本发明属于增氧装置技术领域，具体涉及一种水体自增氧的增氧装置。
背景技术：
在当今我国大力推行生态文明建设时期，污染防治技术和生态修复技术是国家重点需求的技术之一。
在国内污水处理、河道生态治理、黑臭河道及水库、湖面、大流域河道在消除劣五类水质，提升饮用水源及水产养殖过程中，必须对水体进行增氧，以使污染物降解去除。
目前的增氧方式有机械物理法、化学法、生物法和自然形态法。其机械节物理法包括风机的微孔、穿孔、曝气增氧、喷水增氧、翻水搅动增氧、涡轮增氧、射流增氧等。这些增氧都需要依靠机械电动带动风机和搅拌转动跟空气混合接触来达到增氧的目的。如专利号为zl87214816(授权公告号为cn87214816u)的中国实用新型专利《射流增氧机》公开的射流增氧机装置，由水泵、液压射流元件和管道组成，水泵可安装在地面上，置液压射流元件于水下，液压射流元件上有通气管，空气从通气管被吸入与射流混合后，以锥形流的形状在水面下以一定的压力和速度喷射出去，使空气中的氧气能充分地与池水接触并逐渐溶于水中，达到增氧目的，虽然实现了增氧，但是需要依赖水泵和电机来达到增氧目的。
而化学增氧的方式，缺点是要不断的投入化学增氧剂、其费用更高，对治理大流域水体则不现实，并且一次投入后需再投入，非常麻烦；生物法通过微生物中的藻类、菌类、水草等进行光合作用来增氧，需要有足够的水体、足够的面积及足够的水体滞留时间，但是对于流动性水体来讲，由于治理段水体面积和流动水量较大，而当水体速度达到每分钟三米时，游动性藻类很难繁殖，则依靠生物吸氧来达到水体增氧很难达到，并且水生植物季节性较强，维护也很繁琐；采用自然的方式即修筑拦水坝来实现增氧目的，其主要利用水的势能进行跌水曝气，而这种方式会出现排洪泻涝、破坏河道流通的整体性及阻断水运航道等问题，并且增氧效果差，不适合大流域河道的治理。
因此，需要对现有的增氧装置作进一步的改进。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种无需水泵等额外动力源即可达到水体增氧目的的增氧装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种增氧装置，其特征在于，包括：
导流罩，其内部具有水流通道，且具有与水流通道相流体连通的进水口和出水口，其中，沿着水流流动路径，所述进水口位于出水口的上游，所述水流通道沿着水流流动路径逐渐收缩；
导气管，竖向设置、被布置成相对导流罩固定，其上端具有进气口、其下端具有出气口；及
混合通道，沿着水流流动路径，位于所述导流罩的下游、且其上游端口与所述导流罩的出水口相连接、且相流体连通，所述混合通道与所述导气管的出气口相连通、用来将导气管内气体吸入至混合通道内，该混合通道还具有用来将其内部混有气体的水向外喷出的喷口。
为了增大喷出水向外喷出的区域，优选方式之一：所述混合通道的喷口上设置有具有出口的喷嘴，所述喷嘴沿水流流动路径逐渐向外扩张，所述导流罩进水口处的横截面大于所述喷嘴的出口处的横截面。
优选方式之二：所述混合通道的喷口上设置有具有出口的喷嘴，所述喷嘴沿水流流动路径逐渐向外扩张，所述导流罩进水口处的横截面小于等于所述喷嘴的出口处的横截面。
混合通道沿着水流流动路径，其各处横截面可以改变，也可以保持不变，但是优选地，所述混合通道沿着水流流动路径延伸、且该混合通道沿着水流流动路径各处的横截面相等。
为了对流入水流通道内的水进行过滤，防止水体内的杂质及鱼类等生物进入至水流通道内，而阻塞后续的混合通道的进口，所述导流罩的进水口上设置有用来过滤流入水流通道内的水的过滤网。
为了在过滤的同时对水流进行导流，优选地，所述过滤网呈锥形、且该过滤网沿着水流流动路径逐渐向外扩张。如此，减少或避免被过滤物质堵塞过滤网的过滤孔，与平面的过滤网相比，锥形过滤网在水流冲洗下能够减少过滤物质堵塞，又可避免水中的水生动物直面碰撞，同时，增加了过滤面积，而且增加了过水量，减少了因滤网对过水量的损失。
