污水叶轮式曝气增氧装置及使用方法与流程

本发明涉及河水曝气增氧装置技术领域，具体为污水叶轮式曝气增氧装置及使用方法。

背景技术：

缺氧是污染水体较普遍的特征，黑臭型水体尤其如此。恢复水体耗氧/复氧平衡、提高水体溶解氧含量是水环境治理与水生态恢复的首要目标。水体增氧有多种方法，如植物光合作用增氧、水力增氧、投加化学药剂增氧和机械曝气增氧等。

其中，机械曝气能快速提高水体溶解氧、氧化水体污染物，还兼具造流、景观、底泥修复和抑藻作用，是水体增氧的主要方法，现有的叶轮式曝气增氧范围小，曝气增氧效率低，导致使用推广受限。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供污水叶轮式曝气增氧装置及使用方法，可以适度扩大曝气增氧范围，曝气增氧效率高，有利于推广使用，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：污水叶轮式曝气增氧装置，包括安装箱、漂浮柱、叶轮单元、曝气传动单元、内部往复动力单元、滑板和外部往复单元；

所述安装箱的两侧对称设置有托板，安装箱和托板通过肋杆加固连接，所述安装箱和托板的底部设置有漂浮组件，两个托板上分别设有横向的滑轨，所述滑板设有两个，且滑板的底部分别设置有与滑轨滑动连接的矩形滑块，两个滑板靠近安装箱的一端顶部分别设置有防水电机，所述防水电机的输出轴连接设置在滑板上的曝气传动单元，且曝气传动单元带动叶轮单元旋转曝气；

所述安装箱的内部设置有内部往复动力单元，安装箱顶部设置有外部往复单元，所述内部往复动力单元连接外部往复单元，且外部往复单元的燕尾滑条通过端面连接杆与滑板从而带动滑板左右往复运动。

漂浮组件为整个装置提供浮力，使安装箱和托板漂浮在河面上，内部往复动力单元可以带动外部往复单元往复活动，从而带动滑板沿托板的滑轨左右往复活动，通过防水电机工作带动曝气传动单元活动，最终带动叶轮单元旋转曝气，而滑板的左右往复活动可以最终带动叶轮单元左右活动，实现曝气增氧范围的扩大，有利于提升曝气增氧效率。

进一步的，还包括连接单元，所述连接单元包含有u形固定框、连接片和连接螺栓，所述漂浮组件包含有漂浮柱、固定套和连杆，所述漂浮柱为空心塑料柱，漂浮柱有不少于三个且横向阵列设置，漂浮柱的两端均套接有固定套，且相邻的固定套之间通过连杆连接，对应漂浮柱的托板侧面设置有连接片，该处的漂浮柱的底部套接有u形固定框，所述u形固定框的两端通过连接螺栓连接连接片。

漂浮柱为空心塑料柱，可以提高浮力，通过固定套和连杆将多个漂浮柱连接在一起，提供整体漂浮组件的稳定性，通过u形固定框将漂浮柱与托板稳固连接在一起。

进一步的，还包括河底固定单元，所述河底固定单元包含有限位帽、弹簧、安装板、固定柱、底盘和底柱，所述安装板固定连杆的侧面，且安装板上的通孔穿插有固定柱，固定柱的顶端设置有限位帽，且固定柱位于安装板上侧的部分套接有弹簧，所述弹簧为压缩弹簧，且固定柱的底端固定有底盘，所述底盘通过不少于三个的底柱固定在河底。

底盘上的底柱插入河底，将底盘固定，弹簧提供压力将安装板下压，从而实现对漂浮组件的下压，从而保证托板的底部略高于水面，保证叶轮单元始终与河水接触。

进一步的，所述内部往复动力单元包含有内部电机、滑道、活动杆、滑块、滑杆、内部齿条、内部齿轮、旋柱、内部支杆，所述内部电机固定在安装箱的内侧底部，且内部电机的输出轴连接活动杆的一端，且活动杆的另一端活动连接有滑块，所述滑块与滑道滑动连接，且滑道的右侧固定有滑杆，所述滑杆的两端与固定在安装箱的内侧底部的内部支杆滑动连接，且滑杆的侧面设置有内部齿条，所述安装箱的内侧底部还转动连接旋柱，所述旋柱中部设置有与内部齿条啮合的内部齿轮。

