螺旋杆增压多向推流曝气机的制作方法
【专利摘要】本实用新型的螺旋杆增压多向推流曝气机，属于废水污水净化处理的技术领域。结构有上承重台平板(38)上方装有高端风机(39)、富氧驱氮装置(43)和氧活化的激活装置(9)；上承重台平板(38)下方装有潜水电机(27)、增压推流装置(57)。是将装有稀土永磁环(6)的金属板条(8)扭曲成麻花状再弯曲成弹簧状的螺旋磁路的富氧驱氮装置。增压推流装置(57)中的空心螺杆轴(17)外侧壁上有弹簧形的螺旋叶片(31)，拉瓦尔筒(30)的腰部装有水磁化处理装置(16)。本实用新型使氧得到更充分的富聚；富氧空气充分被磁力线切割而被激活；螺旋杆增压推流装置增强污水向周边更远水域辐射扩散。
【专利说明】
螺旋杆増压多向推流曝气机
技术领域
[0001]本实用新型属于工业废水和生活污水净化处理的技术领域，涉及一种生物法对污水深度净化处理工艺中的螺旋形磁路多方向拦截氧的富氧驱氮和经多层垂直于氧流动方向的磁力线切割而被激活的氧来实现对污水进行曝气增氧的装置。
技术背景
[0002]目前污水处理行业面临的问题是国产污水处理成套设备与发达国家相比，存在很大差距。我国污水处理设备的综合生产能力远远不能满足国内需求。品种结构落后、品种少、开发能力弱。在众多产品中，一般机械产品和初级产品所占比重大，具有现代化水平的机电仪一体化装备较少或处于起步阶段。除大型环保骨干企业外，大多数企业缺乏新产品开发能力。产品质量差、技术水平低。35%_40%的产品相当于国际20世纪六七十年代的水平。现行的国产污水处理设备中，约有1/5属于限制生产或限期淘汰产品，约有2/5属于需要改造的产品。尽管国产污水处理设备有出口，但总的来说，出口设备技术含量不高，进口的类别、品种和地区较窄，在国际市场竞争力不强。
[0003]相关企业综合效益普遍偏低。除少数企业外，多数污水处理设备制造企业的经济效益较差，操作培训、售后服务工作不到位。设备成套和工程承保能力弱，能够承担污水处理工程承包设备成套的企业很少，大多数企业把主要精力放在自己比较适应的开发、制造成品领域，从事单机生产销售，从而使国产污水处理成套能力和工程总承包能力较弱，
[0004]发达国家污水处理设备目前已达到高度现代化水平。他们的污水处理行业具有以下特点:一是城市污水和工业废水处理设备以实现标准化、定型化、系列化和成套化，已构成门类齐全，商品化程度高的水处理设备工业。二是处理单元设备，如沉淀、过滤、萃取、吸附、微滤、电渗析等已形成专业化规模生产，品种、规格、质量相对稳定，性能参数可靠，用户选择十分方便。三是城市污水成套设备向大型化发展，工业废水处理设备随着工艺的成熟而趋于专业化、成套化。四是与水处理相配的风机、水栗、阀门等通用设备以逐步实现专业化设计，并组织生产，以满足特殊需要。五是水资源紧张、水体富营养化、饮水安全导致废水深度处理设备和消毒设备具有相当程度的发展。六是厌氧处理技术重新引起重视，促进了厌氧处理设备在高浓度有机废水处理上的应用。
[0005]在污水处理中存在着大量的微生物，它具有消化降解污水中复杂的有机物和有些品种的无机物，并将这些物质转化成为简单无毒无害的物质的能力。实践证明。利用微生物处理污水中有害的污染物质，具有投资少、效率高、操作简单、运行稳定、费用低、出水水质好、污泥沉降速度快、性能好、且可用做肥料等优点。在生物处理方法中，活性污泥法又以其基本没有臭味，处理所需时间短，处理增长率高等优点，具有极其重要的地位，在该方法中，曝气是不可缺少的，其作用是供应充足的氧，并对混合液进行搅拌，使活性污泥处于悬浮状态，以便与废水进行充分接触混合进行降解氧化，同时污泥里的絮状物也大量悬浮在污水中，搅拌和磁性处理能提供大量微小气泡，这些小气泡与水的界面存在较大的表面张力，于是在小气泡表面就吸附一层悬浮物，形成空心球漂浮在水面上，这就是气浮的作用，促进污泥的快速沉淀。
[0006]目前国内外常用的曝气方法有鼓风曝气法，机械搅拌法和射流曝气法等，但普遍存在充气能力和氧的利用率偏低，布气不均匀等缺点，经常堵塞和曝列，维修更换非常困难，其动力效益更低。到目前为止，国内外所有的曝气增氧装置的研发制造工艺都是原始的，全是简单，直接用机械方法，把普通空气送到水里，促使空气中的氧自然的混入水中，所以氧的利用率、机械的动力效率很低。
