供養(yǎng)殖增溫。上述三個作用都很重要，但第三個作用不但不消耗能量，反而可以得到能量。氣－水泵的作用是1、使氣泡細化并與水混合；2、使氣水混合物升速、升壓；3、向噴射泵提供噴射動力；4、向各噴射泵合理分配流量和壓力。噴射泵的作用是使氣水混合物進一步加速和混溶；2、增加壓差，使氣泵提供的正壓氣流容易注入，增加進氣量；3、氣液兩相進行能量交換，增加溶氧量。
由氣泵輸出的空氣中，氧氣占21％，可溶于水，氮氣則逸出水面。氣泵提供的壓力和流量與氣－水泵和噴射泵的最佳攜氣量相匹配，這樣可以得到最優(yōu)動力效率。
本發(fā)明的氣泵、氣－水泵與電動機同軸，為立式連身結(jié)構(gòu)，氣泵在電動機的上輸出端，氣－水泵在電動機的下輸出端。常規(guī)設(shè)計的電動機，一般需通風(fēng)冷卻，本發(fā)明則以氣泵葉輪兼作冷卻風(fēng)扇，電機散熱片則由主要起導(dǎo)流和轉(zhuǎn)換壓力作用的氣泵導(dǎo)葉兼任，同時，本機電動機損耗和其它損耗所轉(zhuǎn)換成的熱能絕大部分被氣泵送入水體，以使水體升溫，這對多數(shù)養(yǎng)殖水體來說是很寶貴的，至少可以節(jié)約加溫水體專用鍋爐的燃煤，例如用于工廠化育苗池，親蝦、親魚、親貝等越冬及羅非魚養(yǎng)殖等情況。
氣泵葉輪輸出的空氣經(jīng)氣泵導(dǎo)葉升壓后，沿電動機下部的導(dǎo)氣罩導(dǎo)入氣－水泵進口，導(dǎo)氣罩固定在電動機下端蓋上，在停機狀態(tài)，用其阻擋因風(fēng)浪所致水花濺入電機內(nèi)腔，為強化這種阻擋，在導(dǎo)氣罩與軸間不大的徑向間隙的上下側(cè)各套一個擋水圈。
氣泵將氣送到氣－水泵進口，水則由電機座下部構(gòu)成的導(dǎo)水錐和導(dǎo)葉導(dǎo)入。氣－水泵葉輪的葉片較之一相流水泵較多地向進口延伸并形成切割氣泡的刀片，該刀片可與原葉片斷開，并相距2～6毫米，葉片數(shù)也較一相流水泵多1～N片，這樣可使氣泡趨于微化。在本機工作狀態(tài)，水在自身靜壓和大氣壓力作用下進入葉輪的同時，氣泵壓氣至氣－水泵進口，氣和水一起接受葉輪葉片的作用力，這時兩相流體運動十分復(fù)雜，水經(jīng)進水導(dǎo)葉后基本消除了預(yù)旋，但在近葉片處又產(chǎn)生了不大的預(yù)旋，正壓氣相流的進入可傳給水一定的能量，這樣，葉輪進口處的壓力不會降至當時的飽和蒸汽壓力(這是從總體而言，局部低壓區(qū)仍不可避免)，因而這里不會發(fā)生氣蝕，也不至于發(fā)生氣阻，即使在氣泵流量過大造成失配時，瞬時的斷流(實際上是斷水而未斷氣)并不影響本機的正常工作。獲得速度能的氣水混合物進入壓水室，在這里只要求將部分速度能轉(zhuǎn)換為壓力能，這是不同于液相水泵的，氣－水泵的壓水室保留部分速度能，并將具有一定速度能和壓力能的氣水混合物合理分配給各噴射泵，壓水室可由1～M個渦室組成，其出口也相應(yīng)的為1～M個，壓水室的渦室數(shù)由所用的噴射泵數(shù)決定，為提高有效功率，減少分流損失和平衡徑向力及軸向力，壓水室的各出口為對稱布置，噴射泵可按實際使用需要向任何方向作對稱噴射，也可按需要向近處或遠處對稱地輸送溶氧水或使池水各死角掀起波浪。
本發(fā)明的優(yōu)點1、有效地利用了能源，連各種損失變成的熱量也被回收利用了。
2、結(jié)構(gòu)簡單，充分發(fā)揮了各零部件的復(fù)合功能，如氣泵兼有電機冷卻和回收熱量的功能。
3、經(jīng)濟地實現(xiàn)了大增氧量。
4、機動靈活，使用方便，易于實現(xiàn)自動控制。


如下圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖2為壓水室和噴射泵布置圖。
具體實施例的說明(參閱附圖)電動機1上部輸出端驅(qū)動氣泵葉輪2，下部輸出端驅(qū)動氣－水泵葉輪3，氣泵葉輪2將空氣排入氣泵導(dǎo)葉4。氣泵葉輪2兼作電動機冷卻風(fēng)扇，氣泵導(dǎo)葉4兼作電動機散熱片。經(jīng)氣泵導(dǎo)葉4增壓導(dǎo)流并攜帶著回收了電動機1熱量的空氣由導(dǎo)氣罩5和氣管6分別引導(dǎo)送至氣－水泵的進口A和噴射泵7的負壓腔B。電機座8下部為進水導(dǎo)葉9(也可生在壓水室10上)，氣、水混合并從葉輪得到能量后進入壓水室10，氣水混合物在這里加壓后被分配至各噴射泵7，經(jīng)氣管6被注入負壓腔B的空氣在噴射泵7的喉管11與由噴嘴12噴出的高速氣水混合物進行了強烈的能量交換，霧化后噴入水體，達到增氧目的，圖中15為軸，16為擋水圈，14為電動機1外面的導(dǎo)氣外殼，兼作氣泵體，為便于維修，氣泵體也可與外殼14做成兩個零件。