优选地，所述导流罩为软质的导流罩，所述导流罩邻近进水口的位置上设置有能向外运动、用来使所述导流罩的进水口向外扩张的扩张件。如此，当流动的水体通过扩张件时，扩张件使导流罩进水口的周沿向外扩张，防止导流罩外部水流冲压导流罩的进水口，使得导流罩不呈锥形，继而影响后续水流的增压。
扩张件可以采用多种结构形式，但是优选地，沿水流流动路径，所述扩张件的上游端圆滑、其下游端尖锐，从而使扩张件的截面整体呈非对称翼型，所述扩张件设置在所述导流罩的外侧，且所述扩张件远离所述导流罩的外表面为吸力面，所述扩张件朝向所述导流罩的内表面为压力面。如此，在水流通过时，非对称翼型的内外表面的水流速度有差别，而产生压力差，且吸力面的压力小于压力面的压力，使扩张件产生向外运动的升力继而使导流罩的进水口向外扩张开。
为了在水流通过时将导流罩整体撑开，所述扩张件至少有两个、且沿所述进水口的周向间隔布置在所述导流罩的外围。如此，使得导流罩的进水口处的周壁尽可能均匀向外运动而使进水口最大可能的张开。
为了保持导流罩、混合通道等位置固定，还包括有用来浮在水面上、且与水内的固定锚相对固定的浮体，所述导流罩、混合通道、导气管均被布置成相对所述浮体固定。
为了方便将增氧装置插入水体内，还包括有用来插设在水内的插杆，所述插杆竖向设置、且该插杆的上段为内部中空的通气管，所述通气管与所述导气管相连通，所述插杆上设置有位于所述喷口下游的生态基，所述导流罩、混合通道、导气管均被布置成相对所述插杆固定。
与现有技术相比，本发明的增氧装置中设置导流罩，导流罩内的水流通道沿着水流流动路径逐渐收缩，如此，当水流经水流通道的进水口流入时，水流被逐渐缩小的水流通道压缩，水压升高，原来的流速增快，在经过混合通道时，产生负压，而将导气管内的空气吸入至混合通道内，混合通道内的空气与快速的水流混合并从喷口喷出，此时，喷出的水流中溶解有空气中的氧气，从而达到了水体增氧的目的；并且整个过程中无需水泵、电机等额外的动力源，节约能源和成本，其结构更加地合理。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为实施例一通过插杆固定在水底的结构示意图；
图3为图2中某一角度的俯视图；
图4为图2的侧视图；
图5为图2的另一角度的结构示意图；
图6为图2的右视图；
图7为实施例一中的扩张件的结构示意图；
图8为实施例二的结构示意图；
图9为实施例三的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图7所示，本发明实施例的增氧装置是水体自增氧的增氧装置，该增氧装置包括导流罩1、导气管2、混合通道3、喷嘴4、过滤网5、浮体6、固定锚7、插杆8及生态基9。
如图1所示，上述的混合通道3固定在浮体6，浮体6用来浮在水面a上、且该浮体6通过连接绳71与水底b的固定锚7相固定；如图2至图7所示，插杆用来将增氧装置整体放入水中，插杆8竖向设置、且该插杆8的上段为内部中空的通气管81，通气管81的上端局部位于水面a以上，该通气管81的上端露出于水面之上、其上端具有通气口811；插杆8的下半段局部插设在水底b内，插杆8的下端具有方便插入的尖端82。
本实施例中，如图1至图5所示，导流罩1整体呈锥形，且该导流罩1为由纤维布和复合无纺布制成的软质的导流罩，如此，方便增氧装置的运输和安装、且成本低。导流罩1的内部具有呈锥形的水流通道11，水流通道11沿着水流流动路径逐渐收缩，该导流罩1具有与水流通道11相流体连通的进水口111和出水口112，沿着水流流动路径，进水口111位于出水口112的上游，且进水口111为水流通道11的上游端口，出水口112为水流通道11的下游端口。
为了扩大导流罩1的进水口，如图2至图6所示，导流罩1邻近的进水口111的内周壁上设置有能朝导流罩1方向向外运动、用来扩大导流罩1进水口111周沿的扩张件12。扩张件12为翼型件，且扩张件12有多个、且沿进水口111的周向间隔均匀布置在导流罩1的外围。如图4、图6和图7所示，沿着水流流动路径，扩张件12的上游端121圆滑，扩张件12的下游端122尖锐，从而使扩张件12的截面整体呈非对称翼型、且扩张件12远离导流罩1的外表面为吸力面123，扩张件12朝向导流罩1的内表面为压力面124，在水流通过时，非对称翼型的内外表面的水流速度有差别，而产生压力差，且吸力面的压力小于压力面的压力，使扩张件产生向外运动的升力继而使导流罩的进水口向外扩张开，防止软质导流罩在水流流动的冲击下，其不呈锥形形状，从而影响装置的正常运行。
