一种防堵塞的脉冲式曝气装置的制作方法

本发明涉及水处理领域，具体是涉及一种防堵塞的脉冲式曝气装置。

背景技术：

水资源是对人类生存最关键的资源之一。而如今生态环境遭破坏、水体污染日益严重，为实现可持续发展，水处理技术尤为重要。膜分离技术已广泛应用于水的净化处理或液体的过滤分离等领域，其中在浸没式膜系统中由于膜内外两侧的浓差极化现象，常需要通过曝气的方式，即在待处理液中接入空气形成气泡的方式，来产生扰动，减少膜外表面积附的浓缩悬浮物，以达到清洗膜的目的。现有技术中多是采用连续曝气的工作模式，使用鼓风机等设备提供不间断的大流量空气流，且越大流量的空气流的对膜的清洗效果越明显，但此类鼓风机等设备连续运转对电能的消耗很高。而在实际应用中，膜表面的污染积附是需要一定时间周期的，所以也可使用间歇曝气的工作模式实现同样的膜清洗效果。现有技术中也有用管路中的阀门开闭切换来实现间歇曝气，但阀门频繁的开闭切换严重影响设备的可靠性及使用寿命，维修更换会增加很大的成本投入。

中国专利：cn201080050537.9揭示的用于滤膜的气体分布器，可提供间歇曝气的工作模式。但在实际应用中当液体中悬浮物含量过高时，所述结构中未贯通的腔道或管道内易发生沉降堵塞；当系统曝气停止时，气源输入口易发生倒灌堵塞，从而造成气体通道堵塞使曝气失效；所以我们提出了一种防堵塞的脉冲式曝气装置,可以在曝气出口发生堵塞的时候及时对其进行疏通。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种防堵塞的脉冲式曝气装置，该技术方案可以当曝气的过程中发生堵塞时及时将其进行疏通，提高了生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供了一种防堵塞的脉冲式曝气装置，包括有气体输出组件、防堵塞增压机构、连接管道、气源产生组件和气源驱动机构；

防堵塞增压机构的工作端分别与气体输出组件的进气口和连接管的出气口连接，连接管道的进气口与气源产生组件的出气端连接，气源驱动机构的输出端与气源产生组件的受力端连接。

优选的，气体输出组件包括有三通管、第一吹气头、第二吹气头、滤网和第一电磁阀，三通管的进气口与防堵塞增压机构的工作端连接，第一吹气头和第二吹气头分别安装于三通管的另外两端，滤网均安装于第一吹气头和第二吹气头的出气端，第一电磁阀安装于三通管的进气口。

优选的，防堵塞增压机构包括有三头管、偏心转组件、压气组件和第二电磁阀，三头管为三个连通的管道，两个管道共轴线设置，这两个管道分别是进气口和出气口，另一个管道轴线垂直于进气口和出气口设置，这个管道为安装管，偏心转组件安装于安装管处，压气组件的受力端与偏心转组件的工作端连接，压气组件的工作端位于安装管内，并且压气组件的工作方向垂直于进气口和出气口，第二电磁阀安装于三头管的进气口。

优选的，偏心转组件包括有固定座、第一伺服电机和偏心块，固定座安装于三头管的安装管开口处，固定座内设有工作空间，第一伺服电机安装于固定座外，偏心块位于工作空间内，并且偏心块的受力端与第一伺服电机的输出端连接。

优选的，压气组件包括有连动杆和压头，连动杆的一端位于固定座的工作空间内并且与偏心块的外缘铰接，连动杆的另一端位于三头管的安装管内，压头位于三头管的安装管内，并且压头与连动杆铰接。

优选的，气源产生组件包括有箱体、盖板和空气传动组件，箱体的一侧开孔并与连接管道的进气口连接，箱体的一侧开口，盖板位于箱体的开口处并且与箱体固定连接，空气传动组件位于箱体的内部，并且空气传动组件与盖板可转动连接，空气传动组件的受力端与气源驱动机构的输出端连接，盖板上设有吸风孔。

优选的，空气传动组件包括有叶轮、轴承和连接杆，叶轮位于箱体的内部，连接杆的一端与叶轮固定连接，连接杆的另一端通过轴承与盖板可转动连接。

优选的，气源驱动机构包括有传动组件、旋转增速组件和第二伺服电机，第二伺服电机安装于旋转增速组件上，并且第二伺服电机的输出端与旋转增速组件的受力端连接，传动组件的受力端与旋转增速组件输出端连接，传动组件的输出端与连接杆连接。

