本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備，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，小齒輪裝換裝置，動力連接系統(tǒng)，產(chǎn)氣囊，大齒輪轉(zhuǎn)換裝置、固定塊、微曝氣頭和推流葉輪，產(chǎn)氣囊在動力連接系統(tǒng)的作用下向底部輸送空氣，該設(shè)備在風(fēng)力作用下風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動能，經(jīng)過豎向傳力軸向攪動渦輪和產(chǎn)氣囊完成空氣的輸送，完成向底部輸送空氣，在攪動渦輪作用下淺層水流橫向擴撒，與表層水體對流交換，實現(xiàn)大面積水體擾動。結(jié)構(gòu)簡單布置緊湊，操作方便，節(jié)省能源，適用于湖泊，水塘水質(zhì)改善。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及環(huán)境工程科學(xué)領(lǐng)域的一種設(shè)備，具體的說是一種風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備。
技術(shù)介紹
隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水體污染問題日趨嚴(yán)重，水體中的溶解氧(DO)的含量下降，造成了許多環(huán)境問題。水體中的DO含量是衡量水體水質(zhì)狀況的一個重要指標(biāo)，水中DO是維持水生生態(tài)平衡和有機物進行分解的條件。DO含量不足將直接威脅到水中生物的生長；若DO耗盡，則水中有機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 要來源于水和氣之間的物理作用過程，亦即大氣復(fù)氧。然而，眾多學(xué)者在研究高速水流通過泄水建筑物的時候如閘，堰等水流的強烈紊動和摻氣會使水體的溶解氧量有明顯的提高，有時候甚至出現(xiàn)超飽和現(xiàn)象。隨著人們對氣泡復(fù)氧的深入研究，各類氣泡曝氣技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境工程中。如臭氧曝氣，空壓機曝氣等各式各樣的設(shè)備，現(xiàn)有的充氧設(shè)備共同特點(I)攪動水體，如中國專利申請“一種垂直軸風(fēng)力曝氣機”(公告號CN102225810A)借助表面葉片撥動水體增加水氣接觸面積，增加水體溶解氧向下層水體擴散。(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。如中國專利申請“氣壓水汽自控曝氣機”。(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”中國專利申請(授權(quán)公告號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，水泵遠距離抽送復(fù)氧，大型風(fēng)輪攪動復(fù)氧，水流跌坎階梯流等設(shè)備。近年來隨著環(huán)境科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的充氧設(shè)備被應(yīng)用在實踐中，如，武漢科技大學(xué)經(jīng)過四年的努力，研發(fā)的“太陽能湖水凈化技術(shù)及設(shè)備”并在武漢市部分湖泊應(yīng)用，“一種風(fēng)光互補曝氣充氧機的控制保護裝置”在實踐中效果很好。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(I)曝氣不充分。旨在依靠風(fēng)力實現(xiàn)水體表層曝氣，未能考慮底部水體的對流交換充氧，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)上不可能達到改善水體，凈化水質(zhì)的目的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本專利技術(shù)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。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本專利技術(shù)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，安裝有一對葉片方向相反的推流葉輪，齒輪箱表面安裝微曝氣頭。本專利技術(shù)的風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)曝氣設(shè)備，與目前開發(fā)和使用的同類設(shè)備相比，具有以下多方面的創(chuàng)新和優(yōu)點(I)曝氣充分。通過產(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，均勻分布氣泡與水體接觸，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。通過風(fēng)輪將淺層水體向表層水體流動的相反方向攪動。充分考慮風(fēng)力的影響，通過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)簡單，造價低。充分考慮自然能源風(fēng)力，通過風(fēng)輪積聚動能，帶動豎向傳力軸，從而攪動水體，不僅節(jié)省資源，而且環(huán)保。裝置構(gòu)造簡單，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)化為動能用于推動水流。