[0007]与本发明相近的现有技术是专利号为201410031267.7的发明专利，专利名称是“净化增氧气浮爆气装置”，采用超短轴，飞刀型强力推流，并有高端高压风机通过无涡流储存供气仓，调节供气量;再由无阻力导风管将富聚氧的高压空气大量送入供气仓，然后经过超短空心轴上的斜形吸气孔，进入超短空心轴内，在经过超短空心轴尾端的增压搅拌叶和该搅拌中心上的高速旋转被磁力线的切割和增压搅拌变成很微小的气泡。最后被这里的高度真空负压区强力的抽吸而进入水里，微小气泡里的被激活的氧就在这高速旋流的水里充分混合溶于水里。
[0008]还有与本实用新型相近的技术，专利申请号为201510697753.7，发明名称是“高梯度磁性场聚氧排氮强氧化双向推流曝气机”，申请日是2015年10月23日。其结构有方型承重台平板、上方装有防护罩、高压风机、和聚氧排氮装置;在方形承重台平板下方的球端圆柱型浮体和两个圆球型浮体，以及氧的激活装置；由进气优化分流三通、双端输出轴潜水电机、极短空心轴、螺旋推流器和水气搅拌叶、构成的双向推流曝气装置。各装置中的所有永磁体均采用中间轴向穿孔的稀土永磁环。本实用新型比现有技术提高了曝气增氧的效果，进而提高了污水净化效果;并且可以自身平衡，运行更平稳，提高使用寿命。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题就是改进现有技术存在的不足，设计出螺旋磁路的富氧驱氮装置43，具有螺旋型磁路设计，在有效的富氧空间里产生各方向高梯度强磁感应的磁力线，使氧在这里得到更充分的富聚;并且，被强力抽吸后送到具有若干层高磁感应强度的、垂直于富氧气流流动方向的磁力线所切割而激活的氧活化激活装置9里，再由此进入进气分流多通35。本实用新型还设计了一种螺旋杆增压推流装置57，属于容积压缩式推流，另部件很少，没有易损件，更没有不平衡惯性力，使本机可平稳地高速工作，实现无基础运转，可靠性高。
[0010]本实用新型还是以物理学为基础；以磁学、原子分子物理学、流体力学、空气动力学、微生物学为主导；围绕着本实用新型所涉及的空气中的氧气(O2)和污水中的水(H2O),在充分研究认识氧(O2)和水(H2O)的属性，进一步深入的研发成功螺旋杆增压多向推流曝气机。
[0011 ]本实用新型的具体技术方案如下:
[0012]一种螺旋杆增压多向推流曝气机，由下述结构组成:在上承重台平板38上方装有高端风机39、富氧驱氮装置43和氧活化的激活装置9;高端风机39从富氧驱氮装置43中抽吸出富氧空气，经过高端风机出气口 40和氧活化的激活装置进气口 47吹进氧活化的激活装置9里;在上承重台平板38外侧均布装有正四面体形浮体36;在上承重台平板38下方装有潜水电机27、增压推流装置57;所述的增压推流装置57，是由空心轴、空心轴外套装的供气仓32，空心轴壁开有的斜形进气长孔29，搅拌叶片18，拉瓦尔筒30构成;其特征在于，
[0013]所述的空心轴是空心螺杆轴17，空心螺杆轴17由空心轴体和盘旋在空心轴体外侧壁上的弹簧形的螺旋叶片31构成，搅拌叶片18安装在空心螺杆轴17的尾端内壁上；
[0014]所述的富氧驱氮装置43，是由中间有轴向穿孔的稀土永磁环6、安装稀土永磁环6的非导磁性金属板条8构成;非导磁性的金属板条8的两个面上装有一组组的稀土永磁环6，每组两个稀土永磁环6的异性磁极相对放置，靠短穿心螺丝50穿过稀土永磁环6轴向穿孔和非导磁性金属板条8上的孔使两个稀土永磁环6牢固定位，非导磁性的金属板条8同面上的各稀土永磁环6磁极方向相同；把非导磁性金属板条8扭曲成麻花状，再弯曲成圆环状的圈，然后再沿轴心线方向拉伸成为弹簧状，就成为螺旋磁路的富氧驱氮装置43;最后把扭曲的弹簧状的非导磁性金属板条8固定安装在支撑骨架44上；
[0015]所述的氧活化的激活装置9，由用导磁性金属制成的两端分别开有前置端进气口66和尾端出气口 63的氧活化的激活装置的壳体56、中间有轴向穿孔的稀土永磁环6、稀土永磁环的长穿心螺丝70构成;稀土永磁环的长穿心螺丝70上固定有一串中间有轴向穿孔的稀土永磁环6，相邻的中间有轴向穿孔的稀土永磁环6相对的磁极极性相同，之间由套在固定稀土永磁环长穿心螺丝70上的定位套管52隔离定位，定位套管52用非导磁性金属材料制成;稀土永磁环的长穿心螺丝70与氧活化的激活装置的壳体56同轴线安装，并与富氧空气流动方向平行。
[0016]本实用新型中所述的富氧驱氮装置43，用不锈钢丝网5保护，不锈钢丝网5上方罩有强力吸气钟形罩2，强力吸气钟形罩2顶端与高端风机39的进气口由强力吸气管42接通。
[0017]在氧活化的激活装置9中，固定稀土永磁环的长穿心螺丝70由定位圆形支架55中机翼型支撑杆54定位;在氧活化的激活装置的前置端进气口 66和尾端出气口 63处安装非导磁性金属材料制成的前置导流锥51和尾端导流锥53。
