專利名稱：由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于污水凈化生物處理方法中向深水區(qū)域曝氣增氧，提高污 水中溶解氧含量以及溶解氧飽和度的由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)。
背景技術(shù)：
在自然界中存在著大量的微生物，它們具有氧化分解復(fù)雜的有機(jī)物和某些無機(jī) 物，并將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的物質(zhì)，或?qū)⒂卸疚镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的能力。實(shí)踐 表明，禾擁微生物處理廢水中的有機(jī)物，具有投資少、效率高、操作穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi) 用低，出水水質(zhì)好，污泥沉降性能好，且可用作肥料，點(diǎn)。在生物處理方法中， 活性污泥法又以其基本沒有臭氣，處理所需時(shí)間比較短，處理效率率高等特點(diǎn)而占 有極其重要的地位，在該方法中，曝氣是必不可少的，其作用是向污水中供應(yīng)充足 的氧，并和污水進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，使、活性污泥保持懸浮狀態(tài)，以便將空氣中的氧 有效溶解到污水中。 -
目前國(guó)內(nèi)外常用的曝氣方法有鼓風(fēng)曝氣法，機(jī)械攪拌法和射流曝氣法等，其關(guān)
鍵設(shè)備以離心鼓風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)及各種表曝機(jī)為主，功率多為200千瓦和630千 瓦，重量一般在3.5噸以上。從1919年起在活性污泥法中開始使用陶瓷微孔曝氣器, 及后來的開發(fā)使用的不同材質(zhì)，不同類型的微孔曝氣器，均因微孔堵塞等技術(shù)問題， 影響其應(yīng)用。我國(guó)自七十年代開始，引進(jìn)各種類型的鼓風(fēng)曝氣設(shè)備，先后又研制開 發(fā)了應(yīng)用于較深層曝氣的螺旋曝氣器，散流曝氣器等，但普遍存在曝氣深度淺，氧 的利用率偏低，布?xì)獠痪鶆虻葐栴}。
中國(guó)發(fā)明專利(專利號(hào)ZL99103087.7)提出了一種聚氧活化曝氣增氧機(jī)(參見
圖6)，其采用稀土永磁材料片等制成的聚氧器和向心葉輪來富集氧氣。空心主導(dǎo)軸 9和螺旋磁化槳葉20在電機(jī)1的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，從而磁化污水并形成負(fù)壓，將富氧空 氣壓入污水中。然而該發(fā)明的電機(jī)是位于水上，由于其通過空心軸帶動(dòng)水下的螺旋 磁化槳葉旋轉(zhuǎn)的傳輸距離過長(zhǎng)，致使空心軸的抗扭性降低。因此長(zhǎng)期使用易使空心 軸損壞，且因?yàn)橹糜谒?，維修保養(yǎng)都很難進(jìn)行。而空心軸若要保持剛性，就必須 要加大其橫截面的尺寸，這又會(huì)導(dǎo)致成本的增加。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?00610168196.0)提出了一種潛浮式曝氣機(jī) (參見圖7和8)，主要由潛水空心軸電豐幾9、推流螺旋槳10和射流葉輪11組合、 密封旋轉(zhuǎn)接頭6、通風(fēng)管4、離心風(fēng)機(jī)l、風(fēng)機(jī)座2和主機(jī)外罩5;風(fēng)機(jī)座2位于主 機(jī)外罩5上端，風(fēng)機(jī)座2中心開有進(jìn)氣口3，離心風(fēng)機(jī)l的出風(fēng)口與通風(fēng)管4的上 端通過進(jìn)氣口 3密封連接；通風(fēng)管4的下端與密封旋轉(zhuǎn)接頭6上端的氣體輸入接口 26密封連接；潛水空心軸電機(jī)上油室法蘭19與主機(jī)外罩5下端密封連接；電機(jī)的 上軸伸14與密封旋轉(zhuǎn)接頭6下端的氣體輸出接口 28通過法蘭7同軸連接；潛水空 心軸電機(jī)的下軸伸18與推流螺旋槳10和射流葉輪11組合同軸連接，并在下軸伸 18開口處前端設(shè)置一個(gè)導(dǎo)氣裝置30，構(gòu)成出氣結(jié)構(gòu)。
