專利名稱：吸氣式水車增氧機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于環(huán)境保護、污水處理和水產養(yǎng)殖等領域所使用的機械裝置。該裝置是向液體內充入氣體，增加液體中氣體的溶解量尤其是向水中增氧的機械。通過增氧能使污水的生化法處理得以進行，能使魚塘中氣體的含氧量提高，保證魚塘高產穩(wěn)產。
現有的各種機械增氧裝置按其傳動軸的安裝姿態(tài)的不同可分為兩大類，一類是傳動軸垂直于水面的葉輪式增氧機；一類是傳動軸平行于水面的水車式增氧機。這兩類增氧裝置都在污水處理和水產養(yǎng)殖等領域得到廣泛應用，但對某些特殊的使用條件，如污水處理的生物氧化溝，要求水體定向緩慢流動的養(yǎng)鰻場，基本上都是用的水車增氧機。國內外許多大學、科研機構及企業(yè)的研究者致力于改進水車式增氧機，取得了不少成果。但從總體上說，絕大多數研究工作均集中于改進增氧葉片的形狀或葉片的排列方式上，以期降低葉片阻力，提高增氧能力。最初的葉片為矩形薄板，后來發(fā)展成為在矩形板上打減阻孔、折彎成三角形增強水躍，還有的研究者將葉片改成三角形板、T形板、齒形板等。葉片的排列方式有均勻排布的、有交錯排布的、亦有呈螺旋線形排布的。所有這些對水車式增氧機的改進雖然都在不同程度上改善了增氧能力和機械的動力效率，但由于都是沿著“讓葉片擊水形成水躍以增加水體與空氣接觸面積”這一傳統(tǒng)思路進行，所以對增氧機性能的改善都是比較有限的。
本實用新型突破了水車式增氧機增氧葉片設計的傳統(tǒng)思路，在保留讓葉片擊水形成水躍增加水體與空氣接觸面積這一傳統(tǒng)作法的同時，利用在水中運動著的葉片局部區(qū)域會形成較強負壓區(qū)這一事實，設法把空氣傳遞到葉片上的負壓區(qū)，利用水流形成的負壓自動地把氧氣大量地吸入水中，進一步擴大水氣接觸面積，從而獲得較高的增氧效率。
本增氧裝置的技術方案是設計一種新的增氧葉片，將傳統(tǒng)的薄片狀葉片改成中空薄壁結構，在葉片的側面及后面的負壓區(qū)域內制成許多進氣小孔。增氧機運轉時，氧氣通過葉片內空腔形成的進氣通道輸送到負壓區(qū)，經進氣小孔而被吸入水體。增氧葉片可以用金屬薄板、圓管或非金屬材料加工，再在葉片的側后面鉆出進氣小孔，也可以使用微孔透氣性材料(如微孔塑料、氧化鋁燒結多孔材料等)直接成形。
增氧葉片的橫剖面形狀根據不同的使用工況與加工制作條件，可以是圓形、菱形、矩形、三角形以及前凹后凸的倒箭頭形等中空薄壁結構。不同剖面形狀的增氧葉片，其對水體的推動力、消耗的功耗以及增氧能力各不相同，可以滿足不同的使用需要。本實用新型還設計一種全新的流線形中空薄壁型葉片，該葉片的前緣光順圓滑、后緣尖銳，在水中運動阻力非常小，但其側面卻有很強的負壓區(qū)，能將氧氣大量吸入水體。用該葉片制成的水車式增氧機動力效率達3kgO／kw.h.采用中空結構的增氧葉片，實際上可以理解成給傳統(tǒng)的葉片加上了后整流罩，因此葉片的運動阻力有一定程度的下降，對水體的沖擊擾動亦有所下降。這對污水的生化處理來說，有利于活性污泥的聚積和懸浮，可改善除污效果。另外采用本增氧機，還可以降低運轉噪音，對周圍環(huán)境的干擾小。
