CN105417744A - 一种多功能机械混合充氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能机械混合充氧机，属于水质污染控制技术领域，包括空心轴、进气管、气量调节阀、工作平台、曝气叶片和电机驱动装置，其通过电机驱动装置驱动曝气叶片旋转产生负压，将空气吸入空心轴并释放于水体，同时曝气叶片旋转产生的升力将底部水体提升至上部而实现水体循环混合；曝气叶片高速旋转可切碎气泡，提高氧转移速率，增强充氧效果，利用曝气叶片旋转而产生的混合作用进一步强化充氧；通过控制电机转速，实现单独混合和同时混合充氧功能的自由切换。本发明机械混合充氧机，其将混合充氧的核心和关键单元都置于水体表层，无需复杂的供气设备和水下管道***，使用维护方便，增强混合充氧效果，降低混合充氧投资和运行成本。

Description

一种多功能机械混合充氧机

技术领域：

本发明属于水质污染处理控制领域，具体涉及一种多功能机械混合充氧机，其适用于混合分层湖库水体、向湖库水体充氧，也适用于污水生物处理设施中的混合充氧。

背景技术：

湖泊水库是世界上最珍贵的可直接利用的淡水资源，同时湖泊水库水体污染主要有藻类、沉积物和溶解氧三个问题。综合各种湖泊水库水体污染控制技术的环境、经济和社会效益，曝气混合充氧是目前相对较好的技术，并且应用也最为广泛。但尽管如此目前的曝气混合充氧技术都是在湖泊水库水体进行曝气充氧，同时利用气体提升水体进行混合，但目前应用较多的技术都局限于仅仅采用单一的湖库底部曝气充氧或机械搅拌混合，以及底部曝气提升水流混合，并且能耗高、能量效率低(一般在10％以下)，对不同水质改善需求的适应性欠佳。中国库容1亿立方以上的水库大约有3800多座，大多呈现富营养化的状态。因此经济高效、易于实施的混合充氧新技术和装置的研发是湖泊水库水体污染控制的迫切技术需求。

在污水生物处理领域，结构简单的空心轴充氧机虽然也有采用；但该类充氧机主要通过电机驱动空心轴而将空气从空心轴吸入，并经过空心轴下端的圆盘形曝气器进入水体进行充氧，仅仅具有单一的曝气功能，不具有混合功能，从而使其充氧效率受到制约。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种多功能机械混合充氧机，该机械混合充氧机能够在水体表层应用基于太阳能的电机驱动空心轴及其下端的曝气叶片提升和混合湖库上下层水体，同时利用出自空心轴和曝气叶片的空气对水体进行充氧，经济、高效、便捷地改善湖泊水库水体水质、对污水生物处理设施进行充氧。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现的：

一种多功能机械混合充氧机，包括工作平台，安装在工作平台上方的电机驱动装置，竖直方向上贯穿工作平台的空心轴，且电机驱动装置输出端与空心轴的一端相连，空心轴的另一端连通有具有中空腔体的曝气叶片，空心轴在位于工作平台上方的侧壁连通有进气管。

本发明进一步的改进在于：进气管上设置有气量调节阀。

本发明进一步的改进在于：进气管沿空心轴的径向连通在空心轴上。

本发明进一步的改进在于：工作平台的形状为圆形、方形或者规则正多边形。

本发明进一步的改进在于：曝气叶片为空心锥体叶片。

本发明进一步的改进在于：曝气叶片的数量为2n个，且每2个曝气叶片沿空心轴的径向对称连通在空心轴上。

本发明进一步的改进在于：每个曝气叶片与水平面成13°夹角，与空心轴的夹角是77°。

相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：

本发明一种多功能机械混合充氧机，其通过电机驱动装置驱动空心轴转动从而带动曝气叶片旋转产生负压，将空气吸入空心轴并经曝气叶片释放于水体，同时曝气叶片旋转产生的升力将湖库底部水体提升至上部，利用水体上下循环而达到混合效果；曝气叶片高速旋转也起到切碎气泡的作用，进而提高氧转移速率，增强充氧效果；在电机转速较低时，曝气叶片旋转可仅达到混合水体目的，而在转速较高时，曝气叶片达到曝气充氧和混合的双重目的，从而实现湖库水体不同的水质改善需求，并使混合充氧功耗和性能最优。

