专利名称：复合强化增氧机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种增氧设备，就其主要功能而言，属水产养殖机械，由气泵、气－水泵(即气液两相流泵)和气－水喷射泵组成。用于水体增氧，在微生物、藻类、鱼食虫、水产养殖及水质净化等领域使用。
由于水生物的耗氧，或者由于各种排放物倾入水体，导致了水体缺氧，影响了水生物的正常生长发育，甚至威胁水生物的生命；水体缺氧或氧气消耗殆尽，将破坏生态平衡，使环境恶化。
为改善水质状况，曾出现了各种增氧曝气装置。其中，有的以动力机带动水泵，用泵的压力直接将水喷向大气，然后在重力作用下水又落回水面，在这一过程中，喷射水滴的自由表面与大气接触，增加了水滴的溶氧，如潜水喷射式增氧机；有的以转轮或水车(常通过减速器减速)搅动水体，使成浪花，扩大水体与大气的接触面积，并由旋转部件造成局部负压引吸少量空气以增加水中溶氧，如叶轮式或水车式增氧机；有的以压力水为动力，通过射流带入空气使水体增氧，如射流式增氧船；有的以鼓风机或气泡发生器直接将空气注入水体增氧，等等。这些增氧装置的能量转换均不够理想，且其投资和维持费用颇大，经济性较差。
以前，有人曾力图改变潜水喷射增氧机和泵式增氧机的吸入部分，以期造成较大负压吸入更多的空气，也有人研究能吸入更多空气的射流泵，但均因自然状态的空气本身无压头，不能造成较大压差，因而其效果不显著，本发明人又试图搅拌和滞留被送入水体的不同尺寸的气泡，也因机械上的困难和能耗过大而告吹。这些都提示人们不能以直观、简单的方式去克服已有技术中能量转换率低和增氧效果欠佳的缺点。后来，本发明人着重研究了气泵、气液泵和喷射泵的联合叠加作用，并解决了气液泵压水室无冲击(少损失)输入喷射泵的技术，又获得了强制空气进入液泵和喷射泵的高效而价廉方法，进而研制了本装置。
本实用新型的目的在于谋求一种以较小的费用获取较大的增氧量，即经济地改善水体状态的新设备，并将设备本身的能量转换损失所生成的热量，最大限度地回收用于养殖水体的增温。
本实用新型，以电动机驱动气泵和气－水泵工作，工作介质为水、气和气水混合物，工作介质获得能量后又推动喷射泵工作。气泵的作用是1、提供一定压力和流量的空气，并通过气路注入水泵，2、将一定压力和流量的空气通过气管注入喷射泵(请注意，都是“注入”，并非“吸入”)；3、提供冷却电机用的风压和风量，同时将从冷却电机所吸收的热量送给水体供养殖增温。上述三个作用都很重要，但第三个作用不但不消耗能量，反而可以得到能量。气－水泵的作用是1、使气泡细化并与水混合；2、使气水混合物升速、升压；3、向喷射泵提供喷射动力；4、向各喷射泵合理分配流量和压力。喷射泵的作用是使气水混合物进一步加速和混溶；2、增加压差，使气泵提供的正压气流容易注入，增加进气量；3、气液两相进行能量交换，增加溶氧量。
由气泵输出的空气中，氧气占21％，可溶于水，氮气则逸出水面。气泵提供的压力和流量与气－水泵和喷射泵的最佳携气量相匹配，这样可以得到最优动力效率。
本发明的气泵、气－水泵与电动机同轴，为立式连身结构，气泵在电动机的上输出端，气－水泵在电动机的下输出端。常规设计的电动机，一般需通风冷却，本发明则以气泵叶轮兼作冷却风扇，电机散热片则由主要起导流和转换压力作用的气泵导叶兼任，同时，本机电动机损耗和其它损耗所转换成的热能绝大部分被气泵送入水体，以使水体升温，这对多数养殖水体来说是很宝贵的，至少可以节约加温水体专用锅炉的燃煤，例如用于工厂化育苗池，亲虾、亲鱼、亲贝等越冬及罗非鱼养殖等情况。
气泵叶轮输出的空气经气泵导叶升压后，沿电动机下部的导气罩导入气－水泵进口，导气罩固定在电动机下端盖上，在停机状态，用其阻挡因风浪所致水花溅入电机内腔，为强化这种阻挡，在导气罩与轴间不大的径向间隙的上下侧各套一个挡水圈。
气泵将气送到气－水泵进口，水则由电机座下部构成的导水锥和导叶导入。气－水泵叶轮的叶片较之一相流水泵较多地向进口延伸并形成切割气泡的刀片，该刀片可与原叶片断开，并相距2～6毫米，叶片数也较一相流水泵多1～N片，这样可使气泡趋于微化。在本机工作状态，水在自身静压和大气压力作用下进入叶轮的同时，气泵压气至气－水泵进口，气和水一起接受叶轮叶片的作用力，这时两相流体运动十分复杂，水经进水导叶后基本消除了预旋，但在近叶片处又产生了不大的预旋，正压气相流的进入可传给水一定的能量，这样，叶轮进口处的压力不会降至当时的饱和蒸汽压力(这是从总体而言，局部低压区仍不可避免)，因而这里不会发生气蚀，也不至于发生气阻，即使在气泵流量过大造成失配时，瞬时的断流(实际上是断水而未断气)并不影响本机的正常工作。获得速度能的气水混合物进入压水室，在这里只要求将部分速度能转换为压力能，这是不同于液相水泵的，气－水泵的压水室保留部分速度能，并将具有一定速度能和压力能的气水混合物合理分配给各喷射泵，压水室可由1～M个涡室组成，其出口也相应的为1～M个，压水室的涡室数由所用的喷射泵数决定，为提高有效功率，减少分流损失和平衡径向力及轴向力，压水室的各出口为对称布置，喷射泵可按实际使用需要向任何方向作对称喷射，也可按需要向近处或远处对称地输送溶氧水或使池水各死角掀起波浪。
