自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器的制作方法

文档序号:12304103
自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器的制作方法与工艺

本实用新型涉及一种水体充氧设备,尤其涉及一种自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器。



背景技术:

曝气系统总体上可分为鼓风曝气和机械曝气两大类。其作用是向所需要的水体提供空气以提高该水体中溶解氧的含量,保证水生生物、水生动植物以及微生物正常生长、代谢以及分解水体当中的有机污染物质并起混合搅拌作用。其中鼓风曝气方式中的曝气器是空气扩散器,压缩空气经管道送入空气扩散器形成气泡释放。在水中,通过气泡破裂分散进入水体并使空气泡中的氧迅速扩散转移到水中形成溶解氧。根据扩散气泡的大小可将曝气器分为大气泡、中气泡、小气泡以及微气泡(Φ200μm以下)4种。其中微气泡曝气器具有充氧性能优良、氧利用率和动力效率高、混合搅拌效果好的特点。但鼓风曝气系统设施设备相对复杂、造价高,且曝气器需要固定安装,目前多运用于污水处理行业及化工工业,只有少量的水生养殖与水生物孵化育苗企业使用鼓风曝气。机械曝气系统的设备有多种形式,靠旋浆将空气搅入水体实现充氧,可自由在水中移动充氧的设备尤以浮筒式机械表面曝气机为代表,该表曝机因安装、移动方便、造价低,目前是自然水体与水生养殖农户使用最多的设备。机械曝气系统尤其是表面机械曝气设备最大的问题是气泡大、与水体接触路径短、气体释放快。因此充氧效率和动力效率低下,能耗高、不经济。同时,因电机裸露且接近水面,电缆长且随曝气设备的安置位置在水面或水下敷设,极易产生人身触电和电机及电缆对水体和地产生漏放电事故,安全风险大。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于针对上述表面机械曝气设备存在的问题,提 供出一种能够运用微孔曝气原理提高充氧性能且结构简单、造价低廉、充氧效率高、便于自由移动安装更换以及节能安全的自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器。

本实用新型通过下述技术方案实现:

一种自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器,其特征在于包括软管微孔曝气器主体及附着其上使其沉入所述水体底部的配重物,所述软管微孔曝气器主体是由若干软管微孔曝气单元串接构成,所述软管微孔曝气单元设有一根主送气软管,沿所述主送气软管长度方向在管壁上均布设置若干阀孔,在所述阀孔上密封安装单向分气阀,在各单向分气阀外侧套装其套筒壁上均布若干微孔的柔性微孔薄膜套筒,在所述柔性微孔薄膜套筒外侧套装柔性网状护套,所述柔性微孔薄膜套筒与柔性网状护套的两端分别通过锁紧套密封安装在主送气软管上,形成基于单向分气阀的微孔曝气头;在所述主送气软管两端固连用于软管微孔曝气单元串接的快速接头的管端件。

所述单向分气阀是由顶底通透的圆筒形阀体和从其顶部插入圆筒中并可上下浮动的蘑菇状活塞构成,所述圆筒形阀体顶部带有环周外缘,所述环周外缘顶面与蘑菇状活塞的顶面圆滑连接形成外凸曲面,所述圆筒形阀体以静配合插入所述阀孔中,并通过其环周外缘定位在所述主送气软管上;所述主送气软管内径为25-60mm,所述圆筒形阀体内径是所述主送气软管内径的1/30~1/20。

在所述圆筒形阀体外侧环周设有多个倒锯齿截面的环形卡棱。

所述柔性微孔薄膜套筒上的微孔直径为0.12-0.18mm,微孔间距为4-8mm,柔性微孔薄膜套筒壁厚为0.2-0.5mm,其材质为橡胶或塑料,柔性微孔薄膜套筒与主送气软管间的间隙为5-10mm。

所述柔性网状护套采用尼龙或塑料编织网。

所述锁紧套采用尼龙绑扣。

所述配重物为一根铁链,所述铁链与所述软管微孔曝气器主体平行靠拢设置,并通过若干卡箍固定为一体。

在所述主送气软管管壁上开设3-6个阀孔,相邻阀孔的间距为0.6-1.2m, 主送气软管采用高压橡胶管或钢丝胶管。

本实用新型的有益效果:

