一种曝气装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及水产养殖及环保领域，特别是提高水中溶氧效率的装置。


背景技术：

[0002]
水产养殖或环保的水体内部为了增加溶氧量，一般采取在水体中设置曝气装置。现有的曝气装置一般包括气泵、气管和含有微孔的曝气石或曝气管，其原理是通过曝气石或曝气管使空气或氧气从水内排出来，形成气泡，气泡与液体充分接触，将氧气融入水中。而为了提高溶氧量，一般采取增加曝气的气泡量方式，或者减小气泡的直径来增大溶氧效率。但是气泡从管口形成后到水面直线距离短，气泡形成后在水中停留时间短，气泡内的氧气难以充分溶解到水中。当多个气泡集中在液体内部形成时，气泡周边的溶氧达到饱和，氧气也难以溶解到水中，当水中溶氧浓度的扩散形成后，气泡内部的氧气才能继续溶解，这样导致气管导入的空气或纯氧大部分排入空气中，效率极低。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型要解决的技术问题是：在于提供一种曝气装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]
本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种曝气装置，其特征在于：包括曝气器与气泡支撑及导向机构，所述曝气器包括出气口，所述气泡支撑及导向机构整体呈横向布置，所述气泡支撑及导向机构包括进泡口与出泡口，所述进泡口与所述出气口连通。
[0005]
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过增加了气泡支撑及导向机构，当气泡从曝气器出来后，被气泡支撑及导向机构所支撑与引导，最后才浮出水面，从而使得气泡在水体中的滞留时间延长，使得气泡中的氧气有充分的时间与水体发生溶合，有效地提高了溶氧的效率。
[0006]
作为上述技术方案的进一步改进，所述气泡支撑及导向机构包括主体，所述主体上设有若干个贯穿所述主体的通孔。在主体上设置了通孔，可以使得主体中的液体与外部的液体进行混合，避免主体中的氧气浓度过高的情况。
[0007]
作为上述技术方案的进一步改进，所述主体为管状。
[0008]
所述的主体除了是密闭的管状外，所述主体也可以是呈网状，所述主体上形成的空隙即为所述的通孔。
[0009]
所述主体不一定是完整的圆环形，也可以是呈弧形状，例如是劣弧形，所述主体固定在所述连通管的出气口的上端。
[0010]
作为上述技术方案的进一步改进，所述气泡支撑及导向机构自进泡口往出泡口逐渐向上倾斜。逐渐倾斜向上的气泡支撑及导向机构，可以使得气泡不回集聚在气泡支撑及导向机构中，能够顺利地排到液体中，然后在液体中向上升起，最后排到空气中。
[0011]
作为上述技术方案的进一步改进，还包括分向器，所述分向器包括一个进口与两个以上的出口，所述出口均与所述进口连通，所述进口与所述出泡口连通。通过增加了分向
器，当气泡经过分向器的时候，气泡的体积被割小，大气泡被分割成若干个小气泡，气泡的总体表面积增加，进一步提高了气泡中的氧气溶入到水体中的效率。
附图说明
[0012]
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
[0013]
图1是本实用新型的实施例一的结构示意图；
[0014]
图2是本实用新型的实施例二的结构示意图；
[0015]
图3是本实用新型的实施例二的气泡支撑与导向机构的截面视图。
具体实施方式
[0016]
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0017]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0018]
在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0019]
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。同时，本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
[0020]
参照图1，一种曝气装置，包括曝气器100与气泡支撑及导向机构300，所述曝气器100包括出气口、连通管200，所述连通管200的一端与所述出气口连通，另外一端与所述气泡支撑及导向机构300连通；所述气泡支撑及导向机构300整体呈横向布置，所述气泡支撑及导向机构300包括进泡口310与出泡口320，所述进泡口310与所述连通管200连通。所述气泡支撑及导向机构300包括主体，所述主体为网状的管体。而且气泡支撑及导向机构300自进泡口310往出泡口320逐渐向上倾斜。气泡支撑及导向机构与竖垂线方向夹角为α。
[0021]
为了解决溶氧效率，本发明提出了气泡支撑及导向机构来延缓气泡上升时间并增
加气泡在水中的行程，强迫氧气尽量溶入水中。
[0022]