本发明的优点1、有效地利用了能源，连各种损失变成的热量也被回收利用了。
2、结构简单，充分发挥了各零部件的复合功能，如气泵兼有电机冷却和回收热量的功能。
3、经济地实现了大增氧量。
4、机动灵活，使用方便，易于实现自动控制。
如下图1为本实用新型的结构图；图2为压水室和喷射泵布置图。
具体实施例的说明(参阅附图)电动机1上部输出端驱动气泵叶轮2，下部输出端驱动气－水泵叶轮3，气泵叶轮2将空气排入气泵导叶4。气泵叶轮2兼作电动机冷却风扇，气泵导叶4兼作电动机散热片。经气泵导叶4增压导流并携带着回收了电动机1热量的空气由导气罩5和气管6分别引导送至气－水泵的进口A和喷射泵7的负压腔B。电机座8下部为进水导叶9(也可生在压水室10上)，气、水混合并从叶轮得到能量后进入压水室10，气水混合物在这里加压后被分配至各喷射泵7，经气管6被注入负压腔B的空气在喷射泵7的喉管11与由喷嘴12喷出的高速气水混合物进行了强烈的能量交换，雾化后喷入水体，达到增氧目的，图中15为轴，16为挡水圈，14为电动机1外面的导气外壳，兼作气泵体，为便于维修，气泵体也可与外壳14做成两个零件。
整机座落在由发泡塑料、薄壁中空材料或充气薄膜制成的浮体13上运行，可牵引或锚定，亦可制成船机。
当需要远程喷射或大面积增氧时，可以不受约束地增大设备容量，也可增加气泵和气－水泵的级数，当然电动机功率相应增加。必要时可通过气管6的下端加入固相物(如肥料、药物、饵料等)，通过喷射投放池中。有些使用场合去掉喷射泵7更合适，例如在幼苗或贵重水生物经不起喷嘴和喉管高速喷射的场合，当然也可以制造成两个单独的产品待选用。堵塞全部气路并将气泵导叶4的尾端气道接通大气，用以喷水搅动水体，这时，若再去除喷射泵，又可把水输送至它处使用。水体有杂物时，应设滤网，设滤网又可防止较大水生物吸入泵内。
权利要求1.一种复合强化增氧机，由电动机1与泵组成，其特征是在电动机1的一个输出端有气泵，电动机1的另一输出端有气-水泵，气泵和气-水泵的叶轮进口同向，在电动机1的外面有导气壳14。
2.根据权利要求1所述的增氧机，其特征是气泵叶轮2兼作电动机1的冷却风扇，气泵导叶4兼作电机1的冷却散热片。
3.根据权利要求1所述的增氧机，其特征是气－水泵叶轮3的叶片向进口A延伸，并形成切割气泡的刀片，该刀片可与原叶片断开，并相距2～6毫米，叶片数目较常规设计的水泵叶片数目多1～N片。
4.根据权利要求1所述的增氧机，其特征是气泵输出的正压气体通过导气罩5送至气－水泵叶轮进口A，在导气罩5与轴15的配合部位有套在轴15上的挡水圈16。
5.根据权利要求1所述的增氧机，其特征是在气－水泵压水室10的出口处联接有喷射泵7。
6.根据权利要求5所述的增氧机，其特征是气－水泵的压水室10可由1～M个涡室组成，压水室10的出口也相应的为1～M个，涡室数由喷射泵数决定，所有出口应对称布置。
7.根据权利要求5所述的增氧机，其特征是气泵输出的正压气体。a、通过导气罩5送至气－水泵叶轮进口A，b、通过气管6注入各喷射泵7的负压腔B。
8.根据权利要求5、6、7所述的增氧机，其特征是气泵叶轮2兼作电机1的冷却风扇，气泵导叶4兼作电机1的冷却散热片。
9.根据权利要求5、6、7所述的增氧机，其特征是气－水泵叶轮3的叶片向进口A延伸，并形成切割气泡的刀片，该刀片可与原叶片断开，并相距2～6毫米，叶片数目较常规设计的水泵叶片数目多1～N片。
10.根据权利要求5、6、7所述的增氧机，其特征是在导气罩5与轴15的配合部位有套在轴15上的挡水圈16。
专利摘要一种增氧设备，属水产养殖机械，由电动机、气泵、气—水泵(即气液两相流泵)和气—水喷射泵组成。空气经气泵加压后一方面被送至气—水泵与水体充分搅和后送至喷射泵，另一方面加压气体通过管路直接送至喷射泵负压腔，与气水混合物再一次进行强烈的能量交换，雾化后喷入水体。具有增氧效果好，节药能源的优点。
文档编号A01K61/00GK2050677SQ892080
公开日1990年1月10日 申请日期1989年5月27日 优先权日1989年5月27日
发明者舒涵增, 赵澍民 申请人:舒涵增