專利名稱：氣爆式水體增氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水體增氧裝置，特別是水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理、以及溪流、湖泊等由于水的流動緩慢而大量滋生南藻，水質(zhì)受到破壞，這時需要把新鮮的空氣混合于水中，來置換原本在水中的有害氣體，以達(dá)到增加水體溶氧量的目的，從而改善水質(zhì)。
背景技術(shù)：
目前，公知想把新鮮的空氣混合溶于水中，來置換原本在水中的有害氣體，以達(dá)到增加水溶氧量的方法大致可以分成三大類。一、用空氣壓縮機(俗稱氣泵)壓縮空氣，通過氣導(dǎo)管送入水中，然后末端接一氣石或氣盤等出氣泡的裝置。在水里產(chǎn)生許多細(xì)小的氣泡，達(dá)到往水中送氣的效果。這一般只適合用于小面積的水產(chǎn)養(yǎng)殖，如魚缸或魚池等才會采用。因為氣泡很小，促使水的流動性是很不夠，甚至可以說在水流動這方面幾乎是可以忽律。那樣能接觸到空氣的水就局限于小氣泡垂直經(jīng)過的周邊地方。顯然這是很不足夠的， 因為水中有機物的分解和水中生物的呼吸，都不斷地消耗氧氣和釋放出大量的二氧化碳及沼氣，這些有害氣體會停留在飼養(yǎng)水體里的任何一個角落。如果沒有得到新鮮空氣的對流， 水質(zhì)就會變壞，這就是俗稱的死水，這種死水很不利于水中生物的生存。所以這一方法一般不會應(yīng)用在大水體里。因為這樣做的話，大水體要達(dá)到整個水體都有空氣交換的效果，必須要很多的氣頭和氣導(dǎo)管布滿整個水體。對于大水體來說，這首先是不便于管理，其次是效率也差。二、螺旋槳式及水車式攪動。它們的原理都是通過槳不斷地?fù)軇铀a(chǎn)生水流，由于水的流動，產(chǎn)生負(fù)壓，達(dá)到空氣交換的目的。這一般用于魚塘和水庫等的大面積水產(chǎn)養(yǎng)殖。它的缺點是橫向推動水，由于水并沒有被排出，只是在同一個容器里轉(zhuǎn)，水又有一定的密度，產(chǎn)生的摩擦力和阻力都是很大的，要大面積的水體流動，方法只有增加機器的功率， 消耗更多的能量。還有一點必須指出的，這樣的方案由于攪動的設(shè)備是固定在水面的上方， 計算攪動深度的時候是從水面往下算的。大型水體的深度，由于受天氣情況等的影響很多， 有時是比較難控制的，因此在現(xiàn)實生產(chǎn)中會出現(xiàn)這種情況，由于各種原因，水體淺了。但設(shè)備是預(yù)先購置的，如果開動增氧設(shè)備，就會攪動到魚塘底下的淤泥，釋放了停留在那的許多有害物質(zhì)，這在水產(chǎn)養(yǎng)殖中是一個大災(zāi)難。因此為了留一些余量，在設(shè)備購置上都不愿意選擇攪動水太深的，這樣一來深水層的水流動就成了問題。也就是說這種設(shè)計，其實只適合面層水的攪動。三、水泵式。也就是利用抽水泵把水提高，水一般高出水面，然后利用重力的作用， 落回水面，造成水的流動和翻動，一方面水在出水面后更多的和空氣接觸，另一方面由于水的翻動，水下就會造成一個負(fù)壓，空氣會進(jìn)入水中和原來的氣體進(jìn)行交換，從而達(dá)到增加溶氧的效果。這方法可以做到深水層的流動，但這樣的方法也有一個很明顯的缺點，就是要連續(xù)不斷地搬動水往空中拋，水的比重是1，要造成一個大水流的翻動，就必須要一個大口徑、 大揚程的水泵，這功耗自然就大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的水體增氧裝置功耗大，效率不高的或者只局限于面水?dāng)噭拥热秉c。本發(fā)明提供一種全新的水體增氧方法，就是氣爆式水體增氧裝置。方法就是先選擇搬動比水輕很多的空氣到水下，但不像用氣石那樣馬上把空氣直接放到水中，而是用特別設(shè)計的容器收集其來。然后慢慢累積到一定的數(shù)量，突然打開空氣間門，以一個大氣泡的形式全部放出，巨大的氣泡往上推動水，使得大面積的水激烈地往上沖，氣泡一直把這些水推出水面，然后在水面形成如爆炸的狀態(tài)。