由上述可知，現(xiàn)有技術(shù)存在下述缺點(diǎn)
首先，由于離心風(fēng)機(jī)l的壓割氐，單位時(shí)間內(nèi)的送風(fēng)量小，無法將空氣壓縮并 強(qiáng)制輸送至深水區(qū)域，因此無法實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制曝氣的目的。
其次，由于通風(fēng)管4橫截面積小，因此單位時(shí)間內(nèi)向水中輸送的氣量小。
然后，由于通風(fēng)管4、密封旋轉(zhuǎn)接頭6、法蘭7和電機(jī)的上軸伸14之間連結(jié)點(diǎn) 較多，在實(shí)際應(yīng)用中易損。
最后，由于射流葉輪11只是將離心風(fēng)機(jī)1送入水中的空氣甩入水體，水氣混合 效果不佳，無法形成霧化的微小氣泡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種能夠向深水區(qū)域強(qiáng)制曝氣的由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣 的潛浮式曝氣機(jī)。
為了解決上述問題，本發(fā)明由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)的技術(shù)方案為
主要由風(fēng)機(jī)座、進(jìn)氣口、潛水空心軸電機(jī)組成；所述風(fēng)機(jī)座上開有所述進(jìn)氣口，
所述潛水空心軸電機(jī)的傳動(dòng)軸為空心軸，作為輸送氣體或液體的通道，氣環(huán)壓縮機(jī) 通過托架固定在所述風(fēng)機(jī)座上，所述風(fēng)機(jī)座焊接固定在導(dǎo)氣筒上端，所述氣環(huán)壓縮 機(jī)的排氣口與所述進(jìn)氣口之間通過不銹鋼管或軟管密封連接，所述導(dǎo)氣筒的下端與
第一電機(jī)法蘭通過第一法蘭固定；第二電機(jī)法蘭與導(dǎo)流罩通過第二法蘭固定，所述 潛水空心軸電機(jī)的下軸伸與由螺旋槳、噴射混流器和碎氣片共同組成的螺旋槳總成 同軸連接。
其中，所述導(dǎo)氣筒采用L型導(dǎo)氣筒，其一端與所述風(fēng)機(jī)座底部焊接固定，另一
4端和所述第一 電機(jī)法蘭通過所述第一法蘭固定。
進(jìn)一步地，所述螺旋槳由槳轂和三片槳葉組成；所述噴射混流器由噴嘴、 一個(gè) 或一個(gè)以上的噴氣口、兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)水孔、抽吸管、支撐板、混合擴(kuò)壓管和 擴(kuò)壓口組成；所述噴射混流器的混合擴(kuò)壓管末端有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碎氣片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)的有益效果為
首先，由于采用氣環(huán)壓縮機(jī)，使得本發(fā)明的送風(fēng)系統(tǒng)具有壓差高，送氣量大， 性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，并且能將壓縮空氣通過導(dǎo)氣筒送達(dá)1至5米的水下，增加了送氣 深度，因此能夠向深水區(qū)域強(qiáng)制曝氣。
其次，由于采用大口徑的導(dǎo)氣筒作為向水下輸送空氣的通道，同時(shí)取消專利申
請(qǐng)200610168196.0中主機(jī)外罩與其內(nèi)部的通風(fēng)管、密封旋轉(zhuǎn)接頭和法蘭，又由于導(dǎo) 氣筒的橫截面積較通風(fēng)管的橫截面積增加，且導(dǎo)氣筒的長(zhǎng)度可根據(jù)曝氣深度的需要 而調(diào)整，使得向水下輸送空氣的氣量和深度均大幅增加；壓縮空氣通過大直徑導(dǎo)氣 管直接送入7]C體，因此具有增加送氣量，減少空氣輸送過程中的能量損耗，節(jié)能效 果顯著。
