专利名称：旋转扬水曝气机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环境保护、生化净化、水产养殖用曝气及净化设备，特别是用机件使水运动的曝气机及生化净化设备。
背景技术：
现有技术中，使用曝气机让水中有害气体逸出并向水中溶进更多的气体使水净化。主要目的是增加水中氧的常称为增氧机。有跌落式、水车式、泵轮式、叶轮式、充气式、推流吸气式、涌水式、喷水式、射流式、螺旋桨式等。上述设备大多具有电机带动旋转的叶轮及其在水面上的支持联接构件如支架、浮筒、联轴器、叶轮轴承、减速箱等。有利用水中生物群落分解有害物质，增加水中氧及有益物质的生化净化设备，其中转盘式有较好效果。上述设备均有结构复杂、效率低的缺点。
发明内容
为了更好的曝气净化效果，依照多数人承认的“双膜理论”，水与空气接触相对速度越大，接触面积越大，接触时间越长曝气效果越好。而现有技术显然都各有不足。喷水式似能满足上述要求，但水是经水泵——流道——喷嘴喷出。能量经几次转换损失很大，水量很小，效率很低。目前使用量最大，公认效率最高的叶轮式，靠搅水造成水跃、漩涡，水不能充分细化与空气接触面积小，浪费了很多能量，效率仍低。只有充分改进现有技术的不足才能获得高效率。
本发明的曝气机，作用于水的主要部件是电机带动旋转的叶轮，形状与一只没有泵壳的斜流泵叶轮相似，其前、后盖板在纵向上伸长成为外筒与内筒。伸长的外筒进入水体起吸入室的作用，口部即是吸入口。出水口在水面之上。由轴、叶片、内筒、外筒构成的叶轮旋转时，水从吸入口轴向进入，依靠内筒与外筒构成的封闭流道及随轴扭转倾斜的叶片使水逐渐加速，依所需抛扬速度、所需抛扬角度从叶轮出水口抛扬向空中，水与空气摩擦、渗透、交换、细化，按所需的高度、距离及水滴大小落入水体或收集器。通常叶轮较短，其叶片设计成一段结构，具有提水及抛扬功能。叶轮外筒较长时，其叶片设计成二段结构，下端具提水功能，上端主要是抛扬功能。较长的外筒可以吸入较深层的水；当需要吸更深层的水，可在外筒吸入口套接直管通向所需水层；当需要吸某一所需水域水时，可在外筒吸入口套接弯管，通向所需水域。叶轮出水口水的抛扬角度可在0°至90°之间选择；大于20°曝气效果好；30°至50°，尤其在45°时有最远的抛扬距离。当抛扬距离不能太大，水滴又需充分细化时，取50°至80°。抛扬功能弱化时就成为提水器具。通常叶轮为一整体，强度好。为了工艺需要，叶片可同轴一起旋转，内筒、外筒静止；也可叶片同轴与外筒或内筒一起旋转，而内筒或外筒静止。也可由许多单独流道在圆周拼接成一个圆形叶轮。通常采用电机在上布置，因支持联结构件不可避免的要阻挡一部分抛扬水，降低了效率。采用电机在下布置时，叶轮在水面上抛扬水，没有机件阻挡，落入水体或收集器时形成一个完整的落水圈，同时电机在水中得到水的冷却，但需要价格较高的防水电机。
本发明的曝气机主要工作部件只有一个叶轮，它使水逐渐加速，没有中间能量的转化损耗，水与空气摩擦、渗透、交换、细化曝气效果好，因而结构简单效率高。
图1是电机在下布置时本发明曝气机一个例子的示意图。
图2是电机在上布置时本发明曝气机一个例子的示意图。
图3是本发明一段式结构叶片叶轮示意图。
图4是本发明二段式结构叶片叶轮示意图。
图5是水车式生化净化设备的立面示意图。
图6是本发明一种生化净化造流方法与设备的一个例子的俯视图。
图7是沿图6中A-A线的剖视图。
具体实施例方式
下面结合实施例的具体实施方式
对本发明作进一步的解释。
图1是电机在下布置的一个例子。电机2经由联轴器3b与叶轮轴11下端联接，带动叶轮1旋转，水由叶轮1吸水口1a进入，由叶轮出水口1b抛扬向空中，与空气摩擦、渗透、交换、细化落入水体时形成一个完整的落水圈。为了保持叶轮出水口1b高于水面且位置相对稳定，在变化的水面高度时，用支持联接构件6将电机2与浮筒5联在一起；在高度稳定的水面用固定的支持联接构件。联轴器3b可用弹性或柔性联轴器，以缓解吸收叶轮1旋转时的部分震动并将叶轮1的轴向力传递给电机2，由电机轴承承受上述轴向力。这种弹性或柔性联轴器的结构及作用，因为立式洗衣机甩干机的普及已经为共众所熟知。套接在叶轮进水口1a上的直管7上的上、下端及叶轮进水口1a，因为水力学的原因，通常是做成锥形的。叶轮1的结构形式如发明内容中所述，有多种选择，图3及图4是两个优选的例子。
