一种发射带有涡环气泡的射流曝气器

本发明涉及射流曝气器，特别涉及一种发射带有涡环气泡的射流曝气器。

背景技术：

1、射流曝气机是一种常用的气液混合设备，在污水处理技术领域中具有广泛的应用。它主要作用于曝气池中，通过将空气或空气引入污水中，增加废水中的溶解氧含量，为废水中的生物降解过程提供所需的氧气。氧气的供应可以促进微生物的活性和生长，加速污水中生物污染物的降解过程。在处理含油废水中，射流曝气机产生的微小气泡具有良好的附着性和浮力，可以与含油废水中的油水成分发生物理吸附和粘附作用，从而促进油水分离过程。气泡的上升作用和浮力能够将浮游的油水带到废水表面形成油层，便于后续的分离和处理。同时，射流曝气机还可以应用于工业废水处理、城市污水处理、海水养殖等领域，具有广阔的应用前景。

2、市场上的射流曝气机在进行使用时，氧气传递效率相对较低，部分氧气在曝气过程中逃逸或不能充分溶解在水中，影响曝气效果，而且气泡在水中运动距离太短，在短时间内浮到水面，这导致气泡中的氧气未能完全被水体吸收，使氧气的吸收率降低，且没有除去空气中的杂质，导致射流曝气机长时间使用后，容易堵塞，导致曝气机工作效率低。

技术实现思路

1、为解决现有射流曝气机氧气传递效率较低、氧气的吸收率较低的问题，本发明提供了一种发射带有涡环气泡的射流曝气器。

2、本发明采用以下技术方案实现：

3、本发明公开了一种发射带有涡环气泡的射流曝气器，包括水泵、高压鼓风机、若干根双层套管、若干个涡环产生装置。

4、水泵用于将待曝气水体从进水端加压输送到出水端。高压鼓风机用于将空气从进气端加压输送到出气端。若干根双层套管的一端与出水端/出气端连通，另一端伸入待曝气水体中。套管包括外层的外气管、位于内层的内水管。外气管与出气端连通，外气管、内水管之间的环形通道用于通气。内水管与出水端连通，内水管用于通水。若干个涡环产生装置一对一设置在套管上、用于形成涡环。涡环产生装置包括固定块、控制件。固定块设置有通孔。套管贯穿通孔，外气管与通孔接触处密封。外气管设置有周向的环形断口，环形断口位于固定块内。固定块对应环形断口设置有若干个移动堵块。控制件与移动堵块的外侧连接，用于控制移动堵块的移动。控制件控制移动堵块拼接在一起时，在环形断口处将环形通道封住。

5、移动堵块在控制件作用下间歇封住、打开环形通道，环形通道在套管伸入待曝气水体的一端间断形成高压气柱、内水管在套管伸入待曝气水体的一端形成水柱，并在待曝气水体内形成涡环气泡。

6、本发明通过设置双层套管，构建出并行的气路、水路，又在外气管留出环形断口、并采用可控的移动堵块对环形断口进行间歇封堵，使气路产生间断的高压气柱，水路则保持产生水柱，进而在待曝气水体内形成涡环气泡；涡环气泡和周围的水体滚动摩擦，前进阻力较小，靠气泡自己的旋转动能就能传递较远距离；而且涡环气泡还具有一定的推流效果，可以有效的增加射流曝气机给水中增氧的作用范围与氧气的溶解率；从而解决了现有射流曝气机氧气传递效率较低、氧气的吸收率较低的问题。

7、作为本发明再进一步的方案：内水管的水流速度v1大于环形通道的空气速度v2。

8、作为本发明再进一步的方案：固定块的内部对应环形断口周向设置有内槽，用于容纳移动堵块；移动堵块可在控制件作用下在内槽中移动。

9、作为本发明再进一步的方案：移动堵块的内侧还设置有密封垫。

10、作为本发明再进一步的方案：每个涡环产生装置中设置了对称的两个移动堵块，移动堵块均呈半环形；每个涡环产生装置的两个移动堵块相互靠近、拼接在一起时，构成一个包住内水管的环形结构、并覆盖住环形通道。