[0018]本实用新型的结构中还有下承重台平板22，潜水电机27和增压推流装置57在下承重台平板22上面并与下承重台平板22固定成一体;上承重台平板38与下承重台平板22之间安装有上支撑立柱11和下支撑立柱14，下支撑立柱14的一端固定在下承重台平板22上；上支撑立柱11和通过定位滑套34及锁定螺丝12再连接下支撑立柱14，能将潜水电机27定位于水下任一深度。
[0019]本实用新型所述的浮体，为正四面体形浮体36，通过承重杆37与上承重台平板38装接。
[0020]本实用新型所述的拉瓦尔筒30的腰部装有条形磁路的水磁化处理装置16;条形磁路的水磁化处理装置16在拉瓦尔筒30内部的磁力线与拉瓦尔筒30的轴线相垂直。
[0021]在本实用新型中氧活化的激活装置9的出气端流出的富氧气流，通过进气分流多通35，再分流到各个螺旋杆的增压推流装置57里。
[0022]所述的增压推流装置57，有若干个均布装在三角形或圆形下承重台平板22上，而且每个增圧推流装置全都向外推流。
[0023]有益效果:①本实用新型设计出螺旋磁路的富氧驱氮装置43，是一种新型的利用梯度磁性场对氧分子形成充分的拦截作用，来实现富聚氧的新方法，由于螺旋型磁路设计，在有效的富氧空间里产生各方向高梯度强磁感应的磁力线，空气中的氧分子的流动方向有极充分的机会与其垂直相遇，使氧在这里得到更充分的富聚，比其他磁分离富氧方法具有更高的富集氧的水平。②本实用新型设计的氧活化激活装置9中每个沿稀土永磁环径向辐射出来叠加的磁力线全沿着导磁率高而磁阻很小的壳体自动和相邻的异性磁力线构成回路，富氧空气被强力抽吸后送到许多层高磁感应强度的、垂直于富氧气流流动方向的磁力线所切割而被激活。③本实用新型设计一种螺旋杆增压推流装置57，属于容积压缩式推流，在螺旋杆空心轴17上的螺旋叶片31，对流体介质的推流量和推流压力比现有技术有所明显增强，污水流动能向周边更远水域辐射扩散曝气，效果更佳。④若干个螺旋杆增压推流装置57的均布安装和正四面体形浮体36的使用，另部件很少，没有易损件，更没有不平衡惯性力，使本机可平稳地高速工作，实现无基础运转，可靠性高，大修时间可达6?8万小时。⑤在拉瓦尔筒腰部安装条形磁路的水磁化处理装置16使污水受到了最佳的磁化效应，水表面张力，溶解性能都有提高，已经激活的氧分子溶解于磁性处理后有极性的水的亲和力加大，从而氧的转移率增加，污水里的溶解氧与污水充分溶解，很快达到饱和，增强了污水处理的效果O
【附图说明】
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[0024]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0025]图2为图1的俯视图。
[0026]图3为图1的富氧活化空气的流向和被增压推流的介质(污水)的流向示意图。
[0027]图4为图1的螺旋形磁路富氧驱氮装置结构示意图。
[0028]图5为图1中的螺旋磁路富氧驱氮装置的部件结构及磁力线分布图。
[0029]图6为图1中的氧活化的激活装置9结构示意图。
[0030]图7为图6中的固定稀土永磁环长穿心螺丝70在氧活化的激活装置9轴心线上定位的圆形支架55的示意图。
[0031]图8为图6中的磁力线49分布图。
[0032]图9为图8中的横截面剖视图。
[0033]图10为图1中的螺旋杆增压推流装置57的结构示意图。
[0034]图11螺旋杆增压推流装置水磁化处理纵剖面的磁力线分布示意图。
[0035]图12为图11的横剖面上磁力线分布图。
[0036]图13为图1中的正四面体形浮体36受风浪的冲击力的俯视示意图。
[0037]图14为图1中的正四面体形浮体36受风浪的冲击力的主视示意图。
[0038]图15为螺旋杆增压多向推流曝气机在大水域向周边辐射扩散效果示意图。
【具体实施方式】
[0039]现在结合说明书附图进一步说明本实用新型“螺施杆增压多向推流曝气机”的结构。
[0040]实施例1