内部电机的转动可以带动活动杆旋转，从而通过滑块带动滑道活动，由于滑杆被部支杆滑动限位，从而限制滑道和滑杆只能左右往复活动，从而通过内部齿条带动内部齿轮正反一定角度旋转。

进一步的，所述外部往复单元包含有往复齿轮、往复齿条、燕尾滑条和燕尾滑槽，所述燕尾滑槽有两条且开设在安装箱的表面前后侧，且燕尾滑槽内分别滑动连接有燕尾滑条，所述燕尾滑条的顶部分别设置有往复齿条，且旋柱的顶部延伸至安装箱的表面且连接有往复齿轮，所述往复齿轮的前后侧分别与两个往复齿条啮合，前侧的燕尾滑条右端连接右侧滑板上的端面连接杆，后侧的燕尾滑条左端连接左侧滑板上的端面连接杆。

内部齿轮正反一定角度旋转可以通过旋柱带动往复齿轮随内部齿轮同步运转，内部齿轮可以通过往复齿条带动燕尾滑条沿燕尾滑槽左右往复活动，最终通过端面连接杆带动两侧的滑板左右往复活动，实现曝气增氧范围的提高。

进一步的，所述曝气传动单元包含有支撑座一、套环、长轴锥齿轮、转动套锥齿轮、转动套、支撑杆、u形连杆、中间锥齿轮和长轴，长轴的一端连接防水电机的输出轴，所述长轴的中部转动套接有转动套，所述转动套靠近防水电机的一端固定套接有转动套锥齿轮，所述长轴上套接转动套锥齿轮处套接有长轴锥齿轮，所述转动套和长轴上均固定套接有套环，两个套环通过u形连杆连接，且u形连杆两侧通过支撑杆固定在滑板上，所述u形连杆的内侧转动连接有中间锥齿轮，中间锥齿轮的两侧分别与转动套锥齿轮和长轴锥齿轮啮合，转动套和长轴均与滑板上固定的支撑座一转动连接。

防水电机转动带动长轴转动，长轴的转动可以带动长轴端部的叶轮单元转动曝气增氧，同时长轴的转动依次通过长轴锥齿轮、中间锥齿轮、转动套锥齿轮的传动最终带动转动套与长轴反向转动，转动套可以带动端部的另一个叶轮单元与长轴端部的叶轮单元反向转动，双向曝气增氧，提升曝气增氧效率。

进一步的，所述叶轮单元包含有横向固定套、连接杆、固定环和横向叶片，所述转动套和长轴远离防水电机的一端均固定套接有横向固定套，所述横向固定套的外侧通过连接杆连接有与横向固定套同圆心的固定环，所述固定环的外侧环形阵列设置有横向叶片。横向固定套随长轴和转动套转动，通过连接杆带动固定环转动，固定环上的横向叶片横向拨水，溅起水花，实现河水与空气的充分接触，实现曝气增氧。

进一步的，所述曝气传动单元包含有支撑座二、转轴、l形连杆、转轴锥齿轮、旋杆、行星齿轮、太阳齿轮、支撑架、内齿环、活动轴和竖向锥齿轮，转轴的一端连接防水电机的输出轴，所述转轴与固定在滑板上支撑座二转动连接，所述转轴的另一端连接有转轴锥齿轮，所述滑板远离安装箱的一侧通过l形连杆连接有内齿环，所述内齿环的顶部通过支撑架转动连接太阳齿轮的顶部端轴，且太阳齿轮位于内齿环的中心位置，所述太阳齿轮的顶部端轴连接有与转轴锥齿轮啮合的竖向锥齿轮，所述太阳齿轮的顶部端轴中部转动连接旋杆的中部，且旋杆的两端分别转动连接行星齿轮，行星齿轮分别与太阳齿轮和内齿环的内侧啮合，所述行星齿轮的底部中心通过活动轴连接叶轮单元。

防水电机转动带动转轴转动，通过转轴锥齿轮和竖向锥齿轮带动太阳齿轮自转，通过与内齿环的配合可以使两个行星齿轮绕太阳齿轮公转的同时绕自己中心轴自转，从而带动活动轴连接叶轮单元带动水溅起，完成曝气增氧。

进一步的，所述叶轮单元包含有纵向固定套和纵向叶片，所述纵向固定套固定套接在活动轴的底端，且纵向固定套的侧面环形阵列固定有纵向叶片。采用简单方式的叶轮单元，配合活动轴的公转和自转，完成曝气增氧，避免复杂结构的叶轮单元由于水的阻力太大被损坏。

