專利名稱：旋轉(zhuǎn)揚(yáng)水曝氣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護(hù)、生化凈化、水產(chǎn)養(yǎng)殖用曝氣及凈化設(shè)備，特別是用機(jī)件使水運(yùn)動(dòng)的曝氣機(jī)及生化凈化設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，使用曝氣機(jī)讓水中有害氣體逸出并向水中溶進(jìn)更多的氣體使水凈化。主要目的是增加水中氧的常稱為增氧機(jī)。有跌落式、水車式、泵輪式、葉輪式、充氣式、推流吸氣式、涌水式、噴水式、射流式、螺旋槳式等。上述設(shè)備大多具有電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的葉輪及其在水面上的支持聯(lián)接構(gòu)件如支架、浮筒、聯(lián)軸器、葉輪軸承、減速箱等。有利用水中生物群落分解有害物質(zhì)，增加水中氧及有益物質(zhì)的生化凈化設(shè)備，其中轉(zhuǎn)盤式有較好效果。上述設(shè)備均有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了更好的曝氣凈化效果，依照多數(shù)人承認(rèn)的“雙膜理論”，水與空氣接觸相對速度越大，接觸面積越大，接觸時(shí)間越長曝氣效果越好。而現(xiàn)有技術(shù)顯然都各有不足。噴水式似能滿足上述要求，但水是經(jīng)水泵——流道——噴嘴噴出。能量經(jīng)幾次轉(zhuǎn)換損失很大，水量很小，效率很低。目前使用量最大，公認(rèn)效率最高的葉輪式，靠攪水造成水躍、漩渦，水不能充分細(xì)化與空氣接觸面積小，浪費(fèi)了很多能量，效率仍低。只有充分改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足才能獲得高效率。
本發(fā)明的曝氣機(jī)，作用于水的主要部件是電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的葉輪，形狀與一只沒有泵殼的斜流泵葉輪相似，其前、后蓋板在縱向上伸長成為外筒與內(nèi)筒。伸長的外筒進(jìn)入水體起吸入室的作用，口部即是吸入口。出水口在水面之上。由軸、葉片、內(nèi)筒、外筒構(gòu)成的葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水從吸入口軸向進(jìn)入，依靠內(nèi)筒與外筒構(gòu)成的封閉流道及隨軸扭轉(zhuǎn)傾斜的葉片使水逐漸加速，依所需拋揚(yáng)速度、所需拋揚(yáng)角度從葉輪出水口拋揚(yáng)向空中，水與空氣摩擦、滲透、交換、細(xì)化，按所需的高度、距離及水滴大小落入水體或收集器。通常葉輪較短，其葉片設(shè)計(jì)成一段結(jié)構(gòu)，具有提水及拋揚(yáng)功能。葉輪外筒較長時(shí)，其葉片設(shè)計(jì)成二段結(jié)構(gòu)，下端具提水功能，上端主要是拋揚(yáng)功能。較長的外筒可以吸入較深層的水；當(dāng)需要吸更深層的水，可在外筒吸入口套接直管通向所需水層；當(dāng)需要吸某一所需水域水時(shí)，可在外筒吸入口套接彎管，通向所需水域。葉輪出水口水的拋揚(yáng)角度可在0°至90°之間選擇；大于20°曝氣效果好；30°至50°，尤其在45°時(shí)有最遠(yuǎn)的拋揚(yáng)距離。當(dāng)拋揚(yáng)距離不能太大，水滴又需充分細(xì)化時(shí)，取50°至80°。拋揚(yáng)功能弱化時(shí)就成為提水器具。通常葉輪為一整體，強(qiáng)度好。為了工藝需要，葉片可同軸一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒、外筒靜止；也可葉片同軸與外筒或內(nèi)筒一起旋轉(zhuǎn)，而內(nèi)筒或外筒靜止。也可由許多單獨(dú)流道在圓周拼接成一個(gè)圓形葉輪。通常采用電機(jī)在上布置，因支持聯(lián)結(jié)構(gòu)件不可避免的要阻擋一部分拋揚(yáng)水，降低了效率。采用電機(jī)在下布置時(shí)，葉輪在水面上拋揚(yáng)水，沒有機(jī)件阻擋，落入水體或收集器時(shí)形成一個(gè)完整的落水圈，同時(shí)電機(jī)在水中得到水的冷卻，但需要價(jià)格較高的防水電機(jī)。
本發(fā)明的曝氣機(jī)主要工作部件只有一個(gè)葉輪，它使水逐漸加速，沒有中間能量的轉(zhuǎn)化損耗，水與空氣摩擦、滲透、交換、細(xì)化曝氣效果好，因而結(jié)構(gòu)簡單效率高。