[0041]参照图1和图2，图1是本实用新型的整体结构示意图，图2为图1的俯视图。图1和图2中，I是强力吸气钟形罩的吸气管;2是强力吸气钟形罩;3是不锈钢丝网的拉筋;4是螺旋形磁路富氧驱氮装置保护罩支撑立柱;5是保护富氧驱氮螺旋磁路装置的不锈钢丝网；6是中间有轴向穿孔的稀土永磁环;7是螺旋形磁路富氧驱氮装置的骨架拉筋;8是安装中间有轴向穿孔的稀土永磁环的非导磁性的金属板条;9氧活化的激活装置;10是氧活化的激活装置出气管；11是上支撑立柱；12是锁定螺丝；13是供气管；14是下支撑立柱；15是固定潜水电机法兰盘上的锥形罩；16是条形磁路的水磁化处理装置;20是拉瓦尔筒支脚;21是固定在法兰盘上的支撑底杆;22是三角形或圆形下承重台平板;23是潜水电机法兰盘;24是底脚;25是固定潜水电机的U形抱箍的底脚螺丝;26是固定潜水电机的U形抱箍;27是潜水电机;58是潜水电机轴；28是免润滑轴承;29是螺旋杆增压推流装置的空心螺杆轴横侧壁上的斜形进气长孔;57是螺旋杆增压推流装置(可以是若干个，图中画出的是3个)；30是拉瓦尔筒;31是螺旋杆空心轴上的螺旋形叶片;32是供气仓;33是花键;34是定位套管;35是供气分流多通;47是氧活化的激活装置进气管；36是正四面体形浮体;37是正四面体形浮体36连接三角形或圆形上承重台平板38的支撑杆，39是高端风机;40是高端风机的出气口；41是保护高端风机的不锈钢丝网;42是链接高端风机进气口的强力吸气管;43是螺旋磁路富氧驱氮装置;44是螺旋磁路的富氧驱氮装置的支撑骨架；图2中还有标记为18的搅拌叶片，安装在空心螺旋杆轴17的尾端内壁上。
[0042]本实用新型螺旋杆增压多向推流曝气机，在三角形或圆形上承重台平板38的上面装有螺旋磁路的富氧驱氮装置43，氧活化的激活装置9，高端风机39;自然流进螺旋磁路富气驱氮装置空间空气里的氧是顺磁性的物质，O2会迂到高强度的磁感应场和指向各个方向的高密度的磁力线，因此氧被拦截;而氮是抗磁性的物质，在这里不受拦截，可自由进出，所以这里就出现了富氧空气。在这螺旋磁路的富氧驱氮装置的上边有一个强力吸气的钟形罩2;钟形罩2的顶端装有强力吸气钟形罩的吸气管1、管的另一端链接高端风机进气口的强力吸气管42;高端风机的出气口 40连接氧活化的激活装置9的进气管47，当富氧空气进入氧活化的激活装置9时，因这里有前置导流锥和尾端导流锥，可以减少富氧空气的窝流损耗。供气分流多通35与空心轴外套装的供气仓32之间由供气管13连通，富氧空气由氧活化的激活装置9输出经供气分流多通35和供气管13进入供气仓32，再经空心螺旋杆轴横侧壁上的斜形进气长孔29进入螺旋杆增压推流装置57的空心螺杆轴17。有高端风机39的推送和螺旋杆增压推流装置的空心螺杆轴17的前端液体介质(污水)区域产生的真空负压的强力抽吸作用而高速地流出时，要穿过若干层高磁感应，高密度并且与富氧空气流动方向相垂直的磁力线(条形磁路的水磁化处理装置16产生的磁场)，这时富氧分子充分地被这些磁力线切割后被激活而活化;氧变得氧化能力增强了。即，大量的富氧又激活的空气通过氧活化的激活装置出气管10送进供气分流多通35，之后分别送进若干个螺旋杆增压推流装置里，再经搅拌叶片18与流体介质(污水)充分搅拌混合，这些富氧活化的O2通过转移而溶解进污水里。
[0043]本实用新型为了能漂浮在水面上运行，除了在三角形或圆形上承重台平板38下面通过承重杆37连接的正四面体形浮体36，还在三角形或圆形上承重台平板38下面还安装有若干个上支撑立柱11和通过定位滑套34，及锁定螺丝12，再连接下支撑立柱14;下支撑立柱14的一端固定在三角形或圆形下承重台平板22上;若干个螺旋杆增压推流装置57，潜水电机27通过固定潜水电机27的U形抱箍26的固定在三角形或圆形的下承重台平板22上;定位滑套34和锁定螺丝12是调整三角形或圆形下承重台平板22上潜水电机27在污水里的吃水深度。
[0044]实施例2
[0045]在实施例1的基础上，参照图3，这是本实用新型的富氧活化空气的流向和被增压推流后流体介质(污水)流向的示意图。图3中，46是富氧活化空气的流动方向，45是被磁化处理流体介质(污水)经增压推流后的流向，51为前置导流锥，53为尾端导流锥，前置导流锥51和尾端导流锥53分别装在氧活化的激活装置9的两端;其余标记的意义与图1、2相同。
[0046]高端风机39通过连接高端风机进气口的强力吸气管42、强力吸气钟形罩的吸气管
1、再通过吊挂在螺旋磁路的富氧驱氮装置43上方的强力吸气钟形罩2把螺旋磁路富氧驱氮装置43内有效空间的富氧空气强力的抽吸走，再通过高端风机出气口 40、氧活化的激活装置进气管47、送进氧活化的激活装置9里；富氧空气中的氧分子从氧活化的激活装置9中由前置进气口 66进来，迂到若干层高磁感应强度的、并且与氧流动方向相垂直的高密度的磁力线，这些氧分子会被高密度磁力线充分的切割，因此富氧空气在尾端出气口67流出去时氧就被激活而变得更活化。