污水叶轮式曝气增氧装置的使用方法，包含以下步骤；

s1：组装漂浮组件，然后通过连接单元将漂浮组件与托板固定在一起；

s2：然后通过河底固定单元将漂浮组件固定在需要曝气增氧地方的河底，且河底固定单元的弹簧将整体结构压向河水内；

s3：防水电机工作通过曝气传动单元将动力传动到叶轮单元，通过叶轮单元搅动水与空气充分接触曝气，完成河水的曝气增氧；

s4：内部往复动力单元中的内部电机工作可以带动外部往复单元活动，外部往复单元带动两侧的滑板沿滑轨左右往复活动；

s5：滑轨左右往复活动使叶轮单元左右往复活动，增大曝气增氧的范围。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本污水叶轮式曝气增氧装置及使用方法，具有以下好处：

1、漂浮组件为整个装置提供浮力，使安装箱和托板漂浮在河面上，内部往复动力单元可以带动外部往复单元往复活动，从而带动滑板沿托板的滑轨左右往复活动，通过防水电机工作带动曝气传动单元活动，最终带动叶轮单元旋转曝气，而滑板的左右往复活动可以最终带动叶轮单元左右活动，实现曝气增氧范围的扩大，有利于提升曝气增氧效率。

2、漂浮柱为空心塑料柱，可以提高浮力，通过固定套和连杆将多个漂浮柱连接在一起，提供整体漂浮组件的稳定性，通过u形固定框将漂浮柱与托板稳固连接在一起。

3、底盘上的底柱插入河底，将底盘固定，弹簧提供压力将安装板下压，从而实现对漂浮组件的下压，从而保证托板的底部略高于水面，保证叶轮单元始终与河水接触，可以适度扩大曝气增氧范围，曝气增氧效率高，有利于推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例一结构示意图；

图2为本发明实施例一中叶轮单元和曝气传动单元放大结构示意图；

图3为本发明图1中a处局部放大结构示意图；

图4为本发明实施例二结构示意图；

图5为本发明实施例二中叶轮单元和曝气传动单元放大结构示意图；

图6为本发明安装箱内部的内部往复动力单元结构示意图。

图中：1安装箱、2漂浮柱、3固定套、4连杆、5叶轮单元、501横向固定套、502连接杆、503固定环、504横向叶片、511纵向固定套、512纵向叶片、6曝气传动单元、601支撑座一、602套环、603长轴锥齿轮、604转动套锥齿轮、605转动套、606支撑杆、607u形连杆、608中间锥齿轮、609长轴、611支撑座二、612转轴、613l形连杆、614转轴锥齿轮、615旋杆、616行星齿轮、617太阳齿轮、618支撑架、619内齿环、620活动轴、621竖向锥齿轮、7河底固定单元、71限位帽、72弹簧、73安装板、74固定柱、75底盘、76底柱、8连接单元、81u形固定框、82连接片、83连接螺栓、9内部往复动力单元、91内部电机、92滑道、93活动杆、94滑块、95滑杆、96内部齿条、97内部齿轮、98旋柱、99内部支杆、10托板、11滑板、12防水电机、13端面连接杆、14矩形滑块、15滑轨、16肋杆、17外部往复单元、171往复齿轮、172往复齿条、173燕尾滑条、174燕尾滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：请参阅图1-6，污水叶轮式曝气增氧装置，包括安装箱1、漂浮柱2、叶轮单元5、曝气传动单元6、内部往复动力单元9、滑板11和外部往复单元17；

安装箱1的两侧对称设置有托板10，安装箱1和托板10通过肋杆16加固连接，安装箱1和托板10的底部设置有漂浮组件，两个托板10上分别设有横向的滑轨15，滑板11设有两个，且滑板11的底部分别设置有与滑轨15滑动连接的矩形滑块14，两个滑板11靠近安装箱1的一端顶部分别设置有防水电机12，防水电机12的输出轴连接设置在滑板11上的曝气传动单元6，且曝气传动单元6带动叶轮单元5旋转曝气；

安装箱1的内部设置有内部往复动力单元9，安装箱1顶部设置有外部往复单元17，内部往复动力单元9连接外部往复单元17，且外部往复单元17的燕尾滑条173通过端面连接杆13与滑板11从而带动滑板11左右往复运动。