进一步，曝气叶片为空心锥体叶片，且每片曝气叶片与水平面成13°夹角，与空心轴的夹角是77°，以使曝气叶片旋转而提升水体时的水头损失最小。

附图说明：

图1为本发明一种多功能机械混合充氧机的结构示意图；

图中：1、电机驱动装置；2、进气管；3、气量调节阀；4、工作平台；5、空心轴；6、曝气叶片。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明一种多功能机械混合充氧机，包括空心轴5、进气管2、气量调节阀3、工作平台4、曝气叶片6和电机驱动装置1；其中，包括工作平台4，安装在工作平台4上方的电机驱动装置1，竖直方向上贯穿工作平台4的空心轴5，且电机驱动装置1输出端与空心轴5的一端相连，空心轴5的另一端连通有具有中空腔体的曝气叶片6，空心轴5在位于工作平台4上方的侧壁连通有进气管2，进气管2上设置有气量调节阀3，且进气管2沿空心轴5的径向连通在空心轴5上。工作平台4的形状可为圆形、方形或者规则正多边形，曝气叶片6为空心锥体叶片。

优选的曝气叶片6的数量为2n(n＝1,2,3,……)个，且每2个曝气叶片6沿空心轴5的径向对称连通在空心轴5上。

为了对本发明进一步了解，现对其工作原理做一说明。

本发明一种多功能机械混合充氧机，电机驱动装置1驱动空心轴5转动从而带动曝气叶片6旋转产生负压，将空气吸入空心轴5并释放于水体，同时曝气叶片6旋转产生的升力将水提升至上部水体，水体上下循环过程实现混合效果；曝气叶片6高速旋转起到切碎气泡的作用，进而提高氧转移速率，增强充氧效果，曝气叶片旋转产生的混合作用也进一步提高了湖库水体充氧效果。

实施例：

参见图1，各个主要单元均可拆卸，便于安装维修。电机驱动装置1选用60W的交流可调速异步电动机，空心轴5外径为10mm，内径8mm，长度为1000mm；锥形曝气叶片6总共有2n(n＝1、2、3、4)片，每片曝气叶片6与水平面成13°夹角，与空心轴的夹角是77°，以使曝气叶片旋转而提升水体时的水头损失最小；曝气叶片外径36mm，塑料制品，进气管2内径8mm，金属制品，气量调节阀3与进气管2连接，用于调节进气量大小。

工作时，启动电机驱动装置，空心轴下端的曝气叶片内的水会因离心力的作用而被甩出曝气叶片，空气随即因负压而被吸入空心轴，当电机转速大到某一数值时，空心轴内负压会使被吸入的空气经过空心轴下端的锥形曝气叶片而进入水体，对水体进行充氧；电机驱动空心轴带动锥形曝气叶片快速旋转，在曝气叶片周围产生剧烈紊流，空气中的氧气在剧烈紊动及气泡切割等主要作用下被加快传递到水中，不能溶解的部分空气会溢出水面；同时，电机驱动空心轴带动锥形曝气叶片快速旋转，在曝气叶片***水体中形成向上循环水流，通过该循环水流促进充氧后的水体和其他区域未被充氧水体的混合，从而迅速提高整个水体中的溶解氧浓度，实现水体的快速充氧。

当电机转速低于某一数值时，空心轴内负压不足以使被吸入的空气经过空心轴下端的锥形曝气叶片而进入水体，此时多功能混合充氧机不能对水体进行充氧；电机驱动空心轴带动锥形曝气叶片快速旋转，在曝气叶片***水体中形成向上循环水流，通过该循环水流引起湖库内部各部分水体的混合。

如仅需混合水体，如利用混合作用控制湖库藻类过度生长繁殖，可采用较低的电机转速；如同时需要混合水体和充氧，如同时利用混合作用控制湖库藻类过度生长繁殖和充氧来抑制湖库底泥的内源污染、以及对生物处理设施进行高效充氧，可采用较高的电机转速。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：包括工作平台(4)，安装在工作平台(4)上方的电机驱动装置(1)，竖直方向上贯穿工作平台(4)的空心轴(5)，且电机驱动装置(1)输出端与空心轴(5)的一端相连，空心轴(5)的另一端连通有具有中空腔体的曝气叶片(6)，空心轴(5)在位于工作平台(4)上方的侧壁连通有进气管(2)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：进气管(2)上设置有气量调节阀(3)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：进气管(2)沿空心轴(5)的径向连通在空心轴(5)上。

4.根据权利要求1所述的一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：工作平台(4)的形状为圆形、方形或者规则正多边形。

5.根据权利要求1所述的一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：曝气叶片(6)为空心锥体叶片。

6.根据权利要求1所述的一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：曝气叶片(6)的数量为2n个，且每2个曝气叶片(6)沿空心轴(5)的径向对称连通在空心轴(5)上。

7.根据权利要求1或6所述的一种多功能机械混合充氧机，其特征在于：每个曝气叶片(6)与水平面成13°夹角，与空心轴的夹角是77°。