[0047]这些富氧空气经过充分激活后又经过氧活化的激活装置出气管10，送进供气分流多通35、再经过若干条连接进气分流多通的供气管13分别送进若干个螺旋杆增压推流装置57里。在螺旋杆增压推流装置57里被增压推流的流体介质(污水)很大量的从拉瓦尔筒一端进入后被强力推流送出，形成旋流状态向外辐射，同时在搅拌叶片18周围产生高真空负压，被强力抽吸进来的富氧活化空气，被搅拌叶片18充分与污水搅拌混合;使得大量的活化氧与污水里得到高效率的转移，提高水里的快速溶解氧。
[0048]实施例3
[0049]在实施例1的基础上，参照图4，这是螺旋形磁路富氧驱氮装置的结构示意图，图中，38是上三角形或圆形承重台平板，44是螺旋形磁路富氧驱氮装置的骨架，7是螺旋形磁路富氧驱氮装置骨架拉筋，5是螺旋形磁路富氧驱氮装置的不锈钢丝保护网，4是螺旋形磁路富氧驱氮装置保护网罩的支架立柱，6是有中间轴向穿孔的稀土永磁环，8是安装中间有轴向穿孔稀土永磁环的非导磁性金属板条，50是固定稀土永磁环的短穿心螺丝。
[0050]本实用新型螺旋形磁路的富氧驱氮装置43所有的每一个有中间轴向穿孔的稀土永磁环6都必须在永磁环的轴心线方向上充磁。用固定稀土永磁环的短穿心螺丝50将中间有轴向穿孔的稀土永磁环6定位固定在安装中间有轴向穿孔的稀土永磁环的非导磁性金属板条8上，然后在把这安装有稀土永磁环的非导磁性金属板条，扭曲拧成麻花状，再弯曲成若干等径的圆环之后再沿着圆环的中心轴线方向拉伸，使这些圆环变成弹簧形状，最后再把这弹簧状的环固定在螺旋磁路富氧驱氮装置的支撑骨架44上(特别值得注意的是:必须使这些稀土永磁环的磁极性在非导磁性金属板条的同一面上是相同的磁极性，然后再把这非导磁性的金属板条8，扭曲拧成麻花状之前磁极性的指向是同一方向，同时这些稀土永磁环必须都装在非导磁性金属板条的两个面上)。这样每一个稀土永磁环的磁力线所指的方向都不相同，而是向上、下、左、右、前、后、斜……指向所有方向，这就是使流进这里的富氧空气的氧分子都会迂到与自己流动方向相垂直的磁力线，使每一个氧分子都能有充分的机会被拦截，从而达到最好的富氧效果。
[0051]图5是螺旋形磁路装置的非导磁性的金属板条8上安装好稀土永磁环的结构和磁力线分布图。图中，6是中间有轴向穿孔的稀土永磁环，8是安装中间有轴向穿孔稀土永磁环的螺旋形非导磁金属板条，49是磁力线，50是固定稀土永磁环的短穿心螺丝。非导磁性金属板条8两面的稀土永磁环6其相对的两个磁极是异性的，而两个稀土永磁环之间隙很小，其磁阻也就很小。因此这两个稀土永磁环的磁力线49就相吸引，这就在两个稀土永磁环的同轴心线方向上的空间产生了相当高的磁感应强度。
[0052]氧和氮的特性:氧的磁化率XmSl.9 X 10—6，而氮的磁化率XmS0.013 X 10—6，两者相差约150倍之多。随着温度的降低，氧的磁化率还将逐渐增高，到-183°C时，磁化率Xm将达到1520 X 10—5，就会更容易被磁场所吸引。因此从物质分类学来看，氧是顺磁性物质，具有趋磁效应，很容易被磁性拦截，而氮是抗磁性物质，即被磁性场排斥。空气中主要成分为氧和氮，其体积分别为21%和78%，如果能利用氧、氮的磁性之差，就可以达到从空气中制取比原来氧气浓度高的富氧空气。
[0053]本实用新型螺旋形磁路富氧驱氮装置是一种新型的利用梯度磁性场对氧分子形成拦截作用，来实现富聚氧的新方法。该螺旋形磁路的空间存在高梯度的磁性场，不仅有很高的磁感应强度而且还存在着经过叠加后指向所有方向的磁力线，使流入这磁性空间的空气中的氧分子的流动方向有极充分的机会与其垂直相遇，这就使得顺磁性的氧能充分发挥它的趋磁性(被磁性吸引)这样氧就被拦截，而氮是抗磁性，即不被拦截，氮可自由流入又可自由流出，从而实现氧的富集。
[0054]实验测得，当进出磁场空间的空气流量分别为40，20ml/min，气体温度为298K，磁感应强度与场强梯度乘积的最大值为563T2/m(磁极间距为Imm)时，氧气的富集量最大，达到了0.65 %。当气体温度升高到343K时，氧气的富氧量降至0.32%,当磁感应强度与场强梯度乘积的最大值减小为101T2/m(磁极间距4mm)时，氧气的富集量降至0.23%，实验结果显示进出磁场空间的空气流量存在一个最佳比值，使富氧量程度达到最大。实验条件下，该值在3.0左右。实验证明利用磁性拦截氧的方法被证明可以连续富集氧气，而且比其他磁分离富氧方法具有更高的富集氧的水平。
[0055]实施例4
