一种新型纳米潜水增氧曝气机的制作方法

本实用新型涉及一种水污染净化处理设备，尤其涉及一种新型纳米潜水增氧曝气机。

背景技术：

曝气充氧可以加速水体复氧过程，氧化有机物厌氧降解时产生的物质，改善水体的黑臭状况，增强水体的紊动，减缓底泥释放磷的速度。微纳米气泡具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效高、在水中上升速度慢等特点。在水中通入微纳米气泡，可有效分离水中固体杂质、快速提高水体氧浓度、杀灭水中有害病菌、降低固液界面摩擦系数。

中国专利：(申请号：CN2010205985187)公开了一种微纳米推流曝气机，其技术方案为：具有潜污泵、射流器，潜污泵设置在设备架的泵箱内，潜污泵通过波纹管连通射流器的射流喷嘴，进气管连通在射流器侧面，射流器射流管连通在射流器出口端；微纳米气泡发生器通过微纳米气泡发射管连通在射流器射流管上；射流器和射流器射流管固定设置在推流筒中。

中国专利：(申请号：CN201020608052)公开了一种微纳米射流曝气机，其技术方案为：具有潜污泵、射流器，潜污泵设置在泵箱内，并且固定在设备架上，潜污泵通过波纹管连通射流器的射流喷嘴，进气管连通在射流器侧面，射流器射流管连通在射流器出口端，其特征在于：微纳米气泡发生器通过微纳米气泡发射管连通在射流器射流管上。

然而，现有技术存在共同的缺陷，就是在工程实践中，上述曝气机需要外部电源接入才能工作，并且，由于现有技术中的纳米曝气机没有微生物制剂箱，只能通过人工干预实现，从而增加了工作人员的劳动强度。

技术实现要素：

本实用新型是针对现有技术中存在的不足，设计了一种新型纳米潜水增氧曝气机以解决上述缺陷。

本实用新型通过以下技术方案加以实现：包括控制箱、微纳米气泡发射管、潜污泵、波纹管、射流器、射流喷嘴、射流器射流管、进气管、推流筒、设备架、太阳能电池板组件、微生物制剂药箱、阀体、微生物制剂导管；所述纳米气泡发生器通过微纳米气泡发射管联通在射流器射流管上；射流器和射流管固定设置在推流筒中；所述潜污泵设置在设备架的泵箱内；潜污泵通过波纹管连通射流器的射流喷嘴；进气管连通在射流器侧面；射流器射流管连通在射流器出口端；其特征为：控制箱内包括光伏交流发电系统、纳米气泡发生器；所述微生物制剂药箱通过微生物制剂导管与进气管连接；微生物制剂导管上设置阀体；所述光伏交流发电系统包括太阳能电池板模块、蓄电池、充放电控制器、液晶显示电路、逆变器电路；太阳能电池板模块通过光伏效应将光能转换成直流电能，充放电控制器控制直流电能对蓄电池充电以及蓄电池输出电能给逆变器电路中的SPWM逆变器，并对蓄电池电压、输出电流进行测量，将测量结果输入到液晶显示器进行显示，同时充放电控制器还控制蓄电池的过放，过流保护以及过放、过流恢复；蓄电池输出的直流信号通过输出继电器给逆变器，并将直流信号逆变为220V±5V、50±2HZ的交流电共给潜污泵。

优选为：所述充电控制器采用芯片UC3906、所述充放电控制器采用芯片STC12C5410AD；所述液晶显示电路中的显示控制器芯片采用ST7920，液晶显示芯片采用SMC1602A；所述SPWM逆变芯片采用EG8010。

优选为：所述逆变器包括：通过SPWM逆变器芯片产生SPWM波给IR2110驱动电路，该IR2110驱动电路输出给桥式逆变电路并经过工频升压后将升压信号传输给潜污泵。

优选为：所述阀体采用人工手动控制的机械阀体，或通过控制箱中的控制器来控制的电磁阀体。

有益效果：提高了工作效率、高效完成对水体的曝气、增氧和推流作用。

附图说明

图1为本实用新型纳米潜水增氧曝气机总体构造图；

图2为本实用新型纳米潜水增氧曝气机光伏发电系统结构示意图；

图3为采用本实用新型纳米潜水增氧曝气机光伏发电系统中充放电电路图；

图4为本实用新型纳米潜水增氧曝气机光伏发电系统充放电流程图；

图5为本实用新型纳米潜水增氧曝气机光伏发电系统的逆变器驱动电路。

其中：1、控制箱，2、微纳米气泡发射管，3、潜水泵，4、波纹管，5、射流器，6、射流喷嘴，7、射流器射流管，8、进气管，9、推流筒，10、设备架，11、太阳能电池板模块，12、微生物制剂药箱，13、阀体，14、微生物制剂导管。

具体实施方式

参见附图1所示。

一种新型纳米潜水增氧曝气机，包括控制箱、微纳米气泡发射管、潜污泵、波纹管、射流器、射流喷嘴、射流器射流管、进气管、推流筒、设备架、太阳能电池板组件、微生物制剂药箱、阀体、微生物制剂导管；所述纳米气泡发生器通过微纳米气泡发射管联通在射流器射流管上；射流器和射流管固定设置在推流筒中；所述潜污泵设置在设备架的泵箱内；潜污泵通过波纹管连通射流器的射流喷嘴；进气管连通在射流器侧面；射流器射流管连通在射流器出口端；其特征为：控制箱内包括光伏交流发电系统、纳米气泡发生器；所述微生物制剂药箱通过微生物制剂导管与进气管连接；微生物制剂导管上设置阀体。

