本實用新型屬于污水處理攪拌曝氣設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種三維旋流曝氣器。

背景技術(shù)：

好氧微生物處理污水是污水處理的一種典型處理形式。曝氣裝置能夠使污水處理混合液達到足夠的溶解氧DO，利于好氧微生物的生長發(fā)育。傳統(tǒng)的曝氣方式和裝置例如有表面曝氣、“愛爾氧”表曝機、倒傘形表曝機、轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)碟曝氣，浮桶式表曝機等、深水曝氣、穿孔花管曝氣、螺旋曝氣、水力攪拌曝氣、射流曝氣、潛水飛輪曝氣、尼克尼曝氣、微孔曝氣(盤式、棒式和管式)，金鋼砂曝氣和無堵塞棘牙剪切曝氣等等。但現(xiàn)有的曝氣方式和裝置均有著不同程度的缺陷，例如表面曝氣由于氧的利用率低，動力效率也低，故漸漸被市場淘汰。深水(水下)曝氣形式多種多樣，但氧的利用率一般，充氧能力較低、壽命短、易堵塞和維護極不方便。都無法滿足市場需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種三維旋流曝氣器，結(jié)構(gòu)簡單，無堵塞，運行安全可靠，通量大，能夠強化固、液、氣的傳質(zhì)效果，提高氧的利用率和充氧能力。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種三維旋流曝氣器，包括筒體、內(nèi)芯和氣管；該筒體豎直布置，其中段為空心圓筒狀，其兩端為引流錐筒；該內(nèi)芯設(shè)于筒體內(nèi)，內(nèi)芯上設(shè)有沿筒體長度方向布置的若干斜梯形瓣組，每個斜梯形瓣組包括若干斜梯形瓣，每個斜梯形瓣組內(nèi)的斜梯形瓣在筒體內(nèi)的高度相同且在筒體內(nèi)周向等間隔地放射狀排列，每個斜梯形瓣與水平方向均成一特定夾角；各斜梯形瓣組在周向上錯位排布以使每個斜梯形瓣組的斜梯形瓣與其他斜梯形瓣組的斜梯形瓣錯開，并在各斜梯形瓣組的斜梯形瓣間形成沿阿基米德螺旋線布置的流道；該氣管沿筒體長度方向布置并穿設(shè)在內(nèi)芯內(nèi)，氣管的出氣口位于筒體內(nèi)部并處于內(nèi)芯之下，且出氣口按一定角度例如20～40°向上傾斜。

一實施例中：所述內(nèi)芯包括6～10個芯體，每個芯體包括1個中心體和7～9個所述斜梯形瓣，即每個芯體上設(shè)有一個斜梯形瓣組；該中心體為圓環(huán)柱狀；每個芯體的斜梯形瓣的各一端固接在中心體外壁，各另一端適配抵靠在筒體內(nèi)壁，以使斜梯形瓣在筒體內(nèi)周向均勻等間隔地放射狀排列。

一實施例中：所述6～10個芯體在筒體的長度方向上依次疊置且在周向上錯位排布，各芯體的中心體相互對齊并在中央形成沿筒體長度方向布置的用于容納所述氣管的通道，每個芯體的斜梯形瓣與其他芯體的斜梯形瓣錯開。

一實施例中：所述斜梯形瓣的截面為等腰梯形。

一實施例中：所述等腰梯形的底角為25～40°，兩條底邊與水平方向的夾角為45～70°，較長的底邊高于較短的底邊。

一實施例中：除最下方的芯體的斜梯形瓣外，其余每個斜梯形瓣的最低點與位于其下方的最近的斜梯形瓣的較長底邊的中心點對齊。

一實施例中：所述引流錐筒的頂角為80～100°。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點：

1、氧的利用率高，比微孔曝氣提高20％以上；

2、充氧能力比傳統(tǒng)曝氣器更高；

3、結(jié)構(gòu)簡單，加工制造簡單，工藝通俗易懂；

4、不易堵塞，運行安全可靠，使用壽命長；

5、服務(wù)面積大，通時大，安裝數(shù)量小，不用放空生化池中的水，變可更換或維修三維旋流曝氣器。

6、水力性能好，阻力小。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的三維旋流曝氣器的剖視示意圖。

圖2為本實用新型的內(nèi)芯示意圖。

圖3為本實用新型的三維旋流曝氣器的俯視示意圖。

圖4為本實用新型的芯體的俯視示意圖。

圖5為本實用新型的芯體的側(cè)視示意圖。

圖6為本實用新型的三維旋流曝氣器的工作原理示意圖。

附圖標記：筒體1，引流錐筒11；內(nèi)芯2，芯體20，中心體21，斜梯形瓣22，流道23；氣管3，出氣口31；氣體A，水流B，混合液C。

具體實施方式

下面通過實施例具體說明本實用新型的內(nèi)容：

請查閱圖1至圖4，一種三維旋流曝氣器，主要包括筒體1和內(nèi)芯2；

筒體1，在水中豎直布置，其中段為空心圓筒狀，其兩端為引流錐筒11，引流錐筒11的頂角為90°；

內(nèi)芯2，適配設(shè)于筒體1中段內(nèi)，由八個芯體20構(gòu)成；每個芯體20包括一個中心體21及八個傾斜布置的與水平方向成一夾角的斜梯形瓣22；中心體21為圓環(huán)柱狀；斜梯形瓣22截面呈底角為30°的等腰梯形，該等腰梯形的兩條底邊與水平方向的夾角均為57°，且較短的底邊位于較長的底邊之下；每個芯體20的八個斜梯形瓣22的各一端固接在中心體21外壁，各另一端適配抵靠在筒體1內(nèi)壁，以使斜梯形瓣22在筒體1內(nèi)中心體21外周向均勻等間隔地放射狀排列；