与现有技术比:⑴采用主送气软管、多个单向分气阀、柔性微孔薄膜套筒、柔性网状护套、锁紧套及快速接头即构成一个软管微孔曝气器单元,若干软管微孔曝气器单元串接再加上使其沉入水底的配重物即实现水体的底部微气泡曝气的效果,结构简单易于加工,尤其,单向分气阀结构简易;柔性微孔薄膜套筒的厚度在0.5毫米以下,提高性能降低成本;采用的材料和构件,如网状护套为尼龙或塑料绳编织网,锁紧套采用尼龙绑扣,以及连接用的快速接头均为市场易得、价格低廉且结实耐用的器材,降低制作和使用成本,并降低运行维护成本,整个装置结构简单、造价低廉。

⑵由于设置在水底,实行微气泡曝气,柔性微孔薄膜套筒是决定系统的充氧效率和能耗的核心部件,采用厚度0.5毫米以下的柔性微孔薄膜显著提高微气泡在一定风压下的释放效率,实现充氧效率高、降低曝气系统能耗的效果。

⑶根据需曝气水体的面积、形状,通过连接主送气软管两端的快速接头,相互连接起若干段微孔曝气器单元,即可非常便捷的组合成一根由若干个软管微孔曝气器单元组成、适合水体曝气长度的软管微孔曝气器主体。每根软管微孔曝气器主体通过附加可以使其沉入水底的配重物,如铁链等,就可非常方便的将其布置到水体的适当位置,可随意移动,实现自由、便捷、安全的布管。快速接头的应用可以方便的使布管形式多样化,即单根软管微孔曝气器、平行多根软管微孔曝气器以及互为通气回路的网络布管软管微孔曝气器等,方便使用者的选择;亦可根据需要,将足够长度的软管微孔曝气器主体的主送气软管快速分拆成短管形式,便于移动再安装和运输、储藏。快速接头还可以便捷的完成主送气软管一端的封堵以及与空压设备的安装与拆卸。

⑷与现有技术比,本实用新型连接的空气压缩机是安装在远离水体的地面,电缆也不与水体接触,气体通过分配管传送,因此可有效避免漏放电事故,操作安全。

综上所述,本实用新型提供了一种简单适用,充氧效率高、能耗低,经济、安全的软管微孔曝气器,从根本上解决了现有技术中表面机械曝气设备充氧性能差,能耗高、不经济和安全风险大的问题。是一种非常适用于自然水体与水生养殖水体充氧的替代装置。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构局部示意图;

图2是软管微孔曝气器主体的局部剖视图;

图3是单向分气阀结构示意图;

图4是图3单向分气阀的剖视图;

图5是本实用新型的应用主视结构示意图;

图6是图5中的I放大图;

图7是本实用新型的应用俯视结构示意图。

图中:A软管微孔曝气器主体,A1-A3软管微孔曝气器单元,A11、A14微孔曝气头,B配重物,1主送气软管,11阀孔,2柔性网状护套,3锁紧套,4快速接头,41管端件,42丝对,5单向分气阀,51活塞,52圆筒形阀体,53环周外缘,54环形卡棱,6柔性微孔薄膜套筒,7箍环,8空气压缩机,9分配管,10养殖水池。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式

图1~图4示出一种自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器,其特征在于包括软管微孔曝气器主体A及附着其上使其沉入所述水体底部的配重物B,所述软管微孔曝气器主体A是由若干软管微孔曝气器单元A1、A2、A3等串接构成,所述软管微孔曝气器单元设有一根主送气软管1,沿所述主送气软管1的长度方向在管壁上均布设置若干阀孔11,在实际制作中,所述主送气软管1采用高压橡胶管或钢丝胶管,因此具有较高耐受内外压力的强度并具有一定的柔韧性、可以适度弯曲。在主送气软管管壁上开设3-6个阀孔,相邻阀孔的间距为0.6-1.2m。本例中设置4个阀孔11,相邻阀孔的间距为0.9m。在所述阀孔11上密封安装单向分气阀5,在各单向分气阀外侧 套装其套筒壁上均布若干微孔的柔性微孔薄膜套筒6,在所述柔性微孔薄膜套筒6外侧套装柔性网状护套2,所述柔性微孔薄膜套筒6与柔性网状护套2的两端分别通过锁紧套3密封安装在主送气软管1上,形成基于单向分气阀的微孔曝气头,由于设置4个阀孔11,因此在主送气软管上形成4个微孔曝气头A11-A14(A12-A13图中省略)。

