一种驱动结构优化的混合充氧机制造技术

本发明专利技术公开了一种驱动结构优化的混合充氧机，包括文丘里进气装置，锥形上升筒(8)，下部上升筒装置，出流筒装置，与出流筒装置连接的电机驱动装置，连接在电机驱动装置上且与锥形上升筒(8)之间形成下层曝气室(19)的下层曝气叶片(10)；所述下层曝气叶片(10)与水平面的夹角为30～60°，且下层曝气叶片(10)的外缘与锥形上升筒(8)的内壁的水平间距为5～20cm；具体的，该下层曝气叶片(10)与水平面的最优夹角为45°，且下层曝气叶片(10)的外缘与锥形上升筒(8)的内壁的最优水平间距为10cm。本发明专利技术通过设置叶片与水平面的夹角和叶片外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距，可以有效的提高混合水量，进而降低设备的运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动结构优化的混合充氧机
本专利技术涉及湖泊水库水质污染控制领域，具体是指一种驱动结构优化的混合充氧机。
技术介绍
针对湖泊水库等封闭或半封闭水体污染问题，目前原位控制技术主要有物理控制技术、物化控制技术、生物控制技术以及生态修复技术。物理控制技术包括底泥疏浚、定期引水换水和混合充氧技术；物化控制技术包括底泥封闭、底泥钝化和混凝沉淀等方法；生物控制技术主要为生物投菌法；生态修复技术包括人工湿地、人工生态浮岛以及稳定塘技术。对于底泥淤积污染严重的湖库，底泥疏浚是适宜水质控制技术；对于底泥淤积污染不太严重及底泥疏浚后的湖库，混合充氧和生态修复分别是采用较多的原位物理和生物控制技术，具体的治理技术应因地制宜、因“水”制宜。在各种水质控制技术中,对于水容较小、底泥淤积污染研制的湖库,底泥疏浚会起到明显的效果，但不适用于水容量大的湖库水体，且底泥疏浚可能破坏水底的固有生态系统，须进行植物和微生物修复；被疏浚底泥的堆放和无害化处理难度极大，疏浚成本极其高昂，故对其应用非常慎重。引水、换水稀释法存在污染的转移，且工程量较大，投资高。投加化学药剂是一种应急的方法，加入化学药剂引起的次生水质风险较大，对环境的影响有待进一步研究。混合充氧技术实施简单、收效快，是采用较多的主流物理控制技术，但目前传统的混合充氧设备主要还是依靠安装于水体底部的曝气器或通气管来进行充氧，同时起到混合水体的作用，这些曝气设备水下安装困难、维护不易、而且能量效率一般低于10％、能耗较高。生物投菌法可以治理水体富营养化，并可以激活水中部分土著微生物而增强水体自净能力，但目前微生物菌剂的菌种单一、功能有待提高；且向水体中投加外来菌种，会存在一定的环境适应性、生物安全性等问题，故工程应用比较有限。人工生态浮岛水质修复技术，具有一定的经济性和实用性,但生态浮岛净水范围有限、大量生长繁殖的水生植物后续处理问题比较棘手，也限制了其大规模应用；生物操纵存在高效微生物的环境适应性及安全性问题，目前还局限于小范围应用。针对传统混合充氧设备安装维护难、运行成本高等先天不足，已出现了新型混合充氧设备(ZL2014100064732、ZL2015109082410)，其主体驱动单元置于水体上部、通过表层负压吸入空气而充氧，循环混合水体，创造性地解决了安装维护难、运行成本高的实际应用问题。该设备依靠浮体使其漂浮、垂直立于水中；并利用尼龙绳将装置底部与锚固墩相连，使装置固定水体中。四根对称布置的进气管伸出水面。工作时水泵出水通过文丘里进气装置的下部直筒，从渐缩管流入缩小管时，水流速度因过水断面的减小增大，从而在缩小管处产生负压，空气因负压被吸入缩小管中，此为一次曝气过程。当水泵导流板伸出水面，水流会依次经过出水延伸筒和水泵导流板，经导流板导流像喷泉一样向四周喷水，此为二次曝气过程。整个过程有着充足的曝气量，并使下部水体经充氧提升至上部水体，形成一定范围内的水体循环。当水体污染较严重时，水泵导流板也可设置在水面以下，可以形成一个范围更大的水体循环，更好地通过混合充氧净化水质。上述设备中驱动系统结构对混合充氧性能影响很大，合理地对驱动系统结构进行优化，在外部能量输入功率相同的条件下，会大大提高混合水量和负压吸氧量，从而进一步显著降低其运行成本；但目前尚缺乏此方面的改进和创新报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服混合充氧机所存在的上述缺陷，提供一种驱动结构优化的混合充氧机。一种驱动结构优化的混合充氧机，包括文丘里进气装置，与文丘里进气装置上端相连通的锥形上升筒，与文丘里进气装置下端相连通的下部上升筒装置，设置在锥形上升筒外围的出流筒装置，与出流筒装置连接的电机驱动装置，以及连接在电机驱动装置上且与锥形上升筒之间形成下层曝气室的下层曝气叶片；所述下层曝气叶片的中心轴线位于水平面上，且下层曝气叶片与水平面呈30～60°夹角；所述下层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距为5～20cm。进一步，还包括与电机驱动装置连接并位于下层曝气叶片上方，且与锥形上升筒之间形成上层曝气室的上层曝气叶片；所述上层曝气叶片的中心轴线位于水平面上，且上层曝气叶片与水平面呈30～60°夹角；所述上层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距为5～20cm。所述下层曝气叶片和上层曝气叶片与水平面的夹角均为45°，且下层曝气叶片的外缘和上层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距均为10cm。所述下层曝气叶片和上层曝气叶片上均垂直设置有切刀。所述出流筒装置包括设置在锥形上升筒外围的上部直筒，设置在上部直筒上端的顶板；所述顶板上设置有若干个空气溢流孔，所述上部直筒上设置有浮筒；所述电机驱动装置则安装在顶板上。