專利名稱：倒傘型曝氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對主要用于Carrousel氧化溝的倒傘曝氣機(jī)的改進(jìn)，尤其涉及一種自重 輕，充氧深度大，充氧動力效率和充氧能力高的倒傘型曝氣機(jī)。
背景技術(shù)：
Carrousel氧化溝作為城市污水處理工藝之一，其特定的溝型，通常采用豎軸式 形狀像一把倒開著的傘——倒傘型表面曝氣機(jī)，例如中國專利C擬837四8、CN2878370所述 倒傘式曝氣機(jī)，作為推流、混合及充氧機(jī)械，同時承擔(dān)推流、混合、充氧功能。其充氧是利用 流體力學(xué)中旋轉(zhuǎn)液體真空抽吸原理，和高速流動液體卷吸作用，靠葉輪上若干個葉片刮水 推流產(chǎn)生旋流，裹挾空氣向水中充氧。由于僅靠倒傘形葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋流對液面上部空氣抽吸、卷吸，空氣和水只 是在水淺表面混合；其次，推流旋轉(zhuǎn)水流撞擊氣泡碎裂，氣泡大小不均，無法達(dá)到細(xì)氣泡效 果，部分大氣泡極易從水面溢出。因此這種表面表層充氧，當(dāng)表面溶氧達(dá)到一定值后很難再 提高，實(shí)際充氧效果不高，無法達(dá)到轉(zhuǎn)碟等表曝機(jī)的充氧能力，如果加大轉(zhuǎn)速，形成更強(qiáng)大 的對空氣抽吸、卷吸裹挾能力，這樣必須增大電機(jī)功率，即使在推流滿足條件下也仍需保持 高的轉(zhuǎn)速，以滿足充氧要求，造成所需電機(jī)功率較大；并且倒傘型曝氣機(jī)自重大，以及為實(shí) 現(xiàn)曝氣、推流、攪拌功能，還在傘面下設(shè)置推流葉輪，更是增加了整個曝氣機(jī)的自重，使得運(yùn) 行電耗大，標(biāo)準(zhǔn)Carrousel氧化溝通常配備45kw電機(jī)，為提高充氧能力需提高至55kw，而 Carrousel2000型氧化溝，其倒傘型表面曝氣機(jī)葉輪直徑Φ3500mm至3750mm，配備電機(jī)功 率介于90kw至160kw。大的運(yùn)行功率，整體動力充氧效率較低，能源消耗過大，并且充氧一 般只能達(dá)到1. 6-2. 4kw07kwh，最高也只能達(dá)到2. 5-2. 6kw02/kwh。中國專利CN1657445倒傘型復(fù)合葉輪表面曝氣機(jī)，通過在葉輪骨架支承面以上的 錐體外凸面上呈輻射狀均布有氣液混合管，氣液混合管內(nèi)端入口處的葉輪體上設(shè)有吸氣通 孔，葉片上端面和下端面呈齒狀結(jié)構(gòu)。通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉輪錐體壓著水面，水從氣液混 合管通過離心力甩出去，使氣液混合管內(nèi)端同時成為負(fù)壓區(qū)，空氣從氣液混合管內(nèi)端葉輪 體負(fù)壓吸氣進(jìn)入氣液混合管，水氣在氣液混合管內(nèi)混合被連續(xù)甩出，以提高充氧能力。然而 由于實(shí)際充氧仍然為攪動水流“抽吸、卷吸挾裹”，雖然設(shè)置有帶吸氣孔的氣液混合管，由于 是在水下，實(shí)際靠負(fù)壓吸入空氣量仍然有限，所以實(shí)際提高充氧能力仍然有限。另外，設(shè)置 在傘面上氣液混合管內(nèi)無壓力，在停機(jī)或轉(zhuǎn)速較低情況下，污水中污泥容易進(jìn)入堵塞氣液 混合管，造成其功能喪失，所以實(shí)際增加效果作用不大。中國專利CN101125709新型倒傘型葉輪，通過在相鄰葉片間以若干階梯形幅板連 接，從而形成百頁窗結(jié)構(gòu)，通過工作高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生吸氣提升力，其解決的是氧化溝內(nèi)污泥沉 淀問題，對提高充氧基本無作用。中國專利CN200981837新型曝氣機(jī)的葉輪，葉片延伸倒傘型葉輪錐體平面外上 方，成為開放性錐體，以增強(qiáng)徑向攪拌力。延伸葉片其主要是為增強(qiáng)推流，而對提升曝氣效 果作用極小，而且延長葉片運(yùn)行阻力變大，相應(yīng)消耗功率增大，充氧動力效率反而降低。
