專利名稱：旋轉揚水曝氣機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種環境保護、生化凈化、水產養殖用曝氣及凈化設備，特別是用機件使水運動的曝氣機及生化凈化設備。
背景技術：
現有技術中，使用曝氣機讓水中有害氣體逸出并向水中溶進更多的氣體使水凈化。主要目的是增加水中氧的常稱為增氧機。有跌落式、水車式、泵輪式、葉輪式、充氣式、推流吸氣式、涌水式、噴水式、射流式、螺旋槳式等。上述設備大多具有電機帶動旋轉的葉輪及其在水面上的支持聯接構件如支架、浮筒、聯軸器、葉輪軸承、減速箱等。有利用水中生物群落分解有害物質，增加水中氧及有益物質的生化凈化設備，其中轉盤式有較好效果。上述設備均有結構復雜、效率低的缺點。
發明內容
為了更好的曝氣凈化效果，依照多數人承認的“雙膜理論”，水與空氣接觸相對速度越大，接觸面積越大，接觸時間越長曝氣效果越好。而現有技術顯然都各有不足。噴水式似能滿足上述要求，但水是經水泵——流道——噴嘴噴出。能量經幾次轉換損失很大，水量很小，效率很低。目前使用量最大，公認效率最高的葉輪式，靠攪水造成水躍、漩渦，水不能充分細化與空氣接觸面積小，浪費了很多能量，效率仍低。只有充分改進現有技術的不足才能獲得高效率。
本發明的曝氣機，作用于水的主要部件是電機帶動旋轉的葉輪，形狀與一只沒有泵殼的斜流泵葉輪相似，其前、后蓋板在縱向上伸長成為外筒與內筒。伸長的外筒進入水體起吸入室的作用，口部即是吸入口。出水口在水面之上。由軸、葉片、內筒、外筒構成的葉輪旋轉時，水從吸入口軸向進入，依靠內筒與外筒構成的封閉流道及隨軸扭轉傾斜的葉片使水逐漸加速，依所需拋揚速度、所需拋揚角度從葉輪出水口拋揚向空中，水與空氣摩擦、滲透、交換、細化，按所需的高度、距離及水滴大小落入水體或收集器。通常葉輪較短，其葉片設計成一段結構，具有提水及拋揚功能。葉輪外筒較長時，其葉片設計成二段結構，下端具提水功能，上端主要是拋揚功能。較長的外筒可以吸入較深層的水；當需要吸更深層的水，可在外筒吸入口套接直管通向所需水層；當需要吸某一所需水域水時，可在外筒吸入口套接彎管，通向所需水域。葉輪出水口水的拋揚角度可在0°至90°之間選擇；大于20°曝氣效果好；30°至50°，尤其在45°時有最遠的拋揚距離。當拋揚距離不能太大，水滴又需充分細化時，取50°至80°。拋揚功能弱化時就成為提水器具。通常葉輪為一整體，強度好。為了工藝需要，葉片可同軸一起旋轉，內筒、外筒靜止；也可葉片同軸與外筒或內筒一起旋轉，而內筒或外筒靜止。也可由許多單獨流道在圓周拼接成一個圓形葉輪。通常采用電機在上布置，因支持聯結構件不可避免的要阻擋一部分拋揚水，降低了效率。采用電機在下布置時，葉輪在水面上拋揚水，沒有機件阻擋，落入水體或收集器時形成一個完整的落水圈，同時電機在水中得到水的冷卻，但需要價格較高的防水電機。
本發明的曝氣機主要工作部件只有一個葉輪，它使水逐漸加速，沒有中間能量的轉化損耗，水與空氣摩擦、滲透、交換、細化曝氣效果好，因而結構簡單效率高。
圖1是電機在下布置時本發明曝氣機一個例子的示意圖。
圖2是電機在上布置時本發明曝氣機一個例子的示意圖。
圖3是本發明一段式結構葉片葉輪示意圖。
圖4是本發明二段式結構葉片葉輪示意圖。
圖5是水車式生化凈化設備的立面示意圖。
圖6是本發明一種生化凈化造流方法與設備的一個例子的俯視圖。
圖7是沿圖6中A-A線的剖視圖。
具體實施例方式
下面結合實施例的具體實施方式
對本發明作進一步的解釋。
圖1是電機在下布置的一個例子。電機2經由聯軸器3b與葉輪軸11下端聯接，帶動葉輪1旋轉，水由葉輪1吸水口1a進入，由葉輪出水口1b拋揚向空中，與空氣摩擦、滲透、交換、細化落入水體時形成一個完整的落水圈。為了保持葉輪出水口1b高于水面且位置相對穩定，在變化的水面高度時，用支持聯接構件6將電機2與浮筒5聯在一起；在高度穩定的水面用固定的支持聯接構件。聯軸器3b可用彈性或柔性聯軸器，以緩解吸收葉輪1旋轉時的部分震動并將葉輪1的軸向力傳遞給電機2，由電機軸承承受上述軸向力。這種彈性或柔性聯軸器的結構及作用，因為立式洗衣機甩干機的普及已經為共眾所熟知。套接在葉輪進水口1a上的直管7上的上、下端及葉輪進水口1a，因為水力學的原因，通常是做成錐形的。葉輪1的結構形式如發明內容中所述，有多種選擇，圖3及圖4是兩個優選的例子。