(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,均勻分布到周圍水體，汽水接觸面積大，富氧率高。附圖說明圖I是本專利技術(shù)的風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)充氧設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是大齒輪轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是產(chǎn)氣囊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是動力連接系統(tǒng)示意圖。以下結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進一步的詳細說明。具體實施例方式如圖I所示，本實施例給出一種風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)充氧設(shè)備的結(jié)構(gòu)，包括豎向傳力軸10，在豎向傳力軸10由上至下依次安裝有風(fēng)輪1，小齒輪轉(zhuǎn)換裝置2，動力連接系統(tǒng)3，產(chǎn)氣囊4，浮伐系統(tǒng)5，大齒輪轉(zhuǎn)換裝置6，推流渦輪7，固定塊8，橫向傳力軸9，其中，大齒輪轉(zhuǎn)換裝置6包括齒輪箱64，齒輪箱64中有主齒輪61和副齒輪62，主齒輪61與豎向傳力軸10相連接，副齒輪62與橫向傳力軸9連接，在橫向傳力軸9兩端，安裝有一對葉片方向相反的推流渦輪7，該推流渦輪7與橫向傳力軸9之間采用螺紋連接，齒輪箱64表面安裝微曝氣頭65。本實施例中，風(fēng)輪I由均勻分布的三組葉片組成，葉片采用流線型設(shè)計，可根據(jù)實際需求確定葉片的大小及彎曲度，用固定盤12固定在豎向傳力軸10上。參見圖2，大齒輪轉(zhuǎn)換裝置6包括齒輪箱64，在齒輪箱64中有主齒輪61和副齒輪62，主齒輪61和副齒輪62嚙合，副齒輪62兩側(cè)通過連接軸承63與橫向傳力軸9相連接。主齒輪61憑借固定于齒輪箱64上下表面的傳力軸10固定在箱體內(nèi)。副齒輪62憑借固定于齒輪箱64左右兩側(cè)的橫向傳力軸9固定在齒輪箱64內(nèi)，齒輪箱64外表面安裝有微曝氣頭65。參見圖3，產(chǎn)氣囊4包括有內(nèi)外兩層橡膠(31，32)，在產(chǎn)氣囊4上有吸氣閥和出氣閥，吸氣閥和出氣閥均依靠內(nèi)外壓差設(shè)計。 兩層橡膠囊(31，32)外形相似，且外橡膠囊31與內(nèi)橡膠囊32密封連接，外橡膠囊31與內(nèi)橡膠囊32之間形成空腔，內(nèi)橡膠囊32頂部內(nèi)側(cè)連接軸承33 ;傳力軸10穿過軸承33，產(chǎn)氣囊4在動力連接系統(tǒng)4的作用下實現(xiàn)伸縮，在動力連接系統(tǒng)5壓縮過程中，吸氣閥中由彈簧連接的鋼球35壓縮鋼片36密封吸氣口，出氣閥在氣壓的作用下鋼片壓縮彈簧連接的鋼球，將出氣口打開，將橡膠囊31內(nèi)的氣體輸送出去。在動力連接系統(tǒng)3的拉伸過程中，橡膠囊31內(nèi)的壓強遠小于外界壓強，在壓差作用下吸氣閥內(nèi)鋼片36在壓力作用下擠壓彈簧連接的鋼球35將吸氣口打開使得外界氣體順利進入橡膠囊31內(nèi)，此時在出氣閥內(nèi)輸氣管內(nèi)的壓強遠大于橡膠囊內(nèi)的壓強，在彈簧連接的鋼球作用下將擠壓鋼片將出氣口關(guān)閉，防止輸氣管內(nèi)的氣體回流到橡膠囊內(nèi)。軸承34連接在內(nèi)外橡膠囊(31、32)底部，起固定作用，最底層的固定板37固定橡膠囊整體部分，固定板37的中心連接有軸承。參見圖4，動力連接系統(tǒng)3上部的連接桿43連接小齒輪轉(zhuǎn)換裝置2外端的N字型鋼條，在小齒輪轉(zhuǎn)換裝置2旋轉(zhuǎn)的時候，連接在外端的N字型鋼條做圓周運動，在運動過程中，動力連接系統(tǒng)3驅(qū)動連接桿43上下運動，傳力軸10芽過軸承41,軸承41兩端連接固定板42，固定板42末端向下連接搖擺板44的中心軸連器，搖擺板44的兩端分別連接連接桿(43，45)。該風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)充氧設(shè)備的工作原理是在風(fēng)力作用下，風(fēng)輪I順時針旋轉(zhuǎn)，帶動豎向傳力軸10順時針旋轉(zhuǎn)，在豎向傳力本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種風(fēng)力直驅(qū)循環(huán)充氧設(shè)備，其特征在于，包括豎向傳力軸（10），在豎向傳力軸（10）由上至下依次安裝有風(fēng)輪（1），小齒輪轉(zhuǎn)換裝置（2），動力連接系統(tǒng)（3），產(chǎn)氣囊（4），浮伐系統(tǒng)（5），大齒輪轉(zhuǎn)換裝置（6）和固定塊（8）；其中，小齒輪轉(zhuǎn)換裝置（2）外端有與動力連接系統(tǒng)（3）連接的N字形鋼條；大齒輪轉(zhuǎn)換裝置（6）包括齒輪箱（64），齒輪箱（64）中有主齒輪（61）和副齒輪（62），主齒輪（61）與副齒輪（62）相嚙合，主齒輪（61）與豎向傳力軸（10）相連接，副齒輪（62）與橫向傳力軸（9）連接，在橫向傳力軸（9）兩端，安裝有一對葉片方向相反的推流葉輪（7），齒輪箱（64）表面安裝微曝氣頭（65）。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧金鎖，閆帥軍，段飛飛，
申請(專利權(quán))人：西安建筑科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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