优选的，传动组件包括有第一同步轮、第二同步轮和同步带，第一同步路安装于旋转增速组件的输出端，第二同步轮安装于连接杆的受力端，第一同步轮和第二同步轮之间通过同步带同步连接。

优选的，旋转增速组件包括有壳体、第一转轴、第一齿轮、第二转轴和第二齿轮，第一转轴和第二转轴均安装于壳体内，第一转轴和第二转轴轴线平行设置，第一转轴和第二转轴均与壳体可转动连接，第一齿轮位于壳体内，并且第一齿轮安装于第一转轴上，第二齿轮位于壳体内，第二齿轮安装于第二转轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合，第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径，第一转轴与第二伺服电机连接，第二转轴与第一同步轮连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：首先通过工作人员将污水加入进曝气池，当污水进入到曝气池内时，由于污水中存在臭味或二氧化碳和硫化氢等有害气体，所以此时需要通过本设备将水和空气进行充分接触以交换奇台物质和取出水中挥发性物质，所以此时气源驱动机构开始工作，气源驱动机构开始工作，气源驱动机构的工作端开始高速进行旋转，并且气源驱动机构的工作端带动气源产生组件开始工作，气源产生组件开始将大量的空气通过连接管道注入进气体输出组件，气体输出组件位于曝气池的内部，并且气体输出组件的工作端有多个，多个气体输出组件同时开始将空气喷射至曝气池内部，该气体在气相中的分压和在液相中的浓度、温度、两相界面面积和水的组成等，在相同温度和分压下，一种气体在水中的溶解度（常称平衡浓度）是恒定的；当该气体的浓度大于平衡浓度时，则从水中逸出；小于平衡浓度时，气体溶入水中，污水中由于藻类、原生动物和浮游生物的繁殖或动植物残体的腐烂而有臭味。致臭物质通常是挥发性有机物，通过多个气体输出组件同时进行发射高压空气，空气中的氧溶解于水中，而水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中，而为了控制水中的溶解氧含量和防止长时间曝气污泥没有足够要消耗的营养，从而导致污泥自身氧化而解体，所以需要根据污水的类型而进行间断式曝气，控制好曝气的时长和间断的时长，由于曝气池内会存在污染物、杂质、污泥等等，所以在气体输出组件进行输出时其工作端可能会被污染物附着，所以此时防堵塞增压机构开始工作，防堵塞增压机构的工作端向气体输出组件的进气口连续不断内的推入空气，空气通过气体输出组件的的进气口到达气体输出组件的工作端，气体输出组件工作端的污染物被高压气体推离气体输出组件的工作端，气体输出组件的工作端重新恢复通畅。

通过本设备的设置，可以当曝气的过程中发生堵塞时及时将其进行疏通，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的立体结构示意图的曝气池透视图；

图2为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的气体输出组件的立体结构示意图的三通管、第一吹气头和第二吹气头的透视图；

图3为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的防堵塞增压机构的立体结构示意图的三头管透视图；

图4为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的防堵塞增压机构的立体结构示意图的内部结构示意图；

图5为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的防堵塞增压机构的立体结构示意图的三头管和固定座的透视图；

图6为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的气源产生组件和气源驱动机构的立体结构示意图一；

图7为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的气源产生组件的内部机构示意图；

图8为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的气源产生组件和气源驱动机构的立体结构示意图二；

图9为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的气源产生组件和气源驱动机构的正视图；

图10为本发明的一种防堵塞的脉冲式曝气装置的旋转增速组件的内部结构示意图。

图中标号为：

1、曝气池；

2、气体输出组件；2a、三通管；2b、第一吹气头；2c、第二吹气头；2d、滤网；2e、第一电磁阀；

3、防堵塞增压机构；3a、三头管；3b、偏心转组件；3b1、固定座；3b2、第一伺服电机；3b3、偏心块；3c、压气组件；3c1、连动杆；3c2、压头；3d、第二电磁阀；

