專利名稱：基于河流動力除污的水下曝氣裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于河流曝氣除污技術領域，具體涉及一種基于河流動力除污的水下曝氣
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
隨著工農業的發展，現代工業廢水的亂排亂放、農村農藥噴灑等現象頻繁發生，造成本來已是極少的淡水資源加劇短缺，無法正常使用。全球的水污染問題日益嚴重。調查顯示，中國有82%的人飲用淺井和江河水，其中水質污染嚴重、細菌含量超過衛生標準的占75%。65%的人飲用渾濁、苦堿、含氟、含砷、工業污染、傳染病的水。2億人飲用自來水，7000萬人飲用高氟水,3000萬人飲用高硝酸鹽水,5000萬人飲用高氟化物水，I. I億人飲用高硬度水。飲用符合中國衛生標準的水的人不到11%。從上世紀50年代以來，全國每年排污量約300億噸，污染水的70% 80%直接排放，中國污水的處理能力只占20%左右。全國各大城市地下水資源均不同程度受到污染，全國78條主要河流有54條遭污染。中國七大水系中有一半河段受到污染，86%城市河段污染超標，比較嚴重的有黃河，淮河，遼河，太湖，巢湖，滇池等河流湖泊。水中的有害物質有機物三氯甲烷、四氯化碳、農藥、氨氮等；重金屬鉛、汞、錳、鎘等；微生物細菌、致病菌。尤其是微生物污染，很多裝置都不能處理。日益嚴峻的污染形勢促使人們開始重視水污染問題并采取了相應的措施。盡管各類污水的排放已有所下降，但是從排放量上看，排污量還是相當大的，所以治污除污非常有必要并且很迫切。現有的河流除污方法包括以下幾種化學方法、生態凈化、人工曝氣等。其中在人工曝氣的方法中現有方式是使用鼓風機為其曝氣，這種方法在蘇州河，英國泰晤士河上均有應用。但是在使用鼓風機曝氣的過程又會出現耗能高以及噪音大的缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于河流動力除污的水下曝氣裝置，利用河流動力對水體進行曝氣復氧，不需要消耗外加電能，能有效節約能源，降低噪音。本發明所采用的技術方案是，一種基于河流動力除污的水下曝氣裝置，其特征在于，包括氣缸和浮筒，氣缸內安裝有活塞，浮筒內安裝有主軸和輪系傳動系統，主軸伸出在浮筒以外的部分連接有水流驅動裝置，水流驅動裝置用于在水流流動時帶動主軸轉動，主軸與輪系傳動系統相連接，輪系傳動系統通過曲軸連桿傳動系統與活塞相連接并帶動活塞在氣缸內前后往復運動；氣缸的前后兩個端部均開有進氣孔和出氣孔，進氣孔和出氣孔上均安裝有方向相應的單向閥，各進氣孔與大氣相通，各出氣孔與排氣管相連接，排氣管的另一端連接有曝氣頭。主軸的左右兩端均伸出在浮筒以外，且主軸的左右兩端安裝有相對稱的水流驅動
>J-U ρ α裝直。
水流驅動裝置為葉輪系統，各葉輪系統包括均勻且呈圓周分布在主軸外部的至少四個葉輪。各葉輪均由左右兩個對稱設置的葉片瓣通過軸鉸接連接。輪系傳動系統的數量為兩個，且呈左右對稱設置。本發明的有益效果是應用于受污染的河道中，能有效的處理河流中水體的黑臭問題，改善水質，又可以提高水體中的溶氧量，強化水體的自凈功能，促進水體生態系統的恢復。在處理河道污水的過程中，無需添加藥劑，不會帶入新的的污染，降低了成本。同時，通過曝氣產生富氧環境，形成一種多樣微生物和水生動物共存的生態系統，促進污水中水生態系統的恢復，增加河道生物量，提高水中水氧微生物的活力，強化水體的自凈能力。尤其對于景觀水體污染的處理，無需大規模的基礎設施建設，占地面積小，無外部的動力設施，低碳，環保，成本低；在除污的同時不影響景區的觀賞度。
圖I是本發明基于河流動力除污的水下曝氣裝置的結構示意圖；圖2是本發明中的氣缸和浮筒的側視圖；圖3是本發明中的葉輪系統的結構示意圖；圖4是圖3的側視圖；其中，I.單向閥，2.活塞，3.氣缸，4.曲軸連桿傳動系統，5.葉輪系統，5_1.第一葉輪，5-2.第二葉輪，6.輪系傳動系統，7.曝氣頭，8.浮筒，9.排氣管，10.主軸。
