[發(fā)明專(zhuān)利]風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210359025.1
• 申請(qǐng)日: 2012-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102874940A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧金鎖;閆帥軍;段飛飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F7/00
• 分類(lèi)號(hào): C02F7/00
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境工程科學(xué)領(lǐng)域的一種設(shè)備，具體的說(shuō)是一種風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備。?

背景技術(shù)

隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水體污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，水體中的溶解氧（DO）的含量下降，造成了許多環(huán)境問(wèn)題。水體中的DO含量是衡量水體水質(zhì)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)，水中DO是維持水生生態(tài)平衡和有機(jī)物進(jìn)行分解的條件。DO含量不足將直接威脅到水中生物的生長(zhǎng)；若DO耗盡，則水中有機(jī)物將在厭氧條件下產(chǎn)生分解，使水質(zhì)發(fā)臭。水體中的DO主要來(lái)源于水和氣之間的物理作用過(guò)程，亦即大氣復(fù)氧。然而，眾多學(xué)者在研究高速水流通過(guò)泄水建筑物的時(shí)候如閘，堰等水流的強(qiáng)烈紊動(dòng)和摻氣會(huì)使水體的溶解氧量有明顯的提高，有時(shí)候甚至出現(xiàn)超飽和現(xiàn)象。隨著人們對(duì)氣泡復(fù)氧的深入研究，各類(lèi)氣泡曝氣技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境工程中。如臭氧曝氣，空壓機(jī)曝氣等各式各樣的設(shè)備，現(xiàn)有的充氧設(shè)備共同特點(diǎn)：?

（1）攪動(dòng)水體，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“一種垂直軸風(fēng)力曝氣機(jī)”（公告號(hào)CN102225810A）借助表面葉片撥動(dòng)水體增加水氣接觸面積，增加水體溶解氧向下層水體擴(kuò)散。?

（2）將水分散為小水滴，噴入氣相，增大氣水接觸面積，提高溶解溶解氧含量。如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“氣壓水汽自控曝氣機(jī)”。?

（3）負(fù)壓吸氣，令氣泡分散為微氣泡壓入水中。如“風(fēng)力水體充氧機(jī)”中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)（授權(quán)公告號(hào)CN?2501877Y），充分利用微氣泡在水體中的溶解原理增大水體溶解氧含量。?

一些傳統(tǒng)的增氧方式有，水泵遠(yuǎn)距離抽送復(fù)氧，大型風(fēng)輪攪動(dòng)復(fù)氧，水?流跌坎階梯流等設(shè)備。近年來(lái)隨著環(huán)境科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的充氧設(shè)備被應(yīng)用在實(shí)踐中，如，武漢科技大學(xué)經(jīng)過(guò)四年的努力，研發(fā)的“太陽(yáng)能湖水凈化技術(shù)及設(shè)備”并在武漢市部分湖泊應(yīng)用，“一種風(fēng)光互補(bǔ)曝氣充氧機(jī)的控制保護(hù)裝置”在實(shí)踐中效果很好。眾多曝氣充氧設(shè)備或多或少存在一些缺陷或不足，主要是：?

（1）曝氣不充分。旨在依靠風(fēng)力實(shí)現(xiàn)水體表層曝氣，未能考慮底部水體的對(duì)流交換充氧，未能改變深層水體總?cè)芙庋鹾俊?

（2）充氧面積小。目前眾多工藝設(shè)備僅考慮設(shè)備作用范圍之內(nèi)水體的復(fù)氧量，未能滿足大面積水體復(fù)氧和水體上下層循環(huán)。?

（3）能耗大，操作復(fù)雜。一些設(shè)備依靠外在電力，柴油發(fā)電機(jī)等外在能源，忽視了自然資源風(fēng)能，裝置基本結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易操作。還有采用一些設(shè)備風(fēng)電互補(bǔ)的方式，不僅投資大而且操作極其復(fù)雜。?

（4）效果不佳，不易管理。依靠表層曝氣，忽略深層水體，在本質(zhì)上不可能達(dá)到改善水體，凈化水質(zhì)的目的。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種多功能的風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備。?

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下技術(shù)解決方案：?

一種風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備，其特征在于，包括豎向傳力軸，在豎向傳力軸由上至下依次安裝有風(fēng)輪，小齒輪轉(zhuǎn)換裝置、動(dòng)力連接系統(tǒng)、產(chǎn)氣囊、浮伐系統(tǒng)、大齒輪轉(zhuǎn)換裝置和固定塊，其中，小齒輪轉(zhuǎn)換裝置外端有與動(dòng)力連接系統(tǒng)連接的N字形鋼條，大齒輪轉(zhuǎn)換裝置包括齒輪箱，齒輪箱中有主齒輪和副齒輪，主齒輪與副齒輪相嚙合，主齒輪與豎向傳力軸相連接，副齒輪與橫向傳力軸連接，在橫向傳力軸兩端，安裝有一對(duì)葉片方向相反的推流葉輪，齒輪箱表面安裝微曝氣頭。?

本發(fā)明的風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備，與目前開(kāi)發(fā)和使用的同類(lèi)設(shè)備相比，?具有以下多方面的創(chuàng)新和優(yōu)點(diǎn)：?

（1）曝氣充分。通過(guò)產(chǎn)氣囊將空氣壓入底部缺氧態(tài)水體，旋轉(zhuǎn)的推流葉輪將大氣泡破碎，均勻分布?xì)馀菖c水體接觸，充分增加汽水接觸面積，提高曝氣效果。?

（2）淺層水體充氧接觸面積大。通過(guò)風(fēng)輪將淺層水體向表層水體流動(dòng)的相反方向攪動(dòng)。充分考慮風(fēng)力的影響，通過(guò)方向相反安裝的推流葉輪，將底部上升的汽水混合水體向表層水體相反方向推流，增加未飽和水體與表層飽和水體的充分接觸。?

（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。充分考慮自然能源風(fēng)力，通過(guò)風(fēng)輪積聚動(dòng)能，帶動(dòng)豎向傳力軸，從而攪動(dòng)水體，不僅節(jié)省資源，而且環(huán)保。裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作容易，不需人為高頻率的察看。?

(4）結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。適用于一些湖泊，景觀湖河道等，不僅外觀漂亮，而且容易裝飾成湖泊的美化構(gòu)筑物，材料要求低，便于組裝攜帶。?

（5）充分利用自然能源。將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能用于推動(dòng)水流。?

（6）氣泡復(fù)氧效果好。將空氣輸送到底部，旋轉(zhuǎn)的推流葉輪將大氣泡破碎，均勻分布到周?chē)w，汽水接觸面積大，富氧率高。?

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)充氧設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。?