CN114409102B - 一种具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，本发明使用对旋式斜流叶轮一反一正相对放置，协同运转，上方倒置叶轮针对鼓风送气方面，下方正放叶轮针对搅拌水流方面，首先叶轮叶片的斜轮廓，扩大搅拌水流的面积，并且叶片外侧具有导向性，转动起来水流向外侧输送，提高了形成的最大面积区域；其次，上方斜流叶轮轮毂表面开大量通气孔，鼓风送气更具针对性，下方斜流叶轮同样的位置开少量通气孔，气泡沿表面上升过程中，使表面尽量少黏附污水中的其他物质，达到减阻效果；气体从管中输出至水中自动向上冒出，通过上方斜流叶轮叶片转动向下拍压，下方叶轮转动对水流有向上抬升的趋势，形成混合区域，进一步提升空气跟水流混合的效率。
Description
技术领域
本发明属于潜水曝气机技术领域。
背景技术
随着工业化和城市化进程的推进，我国面临着水资源短缺和水体污染两大问题。污水处理设备能够有效弥补人民生活和工业生产带来的水污染问题，从而改善河流、湖泊的生态环境以及居民的生活环境。曝气机是污水处理设备的重要组成部分，通过向污水中注入空气，加强污水中有机物、微生物和溶解氧三者的接触，促进微生物有氧呼吸以分解污水池内的有机物，使之无机化，从而到达净化水质的目的。
目前专利性产品有40多个，如：泵型叶轮表面曝气机、OZBG复叶式节能曝气机、大功率倒伞曝气机和转刷曝气机、表面曝气机、螺旋桨式曝气机、潜水曝气机、导流式曝气机、转刷曝气机、增压式曝气机等等。其中潜水曝气机具有结构简单、充氧能力强、动力效率高等众多优点，因此成为污水处理厂常用的表面曝气设备。
潜水曝气机具有结构简单、充氧能力强、动力效率高等众多优点，因此成为污水处理厂常用的表面曝气设备，工作的时候，水下的潜水电机旋转带动叶轮旋转，通过进气管从外界吸入空气溶入水中。叶轮转动使周围的水通过出水口流到周围水域中，周围水域的水又流到叶轮周围，在这个过程中使空气溶入到水中。
目前潜水曝气机的技术方案有以下缺点：
1.现有技术方案是水下叶轮电机带动水下叶轮旋转将污水池中的水流进行带动，叶轮叶片规则放置，旋转起来成规则的圆柱状，对周围产生的有效范围是叶轮叶片旋转的就近圆周区域，有效曝气面积受局限性；
2.曝气机只使用一个叶轮，且叶轮外表面是连贯实体，长时间运转容易使表面逐渐粗糙化，所受阻力越来越大，混合水气流效率降低且不节能；
3.曝气机的鼓风送气口置于叶轮装置的正下方，任由空气泡竖直输出后随意上浮与水流进行混合，曝气效率不高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，由电机1、浮球2、斜流排水叶轮3、斜流压气叶轮4、主轴5、输气管6、空气进口装置7、混合腔8和污水进口装置9所组成，
所述的浮球2与曝气机的安装平台连接，使安装平台浮于水面之上，电机1置于曝气机最顶端，电机1与主轴5上端连接，主轴5下部固定安装有形状相同安装方向相反的斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4，由电机1驱动斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4相对旋动工作；
空气进口装置7设置在电机1下方的安装平台上，空气进口装置7内设有吸气叶轮7-1，吸气叶轮7-1与主轴5固连；主轴5外套装有一个输气管6，所述的主轴5为空心结构，并设有若干通孔与输气管6相通；
主轴5上还设有与斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4轮毂相通的通气孔，斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4轮毂分别与主轴5围成一个空腔，并且在斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4轮毂上开有若干通气孔；混合腔8设置在斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4外侧；污水进口装置9设置在混合腔8上方，污水进口装置9中设有与主轴5连接的进水叶轮9-1，将污水从污水进口装置9吸入混合腔8中与空气混合并排出，完成曝气。