被推出水面的水又重新落到水面上。這樣整個水體就會以水泡為中心，產(chǎn)生輻射四周的水浪。氣泡越大水浪越大，輻射的面積也越大。水浪攪動的過程，根據(jù)原理知道會產(chǎn)生負(fù)壓，空氣就會進(jìn)入水中，和原來水中的氣體進(jìn)行交換，從而達(dá)到增氧的目的。還有一點就是，這樣的設(shè)計可以根據(jù)攪動水層深度，而把氣泡釋放點設(shè)計在這一預(yù)定點的高度，使得在這個面以上的水都被攪動。也就是說本發(fā)明是可以先避開不能攪動的部分來安裝設(shè)備的，而往上的部分不管水位如何變化，都一一給徹底攪動，這就很好地解決了深層水翻動的問題，而又不會攪動到塘底的淤泥，這在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是至關(guān)重要的。利用水浪的余波來不斷地、反復(fù)地推動水，輻射更大面積，這就能大大提高效率。本發(fā)明設(shè)計，首先是利用了水體和氣體的比重不同，選擇了比較輕的空氣作為搬動的對象，而又采用了一個巧妙的方法，就是加了一個空氣累積的方法。因為根據(jù)浮力原理可以知道，氣泡產(chǎn)生的向上推力是等于，這個氣泡體積所對應(yīng)的相同體積的水的重量。也就是說，一公升體積的氣泡，在水下可以產(chǎn)生一千克的推力(以水的比重為1來計算)，但我們不需要用一千克的力來搬運這些氣體，只需要克服相應(yīng)的摩擦力和水壓就可以。而又用了小量搬運的方法，也就是說受到水的壓力也是很小的。第二點必須指出的是本發(fā)明設(shè)計的裝置由于采用了能量累積的過程，也就是說我們不需要一臺功率很大的空氣壓縮機，而能夠在水下產(chǎn)生一個非常巨大的力，從而在水中造成一個極大的水浪波，再利用這水浪能來推動整個水體，達(dá)到不留死水位的目的。這脈動式的推動也剛好符合了有害氣體同樣需有一個累積的過程，只要我們能及時地進(jìn)行空氣交換，水中的有害氣體就會被控制在一定的范圍，也就達(dá)到了平衡水體里氣體成分的目的，也就是通常說的對水體進(jìn)行了增氧。根據(jù)上面的概述可以知道，本發(fā)明設(shè)計產(chǎn)生推動力的大小和空氣壓縮機的功率沒有直接的關(guān)系，只和空氣收集器的大小以及其設(shè)計的控制點有關(guān)。空氣壓縮機的功耗和壓縮運輸空氣的數(shù)量能力只決定了氣泡往上沖的頻率，也就是攪動水的頻率。這頻率就是空氣和水中氣體交換的頻率，只要其氣體交換的有效性大于水體有害氣體累積的速度即可。 這樣首先體現(xiàn)出來的就是節(jié)能。這不需要大功率設(shè)備來攪動大水體的方法，其意義還有很重要的一點，水體增氧設(shè)備的安裝再不需要依賴電源的鋪設(shè)，而可以用流動性很大的電池或太陽能，這樣對于一些山塘之類的邊遠(yuǎn)生產(chǎn)場所極為有用。本發(fā)明設(shè)計控制氣泡是否放出，是利用了當(dāng)氣泡體積累積達(dá)到一定的程度，會在空氣收集器內(nèi)部特別設(shè)計的檢壓倉內(nèi)，產(chǎn)生一個壓差的原理來控制空氣閘門的開和關(guān)。也就是說氣泡體積達(dá)到設(shè)計要求就放氣泡，不夠體積就關(guān)。而沒有另外再加任何的電子控件。本發(fā)明其技術(shù)方案是首先在盛水容器(如魚池、魚塘等)的底部沉入或固定好一個空氣收集器，空氣收集器必須能承受準(zhǔn)備收集的空氣體積所產(chǎn)生的浮力，也就是說在這空氣體積下產(chǎn)生的浮力不足以使空氣收集器整個浮起或破裂。空氣收集器上部有放氣口， 放氣口下面緊連一個檢壓倉，檢壓倉上部有一個空氣間門，空氣間門是用橡皮物質(zhì)做的，當(dāng)檢壓倉的壓力大于放氣口時，空氣閘門被上頂，關(guān)閉空氣收集器的放氣口。檢壓倉接出一條引壓管一直連通到空氣收集器上部外面的水體。