具體實施例方式如圖I和圖2所示，本發明基于河流動力除污的水下曝氣裝置，包括氣缸3和浮筒8，氣缸3內安裝有活塞2，活塞2的形狀與氣缸3的內腔相適應，活塞2能在氣缸3內前后往復運動。浮筒8內橫向安裝有主軸10，主軸10的左右兩端均伸出在浮筒8以外，且主軸10的左右兩端安裝有相對稱的水流驅動裝置。水流驅動裝置用于在水流流動時帶動主軸10轉動。浮筒8內還左右對稱設置兩個輪系傳動系統6，兩個輪系傳動系統6的主動輪左右對稱安裝在主軸10上，兩個輪系傳動系統6的傳動輪左右對稱安裝在曲軸連桿傳動系統4的曲軸上，曲軸連桿傳動系統4的連桿與活塞2相連接并帶動活塞2運動。氣缸3的前后兩個端部均開有進氣孔和出氣孔，進氣孔和出氣孔上均安裝有方向相應的單向閥I。各進氣孔與大氣相通，各出氣孔與排氣管9相連接，排氣管9的另一端連接有曝氣頭7。結合圖3和圖4所示，水流驅動裝置為葉輪系統5，各葉輪系統5包括均勻且呈圓周分布在主軸10外部的至少四個葉輪。本實施例中，各葉輪系統5均包括第一葉輪5-1和第二葉輪5-2，第一葉輪5-1和第二葉輪5-2均由左右兩個對稱設置的葉片瓣通過軸鉸接連接。本發明的工作原理是在使用時將葉輪系統沁入水中，浮筒8的下半部分沁入水中并用繩索固定在河床上，氣缸3暴露在水面之上。曝氣頭7放入需要曝氣的水中。本發明裝置運行時，水流驅動裝置在水流帶動下運轉，帶動主軸10轉動，主軸10依次通過輪系傳動系統6和曲軸連桿傳動系統4，帶動活塞2在氣缸3內往復運動。其中，當曲軸連桿傳動系統4的連桿上升至最高點的過程中，活塞2在氣缸3內向前移，大氣從氣缸3后端的進氣孔進入氣缸3,同時,活塞2前方的氣體依次通過氣缸3前端的出氣孔、排氣管9進入曝氣頭7，繼而在曝氣頭7內被切成微小氣泡并且排入水中，形成大量微氣泡。當曲軸連桿傳動系統4的連桿下降至最低點的過程中，活塞2在氣缸3內向后移,大氣從氣缸3前端的進氣孔進入氣缸3,同時,活塞2后方的氣體依次通過氣缸3后端的出氣孔、排氣管9進入曝氣頭7，繼而在曝氣頭7內被切成微小氣泡并且排入水中，形成大量微氣泡，如此循環往復。本發明裝置使用葉輪系統5中，葉輪的兩個葉片瓣通過軸鉸接連接，該兩個葉片瓣的開合角度通常在O度與180度之間，通過葉片瓣張角大小的改變，控制水流的沖擊面積。利用不同深度水的流速差異，當葉輪系統5上端葉輪張開至最大時，下端的葉輪合至最小，水流沖擊葉輪時，由于上端葉輪沖擊面積較下端葉輪大，會出現一個不平衡力偶，產生轉矩使得葉輪系統持續轉動。
權利要求
1.一種基于河流動力除污的水下曝氣裝置，其特征在于，包括氣缸(3)和浮筒(8)，所述氣缸(3 )內安裝有活塞(2 )，所述浮筒(8 )內安裝有主軸(10 )和輪系傳動系統(6 )，所述主軸(10)伸出在浮筒(8)以外的部分連接有水流驅動裝置，所述水流驅動裝置用于在水流流動時帶動王軸(10)轉動，所述王軸(10)與輪系傳動系統(6)相連接,所述輪系傳動系統(6)通過曲軸連桿傳動系統(4)與活塞(2)相連接并帶動活塞(2)在氣缸(3)內前后往復運動；所述氣缸(3)的前后兩個端部均開有進氣孔和出氣孔，所述進氣孔和出氣孔上均安裝有方向相應的單向閥(I )，所述各進氣孔與大氣相通，所述各出氣孔與排氣管(9)相連接，所述排氣管(9)的另一端連接有曝氣頭(7)。
2.按照權利要求I所述的基于河流動力除污的水下曝氣裝置，其特征在于，所述主軸(10)的左右兩端均伸出在浮筒(8)以外，且主軸(10)的左右兩端安裝有相對稱的水流驅動>j-U ρ α裝直。
3.按照權利要求I或2所述的基于河流動力除污的水下曝氣裝置，其特征在于，所述水流驅動裝置為葉輪系統(5)，所述各葉輪系統(5)均勻且呈圓周分布在主軸(10)外部的至少四個葉輪。
4.按照權利要求3所述的基于河流動力除污的水下曝氣裝置，其特征在于，所述各葉輪均由左右兩個對稱設置的葉片瓣通過軸鉸接連接。
5.按照權利要求I所述的基于河流動力除污的水下曝氣裝置，其特征在于，所述輪系傳動系統(6)的數量為兩個，且呈左右對稱設置。
全文摘要
本發明公開了一種基于河流動力除污的水下曝氣裝置，包括氣缸和浮筒，氣缸內安裝有活塞，浮筒內安裝有主軸和輪系傳動系統，主軸伸出在浮筒以外的部分連接有水流驅動裝置，水流驅動裝置用于在水流流動時帶動主軸轉動，主軸與輪系傳動系統相連接，輪系傳動系統通過曲軸連桿傳動系統與活塞相連接并帶動活塞在氣缸內前后往復運動；氣缸的前后兩個端部均開有進氣孔和出氣孔，進氣孔和出氣孔上均安裝有方向相應的單向閥，各進氣孔與大氣相通，各出氣孔與排氣管相連接，排氣管的另一端連接有曝氣頭。本發明其利用河流動力對水體進行曝氣復氧，不需要消耗外加電能，能有效節約能源，降低噪音。
文檔編號C02F7/00GK102910748SQ20121038094
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者邵建斌, 延肖何, 許繼飛, 謝永濤, 劉龍飛, 淡峰, 李雪源, 王劍鋒, 王漫 申請人:西安理工大學