申請人再先申請專利CN1016M232倒傘曝氣機(jī)，包括轉(zhuǎn)軸和固定在轉(zhuǎn)軸上的倒傘 葉片，轉(zhuǎn)軸呈中空結(jié)構(gòu)，至少末端區(qū)通過布?xì)夤芑蛭⒖灼貧馄飨蛩衅貧?。提高了倒傘曝?機(jī)的充氧能力和溶氧濃度，以及水體深層充氧。雖然能夠增強(qiáng)曝氣量和曝氣深度，但要求另 外連接氣管等設(shè)備，增加成本尤其是對于沒有鼓風(fēng)機(jī)房的污水廠需單獨(dú)設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)。上述現(xiàn)有技術(shù)客觀表明雖然有從多個角度對倒傘曝氣機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，并也能提高 一些充氧能力和溶氧量，但基本結(jié)構(gòu)倒傘面+葉片結(jié)構(gòu)仍然沒有改變，并且其自重大動力 消耗大，表面淺層混合溶氧，溶氧僅在水體淺表面，兩大缺點(diǎn)沒有得到克服。客觀上表面淺 層混合溶氧當(dāng)表面溶氧達(dá)到一定值后很難再提高，因此所作改進(jìn)實(shí)際真正提高充氧能力有 限，充氧動力基本沒有提高，充氧動力效率低下局面沒有得到本質(zhì)改變，曝氣效果仍不是很 好，通常在面積較大的曝氣池里，需安裝多臺且不同方向同時推流曝氣才能滿足充氧要求， 造成處理能耗較高。曝氣深度淺，重量大、能耗大，充氧動力效率不高，已成為倒傘曝氣機(jī)長 期以來沒有得到有效解決的技術(shù)難題。因此仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自重輕，充氧深度大，充氧動 力效率和充氧能力高的倒傘型曝氣機(jī)。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)一是取消倒傘錐面下面推流葉輪，二是將倒傘錐面切 開成多個切片，并將切開的切片面向下扭曲一小角度，形成以水平推流為主同時具有向下 推流(原來推流葉輪為豎向葉片，只有橫向推流作用)，以加深曝氣深度，從而克服現(xiàn)有技 術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明倒傘型曝氣機(jī)，有轉(zhuǎn)軸和倒傘錐面組成，其特征 在于所說倒傘錐面切開成多個切片，各切片面同向向水面下方扭曲5-15度。在詳細(xì)說明前，先通過對發(fā)明能夠達(dá)到的基本功能及效果作一介紹，以使本領(lǐng)域 技術(shù)人員對本專利總體構(gòu)思技術(shù)方案有一個明確了解。本發(fā)明雖然將倒傘錐面切開，并小角度向下呈扭曲，切開葉片小角度斜置排列仍 然類似于倒傘，仍然具備倒傘卷吸充氧基本功能，保持倒傘形葉輪高速旋轉(zhuǎn)形成旋流產(chǎn)生 負(fù)壓對液面上部空氣抽吸、卷吸充氧，同時切開切片小角度扭曲具有推流功能，因而同樣能 同時實(shí)現(xiàn)曝氣、推流、攪拌功能。此外，切開切片與水平面有向下扭曲一小角度，在產(chǎn)生推流 作用為主同時還具有對水進(jìn)行切割以及向下推流，對卷吸、挾裹較大氣泡起到切割作用，使 其成為細(xì)小氣泡，同時向下壓推流使卷吸空氣的水向池深下部運(yùn)動，增大了曝氣深度，增加 了氣水接觸時間和接觸面積從而提高了曝氣充氧效果。還由于省略下部推流葉輪，減輕了 自重，因而可以加大轉(zhuǎn)速，形成更強(qiáng)大的對空氣抽吸、卷吸裹挾能力，更是增強(qiáng)了充氧能力， 提高了充氧動力效率。本發(fā)明所說。倒傘錐面切開成切片，根據(jù)曝氣機(jī)直徑大小不同，切割切片數(shù)不等，例如切割成 12、16、20片不等，為平衡推流及運(yùn)行阻力關(guān)系，試驗(yàn)較好切片寬度以lOcmlOcm較為適宜， 切片平面扭曲斜置5-15度。