圖1是電機(jī)在下布置時(shí)本發(fā)明曝氣機(jī)一個(gè)例子的示意圖。
圖2是電機(jī)在上布置時(shí)本發(fā)明曝氣機(jī)一個(gè)例子的示意圖。
圖3是本發(fā)明一段式結(jié)構(gòu)葉片葉輪示意圖。
圖4是本發(fā)明二段式結(jié)構(gòu)葉片葉輪示意圖。
圖5是水車式生化凈化設(shè)備的立面示意圖。
圖6是本發(fā)明一種生化凈化造流方法與設(shè)備的一個(gè)例子的俯視圖。
圖7是沿圖6中A-A線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例的具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。
圖1是電機(jī)在下布置的一個(gè)例子。電機(jī)2經(jīng)由聯(lián)軸器3b與葉輪軸11下端聯(lián)接，帶動(dòng)葉輪1旋轉(zhuǎn)，水由葉輪1吸水口1a進(jìn)入，由葉輪出水口1b拋揚(yáng)向空中，與空氣摩擦、滲透、交換、細(xì)化落入水體時(shí)形成一個(gè)完整的落水圈。為了保持葉輪出水口1b高于水面且位置相對穩(wěn)定，在變化的水面高度時(shí)，用支持聯(lián)接構(gòu)件6將電機(jī)2與浮筒5聯(lián)在一起；在高度穩(wěn)定的水面用固定的支持聯(lián)接構(gòu)件。聯(lián)軸器3b可用彈性或柔性聯(lián)軸器，以緩解吸收葉輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)的部分震動(dòng)并將葉輪1的軸向力傳遞給電機(jī)2，由電機(jī)軸承承受上述軸向力。這種彈性或柔性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及作用，因?yàn)榱⑹较匆聶C(jī)甩干機(jī)的普及已經(jīng)為共眾所熟知。套接在葉輪進(jìn)水口1a上的直管7上的上、下端及葉輪進(jìn)水口1a，因?yàn)樗W(xué)的原因，通常是做成錐形的。葉輪1的結(jié)構(gòu)形式如發(fā)明內(nèi)容中所述，有多種選擇，圖3及圖4是兩個(gè)優(yōu)選的例子。
圖2是電機(jī)在上實(shí)施例示意圖。這是通常的布置。電機(jī)2經(jīng)由聯(lián)軸器(3，3a)將動(dòng)力傳至葉輪軸11帶動(dòng)葉輪1旋轉(zhuǎn)，水由葉輪吸入口1a進(jìn)入，經(jīng)葉輪1作用，逐漸加速后由葉輪出口1b拋揚(yáng)向空中，同圖1電機(jī)在下的實(shí)施例一樣。這里聯(lián)軸器3、葉輪1，支持聯(lián)接構(gòu)件6、葉輪1吸入口套接管7，依發(fā)明內(nèi)容所述有關(guān)多種選擇。需要說明的是，圖2所示的聯(lián)軸器3是常用的剛性聯(lián)軸器3a，與之相配的是葉輪軸11另一端必須使用能承受經(jīng)向負(fù)荷與軸向負(fù)荷的軸承4；倘使用彈性柔性聯(lián)軸器3b時(shí)，可省去軸承4。這種布置的缺點(diǎn)是拋揚(yáng)水的一部分，不可避免會(huì)受到支持聯(lián)接構(gòu)件6的阻擋，影響了效率，但可使用廉價(jià)的通用電機(jī)。
在

發(fā)明內(nèi)容
中對葉輪結(jié)構(gòu)的多種選擇作了說明，圖3是其中之一的一段式葉片葉輪結(jié)構(gòu)示意圖，外筒14與內(nèi)筒13構(gòu)成流道，內(nèi)有葉片12隨軸11旋轉(zhuǎn)，軸11兩端與聯(lián)軸器3及軸承4相互連接的軸頭省略未畫出。所說的一段葉片是指葉輪葉片在軸向上是一段的，連續(xù)為一整體。必須區(qū)別于葉片在周向上是多片圓周均勻分布。圖中中心線左邊是葉輪1半剖圖，細(xì)點(diǎn)表示葉片12，它從葉輪吸入口1a上面一些距離開始直到與出水口1b齊平。上述所說一些距離是與吸入口1a在水中浸沒深度有關(guān)，浸沒過淺不利于水的吸入，而且葉片12的下端也浸入水中更好。中心線右方是拿掉右前方外筒的結(jié)構(gòu)圖，從中可以看到隨軸扭轉(zhuǎn)傾斜葉片12輪廓，放射線表示葉片12上向軸心的半徑線。
圖4是發(fā)明內(nèi)容中對葉輪結(jié)構(gòu)的多種選擇中二段葉片結(jié)構(gòu)的顯示。圖中中心線為右部半剖圖，表示二段葉片的位置，細(xì)點(diǎn)處表示葉片。所說的二段葉片結(jié)構(gòu)是指葉輪葉片在軸向上分為兩段，是不連續(xù)的。一段葉片12a在外筒14吸入口1a上面一些距離，一般浸沒水中起提水作用；另一段葉片12b在葉輪出水口1b內(nèi)與出水口1b齊平，主要起拋揚(yáng)作用。其余如同圖3一樣。
