一种高转速离心式曝气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高转速离心式曝气装置，包括驱动轴竖直向下的驱动电机、通过轮毂固定于驱动轴末端的圆盘体及设置于圆盘体底部绕驱动轴线方向圆周均匀分布且向下凸起的多组拱形弯曲的叶片，叶片分布区域外侧的圆盘体为无叶片的外周区域，叶片分布区域内侧的圆盘体与轮毂的圆形平面尺寸一致，叶片底部分为处于外侧的恒定高度部和处于内侧的外高内低的弧形过渡部。本实用新型专利技术具有优异的操作特性，能够实现稳定的无振动旋转操作，同时具有较高的传氧速率和较低的能耗成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高转速离心式曝气装置
本技术属于污水处理装置
，具体涉及一种高转速离心式曝气装置。
技术介绍
目前，使用离心曝气装置将氧气输送到液体中，并可将其彻底混合。离心式曝气装置在液体中不完全浸没，其中央部分的叶片在电动机驱动下围绕竖直轴线旋转，在离心力作用下，液体从下方被吸入，然后在圆盘体边缘沿径向在水面上方被挤压甩出。通常离心曝气装置以20-70rpm的转速运转。这种离心曝气装置外围的速度取决于每种情况下的直径和旋转速度，离心曝气装置外围的速度范围为3-6m/s，这样的转速需要使用可使高速电动机减速的减速机。喷射曝气装置是属于具有垂直轴的表面曝气装置的特殊类型的曝气装置。喷射曝气装置包括高速螺旋桨，该高速螺旋桨以1000rpm以下的旋转速度运转，并且向沿左右方向延伸的圆盘体喷射水，高速螺旋桨搅拌液体并以平坦的形状喷射液体。这种传统离心曝气装置的问题是氧气输送速率低，只有约1kgO2/kW·h。另外，这类系统对叶轮浸入水中的深度变化非常敏感。已知的以低转速运行的离心式曝气装置由于要降低转速需安装相对昂贵且安装复杂的变速器。此外，还需要设计诸如桥架和复杂的悬浮装置的支撑结构。因此，迄今为止提出的唯一替代方案是可实现良好的氧气输送效率的离心曝气装置，但是其结构复杂、价格昂贵且喷射曝气装置需要较高的运行成本。由于已知的叶轮不具备稳定的流体力学性能，因此开发能够以更高速度运转的离心曝气装置的愿望迄今尚未成功。在现有技术的离心曝气装置中，开放型或闭合型叶轮至少到达圆盘体的边缘，在大多数情况下，每个叶片还会超出圆盘体的边缘并延伸。然而，在本技术中，圆盘体被设置成具有突出超过叶片的结构。迄今尚未研究这种配置在防止高转速下的流体力学不稳定性方面有效的原因。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供了一种结构紧凑、设计合理且操作方便的高转速离心式曝气装置，该曝气装置中叶片和圆盘体以特定的方式布置设计，即使在相对较高的旋转速度范围内，也能够实现稳定无振动的流体力学操作。本技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种高转速离心式曝气装置，其特征在于包括驱动轴竖直向下的驱动电机、通过轮毂固定于驱动轴末端的圆盘体及设置于圆盘体底部绕驱动轴线方向圆周均匀分布且向下凸起的多组拱形弯曲的叶片，叶片分布区域外侧的圆盘体为无叶片的外周区域，叶片分布区域内侧的圆盘体与轮毂的圆形平面尺寸一致，叶片底部分为处于外侧的恒定高度部和处于内侧的外高内低的弧形过渡部。进一步优选，所述圆盘体上外周区域的径向宽度为圆盘体半径的5%-30%。进一步优选，所述圆盘体上外周区域的径向宽度为圆盘体半径的10%-20%。进一步优选，所述圆盘体和叶片通过模具或注塑方式一体成型。进一步优选，所述圆盘体边缘处的圆周转速高于6m/s，所述叶片的旋转速度高于100rpm。进一步优选，所述叶片的内端高度为圆盘体半径的10%-20%，所述叶片的外端高度为圆盘体半径的30%-60%。进一步优选，所述叶片的外端高度为圆盘体半径的50%。进一步优选，所述叶片拱形弯曲的曲率是以驱动轴线方向为中心的单轴曲率，每个叶片以对数螺旋线弯曲，并且其曲率半径从内侧向外侧逐渐增加。进一步优选，所述圆盘体由平板状的钢板制成，所述叶片由弯曲的金属板制成，该叶片竖向焊接于圆盘体的底部。进一步优选，所述叶片的数量为4-8个，每个叶片绕驱动轴线覆盖90°的圆周角，叶片的出口角度为20°-70°。