整機座落在由發(fā)泡塑料、薄壁中空材料或充氣薄膜制成的浮體13上運行，可牽引或錨定，亦可制成船機。
當需要遠程噴射或大面積增氧時，可以不受約束地增大設(shè)備容量，也可增加氣泵和氣－水泵的級數(shù)，當然電動機功率相應(yīng)增加。必要時可通過氣管6的下端加入固相物(如肥料、藥物、餌料等)，通過噴射投放池中。有些使用場合去掉噴射泵7更合適，例如在幼苗或貴重水生物經(jīng)不起噴嘴和喉管高速噴射的場合，當然也可以制造成兩個單獨的產(chǎn)品待選用。堵塞全部氣路并將氣泵導(dǎo)葉4的尾端氣道接通大氣，用以噴水攪動水體，這時，若再去除噴射泵，又可把水輸送至它處使用。水體有雜物時，應(yīng)設(shè)濾網(wǎng)，設(shè)濾網(wǎng)又可防止較大水生物吸入泵內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合強化增氧機，由電動機1與泵組成，其特征是在電動機1的一個輸出端有氣泵，電動機1的另一輸出端有氣-水泵，氣泵和氣-水泵的葉輪進口同向，在電動機1的外面有導(dǎo)氣殼14。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧機，其特征是氣泵葉輪2兼作電動機1的冷卻風(fēng)扇，氣泵導(dǎo)葉4兼作電機1的冷卻散熱片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧機，其特征是氣－水泵葉輪3的葉片向進口A延伸，并形成切割氣泡的刀片，該刀片可與原葉片斷開，并相距2～6毫米，葉片數(shù)目較常規(guī)設(shè)計的水泵葉片數(shù)目多1～N片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧機，其特征是氣泵輸出的正壓氣體通過導(dǎo)氣罩5送至氣－水泵葉輪進口A，在導(dǎo)氣罩5與軸15的配合部位有套在軸15上的擋水圈16。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧機，其特征是在氣－水泵壓水室10的出口處聯(lián)接有噴射泵7。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增氧機，其特征是氣－水泵的壓水室10可由1～M個渦室組成，壓水室10的出口也相應(yīng)的為1～M個，渦室數(shù)由噴射泵數(shù)決定，所有出口應(yīng)對稱布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增氧機，其特征是氣泵輸出的正壓氣體。a、通過導(dǎo)氣罩5送至氣－水泵葉輪進口A，b、通過氣管6注入各噴射泵7的負壓腔B。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7所述的增氧機，其特征是氣泵葉輪2兼作電機1的冷卻風(fēng)扇，氣泵導(dǎo)葉4兼作電機1的冷卻散熱片。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7所述的增氧機，其特征是氣－水泵葉輪3的葉片向進口A延伸，并形成切割氣泡的刀片，該刀片可與原葉片斷開，并相距2～6毫米，葉片數(shù)目較常規(guī)設(shè)計的水泵葉片數(shù)目多1～N片。
10.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7所述的增氧機，其特征是在導(dǎo)氣罩5與軸15的配合部位有套在軸15上的擋水圈16。
專利摘要一種增氧設(shè)備，屬水產(chǎn)養(yǎng)殖機械，由電動機、氣泵、氣—水泵(即氣液兩相流泵)和氣—水噴射泵組成?？諝饨?jīng)氣泵加壓后一方面被送至氣—水泵與水體充分攪和后送至噴射泵，另一方面加壓氣體通過管路直接送至噴射泵負壓腔，與氣水混合物再一次進行強烈的能量交換，霧化后噴入水體。具有增氧效果好，節(jié)藥能源的優(yōu)點。
文檔編號A01K61/00GK2050677SQ892080
公開日1990年1月10日 申請日期1989年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月27日
發(fā)明者舒涵增, 趙澍民 申請人:舒涵增