圖5是水車式生化凈化設(shè)備一個(gè)例子的立面示意圖。圖中用葉輪1代表為水車式生化凈化設(shè)備提供動(dòng)力水的曝氣機(jī)，省略了電機(jī)支持聯(lián)接構(gòu)件等。水被葉輪1提起后，經(jīng)碟形收集器94，導(dǎo)水板93流向水斗91。上述水斗91是由諸多葉片91呈放射狀安接在水平轉(zhuǎn)軸9上。軸9兩端有軸承支撐。葉片91向動(dòng)力水流方向彎曲形成水斗。葉輪1源源不斷地向水斗提供動(dòng)力水，而在軸9另一邊的葉片91不能容水，于是軸9及其上的諸多葉片91成為一具水車不停旋轉(zhuǎn)，葉片91不停的出沒水中，在適宜溫度下生物群落孳生，對水體起凈化作用。
在一些蝦、鰻養(yǎng)殖及凈化水的氧化溝中，除曝氣外還希望保持水的流動(dòng)，這就需要造流設(shè)備。圖6是本發(fā)明一種生化凈化造流方法與設(shè)備的一個(gè)例子的俯視圖。圖7是圖6中A-A線的立面剖視圖。圖中隔斷81與邊岸84相接端在隔斷81的一側(cè)裝有曝氣機(jī)，它用葉輪1代表，省略了電機(jī)、支持聯(lián)接構(gòu)件。葉輪1提起的水經(jīng)收集器85、導(dǎo)水板83把水送入隔斷的另一側(cè)。葉輪1不斷提水，就會(huì)在邊岸84圍成水域中造成不斷水流。導(dǎo)水板83具有波棱形跌水坎和/或滴水孔的片狀物構(gòu)成，以利于曝氣。
曝氣機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算遵循水力學(xué)的原則與規(guī)律。
權(quán)利要求
1.一種曝氣機(jī)，包括電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的葉輪及支持聯(lián)結(jié)構(gòu)件，其特征是葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)依靠內(nèi)筒與外筒構(gòu)成的封閉流道及其內(nèi)的隨軸扭轉(zhuǎn)傾斜葉片使水逐漸加速，依所需拋揚(yáng)速度和拋揚(yáng)角度從葉輪出口拋揚(yáng)向空中。
2.如權(quán)利要求1所述的曝氣機(jī)，其特征是葉輪葉片為二段結(jié)構(gòu)，下段具提水功能，上段主要是拋揚(yáng)功能。
3.如權(quán)利要求1或2所述的曝氣機(jī)，其特征是葉輪外筒下口套接直或彎的管。
4.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的曝氣機(jī)，其特征是防水電機(jī)在葉輪下方，用彈性或柔性聯(lián)軸器與葉輪相聯(lián)。
5.一種水車式生化凈化設(shè)備，其特征是用權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的曝氣機(jī)為水斗提供動(dòng)力水，其水斗由諸多呈放射狀安裝在水平轉(zhuǎn)軸上的片狀物構(gòu)成，片狀物與轉(zhuǎn)軸平行且向上述動(dòng)力水流向同一方向彎曲而形成水斗。
6.一種水的生化凈化造流方法與設(shè)備，其特征是有開放端的隔離物將水體分為兩部分，在隔離部用權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的曝氣機(jī)將一部分水體水提至收集器，經(jīng)導(dǎo)水板送入另一部分水體。
7.如權(quán)利要求6所述的水的生物凈化造流方法與設(shè)備，其特征是導(dǎo)水板具有波棱形跌水坎和/或滴水孔的片狀物構(gòu)成。
全文摘要
一種用于環(huán)保、水產(chǎn)養(yǎng)殖的旋轉(zhuǎn)揚(yáng)水曝氣機(jī)，其特征是葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)依靠內(nèi)筒與外筒構(gòu)成的封閉流道及其內(nèi)的隨軸扭轉(zhuǎn)傾斜葉片使水逐漸加速，依所需拋揚(yáng)速度、拋揚(yáng)角度從葉輪出口拋揚(yáng)向空中；與現(xiàn)有技術(shù)相比結(jié)構(gòu)更簡單、效率更高。
文檔編號(hào)A01K61/00GK1442047SQ0210403
公開日2003年9月17日 申請日期2002年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月6日
發(fā)明者楊鶴年, 張培志, 楊微 申請人:楊鶴年