所述柔性微孔薄膜套筒6上的微孔直径为0.12-0.18mm,微孔间距为4-8mm,柔性微孔薄膜套筒壁厚为0.2-0.5mm,柔性微孔薄膜套筒6与主送气软管1间的间隙为5-10mm,其材质为橡胶或塑料,如可采用弹性、韧性优良的丁腈、氯丁、硅橡胶、聚乙烯塑料或聚氯乙烯塑料等。所述柔性网状护套2采用尼龙或塑料编织网;所述锁紧套3采用市售尼龙绑扣。具体加工时,柔性微孔薄膜套筒6与柔性网状护套2长度相同,因此其两端可同时采用尼龙绑扣密封紧固在主送气软管1上。此时,柔性微孔薄膜套筒6与主送气软管1及单向分气阀5的组合,再加上防护性柔性网状护套2,形成一个典型的微孔曝气头。柔性微孔薄膜套筒6在主送气软管通过单向分气阀供气时发生膨胀形成气囊,气囊内的压缩空气通过微孔以微气泡形式释放至水体起到微气泡曝气的功能。在供气停止后,气囊收缩,微孔关闭,可适度起到减压和封闭水回流的作用。采用厚度0.5毫米以下的柔性微孔薄膜显著提高微气泡在一定风压下的释放效率,实现充氧效率高、降低曝气系统能耗的效果。

在所述主送气软管1两端固连用于软管微孔曝气器单元串接的快速接头4的管端件41。快速接头4采用了市售高压油管用快速接头,由两个螺纹管端件41和连接这两个螺纹管端件的丝对42构成。使用时,一根主送气软管的两端分别连接一个管端件41,然后通过旋转两端均为螺杆的丝对41,使两根主送气软管紧固连接起来。通过快速接头,可以便捷的将若干软管微孔曝气器单元,如图中示出的软管微孔曝气器单元A1、A2、A3等连接成曝气区域所需要的足够长度的软管微孔曝气器主体A。并对应选择合适的配重物B。

所述单向分气阀5是由顶底通透的圆筒形阀体52和从其顶部插入圆筒中并可上下浮动的蘑菇状活塞51构成,所述圆筒形阀体52顶部带有环周外缘53,所述环周外缘53顶面与蘑菇状活塞51的顶面圆滑连接形成外凸曲面, 所述圆筒形阀体52以静配合插入所述阀孔11中,并通过其环周外缘53定位在所述主送气软管1上;所述主送气软管1的内径为25-60mm,所述圆筒形阀体52的内径是所述主送气软管1的内径的1/30~1/20。

在所述圆筒形阀体54外侧环周设有多个倒锯齿截面的环形卡棱54,这样可使单向分气阀5在阀孔11中的固定更加牢固。

所述配重物采用一根铁链B,所述铁链B与所述软管微孔曝气器主体A平行靠拢设置,并通过若干卡箍9与软管微孔曝气器主体A固定为一体。在实际应用中,根据现场使用状况,配重物可以采取不同结构形式及不同的连接方式,如也可采用均布的配重块等,只要依靠其自身重量,可以使软管微孔曝气器主体沉入水底即可。

本实用新型的应用及工作原理:

本实用新型可以安装在自然水体中,也可以安装在人工的坑塘或功能性的曝气池中。可根据水体面积、深度、水质、改善要求等,依据软管微孔曝气器的服务面积、输送能力等相关参数选择所需规格的软管微孔曝气器和安装长度,同时选择适用的空气压缩机设备进行现场组装。

图5-7是本实用新型的应用结构示意图。在实际应用中,根据曝气区域所需要的长度,由若干软管微孔曝气器单元通过快速接头4串接构成软管微孔曝气器主体A;再将配重物B附加其上,即将铁链B通过若干卡箍9与软管微孔曝气器主体A固定为一体。根据现场状况,可采用单根软管微孔曝气器、平行多根软管微孔曝气器以及互为通气回路的网络布管软管微孔曝气器多种布管形式。

本应用例中,采用了三根上述微孔曝气器并行设置在养殖水池10中,并通过分配管9连至空气压缩机8。软管微孔曝气器主体A是由9根软管微孔曝气器单元A1-A9(A4-A9图中省略)串接构成,长度为45m。在每根软管微孔曝气器单元的主送气软管1的管壁上有4个微孔曝气头A11-A14(A12-A13图中省略)。主送气软管采用高压橡胶管,内径为50mm。圆筒形阀体内径为2mm。柔性微孔薄膜套筒6上的微孔直径为0.15mm,微孔间距为6mm,柔性微孔薄膜套筒壁厚为0.35mm,柔性微孔薄膜套筒与主送气软管间的间隙为7mm,柔 性微孔薄膜套筒的材质为硅橡胶。三根微孔曝气器按间隔10m平行置于长60m、宽50m(约4.5亩)水深约2.2m的养殖水池10中,通过功率为2.2KW、风压24.5KPa的空气压缩机供气。