进一步优选，所述叶片的出口角度为45°。本技术具有优异的操作特性，能够实现稳定的无振动旋转操作，同时具有较高的传氧速率和较低的能耗成本。附图说明图1是本技术中离心式曝气装置的仰视图；图2是图1中沿II-II方向纵向截面示意图；图3是本技术中叶片的平面结构示意图；图4是本技术的整体结构示意图。图中：1-驱动电机，2-轮毂，3-驱动轴，4-圆盘体，5-叶片，51-恒定高度部，52-弧形过渡部，6-外周区域。具体实施方式结合附图详细描述本技术的具体内容，一种高转速离心式曝气装置，包括驱动轴3竖直向下的驱动电机1、通过轮毂2固定于驱动轴3末端的圆盘体4及设置于圆盘体4底部绕驱动轴线方向圆周均匀分布且向下凸起的多组拱形弯曲的叶片5，叶片5分布区域外侧的圆盘体4为无叶片的外周区域6，叶片5分布区域内侧的圆盘体4与轮毂2的圆形平面尺寸一致，叶片5底部分为处于外侧的恒定高度部51和处于内侧的外高内低的弧形过渡部52。本技术所述圆盘体上外周区域的径向宽度为圆盘体半径的5%-30%，优选为圆盘体半径的10%-20%；所述圆盘体和叶片通过模具或注塑方式一体成型；所述圆盘体边缘处的圆周转速高于6m/s，所述叶片的旋转速度高于100rpm；所述叶片的内端高度为圆盘体半径的10%-20%，所述叶片的外端高度为圆盘体半径的30%-60%；所述叶片的外端高度为圆盘体半径的50%；所述叶片拱形弯曲的曲率是以驱动轴线方向为中心的单轴曲率，每个叶片以对数螺旋线弯曲，并且其曲率半径从内侧向外侧逐渐增加；所述圆盘体由平板状的钢板制成，所述叶片由弯曲的金属板制成，该叶片竖向焊接于圆盘体的底部；所述叶片的数量为4-8个，每个叶片绕驱动轴线覆盖90°的圆周角，叶片的出口角度为20°-70°，出口角度优选为45°。本技术的具体运行过程为：叶片呈拱形弯曲，叶片的旋转方向设置为使得每个凸出的叶片外表面朝向运行前方，这样多个叶片排出液体的同时，以各自的凸面向液体赋予一定角度的流动方向，最后通过分离边缘沿切线方向将液体排出，使得液体以离心的方式向外飞溅，达到将氧气溶解于液体的目的。与以往使用的离心曝气装置相比，本技术除具备相同的性能，不仅能够实现更高的旋转速度，还可以使离心曝气装置的整体结构简单且小型化。通过这种方式，较小重量的离心曝气装置能够实现较高的氧气输送速率。该装置中叶片和圆盘体以这种特定的方式布局设计，即使在相对较高的旋转速度（100-1000rpm）范围内，也能够实现稳定（无振动）的流体力学操作。以上显示和描述了本技术的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高转速离心式曝气装置，其特征在于包括驱动轴竖直向下的驱动电机、通过轮毂固定于驱动轴末端的圆盘体及设置于圆盘体底部绕驱动轴线方向圆周均匀分布且向下凸起的多组拱形弯曲的叶片，叶片分布区域外侧的圆盘体为无叶片的外周区域，叶片分布区域内侧的圆盘体与轮毂的圆形平面尺寸一致，叶片底部分为处于外侧的恒定高度部和处于内侧的外高内低的弧形过渡部。/n

【技术特征摘要】
1.一种高转速离心式曝气装置，其特征在于包括驱动轴竖直向下的驱动电机、通过轮毂固定于驱动轴末端的圆盘体及设置于圆盘体底部绕驱动轴线方向圆周均匀分布且向下凸起的多组拱形弯曲的叶片，叶片分布区域外侧的圆盘体为无叶片的外周区域，叶片分布区域内侧的圆盘体与轮毂的圆形平面尺寸一致，叶片底部分为处于外侧的恒定高度部和处于内侧的外高内低的弧形过渡部。


2.根据权利要求1所述的高转速离心式曝气装置，其特征在于：所述圆盘体上外周区域的径向宽度为圆盘体半径的5%-30%。


3.根据权利要求1所述的高转速离心式曝气装置，其特征在于：所述圆盘体和叶片通过模具或注塑方式一体成型。


4.根据权利要求1所述的高转速离心式曝气装置，其特征在于：所述圆盘体边缘处的圆周转速高于6m/s，所述叶片的旋转速度高于100rpm。


5.根据权利要求1所述的高转速离心式曝气装置，其特征在于：所述叶片的内端高...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建文，周静娟，单鑫，韩建华，张欢，
申请(专利权)人：乾坤环保股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41