再者，由于采用L型導(dǎo)氣筒，使得潛水空心軸電機(jī)和螺旋槳總成水平放置，因 此在污水處理的氧化溝工藝中能夠橫向曝氣、攪拌和推流。
最后，本發(fā)明由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)將專利申請(qǐng)200610168196.0的 推流螺旋槳的槳葉形狀作了改變，槳葉數(shù)量由兩片改為三片，同時(shí)取消射流葉輪11， 增加了噴嘴、噴射混流器和碎氣片。由于采用槳轂和三片槳葉構(gòu)成螺旋槳，使得螺 旋槳的攪拌和推流作用增強(qiáng)，具有攪拌更均勻，推流距離更遠(yuǎn)的有益效果。由于采 用螺旋槳、噴嘴、噴射混流器和碎氣片共同組成的螺旋槳總成，使得空氣和水能夠 有效混合，形成霧化的含有微小氣泡的水氣混合物，微小氣泡在水中的停留時(shí)間長(zhǎng)， 短時(shí)間內(nèi)不會(huì)浮上水面，因此具有大幅提高溶解氧的轉(zhuǎn)移效率的有益效果。噴嘴為 倒喇叭單口型或者為多噴口型。當(dāng)一定壓力的壓縮空氣通過噴嘴時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)或一
個(gè)以上高速氣流，在氣流周圍形成負(fù)壓，帶動(dòng)周圍的污水從進(jìn)水 ua入噴射混流器
的抽吸管，空氣和/K在位于抽吸管下端的混合擴(kuò)壓管內(nèi)充分混合后，通過其末端的 擴(kuò)壓口射出，使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能；位于擴(kuò)壓口邊緣的碎氣片將射出的水氣 混合物粉碎成1 3毫米的微小氣泡，通過螺旋槳推流，向水體中更深更遠(yuǎn)的區(qū)域擴(kuò) 散。


圖1為將潛水空心軸電機(jī)垂直安裝的潛浮式曝氣纟幾整體結(jié)構(gòu)示圖2為將潛水空心軸電機(jī)水平安裝的潛浮式曝氣機(jī)整體結(jié)構(gòu)示圖3為潛浮式曝氣機(jī)的螺旋槳總成示意圖4為潛浮式曝氣機(jī)的螺旋槳的俯視圖和剖面圖5為潛浮式曝氣機(jī)的噴射混流器和碎氣片的剖面圖6為聚氧活化曝氣增氧機(jī)(專利號(hào)ZL99103087.7)總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為發(fā)明專利申請(qǐng)潛浮式曝氣機(jī)(專利申請(qǐng)?zhí)?00610168196.0)整體結(jié)構(gòu)示
圖8為發(fā)明專利申請(qǐng)潛浮式曝氣機(jī)(專利申請(qǐng)?zhí)?00610168196.0)中的潛水空 心軸電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)，將潛水空心軸電機(jī)垂直 安裝，風(fēng)機(jī)座2固定在導(dǎo)氣筒35上端，風(fēng)機(jī)座2上開有進(jìn)氣口3，氣環(huán)壓縮機(jī)29 通過托架34固定在風(fēng)機(jī)座2上，該風(fēng)機(jī)的排氣口 30與進(jìn)氣口 3之間通過不銹鋼管 (或軟管)33密封連接。導(dǎo)氣筒35的下端與潛水空心軸電機(jī)9的第一電機(jī)法蘭19 通過第一法蘭36固定在一起；第二電機(jī)纟去蘭20與導(dǎo)流罩38通過第二法蘭37固定 在一起，潛水空心軸電機(jī)9的下軸伸18與由螺旋槳39、噴射混流器40和碎氣片41 共同組成的螺旋槳總成同軸連接，與電機(jī)的傳動(dòng)軸8同步旋轉(zhuǎn)。
圖1所示的潛浮式曝氣機(jī)實(shí)現(xiàn)深水曝氣的工作原理如下。氣環(huán)壓縮機(jī)29將水面 上的空氣增壓，經(jīng)排氣口 30輸出高壓差的壓縮空氣，該壓縮空氣可以被送至5米深 的水中；壓縮空氣經(jīng)過不f辯R管(或軟管)33和進(jìn)氣口3進(jìn)入大口徑的導(dǎo)氣筒35， 由部分浸沒在水中的所述導(dǎo)氣筒35直接向水里進(jìn)氣。流經(jīng)所述導(dǎo)氣筒35內(nèi)部的空 氣，通過潛水空心軸電機(jī)9的空心傳動(dòng)軸8的軸孑L進(jìn)入水下。進(jìn)入水體的空氣在螺 旋槳總成的噴射混流器40內(nèi)與由進(jìn)水孔45進(jìn)入的水進(jìn)行混合，形成水氣混合物； 然后位于噴射混流器40下端的碎氣片41將所述水氣混合物粉碎、霧化成微小氣泡 后，經(jīng)由噴射混流器40末端射出攜帶微小氣泡的霧狀水柱，再由經(jīng)過螺旋槳39攪 拌、推流，向更深更遠(yuǎn)的區(qū)域擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)深水曝氣。其中能夠產(chǎn)生高壓差的壓縮空 氣的氣環(huán)壓縮機(jī)29和具有混合、噴射、攪拌和推流等綜合效果的螺旋槳總成是實(shí)現(xiàn)深水曝氣的關(guān)鍵。