工作时,通过空气压缩机8的运转,压缩空气经分配管9的分配输送到每根软管微孔曝气器主体A的主送气软管1中。此时,在压缩空气的作用下,单向分气阀5中的活塞51被顶起,压缩空气得以进入主送气软管1与柔性微孔薄膜套筒6之间的间隙中。压缩空气可以使柔性微孔薄膜套筒膨胀,从而使该套筒上的微孔自动张开,压缩空气经过柔性微孔薄膜套筒上的微孔形成微气泡进入水体中从而增加了水体中的溶解氧值,达到了向水体中充氧的目的。由于单向分气阀圆筒形阀体52内径是主送气软管1内径的1/25,其通气腔体截面积远小于主送气软管截面积,因此具有限流功能,可以有效控制每个单向分气阀的出气量,这样就可以使一根主送气软管管道上的各个出气点的气囊出气量相等,实现压缩空气在长距离管道传输和均匀布气。

关闭空气压缩机后,活塞51闭合,由于失去了压缩空气的支持,在水压的作用下柔性微孔薄膜套筒6收缩,单向分气阀5中的活塞51落回原处堵塞阀孔11,进一步防止水的倒灌,以此保证空气压缩机系统的安全。

柔性网状护套2采用尼龙编织网,有一定的机械强度,具有耐磨性及弹性,起到防护易损的柔性微孔薄膜套筒在布管、运输、安装时由于外力至损的作用,同时可以防止气囊过度膨胀而破损。

快速接头4采用了市售高压油管用快速接头。使用时,一根主送气软管的两端分别连接一个管端件41,然后通过旋转两端均为螺杆的丝对41,使两根主送气软管紧固连接起来。通过快速接头,可以便捷的将上述9根软管微孔曝气器单元A1-A9连接成曝气区域所需要的足够长度的软管微孔曝气器主体A。同理,亦可根据需要,将该软管微孔曝气器主体的主送气软管快速分拆成短管形式,便于移动再安装和运输、储藏。快速接头还可以便捷的完成主送气软管一端的封堵以及与空压设备的安装与拆卸。

应用效果

依据《微孔曝气器清水氧传质性能测定》(CJ/T 475-2015)以及《环境保护 产品技术要求中、微孔曝气器》(HJ/T252-2006)技术要求,在水深6m、服务面积0.5m2、标准气量1.5Nm3/h、气压0.0658Mpa、水温28.1℃~28.5℃、气温28℃条件下进行清水测试,上述自然水体与水生养殖水体充氧、搅拌用软管微孔曝气器的性能参数达到:充氧能力0.127Kg/h、氧利用率30.3%、理论动力效率7.49Kg/KWh。

观察养殖水池10的水体溶解氧浓度变化与池中放养鱼类活动、进食情况变化;同时,设置另一相邻的相同面积、水深、且放养鱼类品种数量一致的对比池(未示出),其中分点设置四台各为0.55KW,总装机量同为2.2KW的传统浮筒表曝机进行充氧,通过比较两养殖水池充氧效果可知:1、两池同时开始曝气,10分钟后目测观察发现:养殖水池10所有曝气头出气、翻花平稳、均匀,全池未发现曝气死角。水体充斥肉眼可见微小气泡,未发现大气泡在水面崩裂释放的现象。对比池只有4点位充氧机半径约3m范围内的剧烈翻花。肉眼可见几乎全部是大气泡在水面崩裂释放的现象。2、养殖水池10曝气25分钟后,溶解氧由4.6mg/L提升至7.5mg/L。对比池则需要45分钟;3、两池同时曝气45分钟后,各自在均匀分布的9个点位分别测量池水溶解氧含量,发现:养殖水池10的9个点位均为7.5mg/L,对比池只有临近充氧机的4个点位为7.5mg/L,其它5个点位各自不同,但均低于5.5mg/L;4、两池分别曝气60分钟后停曝,养殖水池10溶解氧由7.5mg/L经过3小时后降至5.0mg/L,对比池1小时后降至5.0mg/L;5、经夏季65天以放养鱼类是否正常进食以及炎热、低压天气不致池鱼缺氧浮头为特征,适时进行曝气作业的对比运行,养殖水池10仅为对比池开机曝气时间的1/3,两池在对比期间均未发生缺氧死鱼情况,但对比池鱼经常出现浮头,进食活跃程度远低于养殖水池10。上述实验表明:本实用新型充分发挥了微孔曝气对自然水体充氧的效率优势,节能效果突出。可有效解决机械曝气系统尤其是表面机械曝气设备充氧性能差、能耗高、不安全的问题。

以上所述,仅是本实用新型的优选实施例而已,并非对本实用新型的结构和形状作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

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