通氣裝置及其用途以及具有這種通氣裝置的水凈化設(shè)備的制造方法
【專利說明】通氣裝置及其用途以及具有這種通氣裝置的水凈化設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及通氣器。
[0002]更具體地說，本發(fā)明用于一種通氣器，該通氣器將空氣吹入布置在水下的分配系統(tǒng)中，以便將空氣引入水中。
[0003]這樣的通氣器主要用于廢水的通氣，以使得雜質(zhì)的分解處理高效進行，但是也能夠有其它用途，例如使得其它的水容積通氣，例如魚塘或游泳池。
[0004]通常，廢水槽通過壓縮機來通氣，該壓縮機通過具有閥的管道網(wǎng)而向一個或多個空氣分配系統(tǒng)提供空氣，該空氣分配系統(tǒng)裝備有擴散器，該擴散器布置在水槽底部或靠近該水槽底部。
[0005]這些擴散器用于制造非常小的空氣泡，因此這些裝置有非常高的通氣效率。
[0006]這種效率也稱為標準通氣效率(SAE)。也就是在引入水中的氧氣量和用于將該氧氣引入水中所需的能量之間的比率。
[0007]這種通氣器的缺點是壓縮機制造噪音且必須冷卻。必須有用于該目的的結(jié)構(gòu)。
[0008]大量的管道網(wǎng)(具有很多聯(lián)接器、分支和閥，因此有較高的壓力降)必須被構(gòu)成和維護，因為在水槽中的不同位置具有不同的通氣需求，且只有當(dāng)有需要時才必須進行通氣，以便防止低效。
[0009]而且，還有缺點是不容易維護和/或清潔空氣分配系統(tǒng)，因為水槽必須為此而排空，還因此不容易防止堵塞。
[0010]還有，在水槽中的水的混合通常不足以用于最佳操作，因此必須使用附加裝置來獲得混合。
[0011]這些通氣器還有的缺點是它們昂貴且不容易移動，因此不能靈活地部署(例如在固定設(shè)備太昂貴或者只是有時需要的情況下)。
[0012]通過包括布置在水下的泵的普通系統(tǒng)來防止多個這些缺點，該泵在它的泵送側(cè)通過變窄部分來泵送廢水，且由于負壓，因此通過從變窄部分延伸至高于水面的進氣管而產(chǎn)生空氣吸入。吸入的空氣再與在水面下從該變窄部分泵送的水一起來泵送，因此對水槽中的水進行通氣。
[0013]不過，這樣的設(shè)備具有非常低的SAE，一方面因為它們必須泵送大量的水(為了相對少量的空氣)，另一方面因為它們形成非常大的氣泡。
[0014]EP0163821涉及一種裝置，該裝置設(shè)有能夠整個布置在水槽中的結(jié)構(gòu)。該裝置包括壓縮機，該壓縮機布置在水面下。顯然，這樣的裝置較大且較笨重，這使得很難對它進行處理或移動。
[0015]GB1268426涉及一種用于使得液體通氣的裝置，該裝置裝備有吹風(fēng)機，該吹風(fēng)機擱置在水道的底部，且該吹風(fēng)機由裝備有球軸承的電馬達來驅(qū)動。與這種裝置相關(guān)的問題是它必須被拉至岸上以便用于軸承的維護，且它需要有油潤滑回路，這使得要提升的裝置更重。
[0016]本發(fā)明的目的是通過提供一種用于使水通氣的通氣器來提供對于至少一個前述和/或其它缺點的解決方案，該通氣器包括:分配系統(tǒng)，用于在水面下分配空氣；以及壓縮機，該壓縮機有空氣進口和至少一個空氣出口，其中，通過給壓縮機提供防止水滲透至壓縮機內(nèi)的殼體而將該壓縮機設(shè)置成布置在水面下，通過提供進氣管來防止水在空氣進口處滲透，該進氣管的一個開口端高于水面，另一開口端與壓縮機進行水密連接，這樣，空氣進口能夠通過進氣管而吸入外部大氣中的空氣，還防止水在空氣出口處滲透(因為分配系統(tǒng)與空氣出口水密連接)，且由于它的性質(zhì)或者通過至少一個閥而能夠阻止水，殼體與水進行熱接觸，以便冷卻壓縮機，壓縮機是離心壓縮機，它包括葉輪，該葉輪由軸驅(qū)動，該軸安裝在空氣軸承、磁軸承或兩者上。