圖2是電機在上實施例示意圖。這是通常的布置。電機2經由聯軸器(3，3a)將動力傳至葉輪軸11帶動葉輪1旋轉，水由葉輪吸入口1a進入，經葉輪1作用，逐漸加速后由葉輪出口1b拋揚向空中，同圖1電機在下的實施例一樣。這里聯軸器3、葉輪1，支持聯接構件6、葉輪1吸入口套接管7，依發明內容所述有關多種選擇。需要說明的是，圖2所示的聯軸器3是常用的剛性聯軸器3a，與之相配的是葉輪軸11另一端必須使用能承受經向負荷與軸向負荷的軸承4；倘使用彈性柔性聯軸器3b時，可省去軸承4。這種布置的缺點是拋揚水的一部分，不可避免會受到支持聯接構件6的阻擋，影響了效率，但可使用廉價的通用電機。
在
發明內容
中對葉輪結構的多種選擇作了說明，圖3是其中之一的一段式葉片葉輪結構示意圖，外筒14與內筒13構成流道，內有葉片12隨軸11旋轉，軸11兩端與聯軸器3及軸承4相互連接的軸頭省略未畫出。所說的一段葉片是指葉輪葉片在軸向上是一段的，連續為一整體。必須區別于葉片在周向上是多片圓周均勻分布。圖中中心線左邊是葉輪1半剖圖，細點表示葉片12，它從葉輪吸入口1a上面一些距離開始直到與出水口1b齊平。上述所說一些距離是與吸入口1a在水中浸沒深度有關，浸沒過淺不利于水的吸入，而且葉片12的下端也浸入水中更好。中心線右方是拿掉右前方外筒的結構圖，從中可以看到隨軸扭轉傾斜葉片12輪廓，放射線表示葉片12上向軸心的半徑線。
圖4是發明內容中對葉輪結構的多種選擇中二段葉片結構的顯示。圖中中心線為右部半剖圖，表示二段葉片的位置，細點處表示葉片。所說的二段葉片結構是指葉輪葉片在軸向上分為兩段，是不連續的。一段葉片12a在外筒14吸入口1a上面一些距離，一般浸沒水中起提水作用；另一段葉片12b在葉輪出水口1b內與出水口1b齊平，主要起拋揚作用。其余如同圖3一樣。
圖5是水車式生化凈化設備一個例子的立面示意圖。圖中用葉輪1代表為水車式生化凈化設備提供動力水的曝氣機，省略了電機支持聯接構件等。水被葉輪1提起后，經碟形收集器94，導水板93流向水斗91。上述水斗91是由諸多葉片91呈放射狀安接在水平轉軸9上。軸9兩端有軸承支撐。葉片91向動力水流方向彎曲形成水斗。葉輪1源源不斷地向水斗提供動力水，而在軸9另一邊的葉片91不能容水，于是軸9及其上的諸多葉片91成為一具水車不停旋轉，葉片91不停的出沒水中，在適宜溫度下生物群落孳生，對水體起凈化作用。
在一些蝦、鰻養殖及凈化水的氧化溝中，除曝氣外還希望保持水的流動，這就需要造流設備。圖6是本發明一種生化凈化造流方法與設備的一個例子的俯視圖。圖7是圖6中A-A線的立面剖視圖。圖中隔斷81與邊岸84相接端在隔斷81的一側裝有曝氣機，它用葉輪1代表，省略了電機、支持聯接構件。葉輪1提起的水經收集器85、導水板83把水送入隔斷的另一側。葉輪1不斷提水，就會在邊岸84圍成水域中造成不斷水流。導水板83具有波棱形跌水坎和/或滴水孔的片狀物構成，以利于曝氣。
曝氣機的設計計算遵循水力學的原則與規律。
權利要求
1.一種曝氣機，包括電機帶動旋轉的葉輪及支持聯結構件，其特征是葉輪旋轉時依靠內筒與外筒構成的封閉流道及其內的隨軸扭轉傾斜葉片使水逐漸加速，依所需拋揚速度和拋揚角度從葉輪出口拋揚向空中。
2.如權利要求1所述的曝氣機，其特征是葉輪葉片為二段結構，下段具提水功能，上段主要是拋揚功能。
3.如權利要求1或2所述的曝氣機，其特征是葉輪外筒下口套接直或彎的管。
4.如權利要求1至3中任一權利要求所述的曝氣機，其特征是防水電機在葉輪下方，用彈性或柔性聯軸器與葉輪相聯。
5.一種水車式生化凈化設備，其特征是用權利要求1至4中任一權利要求所述的曝氣機為水斗提供動力水，其水斗由諸多呈放射狀安裝在水平轉軸上的片狀物構成，片狀物與轉軸平行且向上述動力水流向同一方向彎曲而形成水斗。
6.一種水的生化凈化造流方法與設備，其特征是有開放端的隔離物將水體分為兩部分，在隔離部用權利要求1至5中任一權利要求所述的曝氣機將一部分水體水提至收集器，經導水板送入另一部分水體。
7.如權利要求6所述的水的生物凈化造流方法與設備，其特征是導水板具有波棱形跌水坎和/或滴水孔的片狀物構成。
全文摘要
一種用于環保、水產養殖的旋轉揚水曝氣機，其特征是葉輪旋轉時依靠內筒與外筒構成的封閉流道及其內的隨軸扭轉傾斜葉片使水逐漸加速，依所需拋揚速度、拋揚角度從葉輪出口拋揚向空中；與現有技術相比結構更簡單、效率更高。
文檔編號A01K61/00GK1442047SQ0210403
公開日2003年9月17日 申請日期2002年3月6日 優先權日2002年3月6日
發明者楊鶴年, 張培志, 楊微 申請人:楊鶴年