4、连接管道；

5、气源产生组件；5a、箱体；5b、盖板；5b1、吸风孔；5c、空气传动组件；5c1、叶轮；5c2、轴承；5c3、连接杆；

6、气源驱动机构；6a、传动组件；6a1、第一同步轮；6a2、第二同步轮；6a3、同步带；6b、旋转增速组件；6b1、壳体；6b2、第一转轴；6b3、第一齿轮；6b4、第二转轴；6b5、第二齿轮；6c、第二伺服电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图10所示的一种防堵塞的脉冲式曝气装置，包括有气体输出组件2、防堵塞增压机构3、连接管道4、气源产生组件5和气源驱动机构6；

防堵塞增压机构3的工作端分别与气体输出组件2的进气口和连接管的出气口连接，连接管道4的进气口与气源产生组件5的出气端连接，气源驱动机构6的输出端与气源产生组件5的受力端连接；

首先通过工作人员将污水加入进曝气池1，当污水进入到曝气池1内时，由于污水中存在臭味或二氧化碳和硫化氢等有害气体，所以此时需要通过本设备将水和空气进行充分接触以交换奇台物质和取出水中挥发性物质，所以此时气源驱动机构6开始工作，气源驱动机构6开始工作，气源驱动机构6的工作端开始高速进行旋转，并且气源驱动机构6的工作端带动气源产生组件5开始工作，气源产生组件5开始将大量的空气通过连接管道4注入进气体输出组件2，气体输出组件2位于曝气池1的内部，并且气体输出组件2的工作端有多个，多个气体输出组件2同时开始将空气喷射至曝气池1内部，该气体在气相中的分压和在液相中的浓度、温度、两相界面面积和水的组成等，在相同温度和分压下，一种气体在水中的溶解度常称平衡浓度是恒定的；当该气体的浓度大于平衡浓度时，则从水中逸出；小于平衡浓度时，气体溶入水中，污水中由于藻类、原生动物和浮游生物的繁殖或动植物残体的腐烂而有臭味，致臭物质通常是挥发性有机物，通过多个气体输出组件2同时进行发射高压空气，空气中的氧溶解于水中，而水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中，而为了控制水中的溶解氧含量和防止长时间曝气污泥没有足够要消耗的营养，从而导致污泥自身氧化而解体，所以需要根据污水的类型而进行间断式曝气，控制好曝气的时长和间断的时长，由于曝气池1内会存在污染物、杂质、污泥等等，所以在气体输出组件2进行输出时其工作端可能会被污染物附着，所以此时防堵塞增压机构3开始工作，防堵塞增压机构3的工作端向气体输出组件2的进气口连续不断内的推入空气，空气通过气体输出组件2的的进气口到达气体输出组件2的工作端，气体输出组件2工作端的污染物被高压气体推离气体输出组件2的工作端，气体输出组件2的工作端重新恢复通畅。

气体输出组件2包括有三通管2a、第一吹气头2b、第二吹气头2c、滤网2d和第一电磁阀2e，三通管2a的进气口与防堵塞增压机构3的工作端连接，第一吹气头2b和第二吹气头2c分别安装于三通管2a的另外两端，滤网2d均安装于第一吹气头2b和第二吹气头2c的出气端，第一电磁阀2e安装于三通管2a的进气口；

第一电磁阀2e打开，空气由三通管2a的进气口进入，然后空气到达第一吹气头2b和第二吹气头2c的出气口，最后空气通过滤网2d后进入曝气池1内。

防堵塞增压机构3包括有三头管3a、偏心转组件3b、压气组件3c和第二电磁阀3d，三头管3a为三个连通的管道，两个管道共轴线设置，这两个管道分别是进气口和出气口，另一个管道轴线垂直于进气口和出气口设置，这个管道为安装管，偏心转组件3b安装于安装管处，压气组件3c的受力端与偏心转组件3b的工作端连接，压气组件3c的工作端位于安装管内，并且压气组件3c的工作方向垂直于进气口和出气口，第二电磁阀3d安装于三头管3a的进气口；

在第一吹气头2b和第二吹气头2c未堵塞的时候，空气由三头管3a的进气口进入继而通过三头管3a的出气口再到达三通管2a的进气口，三头管3a在正常情况下起到中间通道的作用，防堵塞增压机构3开始工作，第二电磁阀3d关闭，偏心转组件3b开始工作，偏心转组件3b的工作端带动压气组件3c的受力端开始转动，压气组件3c的工作端开始在三头管3a的安装管内不断的做往复推拉动作，使三头管3a与三通管2a连通的空气快速搅动，由于滤网2d的存在污染物不会进入，但是会被进入管道内的水和空气的推动作用脱离滤网2d的表面。