为了对流入水流通道内的水进行过滤，防止水体内的杂质及鱼类等生物进入至水流通道内，而阻塞后续的混合通道的进口，如图1至图6所示，导流罩1的进水口111上设置有用来过滤流入水流通道11内的水的过滤网5，过滤网5间隔均匀分布有网孔51，且该过滤网5呈锥形、且该过滤网5沿着水流流动路径逐渐向外扩张，具体参见图1所示。如此，减少或避免被过滤物质堵塞过滤网的过滤孔，与平面的过滤网相比，锥形滤网在水流的冲洗作用下能够减少过滤物质的堵塞，又可避免水中的水生动物直面碰撞，同时，增加了过滤面积，而且增加了过水量，减少了因滤网对过水量的损失。
如图1所示，混合通道3沿着水流流动路径横向延伸、且该混合通道3沿着水流流动路径各处的横截面相等，沿着水流流动路径，混合通道3位于导流罩1的下游，且混合通道3的上游端口与导流罩1的出水口112相连接、且相流体连通，上述的导流罩1与混合通道3相对固定连接；混合通道3的进口的横截面与导流罩1出水口处的横截面相等，且该混合通道3具有喷口31，喷口31为混合通道3的下游端口，如图1和图5所示，喷嘴4连接在混合通道3的喷口31上，喷嘴4具有出口41，且喷嘴4沿水流流动路径逐渐向外扩张，上述的插杆8上设置有位于喷嘴4出口41下游的生态基9，具体参见图2、图4及图5所示。如图1所示，导流罩1进水口111处的横截面大于喷嘴4的出口41处的横截面。当水流经水流通道的进水口流入时，水流被逐渐缩小的水流通道压缩，水压升高，流速增快，在经过混合通道3时，产生负压，如此，混合通道3内形成负压室。
如图2和图5所示，导气管2竖向设置、设置在混合通道3上，且导气管2与混合通道3相对固定连接，导气管2与通气管81相连通，导气管2的上端具有与通气管81相流体连通的进气口21，导气管2的下端具有与混合通道3相流体连通的出气口22，当混合通道3内形成负压时，会将导气管2内的空气吸入至混合通道3内，混合通道3内的空气与快速的水流混合并从混合通道3经喷嘴4向生态基9喷出，如此，生态基9内可附着好氧生物，而过滤网5附近可附着厌氧和兼性微生物。
上述实施例中，图1至图5中箭头所指的方向为水流的流动方向。本实施例中，导流罩内的水流通道沿着水流流动路径逐渐收缩，如此，当水流经水流通道的进水口流入时，水流被逐渐缩小的水流通道压缩，水压升高，原来的流速增快，现有技术中的水泵是为了增加在相同截面管道中的流速，本申请中满足：导流罩1的进水口111处的横截面的面积s1×河道流速r1-阻力和损耗＝管道的横截面积s2×管道流速r2，其中的阻力损耗包括锥形阻力系数、材料的摩擦阻力、絮流能耗损失及其他能耗损失，则管道中的流速r2＞r1，其中，管道可以参考本实施例中的混合通道3，具体参见图6所示，在实际过程中，只需对河道水体中的流速根据实际情况，来增加导流罩和管道圆面积的大小比例，就能达到实际增压的要求。如此，在经过混合通道时，产生负压，而将导气管内的空气吸入至混合通道内，混合通道内的空气与快速的水流混合并从喷口喷出，此时，喷出的水流中溶解有空气中的氧气，从而达到了水体增氧的目的；整个过程无需水泵、电机等额外的动力源，节约能源和成本。
实施例二：
如图8所示，为本发明的第二个优选实施例。该实施例与上述实施例一的区别在于：导流罩1进水口111处的横截面小于喷嘴4的出口41处的横截面，导流罩1采用硬质导流罩的形式。图8中箭头所指的方向为水流的流动方向。
实施例三：
如图9所示，为本发明的第三个优选实施例。该实施例与上述实施例一的区别在于：导流罩1进水口111处的横截面等于喷嘴4的出口41处的横截面，导流罩1采用硬质导流罩的形式。图9中箭头所指的方向为水流的流动方向。