纳米潜水增氧曝气机中光伏交流发电系统的工作原理如下，参见附图2-5所示：

光伏交流发电系统包括太阳能电池板模块、蓄电池、充放电控制器、液晶显示电路、逆变器电路；太阳能电池板模块通过光伏效应将光能转换成直流电能，充放电控制器控制直流电能对蓄电池充电以及蓄电池输出电能给逆变器电路中的SPWM逆变器，并对蓄电池电压、输出电流进行测量，将测量结果输入到液晶显示器进行显示，同时充放电控制器还控制蓄电池的过放，过流保护以及过放、过流恢复；蓄电池输出的直流信号通过输出继电器给逆变器，并将直流信号逆变为220V±5V、50±2HZ的交流电共给潜污泵。

太阳能电池板模块采用单晶硅太阳能电池板，该单晶硅太阳能电池板是按一定结构排列的P-N结，根据光伏效应的原理，将光能量转换成电能。充放电控制器的核心器件为蓄电池充电控制芯片UC3906和单片机STC12C5410AD。UC3906内置有电压、电流检测与比较电路，以及独立的电压控制回路和限流电路，具有蓄电池最优充电需要的控制和检测功能，充电过程分为大电流充电、恒压充电、浮充充电，与理想的蓄电池充电曲线相近；UC3906控制电路设计如图3所示。STC12C5410AD除具备一般单片机的功能外，还内置有八路AD，STC12C5410AD利用内置的ADC对蓄电池电压、充放电控制器输出电流测量并送出显示，同时，对电池电压和输出电流进行监测，当出现过放、过流时，STC12C5410AD控制输出继电器关闭；当电池电压和输出电流恢复正常后，又重新启动输出继电器，这样可以保护蓄电池，过流、过放在系统设计时设计有相应的指示灯指示和蜂鸣器报警，该工作过程参见附图4所示。

液晶显示电路主要采用基于ST7920控制器的液晶模块SMC1602A及相应的简单电子器件构成，其中，液晶SMC1602A具有16条口线，具有可选择的4位、8位位流处理能力，采用4或8位并行数据传送，传送速度快，功耗相对较低，能满足系统设计要求。逆变器由集成SPWM逆变芯片EG8010、IR2110驱动电路、全桥逆变电路、工频变压器构成。驱动全桥电路设计如图5所示。桥式逆变电路开关管型号为IRF3205，耐压值55V，电流110A，IRF3205内阻小，因而开关管自身损耗较低。

纳米潜水增氧曝气机自动加药原理

微纳米气泡产生原理是通过一种液体及气体发生二相盘旋回流，使装置中心部分形成高速旋转的气体空穴。然后把这个空穴部用压力弄细成像龙卷风状，接着对这个高速旋回式的气体空穴部进行流体力学性的切断，并且使它粉碎，使大量的微纳米泡沫发生。其功能不是单纯的曝气装置，而是具有增氧功能和增加水体活力的装置，产生的溶解氧是普通曝气装置的7倍。电机节能60-80％以上，在水体中的溶解氧能维持48小时以上，该技术在河流、湖泊、景观等水的净化中起到了革命性作用。

纳米潜水增氧曝气机自动加药原理是利用潜污泵产生的水流经过喷嘴形成高速水流，在喷嘴周围形成负压，进气管吸入空气，微生物制剂导管内形成液气混合流高速带动药剂喷射而出，经过推流筒扩充后，夹带许多微纳米气泡及药剂的水流在较大面积和深度的水域里涡旋搅拌，完成造流曝气、撒药，其中微纳米气泡及药剂随水流循环扩充到全水域。

纳米潜水增氧曝气机工作过程可以结合本申请以及现有技术(如申请号：CN2010205985187)

将纳米曝气机通过交流光伏发电系统接入电源，打开微生物制剂导管上的阀体，该阀体是控制微生物制剂输出多少的阀门，可通过人工手动控制也可以通过控制箱中的控制器来控制阀门打开的大小(该技术属于现有技术，在此不再陈述)。该纳米曝气机具有潜污泵、射流器，潜污泵设置在设备架的泵箱中，使用时将其沉入水体中，潜污泵通过波纹管连通射流器的射流喷嘴，进气管连通在射流器的侧面，射流器射流管连通在射流器的出口端，潜污泵输出的水流通过波纹管输入到射流器中的射流喷嘴形成高速水流，并通过引流作用将侧向连通的进气管通入的空气以及微生物制剂导管中的微生物制剂混入水流中，微纳米气泡发生器通过微纳米气泡发射管连通在射流器射流管上，将微纳米气泡通入射流中充分混合，实现高效率的对水体溶氧、加药。射流器和射流器射流管固定设置在推流筒中；喷射的射流从射流器射流管喷射入推流筒中，带动其中的水及微生物菌剂一起从一端出口喷入周围水体，其引流作用使水源及微生物菌剂不断的从推流筒进口进入筒内，喷入周围水体的水流水量加大，速度相对减慢，减少界面产生涡旋的能量损失，也更能均匀的对水体增氧及微生物菌剂的混合，在大面积水域中推动水体运动、搅拌，使得微纳米气泡及微生物菌剂循环扩充到整个作业水域。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。