偏心转组件3b包括有固定座3b1、第一伺服电机3b2和偏心块3b3，固定座3b1安装于三头管3a的安装管开口处，固定座3b1内设有工作空间，第一伺服电机3b2安装于固定座3b1外，偏心块3b3位于工作空间内，并且偏心块3b3的受力端与第一伺服电机3b2的输出端连接；

偏心转组件3b开始工作，第一伺服电机3b2开始工作，第一伺服电机3b2的工作端带动偏心块3b3转动，偏心块3b3带动压气组件3c的受力端开始转动，压气组件3c的工作端沿三头管3a的安装管轴线不断地做推拉动作，固定座3b1用于固定和支撑。

压气组件3c包括有连动杆3c1和压头3c2，连动杆3c1的一端位于固定座3b1的工作空间内并且与偏心块3b3的外缘铰接，连动杆3c1的另一端位于三头管3a的安装管内，压头3c2位于三头管3a的安装管内，并且压头3c2与连动杆3c1铰接；

连动杆3c1的受力端受到带动后开始围绕偏心块3b3的外缘进行旋转，连动杆3c1的另一端沿三头管3a的安装管进行直线往复运动，压头3c2将三头管3a内的空气进行推动和拉回。

气源产生组件5包括有箱体5a、盖板5b和空气传动组件6a5c，箱体5a的一侧开孔并与连接管道4的进气口连接，箱体5a的一侧开口，盖板5b位于箱体5a的开口处并且与箱体5a固定连接，空气传动组件6a5c位于箱体5a的内部，并且空气传动组件6a5c与盖板5b可转动连接，空气传动组件6a5c的受力端与气源驱动机构6的输出端连接，盖板5b上设有吸风孔5b1；

气源驱动驱动机构开始工作，气源驱动机构6的工作端带动传动组件6a开始转动，传动组件6a受力端其工作端在箱体5a内开始转动并通过盖板5b的吸风孔5b1将空气吸入，然后通过箱体5a的开孔将空气源源不断输送至连接管道4内。

空气传动组件6a5c包括有叶轮5c1、轴承5c2和连接杆5c3，叶轮5c1位于箱体5a的内部，连接杆5c3的一端与叶轮5c1固定连接，连接杆5c3的另一端通过轴承5c2与盖板5b可转动连接；

气源驱动驱动机构开始工作，气源驱动机构6的工作端带动连接杆5c3开始转动，连接杆5c3转动带动叶轮5c1，叶轮5c1转动并通过盖板5b的吸风孔5b1将空气吸入，然后通过箱体5a的开孔将空气源源不断输送至连接管道4内，轴承5c2用于连接杆5c3的可转动连接。

气源驱动机构6包括有传动组件6a、旋转增速组件6b和第二伺服电机6c，第二伺服电机6c安装于旋转增速组件6b上，并且第二伺服电机6c的输出端与旋转增速组件6b的受力端连接，传动组件6a的受力端与旋转增速组件6b输出端连接，传动组件6a的输出端与连接杆5c3连接；

气源驱动机构6开始工作，第二伺服电机6c开始工作，第二伺服电机6c的工作端带动旋转增速组件6b的受力端开始转动，旋转增速组件6b的将第二伺服电机6c的转速放快，旋转增速组件6b的输出端带动传动组件6a将高转速传输给连接杆5c3。

传动组件6a包括有第一同步轮6a1、第二同步轮6a2和同步带6a3，第一同步路安装于旋转增速组件6b的输出端，第二同步轮6a2安装于连接杆5c3的受力端，第一同步轮6a1和第二同步轮6a2之间通过同步带6a3同步连接；

