專利名稱：由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于污水凈化生物處理方法中向深水區域曝氣增氧，提高污 水中溶解氧含量以及溶解氧飽和度的由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機。
背景技術：
在自然界中存在著大量的微生物，它們具有氧化分解復雜的有機物和某些無機 物，并將這些物質轉化成簡單的物質，或將有毒物質轉化為無毒物質的能力。實踐 表明，禾擁微生物處理廢水中的有機物，具有投資少、效率高、操作穩定，運行費 用低，出水水質好，污泥沉降性能好，且可用作肥料，點。在生物處理方法中， 活性污泥法又以其基本沒有臭氣，處理所需時間比較短，處理效率率高等特點而占 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充足 的氧，并和污水進行充分攪拌混合，使、活性污泥保持懸浮狀態，以便將空氣中的氧 有效溶解到污水中。 -
目前國內外常用的曝氣方法有鼓風曝氣法，機械攪拌法和射流曝氣法等，其關
鍵設備以離心鼓風機、羅茨鼓風機及各種表曝機為主，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, 及后來的開發使用的不同材質，不同類型的微孔曝氣器，均因微孔堵塞等技術問題， 影響其應用。我國自七十年代開始，引進各種類型的鼓風曝氣設備，先后又研制開 發了應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，布氣不均勻等問題。
中國發明專利(專利號ZL99103087.7)提出了一種聚氧活化曝氣增氧機(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。空心主導軸 9和螺旋磁化槳葉20在電機1的帶動下旋轉，從而磁化污水并形成負壓，將富氧空 氣壓入污水中。然而該發明的電機是位于水上，由于其通過空心軸帶動水下的螺旋 磁化槳葉旋轉的傳輸距離過長，致使空心軸的抗扭性降低。因此長期使用易使空心 軸損壞，且因為置于水下，維修保養都很難進行。而空心軸若要保持剛性，就必須 要加大其橫截面的尺寸，這又會導致成本的增加。中國發明專利申請(專利申請號200610168196.0)提出了一種潛浮式曝氣機 (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、 密封旋轉接頭6、通風管4、離心風機l、風機座2和主機外罩5;風機座2位于主 機外罩5上端，風機座2中心開有進氣口3，離心風機l的出風口與通風管4的上 端通過進氣口 3密封連接；通風管4的下端與密封旋轉接頭6上端的氣體輸入接口 26密封連接；潛水空心軸電機上油室法蘭19與主機外罩5下端密封連接；電機的 上軸伸14與密封旋轉接頭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開口處前端設置一個導氣裝置30，構成出氣結構。
由上述可知，現有技術存在下述缺點
首先，由于離心風機l的壓割氐，單位時間內的送風量小，無法將空氣壓縮并 強制輸送至深水區域，因此無法實現強制曝氣的目的。
其次，由于通風管4橫截面積小，因此單位時間內向水中輸送的氣量小。
然后，由于通風管4、密封旋轉接頭6、法蘭7和電機的上軸伸14之間連結點 較多，在實際應用中易損。
最后，由于射流葉輪11只是將離心風機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。

發明內容
本發明要解決的問題是提供一種能夠向深水區域強制曝氣的由導氣筒直接進氣 的潛浮式曝氣機。
為了解決上述問題，本發明由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機的技術方案為
主要由風機座、進氣口、潛水空心軸電機組成；所述風機座上開有所述進氣口，
所述潛水空心軸電機的傳動軸為空心軸，作為輸送氣體或液體的通道，氣環壓縮機 通過托架固定在所述風機座上，所述風機座焊接固定在導氣筒上端，所述氣環壓縮 機的排氣口與所述進氣口之間通過不銹鋼管或軟管密封連接，所述導氣筒的下端與
第一電機法蘭通過第一法蘭固定；第二電機法蘭與導流罩通過第二法蘭固定，所述 潛水空心軸電機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，所述導氣筒采用L型導氣筒，其一端與所述風機座底部焊接固定，另一
4端和所述第一 電機法蘭通過所述第一法蘭固定。
進一步地，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 或一個以上的噴氣口、兩個或兩個以上的進水孔、抽吸管、支撐板、混合擴壓管和 擴壓口組成；所述噴射混流器的混合擴壓管末端有兩個或兩個以上的碎氣片。
與現有技術相比，本發明由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機的有益效果為