图2是电机在上实施例示意图。这是通常的布置。电机2经由联轴器(3，3a)将动力传至叶轮轴11带动叶轮1旋转，水由叶轮吸入口1a进入，经叶轮1作用，逐渐加速后由叶轮出口1b抛扬向空中，同图1电机在下的实施例一样。这里联轴器3、叶轮1，支持联接构件6、叶轮1吸入口套接管7，依发明内容所述有关多种选择。需要说明的是，图2所示的联轴器3是常用的刚性联轴器3a，与之相配的是叶轮轴11另一端必须使用能承受经向负荷与轴向负荷的轴承4；倘使用弹性柔性联轴器3b时，可省去轴承4。这种布置的缺点是抛扬水的一部分，不可避免会受到支持联接构件6的阻挡，影响了效率，但可使用廉价的通用电机。
在
发明内容
中对叶轮结构的多种选择作了说明，图3是其中之一的一段式叶片叶轮结构示意图，外筒14与内筒13构成流道，内有叶片12随轴11旋转，轴11两端与联轴器3及轴承4相互连接的轴头省略未画出。所说的一段叶片是指叶轮叶片在轴向上是一段的，连续为一整体。必须区别于叶片在周向上是多片圆周均匀分布。图中中心线左边是叶轮1半剖图，细点表示叶片12，它从叶轮吸入口1a上面一些距离开始直到与出水口1b齐平。上述所说一些距离是与吸入口1a在水中浸没深度有关，浸没过浅不利于水的吸入，而且叶片12的下端也浸入水中更好。中心线右方是拿掉右前方外筒的结构图，从中可以看到随轴扭转倾斜叶片12轮廓，放射线表示叶片12上向轴心的半径线。
图4是发明内容中对叶轮结构的多种选择中二段叶片结构的显示。图中中心线为右部半剖图，表示二段叶片的位置，细点处表示叶片。所说的二段叶片结构是指叶轮叶片在轴向上分为两段，是不连续的。一段叶片12a在外筒14吸入口1a上面一些距离，一般浸没水中起提水作用；另一段叶片12b在叶轮出水口1b内与出水口1b齐平，主要起抛扬作用。其余如同图3一样。
图5是水车式生化净化设备一个例子的立面示意图。图中用叶轮1代表为水车式生化净化设备提供动力水的曝气机，省略了电机支持联接构件等。水被叶轮1提起后，经碟形收集器94，导水板93流向水斗91。上述水斗91是由诸多叶片91呈放射状安接在水平转轴9上。轴9两端有轴承支撑。叶片91向动力水流方向弯曲形成水斗。叶轮1源源不断地向水斗提供动力水，而在轴9另一边的叶片91不能容水，于是轴9及其上的诸多叶片91成为一具水车不停旋转，叶片91不停的出没水中，在适宜温度下生物群落孳生，对水体起净化作用。
在一些虾、鳗养殖及净化水的氧化沟中，除曝气外还希望保持水的流动，这就需要造流设备。图6是本发明一种生化净化造流方法与设备的一个例子的俯视图。图7是图6中A-A线的立面剖视图。图中隔断81与边岸84相接端在隔断81的一侧装有曝气机，它用叶轮1代表，省略了电机、支持联接构件。叶轮1提起的水经收集器85、导水板83把水送入隔断的另一侧。叶轮1不断提水，就会在边岸84围成水域中造成不断水流。导水板83具有波棱形跌水坎和/或滴水孔的片状物构成，以利于曝气。
曝气机的设计计算遵循水力学的原则与规律。
权利要求
1.一种曝气机，包括电机带动旋转的叶轮及支持联结构件，其特征是叶轮旋转时依靠内筒与外筒构成的封闭流道及其内的随轴扭转倾斜叶片使水逐渐加速，依所需抛扬速度和抛扬角度从叶轮出口抛扬向空中。
2.如权利要求1所述的曝气机，其特征是叶轮叶片为二段结构，下段具提水功能，上段主要是抛扬功能。
3.如权利要求1或2所述的曝气机，其特征是叶轮外筒下口套接直或弯的管。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的曝气机，其特征是防水电机在叶轮下方，用弹性或柔性联轴器与叶轮相联。
5.一种水车式生化净化设备，其特征是用权利要求1至4中任一权利要求所述的曝气机为水斗提供动力水，其水斗由诸多呈放射状安装在水平转轴上的片状物构成，片状物与转轴平行且向上述动力水流向同一方向弯曲而形成水斗。
6.一种水的生化净化造流方法与设备，其特征是有开放端的隔离物将水体分为两部分，在隔离部用权利要求1至5中任一权利要求所述的曝气机将一部分水体水提至收集器，经导水板送入另一部分水体。
7.如权利要求6所述的水的生物净化造流方法与设备，其特征是导水板具有波棱形跌水坎和/或滴水孔的片状物构成。
全文摘要
一种用于环保、水产养殖的旋转扬水曝气机，其特征是叶轮旋转时依靠内筒与外筒构成的封闭流道及其内的随轴扭转倾斜叶片使水逐渐加速，依所需抛扬速度、抛扬角度从叶轮出口抛扬向空中；与现有技术相比结构更简单、效率更高。
文档编号A01K61/00GK1442047SQ0210403
公开日2003年9月17日 申请日期2002年3月6日 优先权日2002年3月6日
发明者杨鹤年, 张培志, 杨微 申请人:杨鹤年