漂浮组件为整个装置提供浮力，使安装箱1和托板10漂浮在河面上，内部往复动力单元9可以带动外部往复单元17往复活动，从而带动滑板11沿托板10的滑轨15左右往复活动，通过防水电机12工作带动曝气传动单元6活动，最终带动叶轮单元5旋转曝气，而滑板11的左右往复活动可以最终带动叶轮单元5左右活动，实现曝气增氧范围的扩大，有利于提升曝气增氧效率。

请参阅图1，还包括连接单元8，连接单元8包含有u形固定框81、连接片82和连接螺栓83，漂浮组件包含有漂浮柱2、固定套3和连杆4，漂浮柱2为空心塑料柱，漂浮柱2有不少于三个且横向阵列设置，漂浮柱2的两端均套接有固定套3，且相邻的固定套3之间通过连杆4连接，对应漂浮柱2的托板10侧面设置有连接片82，该处的漂浮柱2的底部套接有u形固定框81，u形固定框81的两端通过连接螺栓83连接连接片82。

漂浮柱2为空心塑料柱，可以提高浮力，通过固定套3和连杆4将多个漂浮柱2连接在一起，提供整体漂浮组件的稳定性，通过u形固定框81将漂浮柱2与托板10稳固连接在一起。

请参阅图1，还包括河底固定单元7，河底固定单元7包含有限位帽71、弹簧72、安装板73、固定柱74、底盘75和底柱76，安装板73固定连杆4的侧面，且安装板73上的通孔穿插有固定柱74，固定柱74的顶端设置有限位帽71，且固定柱74位于安装板73上侧的部分套接有弹簧72，弹簧72为压缩弹簧，且固定柱74的底端固定有底盘75，底盘75通过不少于三个的底柱76固定在河底。

底盘75上的底柱76插入河底，将底盘75固定，弹簧72提供压力将安装板73下压，从而实现对漂浮组件的下压，从而保证托板10的底部略高于水面，保证叶轮单元5始终与河水接触。

请参阅图6，内部往复动力单元9包含有内部电机91、滑道92、活动杆93、滑块94、滑杆95、内部齿条96、内部齿轮97、旋柱98、内部支杆99，内部电机91固定在安装箱1的内侧底部，且内部电机91的输出轴连接活动杆93的一端，且活动杆93的另一端活动连接有滑块94，滑块94与滑道92滑动连接，且滑道92的右侧固定有滑杆95，滑杆95的两端与固定在安装箱1的内侧底部的内部支杆99滑动连接，且滑杆95的侧面设置有内部齿条96，安装箱1的内侧底部还转动连接旋柱98，旋柱98中部设置有与内部齿条96啮合的内部齿轮97。

内部电机91的转动可以带动活动杆93旋转，从而通过滑块94带动滑道92活动，由于滑杆95被部支杆99滑动限位，从而限制滑道92和滑杆95只能左右往复活动，从而通过内部齿条96带动内部齿轮97正反一定角度旋转。

请参阅图1、3，外部往复单元17包含有往复齿轮171、往复齿条172、燕尾滑条173和燕尾滑槽174，燕尾滑槽174有两条且开设在安装箱1的表面前后侧，且燕尾滑槽174内分别滑动连接有燕尾滑条173，燕尾滑条173的顶部分别设置有往复齿条172，且旋柱98的顶部延伸至安装箱1的表面且连接有往复齿轮171，往复齿轮171的前后侧分别与两个往复齿条172啮合，前侧的燕尾滑条173右端连接右侧滑板11上的端面连接杆13，后侧的燕尾滑条173左端连接左侧滑板11上的端面连接杆13。旋柱98与安装箱1顶部连接处可以采用密封轴承，且安装箱1可以设置为具有端盖的可拆卸结构，但是端盖与安装箱1主体开口的连接处需要通过防水垫密封处理，避免安装箱1内进水。

内部齿轮97正反一定角度旋转可以通过旋柱98带动往复齿轮171随内部齿轮97同步运转，内部齿轮97可以通过往复齿条172带动燕尾滑条173沿燕尾滑槽174左右往复活动，最终通过端面连接杆13带动两侧的滑板11左右往复活动，实现曝气增氧范围的提高。