首先，由于采用氣環壓縮機，使得本發明的送風系統具有壓差高，送氣量大， 性能穩定等特點，并且能將壓縮空氣通過導氣筒送達1至5米的水下，增加了送氣 深度，因此能夠向深水區域強制曝氣。
其次，由于采用大口徑的導氣筒作為向水下輸送空氣的通道，同時取消專利申
請200610168196.0中主機外罩與其內部的通風管、密封旋轉接頭和法蘭，又由于導 氣筒的橫截面積較通風管的橫截面積增加，且導氣筒的長度可根據曝氣深度的需要 而調整，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，節能效 果顯著。
再者，由于采用L型導氣筒，使得潛水空心軸電機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，本發明由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機將專利申請200610168196.0的 推流螺旋槳的槳葉形狀作了改變，槳葉數量由兩片改為三片，同時取消射流葉輪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成螺旋槳，使得螺 旋槳的攪拌和推流作用增強，具有攪拌更均勻，推流距離更遠的有益效果。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間長， 短時間內不會浮上水面，因此具有大幅提高溶解氧的轉移效率的有益效果。噴嘴為 倒喇叭單口型或者為多噴口型。當一定壓力的壓縮空氣通過噴嘴時，產生一個或一
個以上高速氣流，在氣流周圍形成負壓，帶動周圍的污水從進水 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壓管內充分混合后，通過其末端的 擴壓口射出，使氣體的動能轉換成壓力能；位于擴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，向水體中更深更遠的區域擴 散。


圖1為將潛水空心軸電機垂直安裝的潛浮式曝氣纟幾整體結構示圖2為將潛水空心軸電機水平安裝的潛浮式曝氣機整體結構示圖3為潛浮式曝氣機的螺旋槳總成示意圖4為潛浮式曝氣機的螺旋槳的俯視圖和剖面圖5為潛浮式曝氣機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(專利號ZL99103087.7)總體結構示意圖； 圖7為發明專利申請潛浮式曝氣機(專利申請號200610168196.0)整體結構示
圖8為發明專利申請潛浮式曝氣機(專利申請號200610168196.0)中的潛水空 心軸電機結構原理圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機，將潛水空心軸電機垂直 安裝，風機座2固定在導氣筒35上端，風機座2上開有進氣口3，氣環壓縮機29 通過托架34固定在風機座2上，該風機的排氣口 30與進氣口 3之間通過不銹鋼管 (或軟管)33密封連接。導氣筒35的下端與潛水空心軸電機9的第一電機法蘭19 通過第一法蘭36固定在一起；第二電機纟去蘭20與導流罩38通過第二法蘭37固定 在一起，潛水空心軸電機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，與電機的傳動軸8同步旋轉。
圖1所示的潛浮式曝氣機實現深水曝氣的工作原理如下。氣環壓縮機29將水面 上的空氣增壓，經排氣口 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；壓縮空氣經過不f辯R管(或軟管)33和進氣口3進入大口徑的導氣筒35， 由部分浸沒在水中的所述導氣筒35直接向水里進氣。流經所述導氣筒35內部的空 氣，通過潛水空心軸電機9的空心傳動軸8的軸孑L進入水下。進入水體的空氣在螺 旋槳總成的噴射混流器40內與由進水孔45進入的水進行混合，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，再由經過螺旋槳39攪 拌、推流，向更深更遠的區域擴散，實現深水曝氣。其中能夠產生高壓差的壓縮空 氣的氣環壓縮機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現深水曝氣的關鍵。
如圖2所示，按圖1所示的曝氣機，采用L型導氣筒42代替圖1所示的導氣 筒35。 L型導氣筒42—端連接風機座2，另一端和潛水空心軸電機9的第一電機法 蘭19通過第一法蘭36固定在一起。L型導氣筒42的夾角cx為90°至1S0。之間 (90°《a <180°)，其他部件結構與圖1所示的曝氣機相同，構成將潛水空心 軸電機及螺旋槳總成水平安裝的潛浮式曝氣機。
