一种流量可控的水下曝气装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于水下气体释放设备技术领域，涉及一种流量可控的水下曝气装置。所述水下曝气装置包括：供气单元、微流量控制单元、曝气孔孔径调节单元和中央控制单元；所述供气单元，用于提供曝气所需的气体来源；所述微流量控制单元，和所述供气单元连接，用于对曝气量进行控制；所述曝气孔孔径调节单元，设置于所述微流量控制单元的曝气孔处，用于对曝气过程中曝气孔的孔径大小进行调节；所述中央控制单元和所述供气单元、所述微流量控制单元以及所述曝气孔孔径调节单元分别连接。所述水下曝气装置兼具连续曝气和脉动曝气模式，可以通过连续曝气模式下曝气孔孔径的调节以及脉动曝气模式下曝气量的精确调节，实现水下曝气过程的精细控制。

An Underwater Aeration Device with Controllable Flow Rate

The invention belongs to the technical field of underwater gas release equipment, and relates to an underwater aeration device with controllable flow rate. The underwater aeration device includes: an aeration unit, a micro-flow control unit, an aeration aperture adjustment unit and a central control unit; the aeration unit is used to provide the gas source required for aeration; the micro-flow control unit is connected with the aeration unit for controlling aeration; and the aeration aperture adjustment unit is arranged in the micro-flow control unit. The central control unit is connected with the air supply unit, the micro flow control unit and the aeration aperture adjustment unit respectively. The underwater aeration device has both continuous aeration and pulsating aeration modes. The fine control of the underwater aeration process can be realized by adjusting the aperture of the aeration hole in the continuous aeration mode and accurately adjusting the aeration volume in the pulsating aeration mode.

【技术实现步骤摘要】
一种流量可控的水下曝气装置
本专利技术属于水下气体释放设备
，涉及一种流量可控的水下曝气装置。
技术介绍
曝气是在水环境工程中应用极为广泛的一种工程技术。该技术主要利用气液混合时的气体转移现象，利用气体加压设备将目标气体送入曝气池，或利用曝气器产生水跃，形成水气混合液，进而增加水中的气体溶解量。水体增氧是水下曝气的一种最为常见的应用，通过曝气作业进行增氧，一方面能够抑制并改善湖泊、水库等蓄水区域的分层现象，解决目标水体底部缺氧、内源污染释放、富营养化和藻类爆发等诸多水质问题；另一方面能够用于生活污水、城市污水以及有机性工业废水处理。此外，在水产养殖领域，适当地增氧作业能够有效的改善好氧水生生物的存活率、增肉率、饲料系数等指标，推动水产养殖业的发展。因此，综合上述分析可见，水下曝气技术在水环境整治、污水处理、水产养殖等领域具有广泛的应用价值。曝气流量是曝气过程中的一个重要参数，曝气流量直接影响曝气产生的上升流流量，进而影响曝气作业的整体性能。目前，现有技术中的曝气装置在流量控制方面相对粗放，主要通过控制出口压力以及流量控制阀来进行流量的控制，这种控制方法在连续、大流量曝气作业中较为适用，但在局部水体的定量曝气中难以进行精确的控制。
技术实现思路
为了解决现有技术中曝气装置曝气方式单一，曝气量无法精确控制的问题。本专利技术提供一种流量可控的水下曝气装置，所述水下曝气装置具有流量可控功能，既能够实现连续、大流量曝气作业的流量控制，同时能够以设定的频率向水体中定量释放气体，实现微量气体释放的精确控制。通过此曝气装置的应用，能够满足多种曝气操作的需要，提高曝气设备的实用性和适用性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种流量可控的水下曝气装置，所述水下曝气装置包括：供气单元、微流量控制单元、曝气孔孔径调节单元和中央控制单元；所述供气单元，用于提供曝气所需的气体来源；所述微流量控制单元，和所述供气单元连接，用于对曝气量进行控制；所述曝气孔孔径调节单元，设置于所述微流量控制单元的曝气孔处，用于对曝气过程中曝气孔的孔径大小进行调节；所述中央控制单元和所述供气单元、所述微流量控制单元以及所述曝气孔孔径调节单元分别连接。进一步地，所述供气单元包括储气罐和流量控制阀；所述流量控制阀设置于所述储气罐气体出口处，用于控制储气罐的气体出口流量；所述中央控制单元能够控制所述流量控制阀的打开或关闭。进一步地，所述曝气孔孔径调节单元包括可移动滑片、用于带动所述可移动滑片进行移动的滑动电机、滑轨；所述中央控制单元和所述滑动电机连接并对所述滑动电机进行控制，使所述滑动电机带动所述可移动滑片沿滑轨移动，进而能够实现对曝气孔孔径的调节。进一步地，所述微流量控制单元包括流量调节单元的保护壳体、集气腔、设置于所述集气腔一侧的可移动隔板、设置于所述集气腔和曝气孔之间用于防止外部水体倒灌的单向阀、用于驱动所述可移动隔板发生形变的压电元件、对所述压电元件施加激励的控制缆；所述集气腔是所述单向阀、所述可移动隔板和所述保护壳体308共同界定形成的腔体；所述集气腔通过输气通道和所述供气单元中的流量控制阀的输出端相连；所述中央控制单元通过控制缆对压电元件施加外部激励，基于压电元件的形变量和施加的外部激励呈正相关关系，能够通过所述中央控制单元调节外部激励对压电元件的形变量进行调节，进而控制曝气量。进一步地，所述水下曝气装置包括连续曝气和脉动曝气两种曝气模式；当采用连续曝气模式时，通过中央控制单元的控制将供气单元中的流量控制阀调节至预设的流量，并保持微流量控制单元中的单向阀打开，曝气量的控制通过曝气孔孔径调节单元对曝气孔的孔径大小进行调节；当采用脉动曝气模式时，通过中央控制单元控制打开流量控制阀，使集气腔中充满气体并达到稳定压力，然后中央控制单元通过控制缆对压电元件施加激励，使压电元件产生膨胀形变，在压电元件的驱动下可移动隔板移动并压缩集气腔的容积，改变集气腔内部的压力，使得集气腔内的部分气体经排气孔进入孔径调节单元最终排出。本专利技术的有益技术效果：本专利技术涉及的水下曝气装置兼具连续曝气和脉动曝气两种工作模式：在连续曝气工作模式下，能够向水中连续释放气体，并通过曝气孔孔径的调节实现曝气流量的控制；在脉动曝气工作模式下，能够通过触发压电元件以设定的频率向水体中定量释放气体，实现微量气体释放的精确控制。通过此曝气装置的应用，能够满足多种曝气操作的需要，提高曝气设备的实用性和适用性。附图说明图1是本专利技术所提出的水下曝气装置的一种实施例的整体结构示意图；图2-3是水下曝气装置曝气孔调节单元的一种实施例的结构图；图4是水下曝气装置流量调节单元的一种实施例的结构图；图5a-5d为本专利技术实施例中一种水下曝气装置曝气过程以及信号激励示意图；附图标记：100.供气单元；101.储气罐；102.流量控制阀；200.曝气孔孔径调节单元；201.曝气孔；202.可移动滑片；203.滑动电机；204.滑轨；205.滑片连接器；206.第一限位器；207.第二限位器2；208.滑片滑动轴；300.微流量控制单元；301.集气腔；302.可移动隔板；303.压电元件；304.控制缆；305.控制缆固定锁扣；306.单向阀；307.输气通道；308.流量调节单元的保护壳体；309.排气孔；400.中央控制单元。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。针对现有技术中曝气装置曝气方式单一，曝气量无法精确控制的技术问题。本专利技术实施例提供一种流量可控的水下曝气装置，下面结合图1～3，对所述水下曝气装置中的各功能单元的具体结构设计以及工作原理进行详细地说明。如图1所示，水下曝气装置包含供气单元100、曝气孔孔径调节单元200、流量控制单元300和中央控制单元400。供气单元100：用于提供曝气所需的气体来源；在本实施例中，具体地，所述供气单元100包括储气罐101和流量控制阀102；其中，所述储气罐101用于提供曝气装置所需的气源，所述流量控制阀102设置于所述储气罐101气体出口处，用于控制储气罐的气体出口流量；所述中央控制单元400和所述流量控制阀102连接能够控制所述流量控制阀102的打开或关闭。曝气孔孔径调节单元200：由于当流量一定的情况下，控制曝气孔的孔径大小能够一定情况下起到曝气量调节的作用。本实施例中水下曝气装置具有曝气孔孔径调节的功能，具体通过曝气孔孔径调节单元200来实现。如图2所示，曝气孔孔径调节单元200包括两个相互连接的可移动滑片202和滑动电机203。在进行曝气孔孔径调节操作时，通过本装置的中央控制单元400对滑动电机203进行控制，进而使可移动滑片202沿滑轨204做同步、对向滑动，实现对曝气孔201孔径的调节。进一步的，为了确保两个可移动滑片202滑动的同步性，设有滑片连接器205，滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流量可控的水下曝气装置，其特征在于，所述水下曝气装置包括：供气单元、微流量控制单元、曝气孔孔径调节单元和中央控制单元；所述供气单元，用于提供曝气所需的气体来源；所述微流量控制单元，和所述供气单元连接，用于对曝气量进行控制；所述曝气孔孔径调节单元，设置于所述微流量控制单元的曝气孔处，用于对曝气过程中曝气孔的孔径大小进行调节；所述中央控制单元和所述供气单元、所述微流量控制单元以及所述曝气孔孔径调节单元分别连接。