如圖2所示，按圖1所示的曝氣機(jī)，采用L型導(dǎo)氣筒42代替圖1所示的導(dǎo)氣 筒35。 L型導(dǎo)氣筒42—端連接風(fēng)機(jī)座2，另一端和潛水空心軸電機(jī)9的第一電機(jī)法 蘭19通過第一法蘭36固定在一起。L型導(dǎo)氣筒42的夾角cx為90°至1S0。之間 (90°《a <180°)，其他部件結(jié)構(gòu)與圖1所示的曝氣機(jī)相同，構(gòu)成將潛水空心 軸電機(jī)及螺旋槳總成水平安裝的潛浮式曝氣機(jī)。
圖2所示的L型導(dǎo)氣筒42的目的是將進(jìn)入導(dǎo)氣筒35的壓縮空氣引入水中，向 水平方向或向與水平面形成一定角度的方向曝氣。當(dāng)L型導(dǎo)氣筒42的夾角a為90° 時(shí)，電機(jī)9和螺旋槳總成水平放置，此時(shí)所述曝氣機(jī)向水平方向曝氣；當(dāng)LM導(dǎo)氣 筒42的夾角a介于90°和180°之間時(shí)，電機(jī)9和螺旋槳總成傾斜放置，與水平面形 成一個(gè)夾角，此時(shí)所述曝氣機(jī)向與水平面形成一定角度的方向曝氣。采用L型導(dǎo)氣 筒42的曝氣機(jī)特別適合在污水處理的氧化溝工藝中進(jìn)行橫向的曝氣、攪拌和推流， 能夠?qū)⒊练e在氧化溝底部的活性污泥吹起并使其保持懸浮狀態(tài)，使污泥里的微生物 更充分地與進(jìn)入水里的空氣接觸，更有效地消除污水中的有機(jī)物，同時(shí)提高氧化溝 內(nèi)的污水循環(huán)流動(dòng)速度，提高氧化溝內(nèi)污水的處理效率。
如圖3所示，本發(fā)明由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)的螺旋槳總成與潛水空 心軸電機(jī)9的下軸伸18開口端同軸連接。螺旋槳總成由螺旋槳39、噴射混流器40 和碎氣片41組成，與電機(jī)的傳動(dòng)軸8同步旋轉(zhuǎn)。螺旋槳39由槳轂43和三片槳葉 44組成；噴射混流器40上部的抽吸管46周圍開有進(jìn)水孔45 ，抽吸管46下部連接 混合擴(kuò)壓管47;混合擴(kuò)壓管47末端有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碎氣片41 。
如圖4所示，螺旋槳39由槳轂43和三片槳葉44組成。
如圖5所示，噴射混流器40由噴嘴48、 一個(gè)或一個(gè)以上的噴氣口49、兩個(gè)或 兩個(gè)以上的進(jìn)水孔45、抽吸管46、支撐板50、混合擴(kuò)壓管47和擴(kuò)壓口51組成； 混合擴(kuò)壓管47末端有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碎氣片41。噴嘴48為倒喇叭形，位于抽吸 管46內(nèi)部上端，噴嘴48的下部開有一個(gè)或一個(gè)以上的噴氣口 49;抽吸管46的管 壁靠近噴嘴48附近處，開有兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)水孔45;抽吸管46下端由支撐板 50連接混合擴(kuò)壓管47，混合擴(kuò)壓管47下部開有一個(gè)喇叭形的擴(kuò)壓口51;混合擴(kuò)壓 管47末端靠近擴(kuò)壓口 51附近處，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碎氣片41 。
噴射混流器40和碎氣片41的目的是將氣流和水流有效混合，形成包含微小氣 泡的霧狀水流，使小氣泡向深水區(qū)域擴(kuò)散，提高水中的溶解氧轉(zhuǎn)移效率。其工作原理是，高壓差的壓縮空氣經(jīng)過噴嘴48時(shí)，倒喇叭形的噴嘴48X寸氣流有"收縮"并