[0017]這樣的優(yōu)點是，這種通氣器能夠高效地將空氣帶至水下，因此有較高SAE值，而沒有具有閥和連接件的延伸的空氣管道網(wǎng)。
[0018]而且，由這種通氣器產(chǎn)生的噪音由水進行阻尼，且它不需要提供冷卻回路或風(fēng)扇來冷卻壓縮機。
[0019]這樣的通氣器不可見，因此不會損壞景觀。
[0020]通氣器還能夠根據(jù)需要而連接或脫開，這樣，當(dāng)使用多個通氣器時，將正確量的通氣運動至各個位置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的通氣器的其它重要優(yōu)點是它實際上無維護，例如由于使用磁和/或空氣軸承，且它不需要裝備有油潤滑回路，因此通氣器能夠制造得較輕且容易處理。
[0022]在優(yōu)選實施例中，分配系統(tǒng)包括至少一個擴散器。
[0023]這樣，通過使用能夠產(chǎn)生很小空氣泡(具有良好的氧氣傳遞)的擴散器，能夠在用于增壓空氣的分配的能量損失很小或沒有能量損失的情況下獲得更高的SAE。
[0024]優(yōu)選是，分配系統(tǒng)包括至少兩個分配臂，該分配臂延伸離開壓縮機，各分配臂裝備有至少兩個擴散器，優(yōu)選是分配臂設(shè)有側(cè)向分支，該側(cè)向分支裝備有至少一個擴散器。
[0025]這樣，在相對較大的表面面積上獲得良好的空氣分配。
[0026]優(yōu)選是，壓縮機的軸設(shè)有沿該軸的長度延伸的空腔，且壓縮機設(shè)有空氣槽道，該空氣槽道通過所述空腔而從壓力側(cè)延伸至進氣側(cè)。
[0027]這樣的優(yōu)點是冷卻空氣或空氣能夠通過空腔而流向任意空氣軸承和/或從任意空氣軸承流出。
[0028]在另一優(yōu)選實施例中，壓縮機和分配系統(tǒng)布置成使得它們能夠繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)。
[0029]這樣的優(yōu)點是水槽的更大部分能夠高效地通氣，且分配系統(tǒng)能夠同時用作用于在水槽中的水的混合器。
[0030]旋轉(zhuǎn)軸的相反力矩保證壓縮機和分配系統(tǒng)轉(zhuǎn)動運動。優(yōu)選是，為了施加用于轉(zhuǎn)動運動的附加力，分配系統(tǒng)裝備有噴嘴，該噴嘴的方向有與徑向方向垂直的至少一個分量。
[0031]因此，不需要單獨的驅(qū)動器來引起轉(zhuǎn)動運動。
[0032]在優(yōu)選實施例中，壓縮機的空氣進口和/或空氣出口定位在馬達和/或葉輪下面。
[0033]這樣的優(yōu)點是在系統(tǒng)泄漏或者連接失效的情況下，由于其封閉的殼體，該壓縮機在內(nèi)部包圍空氣泡，該空氣泡將阻止水。
[0034]因此，將很容易更好地保護壓縮機防止受到水損壞。
[0035]在另一優(yōu)選實施例中，在壓縮機和進氣管之間以及在空氣出口和分配系統(tǒng)之間的連接是可拆卸的，在進氣管和分配系統(tǒng)中的閥防止水的滲透。
[0036]因此，對于較大較重的通氣器，壓縮機能夠與通氣器的其余部分脫開，并被拉至水上方，以便進行維護、修理和/或更換。
[0037]在另一優(yōu)選實施例中，能夠使用附接在該通氣器頂部上的手柄而將通氣器整個提升至水外。