本實用新型增氧機的優(yōu)點是增氧效率高、能量消耗少、運轉噪音低、適用范圍廣，適用于深水、淺水和各種水質水域的增氧要求，能廣泛用于環(huán)境保護、污水處理及海淡水養(yǎng)殖等領域。
本實用新型附圖如下


圖1.結構示意圖圖2.增氧葉片進氣通道示意圖圖3.葉片各種橫剖面形狀示意圖圖中標號
1.罩殼2.電動機3.浮筒4.減速器5.水平傳動軸6.增氧葉片7.擋水板8.電機支持架9.進氣小孔10.葉片前緣11.葉片后緣12.進氣口13.圓形葉片14.菱形葉片15.矩形葉片16.三角形葉片17.倒箭頭形葉片18.流線形葉片吸氣式水車增氧機如
圖1所示具有罩殼(1)、電動機(2)、浮筒(3)、減速器(4)、傳動軸(5)、增氧葉片(6)、擋水板(7)、電動機支持架(8)等。對于陸基使用的該增氧裝置，可以不用浮筒(3)。電動機(2)通過減速器(4)經空心傳動軸(5)帶動增氧葉片(6)旋轉。在本實施例中，電動機(2)和減速器(4)固定在電機支持架(8)上，減速器為一級齒輪一級皮帶兩級減速。根據實際的使用條件可以改成變速器或無級變速器，以適應不同的使用工況。增氧葉片(6)與空心傳動軸(5)焊接或螺接在一起，需保證系統(tǒng)的動、靜平衡性，以免旋轉時發(fā)生振動。擋水板(7)設在空心傳動軸(5)的兩側，防止運轉時水花橫向飛濺。增氧機運轉時空氣從傳動軸(5)上的進氣口(12)進入葉片(6)的空腔，并通過葉片(6)上的進氣小孔(9)而被吸入水體。增氧葉片(6)可通過薄板下料、機械加工打孔、折彎成形、合縫焊接這樣的工序制成。增氧葉片(6)的橫剖面形狀沿葉片長度方向可以變化，以滿足高吸引力、低阻力以及葉片機械強度方面的需要。
本實用新型的實施例為流線形中空薄壁增氧葉片，空心傳動軸周向均勻排布六個葉片，葉片與傳動軸焊接在一起組成增氧轉刷，轉刷的直徑為700mm，運轉時的轉速為111轉／分。
權利要求1.一種吸氣式水車增氧機，由罩殼(1)、電動機(2)、浮筒(3)、減速機(4)、水平傳動軸(5)和增氧葉片(6)組成，其特征在于a.與水平傳動軸(5)聯(lián)接的增氧葉片(6)為中空薄壁結構；b.增氧葉片(6)的側面開有進氣小孔(9)。
2.根據權利要求1所述的裝置；其特征在于增氧葉片(6)可以是普通的金屬或非金屬材料經機械加工打孔制成，也可以用微孔塑料、氧化鋁燒結多孔材料等微孔透氣性材料直接制成。
3.根據權利要求1所述的裝置；其特征在于增氧葉片(6)的橫剖面形狀可以是圓形(13)、菱形(14)、矩形(15)、三角形(16)、前凹后凸倒箭頭形(17)及前緣(10)光順、后緣(11)尖銳的流線形(18)等中空結構。
專利摘要一種改進的水平軸增氧裝置——吸氣式水車增氧機，可有效地向水體中增加氧的含量。本實用新型由電機、減速機及增氧葉片等部件組成。葉片采用中空結構，并在其側面開有許多進氣小孔。運轉時除了葉片攪起水躍吸收氣體之外，由于液體的負壓吸引作用，氣體還同時經由葉片空腔及進氣小孔大量地溶入液體，可大幅提高增氧效果。本裝置具有動力效率高、節(jié)約能源增氧能力強噪音低等顯著特點，可廣泛地用于環(huán)境保護、污水處理和海、淡水養(yǎng)殖等領域。
文檔編號C02F7/00GK2077864SQ9022275
公開日1991年5月29日 申請日期1990年11月3日 優(yōu)先權日1990年11月3日
發(fā)明者沈濤, 戴克倫 申請人:北京航空航天大學機械廠