內(nèi)芯2的八個芯體20在筒體1的長度方向上依次疊置且在周向上錯位排布，即中部的中心體21相互對齊，并在八個中心體21的中央形成沿筒體1長度方向布置的貫通的容納氣管3的圓柱形的通道；但在周向上錯位排布使得每個芯體20的斜梯形瓣22與其他芯體20的斜梯形瓣22錯開一定角度，除最下方的芯體20的斜梯形瓣22外，每個斜梯形瓣22的最低點與位于其下方的最近的斜梯形瓣22的較長底邊的中心點對齊，這樣，在每個芯體20的每兩個斜梯形瓣22與筒體1內(nèi)壁間形成流道23的一部分，每個芯體20的斜梯形瓣22與其上/下的芯體20的斜梯形瓣22相互配合在筒體1內(nèi)形成八條沿阿基米德螺旋線布置的流道23(流道中沿流道方向有一條線在芯體橫截面上的投影為阿基米德螺旋線)。

本實用新型的三維旋流曝氣器在內(nèi)芯2的中心體21內(nèi)穿設(shè)氣管3，氣管3上部進氣，下部設(shè)有出氣口31，出氣口31位于筒體1中段內(nèi)部并處于內(nèi)芯2之下，且出氣口按一定角度例如30^o向上傾斜。

本實用新型的現(xiàn)場使用方式如下：

請查閱圖5，空氣從氣管3下部的出氣口31進入筒體1內(nèi)部，氣體A(圖5中虛線箭頭表示)與從筒體1下部的引流錐筒11進入的來水B(圖5中點橫線箭頭表示)進行射流混合，氣水的混合液C(圖5中實線箭頭表示)在氣體上升的動力下沿斜梯形瓣22和筒體1間的阿基米德螺旋線式流道23變速上升(圖2中流道23內(nèi)的虛線用于表示流道中混合液的大體流動軌跡)，使得混合液C呈現(xiàn)出外緊內(nèi)松狀態(tài)，并產(chǎn)生大量渦環(huán)使得微生物、污(廢)水和空氣三相物質(zhì)的充分傳質(zhì)混合。同時斜梯形瓣22對混合液進行剪切破碎，增大了氣泡的比表面積，所以更進一步充分實現(xiàn)了微生物、污(廢)水和空氣三相物質(zhì)的傳質(zhì)。因此，提高了氧的利用率和充氧能力。之后混合液C從筒體1上部的引流錐筒11流出，引流錐筒11的結(jié)構(gòu)使得混合液C在流出后向四面八方發(fā)散并能沿著三維橢圓軌跡重新回流到三維旋流曝氣器下部，再次從筒體1下部的引流錐筒11進入筒體11內(nèi)部并沿阿基米德螺旋線式流道23變速上升。周而復(fù)始，混合液C多次充氧，因此使得系統(tǒng)氧的利用率和充氧能力再次提高，達到極值。本實用新型的三維旋流曝氣器提高了氧的利用率和充氧能力，通過以下三個方面真正實現(xiàn)微生物、污廢水和空氣三種物質(zhì)的充分混合傳質(zhì)，延長其傳質(zhì)時間：

a、斜梯形瓣對空氣泡的剪切破碎，增大固(微生物)、液(污廢水)、氣(空氣)的接觸面積；

b、斜梯形瓣間形成的流道沿阿基米德螺旋線布置，使得混合液沿著阿基米德螺旋線軌跡變速螺旋上升，并且對混合液產(chǎn)生擠壓，產(chǎn)生渦環(huán)，強化其傳質(zhì)效果；

c、三維旋流曝氣器的氣提功能，促使混合液沿三維橢圓軌跡運動，實現(xiàn)氧的重復(fù)利用和延長固、液、氣的傳質(zhì)時間，提高設(shè)備氧的利用率。

d、斜梯形瓣呈薄片狀斜等腰梯形瓣，既有剪切空氣泡的作用又有形成阿基米德螺旋線道的作用。使固、液、氣旋轉(zhuǎn)上升運動形成三維旋流橢圓軌跡運動流面本實用新型的三維旋流曝氣器的氣提作用使混合液沿著對稱倒傘形流線從設(shè)備中心向外，再向水下，再從設(shè)備中心向上運動，形成一個軸面橢圓的相對運動流線軌跡，另外由于斜梯形瓣曲線布局，使混合液在筒體內(nèi)又形成一個沿著阿基米德螺旋線的牽連運動流線軌跡?；旌弦旱南鄬\動流線軌跡和牽連運動的合并流線軌跡，兩者合成就形成了混合液三維空間橢圓流線軌跡。

以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋的范圍內(nèi)。