切片長度根據(jù)設(shè)計曝氣量及推流要求而定，例如可以是lnTaii， 葉片厚度較好為2mnT3mm，對于大長度切片，為增加切片強(qiáng)度，還可以在斜面背面增加加強(qiáng) 筋條。切片傘形斜度，同現(xiàn)有技術(shù)倒傘曝氣機(jī)，例如與水平呈上斜15-30°夾角呈倒傘形。對于直徑規(guī)格較大的倒傘曝氣機(jī)，切片徑向有一或二個環(huán)圈連接加強(qiáng)，維持切片 斜置角度，實(shí)現(xiàn)雙重推流。優(yōu)選地，各切片下邊或上下邊加工有鋸齒，可以強(qiáng)化對氣泡的切割作用，使卷吸空 氣在水中形成更細(xì)氣泡，從而提高溶氧效率。本發(fā)明倒傘型曝氣機(jī)，相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于將倒傘面分割成多個切片(不同 于同漿葉間隔疏寬少張數(shù)設(shè)置，所以稱之為切片)以及將各切片平面向水面下作小角度 (5-10度)扭旋設(shè)置，切片排列后形狀仍類如倒傘狀(傘面剪開倒傘狀)，不僅保留了倒傘 曝氣機(jī)通過旋流產(chǎn)生負(fù)壓裹挾空氣達(dá)到曝氣充氧的功效，而且小角度斜切片同時具有水平 推流及向下推流雙重推流作用(水平推流大于向下推流)，不僅能滿足Carrousel氧化溝 推流需要，可以代替省略的推流葉輪，而且小斜角切片還具有向下推流能力，使卷吸、挾裹 空氣的水向池深下部運(yùn)動，增大了曝氣深度，作用水深明顯優(yōu)于傳統(tǒng)倒傘曝氣機(jī)，充氧水深 至少可以增加30%，由此增加了氣泡在水中的停留時間，使得充氧能力得到提高，增強(qiáng)了曝 氣充氧效果，并且向下旋流還有利于形成更好卷吸空氣，使空氣快速進(jìn)入被切割區(qū)域，快速 被吞沒到水里面去，提高了充氧效果。其次，采用前述結(jié)構(gòu)，還大大減輕了倒傘型曝氣機(jī)重 量，自重減輕10% 20%左右，不僅用材減少，所用材料只占原來80% 90%左右，而且重 量減輕以及斜切片還使得運(yùn)行阻力減小(切片平面小角度扭旋，較好平衡了向下推流及運(yùn) 行阻力關(guān)系)，使得驅(qū)動動力降低，不僅提高了充氧動力效率，動力效率可以提高約10% 20%，還使得同樣功率曝氣機(jī)，因自重減小加大了轉(zhuǎn)速，對空氣的卷吸作用更強(qiáng)，有利于更多 的空氣進(jìn)入水中，充氧能力可以提高15% 25%。再就是，葉片邊緣鋸齒結(jié)構(gòu)，對進(jìn)入水中 氣泡進(jìn)行切割，氣泡更加細(xì)小，進(jìn)一步提高了充氧能力。曝氣效果增強(qiáng)，可以減少氧化溝中 倒傘型曝氣機(jī)開啟臺數(shù)，可以降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。本發(fā)明倒傘型表面曝氣機(jī)，相對于現(xiàn)有技 術(shù)，具有同時達(dá)到增強(qiáng)曝氣效果、節(jié)省原材料、節(jié)省能耗的三重效果，為本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有 技術(shù)最大特點(diǎn)。以下結(jié)合一個示例性實(shí)施例，示例性說明及幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明實(shí)質(zhì)，但實(shí)施 例具體細(xì)節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為 對本發(fā)明總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實(shí)質(zhì)性增加和/ 或改動，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。