【技术特征摘要】
1.一种流量可控的水下曝气装置，其特征在于，所述水下曝气装置包括：供气单元、微流量控制单元、曝气孔孔径调节单元和中央控制单元；所述供气单元，用于提供曝气所需的气体来源；所述微流量控制单元，和所述供气单元连接，用于对曝气量进行控制；所述曝气孔孔径调节单元，设置于所述微流量控制单元的曝气孔处，用于对曝气过程中曝气孔的孔径大小进行调节；所述中央控制单元和所述供气单元、所述微流量控制单元以及所述曝气孔孔径调节单元分别连接。2.根据权利要求1所述一种流量可控的水下曝气装置，其特征在于，所述供气单元包括储气罐和流量控制阀；所述流量控制阀设置于所述储气罐气体出口处，用于控制储气罐的气体出口流量；所述中央控制单元能够控制所述流量控制阀的打开或关闭。3.根据权利要求2所述一种流量可控的水下曝气装置，其特征在于，所述曝气孔孔径调节单元包括可移动滑片、用于带动所述可移动滑片进行移动的滑动电机、滑轨；所述中央控制单元与所述滑动电机连接并对所述滑动电机进行控制，使所述滑动电机带动所述可移动滑片沿滑轨移动，进而能够实现对曝气孔孔径的调节。4.根据权利要求1-3任一项所述一种流量可控的水下曝气装置，其特征在于，所述微流量控制单元包括流量调节单元的保护壳体、集气腔、设置于所述集气腔一侧的可移动隔板、设置于所述集气腔和曝气孔之间用于防止外部水体...

【专利技术属性】
技术研发人员：华志励，王越，徐娟，任万龙，刘波，刘进，郝宗睿，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37