气泡在曝气器中形成后，然后被排入到液体内。当然了，气泡的外径要大于气泡支撑及导向机构的孔径。气泡排到水中后，其压力为大气压与液体液面高度差，在液体内部，气泡密度与液体密度相差数百倍，因此气泡受到液体的浮力相对气泡重量来说也是数百倍，常温下水的密度为1000公斤/m3，空气密度在常温常压下为1.29kg/m3，浮力f＝(1000-1.29)g*v，水的粘滞力f＝μ*dvxdy，在无外力情况下，气泡上升作用力＝f-f。这是一般情况下曝气时的气泡上升力，而加入气泡支撑及导向机构后的运动受力为浮力f*cosα，α为气泡支撑及导向机构与竖垂线方向夹角，粘滞力f，明显，当有气泡支撑架时，气泡运动推力减小，加速度小，气泡在支撑机构上停留时间延长。
[0023]
由于气泡在气泡支撑及导向机构的支撑力作用下，沿着导向机构的切线方向移动，这时候因为气泡支撑及导向机构是开放的，气泡的压力等于大气压加上液体深度压力，气泡充分与水接触，使氧气融入水中，由于气泡的运动速度慢，时间延长，在溶氧的浓度扩散下，氧气继续溶入水中。最后在气泡支撑及导向机构的末端排入水中，垂直上升排入空气中。由于曝气器的压力大于大气压+液体高度差压力，气体脱离曝气器时，受到曝气器的内部气体的推力，并被液体包围，体积膨胀，压力减小，这时气泡支撑及导向机构捕捉到气泡并固定到管体上，后端曝气器产生的气泡对前一级气泡会产生推力作用，这个推力作用有2个：一个是后一级气泡没有被支撑及导向器捕捉时的垂直向上的浮力，第二个是曝气器的气体压力以及气体流出发生器管口的惯性初始速度。在这两种作用力的作用下，气泡支撑和导向机构可以通过设置α角的大小和水平方向来控制气泡在管体上的前进速度和方向，在后级气泡的加速下，两个气泡距离接近，气泡之间的液体厚度变小，当距离足够近时，由于液体的表面张力作用，两个气泡会发生融合，在气泡融合的过程中，气泡对液体会发生冲击作用，液体内部发生相对移动；另外气泡在管体上的移动也会产生空泡的移动，空泡的移动也会引起液体内部的相对移动；液体内部的相对移动加速溶氧的扩散。
[0024]
通过增加气泡支撑及导向机构，使气泡在水中停留时间长，走过的路程长，使气泡内的氧气充分溶入水中，气泡在导向器上的移动所产生气泡融合和空间移动引起液体内部分子的交换移动促进了液体内部分子的相互移动，提高溶氧效率。
[0025]
进一步作为优选的实施方式，还包括分向器400，所述分向器400包括一个进口与两个的出口，进一步优选地，所述出口的口径小于进口的口径，所述出口均与所述进口连通，所述进口与所述出泡口连通。气泡在管体内移动时，同时受到浮力、导向器的支撑力、以及液体分子的粘滞力，和气泡之间的推力，在气泡移动方向的中间设置阻挡物体，例如是分向器，分向器将对气泡表面的液体分子产生阻力，气泡壁液体分子在分向器两边产生不同方向的张力，从而形成剪切力，气泡切割开来，一个大的气泡被分成若干个小的气泡，每一个小气泡延分向器的出口，顺着不同的方向运动，进一步是的气泡中的氧气能全部融入到水中。
[0026]
本实施例中，虽然包括了连通管200，但是此处的连通管200可以是一根单管，又或者是与曝气器100一体的管。例如在一些市面上销售的曝气器100中，其会带上一段的出气管，而该出气管也可以相当于本实施例的连通管200。当然，由于气泡支撑及导向机构300需要相对固定在水箱中，因此气泡支撑及导向机构300可以固定在连通管200上，然后连通管200再固定在水箱中。因此，连通管200优选地采用硬质的管。而在一些实施例中，也可以利
用其他固定架的结构将气泡支撑及导向机构300固定在水箱中，这样，连通管200也可以采用柔性的管。
[0027]
以实施例一的装置作为实验。
[0028]
首先，将家用气泵接气管，气管接曝气石组成一个曝气器，然后将曝气石放入长500mm，宽300mm，深300mm的水箱中，曝气石置于长方形水箱贴近角水深300mm处，启动开关，开始曝气。气泡从曝气石处垂直上升，水温25℃，溶氧仪探头置于水箱对角250mm深处，初始溶氧4mg/l，5分钟后溶氧4.5mg/l，移动到曝气石处溶氧为7mg/l。
[0029]
然后，将本实施例的气泡支撑与引导机构300装上，具体的，将曝气石放入40目不锈钢筛网制成的直径为30mm的管道一端，长200mm，末端设置y型分支(分向器)，分支管道长100mm，直径20mm，固定网管，曝气，观察，管内可见气泡形成，并延网管向前移动，y型分叉处两端约10秒后有气泡翻出水面，5分钟后溶氧仪显示为6mg/l，移动到其他角分别显示数据为6mg/l，6mg/l，7mg/l。通过上述的实验，可以说明本装置能够有效提高溶氧效率。
[0030]
实施例二，参见图2-图3，所述的气泡支撑及导向机构只是一个弧形的网板，其固定设在连通管200的末端。由于气泡在出来后，只要收到一个向上的浮力，因此，只需设置一个弧形的网板即可将气泡挡住，利用该弧形的网板固定在连通管的末端，防止气泡从连通管出来后，继续向上升，使得气泡可以沿着网板的延伸方向一直向前移动。而由于网板的下方是开放的，因此，网板附近的水体可以更好地与全部水体进行混合，防止网板附近的水体的溶氧量达到饱和。
[0031]
在一些实施例中，气泡支撑及导向机构可以是一根只有两端开口的圆管。
[0032]
应当可以理解，虽然气泡支撑及导向机构300整体呈横向布置，但是不限于其仅是一条直线的走向，其的走向可以是弧形或者是折线或者其他的走向均可以。
[0033]
以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。