所述电机驱动装置包括安装在顶板上的电机，贯穿顶板后连接在电机转轴上的中空连接轴；所述下层曝气叶片和上层曝气叶片均为具有中空腔体的锥体且与中空连接轴相连通，所述下层曝气叶片的数量和上层曝气叶片的数量均为2n片，n≧1，且均对称设置在中空连接轴的周向；所述中空连接轴上设置有进气口。所述文丘里进气装置包括缩小管，与缩小管相连通的若干进气管；所述锥形上升筒与缩小管的上端相连通，下部上升筒装置则与缩小管的下端相连通，所述进气管贯穿上部直筒。所述缩小管的半径为3～6cm。所述下部上升筒装置包括与缩小管的下端相连通的下部锥形筒，与下部锥形筒相连通的下部上升筒；所述下部上升筒内设置有滤网。所述下部上升筒通过铁链连接有锚固墩；所述下部上升筒上设置有下部挡板。本专利技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术通过设置叶片与水平面的夹角和叶片外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距，可以有效地提高混合水量，进而降低设备的运行成本。(2)本专利技术通过设计上下两层曝气叶片，提高了设备的提升力，进一步提高混合水量，降低设备的运行成本。附图说明图1为本专利技术实施例1中的混合充氧机的结构示意图。图2为本专利技术实施例1的下层曝气叶片的设置示意图。图3为本专利技术实施例1的下层曝气叶片的夹角对提升流量的影响的曲线图。图4为本专利技术实施例1的下层曝气叶片与锥形上升筒的设置示意图。图5为本专利技术实施例1中下层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距为5cm时，锥形上升筒附近水流速度场模拟图。图6为本专利技术实施例1中下层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距为10cm时，锥形上升筒附近水流速度场模拟图。图7为本专利技术实施例1中下层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距为15cm时，锥形上升筒附近水流速度场模拟图。图8为本专利技术实施例1中下层曝气叶片的外缘与锥形上升筒的内壁的水平间距为20cm时，锥形上升筒附近水流速度场模拟图。图9为本专利技术实施例1中锥形上升筒与下层曝气叶片的中心轴线所在的水平截面的不同半径对水量提升的影响示意图。图10为本专利技术实施例1中缩小管半径对水量提升的影响的示意图。图11为本专利技术实施例2中的混合充氧机的结构示意图。图12为本专利技术设置上层曝气叶片和没有设置上层曝气叶片时对水量提升影响的示意图。符图中的符图标记名称为：1—电机、2—空气溢流孔、3—浮筒、4—上部直筒、5—进气口、6—上层曝气叶片、7—进气管、8—锥形上升筒、9—中空连接轴、10—下层曝气叶片、11—顶板、12—下部锥形筒、13—下部挡板、14—下部上升筒、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动结构优化的混合充氧机，包括文丘里进气装置，与文丘里进气装置上端相连通的锥形上升筒(8)，与文丘里进气装置下端相连通的下部上升筒装置，设置在锥形上升筒(8)外围的出流筒装置，与出流筒装置连接的电机驱动装置，以及连接在电机驱动装置上且与锥形上升筒(8)之间形成下层曝气室(19)的下层曝气叶片(10)；其特征在于，所述下层曝气叶片(10)的中心轴线位于水平面上，且下层曝气叶片(10)与水平面呈30～60°夹角；所述下层曝气叶片(10)的外缘与锥形上升筒(8)的内壁的水平间距为5～20cm。

【技术特征摘要】
1.一种驱动结构优化的混合充氧机，包括文丘里进气装置，与文丘里进气装置上端相连通的锥形上升筒(8)，与文丘里进气装置下端相连通的下部上升筒装置，设置在锥形上升筒(8)外围的出流筒装置，与出流筒装置连接的电机驱动装置，以及连接在电机驱动装置上且与锥形上升筒(8)之间形成下层曝气室(19)的下层曝气叶片(10)；其特征在于，所述下层曝气叶片(10)的中心轴线位于水平面上，且下层曝气叶片(10)与水平面呈30～60°夹角；所述下层曝气叶片(10)的外缘与锥形上升筒(8)的内壁的水平间距为5～20cm。2.根据权利要求1所述的一种驱动结构优化的混合充氧机，其特征在于，还包括与电机驱动装置连接并位于下层曝气叶片(10)上方，且与锥形上升筒(8)之间形成上层曝气室(20)的上层曝气叶片(6)；所述上层曝气叶片(6)的中心轴线位于水平面上，且上层曝气叶片(6)与水平面呈30～60°夹角；所述上层曝气叶片(6)的外缘与锥形上升筒(8)的内壁的水平间距为5～20cm。3.根据权利要求2所述的一种驱动结构优化的混合充氧机，其特征在于，所述下层曝气叶片(10)和上层曝气叶片(6)与水平面的夹角均为45°，且下层曝气叶片(10)的外缘和上层曝气叶片(6)的外缘与锥形上升筒(8)的内壁的水平间距均为10cm。4.根据权利要求3所述的一种驱动结构优化的混合充氧机，其特征在于，所述下层曝气叶片(10)和上层曝气叶片(6)上均垂直设置有切刀(22)。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种驱动结构优化的混合充氧机，其特征在于，所述出流筒装置包括设置在锥形上升筒(8)外围的上部直筒(4)，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昕，杨阳，陈开志，
申请(专利权)人：成都澎湃新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51