圖1為本發(fā)明倒傘型曝氣機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為倒傘型曝氣機(jī)部分切片排列示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見附圖，本發(fā)明倒傘型曝氣機(jī)，在中心轉(zhuǎn)軸1上有與水平面夾角15度的 倒傘，傘面切開成寬15cm的多個切片2，切片半徑lm，徑向近外端有環(huán)圈3連接固定增強(qiáng)， 切片下底邊呈鋸齒狀，各切片平面向液面下扭曲10度。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公 開內(nèi)容及常識直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到也可采用其他 方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征的等效變化或修飾，特征間的相互不同 組合，例如倒傘直徑大小不同，切片寬度改變，以及背面設(shè)置加強(qiáng)筋，加強(qiáng)環(huán)圈數(shù)增加，等等 的非實(shí)質(zhì)性改動，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細(xì) 說，均屬于本專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.倒傘型曝氣機(jī)，有轉(zhuǎn)軸和倒傘錐面組成，其特征在于所說倒傘錐面切開成多個切片， 各切片面同向向水面下方扭曲5-15度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒傘型曝氣機(jī)，其特征在于切片寬度為lOcmlOcm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒傘型曝氣機(jī)，其特征在于切片厚度為2mnT3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述倒傘型曝氣機(jī)，其特征在于切片斜面背面有加強(qiáng)筋條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述倒傘型曝氣機(jī)，其特征在于各葉片徑向有一或二個環(huán)圈連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述倒傘型曝氣機(jī)，其特征在于各切片下邊或上下邊有 鋸齒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述倒傘型曝氣機(jī)，其特征在于切片上斜與水平呈15-30°夾角。
全文摘要
本發(fā)明是對倒傘型曝氣機(jī)的改進(jìn)，其特征是將倒傘錐面切開成多個切片，各切片面同向向水面下方扭曲5-15度。切片排列后形狀仍類如倒傘狀，不僅保留了倒傘曝氣機(jī)通過旋流產(chǎn)生負(fù)壓裹挾空氣達(dá)到曝氣充氧的功效，而且小角度斜切片同時具有水平推流及向下推流雙重推流作用，不僅能滿足Carrousel氧化溝推流需要，可以代替省略的推流葉輪，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有同時達(dá)到增強(qiáng)曝氣效果、節(jié)省原材料、節(jié)省能耗的三重效果，充氧氣泡更細(xì)，動力效率可以提高約10%～20%，充氧能力可以提高15%～25%，充氧水深可以增加30%。
文檔編號C02F3/16GK102120645SQ201110033838
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者何鳳楊, 周敏, 李婷, 梁艷杰, 潘家寶, 潘明霞, 王永君, 饒政柱 申請人:凌志環(huán)保有限公司, 無錫市聯(lián)創(chuàng)市政工程設(shè)計有限公司, 江蘇凌志環(huán)保工程有限公司, 江蘇凌志環(huán)保設(shè)備有限公司