[0038]因此，通氣器(包括空氣分配系統(tǒng))能夠很容易地放入水槽和從水槽取出以便用于維護或清潔，而不必排空該水槽。
[0039]還能夠設(shè)置成較小的便宜的通氣器，該通氣器可靈活地部署且容易清潔，且該通氣器能夠高效率地將空氣帶至水下。
[0040]本發(fā)明還涉及一種水凈化設(shè)備，它包括至少一個水槽，該水槽用于必須要通氣的水，其中，水凈化設(shè)備的一個部件是如上所述的通氣器。
[0041]本發(fā)明還介紹了如上所述的通氣器用于將空氣引入要凈化的廢水中。
[0042]為了更好地表示本發(fā)明的特征，下文中將參考附圖通過實例(而沒有任何限制性的特征)來介紹根據(jù)本發(fā)明的通氣器的幾個優(yōu)選實施例，附圖中:
[0043]圖1表示了根據(jù)本發(fā)明的通氣器在操作中的示意側(cè)視圖；
[0044]圖2表不了圖1的通氣器的、由F2表不的部分的剖視圖；
[0045]圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的通氣器的另一實施例的一部分的俯視圖；以及
[0046]圖4和5表示了根據(jù)本發(fā)明的通氣器的另外兩個實施例的一部分的示意側(cè)視圖。
[0047]圖1和2中所示的通氣器I基本包括壓縮機2，該壓縮機2與進氣管3和空氣分配系統(tǒng)4連接。
[0048]進氣管3設(shè)有:蓋5，以便防止雨水；滑動環(huán)6，用于電連接；以及手柄，在本例中呈提升孔眼7的形式。
[0049]外部電源電纜8與滑動環(huán)6連接，第二電纜9從滑動環(huán)延伸至控制單元10，該控制單元10與壓縮機2連接。
[0050]空氣分配系統(tǒng)包括兩個分配臂11，這兩個分配臂11沿徑向方向與壓縮機2連接，各分配臂11有四個擴散器12。分配臂通過懸掛索纜13而懸掛在進氣管4上，并自由地懸掛離開水槽的底部，通氣器I布置在該水槽中。
[0051]通氣器I豎立在轉(zhuǎn)臺14上，該轉(zhuǎn)臺14使得通氣器I能夠繞它的軸線A-A’轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)臺14能夠緊固在水槽的底部上或底部處，以使得它自由轉(zhuǎn)動，但是它也能夠是主動地被驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺。
[0052]如圖2中所示，壓縮機是擱置在轉(zhuǎn)臺14上的離心壓縮機2。壓縮機2包括馬達15，該馬達15的轉(zhuǎn)子16集成在空心的中心軸17中，且定子18設(shè)置在馬達殼體19中。馬達殼體19設(shè)有冷卻翅片20。
[0053]壓縮機還包括離心葉輪21，該離心葉輪安裝在軸17上，且該離心葉輪21由蝸殼22包圍，空氣出口 23設(shè)于該蝸殼22上。
[0054]在本例中，空氣軸承24設(shè)在轉(zhuǎn)子16和殼體19之間的多個位置處。根據(jù)本發(fā)明，空氣軸承24的數(shù)目能夠自由地選擇，還有，根據(jù)圖中未示出的實施例，通過一個或多個空氣軸承與一個或多個磁軸承的組合，軸17能夠安裝在軸承上。不過，軸17安裝在一個或多個磁軸承上的變化形式也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0055]冷凝物出口 25設(shè)置于殼體19的底部處，并在進氣管3和壓縮機2之間的連接處附近。
[0056]馬達殼體19和蝸殼22 —起形成壓縮機殼體，該壓縮