增壓的作用；通)！3t水孔45進(jìn)入抽吸管46的水流，和進(jìn)入抽吸管46的壓縮空氣均 被引入混合擴(kuò)壓管47，在內(nèi)部進(jìn)行混合，所形成的水氣混合物經(jīng)擴(kuò)壓口 51噴射出 來，喇叭形的擴(kuò)壓口51對(duì)7jC氣混合物起到"釋放"和擴(kuò)壓作用。在擴(kuò)壓過程中又經(jīng) 過碎氣片41粉碎、霧化成微小氣瓶所產(chǎn)生的效果是含有微小氣泡的霧狀水柱，并 將富氧的小氣泡擴(kuò)散到深水區(qū)域。
權(quán)利要求
1、一種由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)，主要由風(fēng)機(jī)座(2)、進(jìn)氣口(3)、潛水空心軸電機(jī)(9)組成；所述風(fēng)機(jī)座(2)上開有所述進(jìn)氣口(3)，所述潛水空心軸電機(jī)(9)的傳動(dòng)軸(8)為空心軸，作為輸送氣體或液體的通道，其特征在于，氣環(huán)壓縮機(jī)(29)通過托架(34)固定在所述風(fēng)機(jī)座(2)上，所述風(fēng)機(jī)座(2)焊接固定在導(dǎo)氣筒(35)上端，所述氣環(huán)壓縮機(jī)(29)的排氣口(30)與所述進(jìn)氣口(3)之間通過不銹鋼管或軟管(33)密封連接，所述導(dǎo)氣筒(35)的下端與第一電機(jī)法蘭(19)通過第一法蘭(36)固定；第二電機(jī)法蘭(20)與導(dǎo)流罩(38)通過第二法蘭(37)固定，所述潛水空心軸電機(jī)(9)的下軸伸(18)與由螺旋槳(39)、噴射混流器(40)和碎氣片(41)共同組成的螺旋槳總成同軸連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛浮式曝氣機(jī)，其中，所述導(dǎo)氣筒(35)采用L型 導(dǎo)氣筒(42)，其一端與所述風(fēng)機(jī)座(2)底部焊接固定，另一端和所述第一電機(jī)法 蘭(19)通過所述第一法蘭(36)固定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛浮式曝氣機(jī)，其中，所述螺旋槳(39)由槳轂(43) 和三片槳葉(44)組成；所述噴射混流器(40)由噴嘴(48)、 一個(gè)或一個(gè)以上的噴 氣口 (49)、兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)水孔(45)、抽吸管(46)、支撐板(50)、混合擴(kuò) 壓管(47)和擴(kuò)壓口 (51)組成；所述噴射混流器(40)的混合擴(kuò)壓管(47)末端 有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碎氣片(41)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種由導(dǎo)氣筒直接進(jìn)氣的潛浮式曝氣機(jī)，主要由風(fēng)機(jī)座(2)、進(jìn)氣口(3)、潛水空心軸電機(jī)(9)組成；氣環(huán)壓縮機(jī)(29)通過托架(34)固定在所述風(fēng)機(jī)座(2)上，所述風(fēng)機(jī)座(2)焊接固定在導(dǎo)氣筒(35)上端，所述氣環(huán)壓縮機(jī)(29)的排氣口(30)與所述進(jìn)氣口(3)之間通過不銹鋼管或軟管(33)密封連接，所述導(dǎo)氣筒(35)的下端與第一電機(jī)法蘭(19)通過第一法蘭(36)固定；第二電機(jī)法蘭(20)與導(dǎo)流罩(38)通過第二法蘭(37)固定，所述潛水空心軸電機(jī)(9)的下軸伸(18)與由螺旋槳(39)、噴射混流器(40)和碎氣片(41)共同組成的螺旋槳總成同軸連接。采用本發(fā)明技術(shù)方案能夠向深水區(qū)域曝氣。
文檔編號(hào)C02F7/00GK101423301SQ20071016515
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者建 孫 申請(qǐng)人:建 孫