主轴5在压气斜流叶轮处采用一组竖直排列三个大孔尺寸均为直径20mm的圆孔，间隔3mm，并且管的三等分圆周，分列三组竖直排列同一规格的圆孔；在排水斜流叶轮处同规格的圆孔开二个，同样分列三组。
斜流压气叶轮4轮毂上开有大量规则排列的通气孔，尺寸直径为5mm，斜流排水叶轮3相同部位开少量相同大小的通气孔，
竖直方向为y轴，水平方向为x轴和z轴，x坐标为零，根据y坐标和z坐标进行拟合曲线，两个斜流叶轮的轮毂表面曲线方程为：z＝-0.00247292867051352y2-0.973410945022914y-29.0786789765909，叶片表面曲线方程为：z＝0.00377471353412184y2+1.68313037415848y+65.4513408505558。
本发明的有益效果：
本发明使用对旋式斜流叶轮一反一正相对放置，协同运转，上方倒置叶轮针对鼓风送气方面，下方正放叶轮针对搅拌水流方面，首先叶轮叶片的斜轮廓，扩大搅拌水流的面积，并且叶片外侧具有导向性，转动起来水流向外侧输送，形成的外侧最大圆面积区域提高；
其次，叶轮的内部为空心，输气管6壁开大孔，上方斜流叶轮表面叶片根部上方开大量小孔，鼓风送气更具针对性，下方斜流叶轮同样的位置开少量小孔，气泡沿表面上升过程中，使表面尽量少黏附污水中的其他物质，达到减阻效果；
最后，气体从管中输出至水中自动向上冒出，通过上方斜流叶轮叶片转动向下拍压，下方叶轮转动对水流有向上抬升的趋势，形成混合区域，进一步提升空气跟水流混合的效率。运用本方案可有效解决目前曝气机有效面积小，能耗高，曝气效率低的问题。
附图说明
图1本发明中的具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机结构图；
图2为图1中E-E剖视图；
图3为斜流排水叶轮和斜流压气叶轮部分结构图；
图4为图3中D-D剖视图；
图5斜流叶轮轮毂曲线示意图；
图6斜流叶轮叶片曲线示意图。
具体实施方式
下面以具体实施例的形式对本发明技术方案做进一步解释说明。
如图1所示，本实施例中一种具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，主要由电机1、浮球2、斜流排水叶轮3、斜流压气叶轮4、主轴5、输气管6、空气进口装置7、底座8、混合腔8和污水进口装置9所组成，
所述的浮球2与曝气机的安装平台连接，使安装平台浮于水面之上，电机1置于曝气机最顶端，电机1与主轴5上端连接，主轴5下部固定安装有形状相同安装方向相反的斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4，由电机1驱动斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4相对旋动工作；
空气进口装置7设置在电机1下方的安装平台上，空气进口装置7内设有吸气叶轮7-1，吸气叶轮7-1与主轴5固连；主轴5外套装有一个输气管6，所述的主轴5为空心结构，并设有若干通孔与输气管6相通；主轴5上还设有与斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4轮毂相通的通气孔，斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4轮毂分别与主轴5围成一个空腔，并且在斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4轮毂上也开有若干通气孔；混合腔8设置在斜流排水叶轮3和斜流压气叶轮4外侧；污水进口装置9设置在混合腔8上方，污水进口装置9中设有与主轴5连接的进水叶轮9-1，将污水从污水进口装置9吸入混合腔8中与空气混合并排出，完成曝气。