當(dāng)空氣收集器收集空氣壓縮機送來的空氣時，空氣收集器里的氣泡由于比重的問題一定是往上聚，而把水往下壓，水就從進(jìn)排水孔排出，當(dāng)水位線到達(dá)引壓管最低點的切線面時，引發(fā)檢壓倉里的壓力產(chǎn)生變化，空氣閘門被往下拉開，聚集在空氣收集器上方的氣泡立即通過導(dǎo)氣孔再進(jìn)入放氣口，直接沖向了水面，形成一波放氣泡的過程。檢壓倉其檢壓的原理是當(dāng)空氣收集器里注滿水的時候，檢壓孔在檢壓倉的下部， 它引入的水壓是下水壓，因此在空氣閘門的下方的壓力要比正對著放氣口上方的要大，空氣閘門這時處于美閉狀態(tài)。當(dāng)空氣收集器里的氣泡不斷增加，氣泡和水的結(jié)合線到達(dá)檢壓孔時，檢壓倉里的原來注滿的水，開始慢慢給被檢壓孔引入的氣泡通過引壓管從引壓孔頂出，但這對空氣閘門還是處于關(guān)閉狀態(tài)，因為這時檢壓倉里的氣泡產(chǎn)生的力還是向上的，當(dāng)氣泡越來越大，沿著引壓管往下到達(dá)最低點時，檢壓倉里的氣泡就會拐了一個彎，沿著引壓管的后段往上沖，這一沖直接帶動了檢壓倉里面的氣泡流動，檢壓倉里面氣泡這樣大面積的流動，必然產(chǎn)生負(fù)壓，空氣閘門就這樣被拉下打開。由于空氣收集器里面的氣泡被放，水從進(jìn)排水孔重新涌入，水線越過了檢壓孔，引壓管的后段又重新注滿了水，檢壓倉再沒有流動的氣泡，檢壓倉的壓力升高，空氣間門被往上頂，重新關(guān)閉放氣口，氣泡又被重新聚集到空氣收集器上部，就是這樣一個循環(huán)接一個循環(huán)，氣泡就這樣累積到一定的程度才會被瞬間放出。放出的氣泡體積大小，從上面的原理可以知道，是等于引壓管最低點切面到檢壓孔切面之間的容積。這樣在本發(fā)明中，只要改變引壓管最低點高度，就可以立即改變放出氣泡的體積，從而也改變了氣泡對水的推力?？偨Y(jié)本發(fā)明和以往的水中增氧設(shè)備的區(qū)別及優(yōu)點1)結(jié)構(gòu)簡單，空氣收集器直接就可以沉入水底，沒有了在水面固定的一切設(shè)備，對于大水體來說，其建設(shè)費用遠(yuǎn)低于以往的任何一種增氧裝置。2、選擇比重輕的空氣進(jìn)行搬運，然后累積，造成一個大氣泡向上推水，讓水產(chǎn)生大水浪輻射到整個水體，這樣的運行成本低，而工作效率卻很高，能用很低的運行成本做到大面積水體的波動?；每梢詮南峦蠝?zhǔn)確地選擇水層深度來進(jìn)行攪動增氧， 而不像以往的面水?dāng)噭邮降脑鲅醴绞侥菢?，由于水深度的變化而攪動了水塘底下的淤泥?而導(dǎo)致有害物質(zhì)的釋放。4)沖出水面的大氣泡，對緊貼水體的空氣也有很大的推力，就是說不單只水體里空氣進(jìn)行了有效的交換，在水體表面上的空氣也同時進(jìn)行了一次氣體對流。 5)本發(fā)明和螺旋菜式攪動、水車式攪動及水泵式增氧裝置比較，由于不需要在水申鋪設(shè)電線，其生產(chǎn)的安全性大大提高。6)由于本發(fā)明整個系統(tǒng)不需要很大功率的電器附件，其流動性大大增加。


下面結(jié)合附圖和實施案例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是空氣閘門關(guān)上正在進(jìn)行氣泡累積圖2是氣泡的體積累積到一定的程度，空氣收集器里的水線低過了引壓管最低點，空氣閘門打開，氣泡通過放氣口放出。圖1、圖2中的名稱1.盛水容器，2.空氣壓縮機，3.氣導(dǎo)管，4.水，5.空氣收集器，6.放氣口，7.引壓孔，8.檢壓倉，9.空氣閘門，10.檢壓孔，11.引壓管，12.進(jìn)排水孔，13.氣泡，14.導(dǎo)氣孔