圖2所示的L型導氣筒42的目的是將進入導氣筒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L型導氣筒42的夾角a為90° 時，電機9和螺旋槳總成水平放置，此時所述曝氣機向水平方向曝氣；當LM導氣 筒42的夾角a介于90°和180°之間時，電機9和螺旋槳總成傾斜放置，與水平面形 成一個夾角，此時所述曝氣機向與水平面形成一定角度的方向曝氣。采用L型導氣 筒42的曝氣機特別適合在污水處理的氧化溝工藝中進行橫向的曝氣、攪拌和推流， 能夠將沉積在氧化溝底部的活性污泥吹起并使其保持懸浮狀態，使污泥里的微生物 更充分地與進入水里的空氣接觸，更有效地消除污水中的有機物，同時提高氧化溝 內的污水循環流動速度，提高氧化溝內污水的處理效率。
如圖3所示，本發明由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機的螺旋槳總成與潛水空 心軸電機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，與電機的傳動軸8同步旋轉。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周圍開有進水孔45 ，抽吸管46下部連接 混合擴壓管47;混合擴壓管47末端有兩個或兩個以上的碎氣片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、 一個或一個以上的噴氣口49、兩個或 兩個以上的進水孔45、抽吸管46、支撐板50、混合擴壓管47和擴壓口51組成； 混合擴壓管47末端有兩個或兩個以上的碎氣片41。噴嘴48為倒喇叭形，位于抽吸 管46內部上端，噴嘴48的下部開有一個或一個以上的噴氣口 49;抽吸管46的管 壁靠近噴嘴48附近處，開有兩個或兩個以上的進水孔45;抽吸管46下端由支撐板 50連接混合擴壓管47，混合擴壓管47下部開有一個喇叭形的擴壓口51;混合擴壓 管47末端靠近擴壓口 51附近處，有兩個或兩個以上的碎氣片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，使小氣泡向深水區域擴散，提高水中的溶解氧轉移效率。其工作原理是，高壓差的壓縮空氣經過噴嘴48時，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進入抽吸管46的水流，和進入抽吸管46的壓縮空氣均 被引入混合擴壓管47，在內部進行混合，所形成的水氣混合物經擴壓口 51噴射出 來，喇叭形的擴壓口51對7jC氣混合物起到"釋放"和擴壓作用。在擴壓過程中又經 過碎氣片41粉碎、霧化成微小氣瓶所產生的效果是含有微小氣泡的霧狀水柱，并 將富氧的小氣泡擴散到深水區域。
權利要求
1、一種由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機，主要由風機座(2)、進氣口(3)、潛水空心軸電機(9)組成；所述風機座(2)上開有所述進氣口(3)，所述潛水空心軸電機(9)的傳動軸(8)為空心軸，作為輸送氣體或液體的通道，其特征在于，氣環壓縮機(29)通過托架(34)固定在所述風機座(2)上，所述風機座(2)焊接固定在導氣筒(35)上端，所述氣環壓縮機(29)的排氣口(30)與所述進氣口(3)之間通過不銹鋼管或軟管(33)密封連接，所述導氣筒(35)的下端與第一電機法蘭(19)通過第一法蘭(36)固定；第二電機法蘭(20)與導流罩(38)通過第二法蘭(37)固定，所述潛水空心軸電機(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、 根據權利要求1所述的潛浮式曝氣機，其中，所述導氣筒(35)采用L型 導氣筒(42)，其一端與所述風機座(2)底部焊接固定，另一端和所述第一電機法 蘭(19)通過所述第一法蘭(36)固定。
3、 根據權利要求1所述的潛浮式曝氣機，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)、 一個或一個以上的噴 氣口 (49)、兩個或兩個以上的進水孔(45)、抽吸管(46)、支撐板(50)、混合擴 壓管(47)和擴壓口 (51)組成；所述噴射混流器(40)的混合擴壓管(47)末端 有兩個或兩個以上的碎氣片(41)。
全文摘要
本發明公開一種由導氣筒直接進氣的潛浮式曝氣機，主要由風機座(2)、進氣口(3)、潛水空心軸電機(9)組成；氣環壓縮機(29)通過托架(34)固定在所述風機座(2)上，所述風機座(2)焊接固定在導氣筒(35)上端，所述氣環壓縮機(29)的排氣口(30)與所述進氣口(3)之間通過不銹鋼管或軟管(33)密封連接，所述導氣筒(35)的下端與第一電機法蘭(19)通過第一法蘭(36)固定；第二電機法蘭(20)與導流罩(38)通過第二法蘭(37)固定，所述潛水空心軸電機(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。采用本發明技術方案能夠向深水區域曝氣。
文檔編號C02F7/00GK101423301SQ20071016515
公開日2009年5月6日 申請日期2007年11月1日 優先權日2007年11月1日
發明者建 孫 申請人:建 孫