如图2所示，输气管6中心有一个主轴，该主轴与两个叶轮连接，起到传输动力的作用，主轴为空心结构，输气管6内径为250-300mm,最优为300mm，中心输气管6上的大孔，可以是圆形、方形或者菱形，最优为圆形；在主轴的底部安装两个一反一正对应放置的压气斜流叶轮和排水斜流叶轮相对旋动工作，
如图3和图4所示，两个斜流叶轮的轮毂和叶片轮廓，竖直方向为y轴，水平方向为x轴和z轴，在此状态下x坐标为零，根据y坐标和z坐标进行拟合曲线，轮毂表面曲线方程为：z＝-0.00247292867051352y2-0.973410945022914y-29.0786789765909，叶片表面曲线方程为：z＝0.00377471353412184y2+1.68313037415848y+65.4513408505558。
主轴5在压气斜流叶轮处采用一组竖直排列三个大孔尺寸均为直径20mm的圆孔，间隔3mm，并且管的三等分圆周，分列三组竖直排列同一规格的圆孔；在排水斜流叶轮处同规格的圆孔开二个，同样分列三组。
斜流压气叶轮4轮毂上开有大量规则排列的通气孔，尺寸直径为5mm，斜流排水叶轮3相同部位开少量相同大小的通气孔，目的在上方斜流压气叶轮4轮毂面输出大量空气，更具有针对性，并使气泡在自然上升的过程中受叶轮的转动向下打压，让斜流排水叶轮3表面也产生少量空气泡沿表面上升的过程中使表面尽量少的黏附其他污水物质，达到减阻的效果，其次斜流排水叶轮3将水流向上抬的过程遇到被下压的空气更有效率的进行混合曝气。
Claims (5)
1.一种具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，由电机（1）、浮球（2）、斜流排水叶轮（3）、斜流压气叶轮（4）、主轴（5）、输气管（6）、空气进口装置（7）、混合腔（8）和污水进口装置（9）所组成，
所述的浮球（2）与曝气机的安装平台连接，使安装平台浮于水面之上，电机（1）置于曝气机最顶端，电机（1）与主轴（5）上端连接，主轴（5）下部固定安装有形状相同安装方向相反的斜流排水叶轮（3）和斜流压气叶轮（4），上方的斜流压气叶轮（4）倒置，下方的斜流排水叶轮（3）正放，由电机（1）驱动斜流排水叶轮（3）和斜流压气叶轮（4）相对旋动工作；
空气进口装置（7）设置在电机（1）下方的安装平台上，空气进口装置（7）内设有吸气叶轮（7-1），吸气叶轮（7-1）与主轴（5）固连；主轴（5）外套装有一个输气管（6），所述的主轴（5）为空心结构，并设有若干通孔与输气管（6）相通；
主轴（5）上还设有与斜流排水叶轮（3）和斜流压气叶轮（4）轮毂相通的通气孔，斜流排水叶轮（3）和斜流压气叶轮（4）轮毂分别与主轴（5）围成一个空腔，并且在斜流排水叶轮（3）和斜流压气叶轮（4）轮毂上开有若干通气孔；混合腔（8）设置在斜流排水叶轮（3）和斜流压气叶轮（4）外侧；污水进口装置（9）设置在混合腔（8）上方，污水进口装置（9）中设有与主轴（5）连接的进水叶轮（9-1），将污水从污水进口装置（9）吸入混合腔（8）中与空气混合并排出，完成曝气。
2.根据权利要求1所述的具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，其特征在于，主轴（5）在斜流压气叶轮（4）处采用一组竖直排列三个大通孔，并且管的三等分圆周，分列三组竖直排列同一规格的圆孔；在斜流排水叶轮（3）处开孔为二个，也分为三组。
3.根据权利要求2所述的具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，其特征在于，通孔尺寸均为直径20mm的圆孔，间隔3mm。
4.根据权利要求1所述的具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，其特征在于，斜流压气叶轮（4）轮毂上开有大量规则排列的通气孔，斜流排水叶轮（3）相同部位开少量相同大小的通气孔。
5.根据权利要求4所述的具有对旋式斜流叶轮的潜水曝气机，其特征在于，通气孔的尺寸直径为5mm。
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