[0056]在实施例1的基础上参照图6，这是氧活化的激活装置结构示意图。图中，9是氧活化的激活装置;56是氧活化的激活装置的壳体，是用良好导磁性的金属制成;66是前置端进气口，63是尾端出气口 ；6是中间有轴向穿孔的稀土永磁环；70是固定稀土永磁环的长穿心螺丝，这是用非导磁性金属材料制成的；51是前置导流锥，安装在氧活化激活装置的进气端，用非导磁性金属材料制成的；52是套在固定稀土永磁环长穿心螺丝70上的定位套管，用非导磁性金属材料制成的;53是尾端导流锥，这也是用非导磁性金属材料制成的，是安装在氧活化的激活装置出气口的尾端，前置导流锥51和尾端导流锥53是为消除由前置进气口流进来大量高速的富氧空气流时产生的涡流损耗而设置;55是定位圆形支架(参见图7)，用于将稀土永磁环的长穿心螺丝70固定在氧活化的激活装置里轴心线上，54是固定在圆形支架中的机翼形支撑杆，68是富氧活化空气的通路。
[0057]图7是氧活化的激活装置里固定稀土永磁环长穿心螺丝的中心定位圆形支架55的剖面示意图，图中，55是定位圆形支架，6是中间有轴向穿孔的稀土永磁环，9是氧活化的激活装置，70是固定稀土永磁环的长穿心螺丝，54是固定在圆形支架中的机翼形支撑杆，56是氧活化的激活装置壳体，68是富氧活化空气的通路。
[0058]所述的氧活化的激活装置9由若干个中间有轴向穿孔的稀土永磁环6靠固定稀土永磁环的长穿心螺丝70串连上，每两个稀土永磁环之间必须保持最佳距离，要用套在固定稀土永磁环的长穿心螺丝70上的定位套管52来保证稀土永磁环的精确的定位，为保证这串在固定稀土永磁环的长穿心螺丝70的若干个稀土永磁环处于氧活化的激活装置的轴向中心线上，固定稀土永磁环的长穿心螺丝70两端要有定位圆形支架55中机翼型支撑杆54。当富氧空气高速流过氧活化的激活装置9时，为了消除涡流损失，在进气口安装有前置导流锥51和尾端导流锥53，串在固定稀土永磁环的长穿心螺丝70上若干中间有轴向穿孔的稀土永磁环6，这些稀土永磁环每两个相对的磁极极性必须相同，第一个稀土永磁环和第二个稀土永磁环之间的磁极性都是S极，第二个稀土永磁环和第三个稀土永磁环的相对的磁极性就都是N极，这样两个S极同性相排斥两个N极同性也相互排斥，相互排斥的S极磁力线和相互排斥的N极的磁力线，都是沿着稀土永磁环的径向，向外辐射；当他们迂到氧活化的激活装置壳体56时，S极和N极就会构成回路，因为该壳体是良好导磁性材料制成，磁阻很小，在这里，其他稀土永磁环的磁路结构都是以此类推。
[0059]氧活化的激活装置及磁力线分布还可以可参见图8，图中，49是磁力线。在固定稀土永磁环的长穿心螺丝70上成串安装若干个稀土永磁环6;每相邻的两个稀土永磁环6相互对应的磁极必须是同极性，因同极性磁场相互排斥，同极性的磁力线相互叠加后沿着稀土永磁环的径向向外辐射，当遇到氧活化的激活装置壳体56时，正因为该壳体是用优良导磁性金属制成，所以每个沿稀土永磁环径向辐射出来叠加的磁力线全沿着导磁率高而磁阻很小的壳体自动和相邻的异性磁力线构成回路。
[0060]氧活化的激活装置及磁力线分布还可以可参见图9，图9是氧活化的激活装置和磁力线分布的横截面示意图，图中，49是磁力线。从图9可见:在中间有轴向穿孔的稀土永磁环6与氧活化的激活装置壳体56之间布满了特密的沿径向叠加的磁力线;这些叠加的磁力线49迂到氧活化的激活装置的壳体时N、S磁性极就构成回路，恰好这里又正是富氧活化空气高速流动的通路68，刚好经活化富氧空气里的氧分子高速通过的氧分子在流动的方向上遇到了特密的与其相垂直的磁力线，这些高速流出的氧分子就被这里与其相垂直的磁力线充分切割，氧的分子在这里就被激活了。
[0061 ] 实施例5
[0062]在实施例1的基础上参照图10，这是螺旋杆增压推流装置的示意图。图中，16是条形磁路的水磁化处理装置、60是拉瓦尔筒腰部、30是拉瓦尔筒、31是螺旋杆空心轴上的螺旋叶片、18是搅拌叶片、29是螺旋杆增压推流装置空心螺杆轴横侧壁的斜形进气长孔、17是螺旋杆增压推流装置的空心螺杆轴、20是拉瓦尔筒支脚、19是拉瓦尔筒的拉筋、27是潜水电机、23潜水电机法兰盘、15是固定在潜水电机法兰盘上的锥形罩、28是免润滑轴承、61是供气仓的进气口、32是供气仓、33是花键、58是潜水电机轴、21是固定在法兰盘上的支撑底杆。