请参阅图1、2，曝气传动单元6包含有支撑座一601、套环602、长轴锥齿轮603、转动套锥齿轮604、转动套605、支撑杆606、u形连杆607、中间锥齿轮608和长轴609，长轴609的一端连接防水电机12的输出轴，长轴609的中部转动套接有转动套605，转动套605靠近防水电机12的一端固定套接有转动套锥齿轮604，长轴609上套接转动套锥齿轮604处套接有长轴锥齿轮603，转动套605和长轴609上均固定套接有套环602，两个套环602通过u形连杆607连接，且u形连杆607两侧通过支撑杆606固定在滑板11上，u形连杆607的内侧转动连接有中间锥齿轮608，中间锥齿轮608的两侧分别与转动套锥齿轮604和长轴锥齿轮603啮合，转动套605和长轴609均与滑板11上固定的支撑座一601转动连接。

防水电机12转动带动长轴609转动，长轴609的转动可以带动长轴端部的叶轮单元5转动曝气增氧，同时长轴609的转动依次通过长轴锥齿轮603、中间锥齿轮608、转动套锥齿轮604的传动最终带动转动套605与长轴609反向转动，转动套605可以带动端部的另一个叶轮单元5与长轴端部的叶轮单元5反向转动，双向曝气增氧，提升曝气增氧效率。

叶轮单元5包含有横向固定套501、连接杆502、固定环503和横向叶片504，转动套605和长轴609远离防水电机12的一端均固定套接有横向固定套501，横向固定套501的外侧通过连接杆502连接有与横向固定套501同圆心的固定环503，固定环503的外侧环形阵列设置有横向叶片504。横向固定套501随长轴609和转动套605转动，通过连接杆502带动固定环503转动，固定环503上的横向叶片504横向拨水，溅起水花，实现河水与空气的充分接触，实现曝气增氧。

实施例二：请参阅图4、5，曝气传动单元6包含有支撑座二611、转轴612、l形连杆613、转轴锥齿轮614、旋杆615、行星齿轮616、太阳齿轮617、支撑架618、内齿环619、活动轴620和竖向锥齿轮621，转轴612的一端连接防水电机12的输出轴，转轴612与固定在滑板11上支撑座二611转动连接，转轴612的另一端连接有转轴锥齿轮614，滑板11远离安装箱1的一侧通过l形连杆613连接有内齿环619，内齿环619的顶部通过支撑架618转动连接太阳齿轮617的顶部端轴，且太阳齿轮617位于内齿环619的中心位置，太阳齿轮617的顶部端轴连接有与转轴锥齿轮614啮合的竖向锥齿轮621，太阳齿轮617的顶部端轴中部转动连接旋杆615的中部，且旋杆615的两端分别转动连接行星齿轮616，行星齿轮616分别与太阳齿轮617和内齿环619的内侧啮合，行星齿轮616的底部中心通过活动轴620连接叶轮单元5。

防水电机12转动带动转轴612转动，通过转轴锥齿轮614和竖向锥齿轮621带动太阳齿轮617自转，通过与内齿环619的配合可以使两个行星齿轮616绕太阳齿轮617公转的同时绕自己中心轴自转，从而带动活动轴620连接叶轮单元5带动水溅起，完成曝气增氧。

叶轮单元5包含有纵向固定套511和纵向叶片512，纵向固定套511固定套接在活动轴620的底端，且纵向固定套511的侧面环形阵列固定有纵向叶片512。采用简单方式的叶轮单元5，配合活动轴620的公转和自转，完成曝气增氧，避免复杂结构的叶轮单元5由于水的阻力太大被损坏。

请参阅图1-6，污水叶轮式曝气增氧装置的使用方法，包含以下步骤；

s1：组装漂浮组件，然后通过连接单元8将漂浮组件与托板10固定在一起；

s2：然后通过河底固定单元7将漂浮组件固定在需要曝气增氧地方的河底，且河底固定单元7的弹簧72将整体结构压向河水内；

s3：防水电机12工作通过曝气传动单元6将动力传动到叶轮单元5，通过叶轮单元5搅动水与空气充分接触曝气，完成河水的曝气增氧；

s4：内部往复动力单元9中的内部电机91工作可以带动外部往复单元17活动，外部往复单元17带动两侧的滑板11沿滑轨15左右往复活动；

s5：滑轨15左右往复活动使叶轮单元5左右往复活动，增大曝气增氧的范围。

值得注意的是，本实施例中所公开防水电机12和内部电机91均由外部控制器控制，外部控制器具体可以采用plc控制器，具体型号可以采用西门子s7-300，防水电机12和内部电机91均可以采用东方马达的经ul认证符合iec规格之ip67的减速电机，易接触水的金属部件均可以采用不锈钢材料，避免锈蚀，plc控制器控制防水电机12和内部电机91工作采用现有技术中常用的方法。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。