旋转增速组件6b的输出端带动第一同步轮6a1开始转动，第一同步轮6a1通过同步带6a3带动第二同步轮6a2开始转动，第二同步轮6a2带动连接杆5c3开始转动。

旋转增速组件6b包括有壳体6b1、第一转轴6b2、第一齿轮6b3、第二转轴6b4和第二齿轮6b5，第一转轴6b2和第二转轴6b4均安装于壳体6b1内，第一转轴6b2和第二转轴6b4轴线平行设置，第一转轴6b2和第二转轴6b4均与壳体6b1可转动连接，第一齿轮6b3位于壳体6b1内，并且第一齿轮6b3安装于第一转轴6b2上，第二齿轮6b5位于壳体6b1内，第二齿轮6b5安装于第二转轴6b4上，第一齿轮6b3与第二齿轮6b5啮合，第一齿轮6b3的直径大于第二齿轮6b5的直径，第一转轴6b2与第二伺服电机6c连接，第二转轴6b4与第一同步轮6a1连接；

第二伺服电机6c开始工作，第二伺服电机6c带动第一转轴6b2开始转动，第一转动带动第一齿轮6b3开始转动，第一齿轮6b3带动第二齿轮6b5开始转动，第一齿轮6b3的直径大于第二齿轮6b5，所以第一齿轮6b3旋转一圈使第二齿轮6b5旋转大于一圈，致使旋转速度产生的加快，第二齿轮6b5带动第二转轴6b4转动，第二转轴6b4带动第一同步轮6a1转动。

本发明工作原理：首先通过工作人员将污水加入进曝气池1，当污水进入到曝气池1内时，由于污水中存在臭味或二氧化碳和硫化氢等有害气体，所以此时需要通过本设备将水和空气进行充分接触以交换奇台物质和取出水中挥发性物质，所以此时气源驱动机构6开始工作，气源驱动机构6开始工作，第二伺服电机6c开始工作，第二伺服电机6c带动第一转轴6b2开始转动，第一转动带动第一齿轮6b3开始转动，第一齿轮6b3带动第二齿轮6b5开始转动，第一齿轮6b3的直径大于第二齿轮6b5，所以第一齿轮6b3旋转一圈使第二齿轮6b5旋转大于一圈，致使旋转速度产生的加快，第二齿轮6b5带动第二转轴6b4转动，第二转轴6b4带动第一同步轮6a1转动,第一同步轮6a1通过同步带6a3带动第二同步轮6a2开始转动，第二同步轮6a2带动连接杆5c3开始转动,连接杆5c3转动带动叶轮5c1，叶轮5c1转动并通过盖板5b的吸风孔5b1将空气吸入，然后通过箱体5a的开孔将空气源源不断输送至连接管道4内，然后空气由三头管3a的进气口进入继而通过三头管3a的出气口再到达三通管2a的进气口，然后空气到达第一吹气头2b和第二吹气头2c的出气口，最后空气通过滤网2d后进入曝气池1内，空气喷射至曝气池1内部，该气体在气相中的分压和在液相中的浓度、温度、两相界面面积和水的组成等，在相同温度和分压下，一种气体在水中的溶解度常称平衡浓度是恒定的；当该气体的浓度大于平衡浓度时，则从水中逸出；小于平衡浓度时，气体溶入水中，污水中由于藻类、原生动物和浮游生物的繁殖或动植物残体的腐烂而有臭味，致臭物质通常是挥发性有机物，通过多个气体输出组件2同时进行发射高压空气，空气中的氧溶解于水中，而水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中，而为了控制水中的溶解氧含量和防止长时间曝气污泥没有足够要消耗的营养，从而导致污泥自身氧化而解体，所以需要根据污水的类型而进行间断式曝气，控制好曝气的时长和间断的时长，由于曝气池1内会存在污染物、杂质、污泥等等，所以在气体输出组件2进行输出时其工作端可能会被污染物附着，所以此时防堵塞增压机构3开始工作，第二电磁阀3d关闭，偏心转组件3b开始工作，偏心转组件3b开始工作，第一伺服电机3b2开始工作，第一伺服电机3b2的工作端带动偏心块3b3转动，偏心块3b3带动连动杆3c1，连动杆3c1的受力端受到带动后开始围绕偏心块3b3的外缘进行旋转，连动杆3c1的另一端沿三头管3a的安装管进行直线往复运动，压头3c2将三头管3a内的空气进行推动和拉回，使三头管3a与三通管2a连通的空气快速搅动，由于滤网2d的存在污染物不会进入，但是会被进入管道内的水和空气的推动作用脱离滤网2d的表面，气体输出组件2的工作端重新恢复通畅。