[0063]螺旋杆增压推流装置的空心螺杆轴17由空心轴体和盘旋在空心轴体外侧壁上的弹簧形的螺旋叶片31构成，即在空心螺杆轴17靠近尾端安装有盘旋在空心轴体上的螺旋(弹簧形)的螺旋叶片31 ；空心螺杆轴17的前端通过花键33套装在潜水电机轴58上;在螺旋杆空心轴的尾端内壁上装有搅拌叶片18，这将对真空负压抽吸进来的富氧活化空气与液态介质(污水)充分搅拌使气泡变得更微小。所述的拉瓦尔筒30通过拉瓦尔筒支脚20安装在固定法兰盘上的支撑底杆21上，同时拉瓦尔筒还要靠拉瓦尔筒拉筋19固定在潜水电机法兰盘上的锥形罩15上;拉瓦尔筒30是套在空心螺杆轴上的螺旋叶片31上，间距越小越好，同时拉瓦尔筒的腰部60必须精确的对准空心螺杆轴上螺旋叶片31上。
[0064]大量的富氧活化空气进入进气分流多通35后，均匀的分流到若干条供气管13里，之后再把富氧活化空气输送到若干个供气仓32里;在安装有螺旋杆增压推流装置的空心螺杆轴17里，加上该空心螺杆轴的尾端是真空负压区，这些富氧活化的空气流就喷射到真空负压区，经过搅拌叶片18的搅拌后与污水充分溶解。
[0065]图11给出螺旋杆增压推流装置水磁化处理装置的纵剖面磁力线分布图，图12给出水磁化处理装置横剖面的磁力线分布图，图11、12中，45是被磁化处理介质(污水)经推流后的流向、49是磁力线，其余标记的意义同图10。当螺旋杆空心轴上的螺旋叶片31与拉瓦尔筒腰部60的内壁距离越小对液体介质(污水)的推流压力越大;螺旋叶片的外径越大，推流出的污水流量就越大，这里大量的污水被高压的推流就产生了高速度的向外流射;这向外流射污水的流动方向刚好和条形磁路的水磁化处理装置16的磁力线49正好垂直，污水受到了最佳的磁化效应，污水的水分子氢键变形就加大，就更显示出水分子的极性增强，这样的水表面张力，溶解性能都有提高。因此磁性处理后有极性的水就和已经激活的氧分子溶解于水的亲和力加大，从而氧的转移率增加;污水里的溶解氧加快，污水里的溶解氧很快达到饱和。参照图12可以进一步说明条形磁路的水磁化处理装置16的磁力线是垂直与高速流射(污水)方向相垂直的磁效应的效果。
[0066]螺旋杆增压推流装置是应用容积压缩原理，实践证明，对于流体介质的推流量和推流压力是空心螺旋杆轴上的有效长度(螺旋杆空心轴上的盘旋成弹簧状的螺旋叶片从头到尾端的距离)和空心螺旋杆上弹簧状的螺旋叶片的最大外径有关；即空心螺旋杆的有效长度越长对流体介质产生的压力就越大;空心螺旋杆轴上的弹簧状的螺旋形叶片的外径越大其对流体介质产生的推流量就越大。本实用新型零部件少，没有易损件，质量轻体积小，运转可靠、大修间隔可达5?8万小时，本机动力平衡性能好，没有不平衡惯性力；可高速平稳运转，非常适合于漂浮在水面上工作。
[0067]实施例6
[0068]在实施例1的基础上参照图13、14，这是正四面体形浮体36受风浪冲击力的示意图。其中的图13是正四面体形浮体36的俯视图。图中，62是正四面体形浮体36的吃水线、64是正四面体形浮体36靠近吃水线部分受风浪冲击较大、66是正四面体形浮体36顶部受风浪冲击最小、65是正四面体形浮体36的中部受风浪冲击动力较小。所以这是最理想的浮体，因为正四面体形浮体36工作时风浪越大受冲击越小。
[0069]这个正四面体形浮体36用料随便，只要具有适当强度、耐腐蚀、适当厚度、适用的尺寸，有四块等边三角形平板制成一个正四面体，接缝焊接或粘接，不能漏水也不能透气就成了正四面体形浮体36，用料便宜制造容易，成本很低。其中的图14是正四面体形浮体36的主视图。63是正四面体形浮体36底部的平面所受水的较大的浮力，这对于正四面体形浮体遭受较大冲击力时将产生很大的阻尼作用，使得本实用新型运行更平穏;62是正四面体形浮体36的吃水线，64是正四面体形浮体36靠近吃水线部分受风浪冲击较大。
[0070]实施例7
[0071]在实施例1的基础上，参照图15，这是螺旋杆增压多向推流曝气机在大水域里向周边辐射、扩散效果示意图，57是螺旋杆增压推流装置、38是上三角形或圆形承重台平板、43螺旋形磁路富氧驱氮装置、36是正四面体形浮体、27潜水电机、9是氧活化的激活装置、39是高端风机、59是被螺旋杆增压多向推流后液体介质(污水)向周边更远水域辐射.扩散曝气效果的污水流动状态。
[0072]本实用新型可以有若干个螺旋杆增压推流装置57在下三角形或圆形承重台平板上均布或对称安置，构成螺旋杆增压多向推流曝气机。本实用新型是由一整套共用的三角形或圆形承重台平板38、正四面体形浮体36、螺旋形磁路富氧驱氮装置43、高端风机39、氧活化的激活装置9等产生的富氧被激活的活化氧的空气经供气分流多通35;在这里经供气分流后，分别送到若干个连接供气分流多通的供气管13里，再分别把富氧激活而活化氧的空气分别输送到若干个螺旋杆增压推流装置57里、再由螺旋杆增压推流装置57的尾端喷射进污水里，经螺旋杆空心轴上的螺旋叶片增压推流后污水的流向以空心螺杆轴中心线方向形成扇形向拉瓦尔筒外端再向远方辐射扩散。本实用新型的若干个螺旋杆增压多方向推流装置的扇形辐射水域就自然形成整体的圆形曝气区域，越扩展越广阔。