11、作为本发明再进一步的方案：内槽的壁面为对应移动堵块的弧面，用于辅助定位移动堵块。

12、每个涡环产生装置的两个移动堵块相互远离、并抵住弧面时，环形通道被打开。

13、作为本发明再进一步的方案：固定块外侧还设置有防水壳；控制件与移动堵块一对一设置；控制件为电磁伸缩器，其设置在防水壳内。

14、作为本发明再进一步的方案：电磁伸缩器包括电磁线圈、电磁铁芯、弹簧、电控制器。电磁线圈设置在固定块上。电磁铁芯设置在电磁线圈内、并可相对于电磁线圈来回移动。电磁铁伸入内插并与移动堵块连接。弹簧连接在移动堵块与弧面之间。电控制器用于控制电磁线圈通电进而控制电磁铁芯移动。

15、作为本发明再进一步的方案：水泵的进水端设置有过滤网。

16、作为本发明再进一步的方案：高压鼓风机连接有气压控制器，用于控制空气加压情况。

17、本发明具有如下有益效果：

18、1，本发明通过设置双层套管，构建出并行的气路、水路，又在外气管留出环形断口、并采用可控的移动堵块对环形断口进行间歇封堵，使气路产生间断的高压气柱，水路则保持产生水柱，进而在待曝气水体内形成涡环气泡；涡环气泡和周围的水体滚动摩擦，前进阻力较小，靠气泡自己的旋转动能就能传递较远距离；而且涡环气泡还具有一定的推流效果，可以有效的增加射流曝气机给水中增氧的作用范围与氧气的溶解率。

19、2，本发明通过产生涡环气泡，可以将空气与水体充分混合、并形成更多的气泡，这将增加气水接触面积，促进空气中的氧气溶解到水中。相比传统的气泡曝气方式，本发明产生的气泡更加细小，可以提供更大的气水接触界面，有利于提高溶氧效率。

20、3，本发明产生的涡环气泡，具有较小的尺寸和较强的动能，在水中可以更远地传输，这也意味着涡环气泡可以在水体中停留更长时间，从而提供更多的氧气传递机会。另外，相比较传统的气泡曝气方式，本发明产生的气泡能够在污水中更广泛地分布，使得溶氧效率更高。

21、4，本发明通过产生涡环气泡，能够促进水中的混合和悬浮颗粒的运动；通过涡流的作用，涡环气泡可以有效地搅动水体中的污染物和悬浮物质，使其更均匀地分布并提高污染物的接触率，这对于污水处理过程中的颗粒物悬浮、混合和生化反应等环节都具有积极的影响。

技术特征：

1.一种发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述内水管的水流速度v1大于环形通道的空气速度v2。

3.根据权利要求1所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述固定块的内部对应环形断口周向设置有内槽，用于容纳移动堵块；所述移动堵块可在控制件作用下在内槽中移动。

4.根据权利要求3所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述移动堵块的内侧还设置有密封垫。

5.根据权利要求3或4所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：每个涡环产生装置中设置了对称的两个移动堵块，移动堵块均呈半环形；每个涡环产生装置的两个移动堵块相互靠近、拼接在一起时，构成一个包住内水管的环形结构、并覆盖住环形通道。

6.根据权利要求5所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述内槽的壁面为对应移动堵块的弧面，用于辅助定位移动堵块；

7.根据权利要求1所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述固定块外侧还设置有防水壳；所述控制件与移动堵块一对一设置；所述控制件为电磁伸缩器，其设置在防水壳内。

8.根据权利要求7所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述电磁伸缩器包括：

9.根据权利要求1所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述水泵的进水端设置有过滤网。

10.根据权利要求1所述的发射带有涡环气泡的射流曝气器，其特征在于：所述高压鼓风机连接有气压控制器，用于控制空气加压情况。

技术总结
本发明涉及射流曝气器技术领域，特别涉及一种发射带有涡环气泡的射流曝气器。本发明包括水泵、高压鼓风机、若干根双层套管、若干个涡环产生装置。本发明通过设置双层套管，构建出并行的气路、水路，又在外气管留出环形断口、并采用可控的移动堵块对环形断口进行间歇封堵，使气路产生间断的高压气柱，水路则保持产生水柱，进而在待曝气水体内形成涡环气泡。本发明产生的涡环气泡和周围的水体滚动摩擦，前进阻力较小，靠气泡自己的旋转动能就能传递较远距离。而且涡环气泡还具有一定的推流效果，可以有效的增加射流曝气机给水中增氧的作用范围与氧气的溶解率。

技术研发人员：李新宇,余光海,廖煜民,张元昊
受保护的技术使用者：合肥工业大学智能制造技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14