具體實施例方式具體實施方案，如圖1空氣收集器5固定在盛水容器1底部，盛水容器1裝滿了水 4，空氣壓縮機2和空氣收集器5之間用氣導(dǎo)管3連接起來，開動空氣壓縮機2，氣泡13開始在空氣收集器5的上部累積，水4慢慢被往下壓，并通過進(jìn)排水孔12排出空氣收集器5。 這時由于檢壓倉8的壓力高于放氣口 6，空氣閘門9被往上頂壓而處于關(guān)閉狀態(tài)，放氣口 6 這時沒有氣泡13放出。隨著時間的延長，空氣壓縮機2壓縮送來的氣泡13越來越多。在空氣收集器5里面的水4和氣泡13的交合線低于檢壓孔10之后，氣泡13開始進(jìn)入檢壓倉8的下部；檢壓倉8以空氣閘門9為界限，分成上下兩個互不相通的倉體。但這時沒有立即打開空氣閘門9，而是等氣泡13把水4通過引壓管11壓出，氣泡13到達(dá)引壓管 11的最低點，檢壓倉8里的氣泡13突然通過引壓孔7放出，由于檢壓倉8下部里的氣泡13 的流動，檢壓倉8下部的壓力低于放氣口 6，空氣閘門9被往下拉，這時處于打開狀態(tài)，氣泡 13立即通過導(dǎo)氣孔14進(jìn)入放氣口 6，然后空氣收集器5里的氣泡13大部分從放氣口 6放出到盛水容器1中，如圖2示，形成往上的推力。這之后水4就從進(jìn)排水孔12涌進(jìn)，一直超過了檢壓孔10，檢壓倉8下倉再沒有氣泡13排出，檢壓倉8下倉壓力回升，空氣閘門9被往上頂壓而處于關(guān)閉狀態(tài)，空氣閘門9又恢復(fù)到如圖1的所示狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種水體增氧裝置，該裝置包括沉入水底的空氣收集器，空氣收集器上部有放氣口 ； 放氣口下面有空氣閘門；空氣閘門固定在檢壓倉上方；檢壓倉的上部開有導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣孔在空氣閘門打開的時候是和放氣口連通的；但導(dǎo)氣孔被空氣閘門與下面的倉體完全隔開， 也就是以空氣閘門為界，檢壓倉是分上下兩個倉體；下檢壓倉開有檢壓孔，并且還引出一條引壓管，引壓管必須有一個垂下的最低點是比檢壓孔要低，這兩個點的切面之間的容積就是放出氣泡的體積，引壓管的另一端固定在空氣收集器的上部，并且穿出空氣收集器外壁形成引壓孔；空氣收集器的底部和水塘底不是密閉的，水是可以通過進(jìn)排水孔進(jìn)出；空氣收集器可通過氣導(dǎo)管接收空氣壓縮機送來的氣泡，并且累積，然后根據(jù)檢壓倉和放氣口之間的壓差來決定是否放出氣泡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體增氧裝置，其特征是所述放氣口是設(shè)立在所述空氣收集器的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體增氧裝置，其特征是所述引壓管的垂下最低點不能低于空氣收集器的進(jìn)排水孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體增氧裝置，其特征是改變引壓管垂下最低點的高度，直接改變裝置放出氣泡的體積，而改變推動水的力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體增氧裝置，其特征是檢壓孔和引壓管可以開在檢壓倉的側(cè)面，只要比空氣閘門低，位于檢壓倉的下倉位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體增氧裝置，其特征是空氣閘門的關(guān)閉，能切斷放氣口和導(dǎo)氣孔之間的氣泡流動，相反打開就是互通。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水體增氧裝置，該裝置首先把空氣收集器固定在水塘的底部，然后開動空氣壓縮機向空氣收集器充氣，氣泡不斷地在空氣收集器內(nèi)累積，氣泡累積到一定的體積之后，內(nèi)置的檢壓倉會自動檢查到，然后自動打開空氣閘門放出氣泡，巨大的氣泡一下子擁向水面，把大面積的水推出水面，然后又重新落到水中，形成如同爆炸的形狀，這猛烈地推動，會以水泡為中心，產(chǎn)生輻射四周的水浪，由于水的波動，在水中形成一個負(fù)壓，新鮮的空氣進(jìn)入水中和水體的氣體進(jìn)行交換，從而達(dá)到了給水體增氧的目的。由于氣泡是往上沖的，因此本發(fā)明不會因為力大而攪動了塘底的淤泥，釋放了在那里的有害物質(zhì)。
文檔編號C02F7/00GK102241442SQ20101017738
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者佘偉強 申請人:佘偉強