【主权项】
1.一种螺旋杆增压多向推流曝气机，由下述结构组成:在上承重台平板(38)上方装有高端风机(39)、富氧驱氮装置(43)和氧活化的激活装置(9);高端风机(39)从富氧驱氮装置(43)中抽吸出富氧空气，经过高端风机出气口(40)和氧活化的激活装置进气口(47)吹进氧活化的激活装置(9)里;在上承重台平板(38)外侧装有浮体;在上承重台平板(38)下方装有潜水电机(27)、增压推流装置(57);所述的增压推流装置(57)，是由空心轴、空心轴外套装的供气仓(32)，空心轴壁开有的斜形进气长孔(29)，搅拌叶片(18)，拉瓦尔筒(30)构成;其特征在于， 所述的空心轴是空心螺杆轴(17)，空心螺杆轴(17)由空心轴体和盘旋在空心轴体外侧壁上的弹簧形的螺旋叶片(31)构成，搅拌叶片(18)安装在空心螺杆轴(17)的尾端内壁上； 所述的富氧驱氮装置(43)，是由中间有轴向穿孔的稀土永磁环(6)、安装稀土永磁环(6)的非导磁性金属板条(8)构成;非导磁性的金属板条(8)的两个面上装有一组组的稀土永磁环(6)，每组两个稀土永磁环(6)的异性磁极相对放置，靠短穿心螺丝(50)穿过稀土永磁环(6)轴向穿孔和非导磁性金属板条(8)上的孔使两个稀土永磁环(6)牢固定位，非导磁性的金属板条(8)同面上的各稀土永磁环(6)磁极方向相同；把非导磁性金属板条(8)扭曲成麻花状，再弯曲成圆环状的圈，然后再沿轴心线方向拉伸成为弹簧状，成为螺旋磁路的富氧驱氮装置(43);最后把扭曲的弹簧状的非导磁性金属板条(8)固定安装在支撑骨架(44)上； 所述的氧活化的激活装置(9)，由用导磁性金属制成的两端分别开有前置端进气口(66)和尾端出气口(63)的氧活化的激活装置的壳体(56)、中间有轴向穿孔的稀土永磁环(6 )、稀土永磁环的长穿心螺丝(70)构成;稀土永磁环的长穿心螺丝(70)上固定有一串中间有轴向穿孔的稀土永磁环(6)，相邻的中间有轴向穿孔的稀土永磁环(6)相对的磁极极性相同，之间由套在固定稀土永磁环的长穿心螺丝(70)上的定位套管(52)隔离定位，定位套管(52)用非导磁性金属材料制成;稀土永磁环的长穿心螺丝(70)与氧活化的激活装置的壳体(56)同轴线安装，并与富氧空气流动方向平行。2.按照权利要求1所述的螺旋杆增压多向推流曝气机，其特征在于，所述的富氧驱氮装置(43)，用不锈钢丝网(5)保护，不锈钢丝网(5)上方罩有强力吸气钟形罩(2)，强力吸气钟形罩(2)顶端与高端风机(39)的进气口由强力吸气管(42)接通。3.按照权利要求1所述的螺旋杆增压多向推流曝气机，其特征在于，在氧活化的激活装置(9)中，固定稀土永磁环的长穿心螺丝(70)由定位圆形支架(55)中机翼型支撑杆(54)定位;在氧活化的激活装置的前置端进气口(66)和尾端出气口(63)处安装非导磁性金属材料制成的前置导流锥(51)和尾端导流锥(53)。4.按照权利要求1所述的螺旋杆增压多向推流曝气机，其特征在于，结构中还有下承重台平板(22)，潜水电机(27)和增压推流装置(57)在下承重台平板(22)上面并与下承重台平板(22)固定成一体;上承重台平板(38)与下承重台平板(22)之间安装有上支撑立柱(11)和下支撑立柱(14)，下支撑立柱(14)的一端固定在下承重台平板(22)上;上支撑立柱(11)和通过定位滑套(34)及锁定螺丝(12)再连接下支撑立柱(14)，能将潜水电机(27)定位于水下任一深度。5.按照权利要求1所述的螺旋杆增压多向推流曝气机，其特征在于，所述的浮体，为正四面体形浮体(36)，通过承重杆(37)与上承重台平板(38)装接。6.按照权利要求1所述的螺旋杆增压多向推流曝气机，其特征在于，所述的拉瓦尔筒(30)的腰部装有条形磁路的水磁化处理装置(16);条形磁路的水磁化处理装置(16)在拉瓦尔筒(30)内部的磁力线与拉瓦尔筒(30)的轴线相垂直。7.按照权利要求1所述的螺旋杆增压多向推流曝气机，其特征在于，氧活化的激活装置(9)的出气端流出的富氧气流，通过进气分流多通(35)，再分流到各个螺旋杆增压推流装置(57)里。
【文档编号】C02F3/02GK205527962SQ201620138893
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】关品三, 李东升, 魏洪泉
【申请人】魏洪泉, 李东升