專利名稱：超大量水的凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水質(zhì)原位修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及水質(zhì)原位修復(fù)時使 用的凈化裝置。
背景技術(shù)：
對水庫、湖泊的水質(zhì)進行原位修復(fù)，采用的裝置有兩類 一類是在湖底布置穿孔導(dǎo)氣管，用空氣壓縮機向湖底的穿孔導(dǎo)氣 管中輸入壓縮空氣，在水中產(chǎn)生大量的小氣泡，進行曝氣，從而混合 上、下水層，提高下層水體溶解氧濃度，改善水質(zhì)。湖底布設(shè)穿孔導(dǎo) 氣管的研究較多，技術(shù)也較成熟，但是這種設(shè)備的效率較低。
另一類是在水中布置空氣揚水筒，空氣揚水筒的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 請參照圖l，空氣揚水筒具有筒體l、筒座2、充氣室3，充氣室
3具有內(nèi)、外兩個環(huán)形腔，外側(cè)的為水封腔4，內(nèi)側(cè)的為壓水腔5，水 封腔4的底面敞口，壓水腔5四周封閉，在壓水腔5與筒座2之間設(shè) 置有曝氣室6，曝氣室6套在筒座2上，壓縮空氣由進氣嘴7進入水 封腔4中，水封腔4中的水位開始下降，當(dāng)水位到達(dá)壓水腔5側(cè)壁上 部的通氣孔8后，壓縮空氣由通氣孔8進入壓水腔5，壓水腔5的水 位與水封腔4的水位同時下降，當(dāng)水位下降到曝氣室6側(cè)壁下部的泄 氣孔9時，壓水腔5和水封腔4內(nèi)的氣體迅速推開曝氣室6中的水體， 從筒座2側(cè)壁上的溢氣孔IO溢出，涌入筒體1內(nèi)，當(dāng)?shù)谝粔K氣泡溢出 后,其下方出現(xiàn)壓降,該壓降促使水封腔4和壓水腔5中的氣體來填充 第一塊氣泡上升后留下的空間，從而拉動后續(xù)氣體連續(xù)涌出，只要空 氣壓縮機輸出的空氣壓強適當(dāng)，上述的曝氣過程是在瞬間完成的，不 會造成后續(xù)氣體與第一塊氣泡的斷裂，形成了氣體的一次性逸出。
使用時，空氣揚水筒的筒體豎直地安裝在水域中，空氣壓縮機通 過供氣軟管向充氣室的水封腔內(nèi)供氣，水封腔與壓水腔內(nèi)的水位同時 下降，當(dāng)水位下降至泄氣孔時，開始曝氣，氣體從各溢氣孔涌入筒體 內(nèi)，形成數(shù)個小氣泡，這些小氣泡合并成一個完整的大氣泡(空氣彈)， 推動筒體中水流上升，其提升水的效率要比穿孔導(dǎo)氣管高很多。
目前，對空氣揚水筒的研究較少，技術(shù)也不成熟，現(xiàn)有的空氣揚 水筒仍有以下不足之處
一、充氣室和曝氣室都環(huán)繞在揚水筒的外側(cè)，與揚水筒的筒座固 接，因此，空氣揚水筒是一個整體，各部分之間不能相對活動，使用時，空氣揚水筒懸浮于水下，其頂部連接浮球，底部通過索鏈固接在 重錘上，在水庫、湖泊中使用時，受水流或風(fēng)浪的影響，空氣揚水筒 會旋轉(zhuǎn)，空氣揚水筒一旦旋轉(zhuǎn)，其平衡被破壞，不能保持豎直地懸浮 狀態(tài)，防礙空氣彈穩(wěn)定上升，而且會使索鏈或供氣軟管扭曲纏繞，影 響設(shè)備的正常運行和工作性能。
二、空氣彈在是揚水筒的內(nèi)部形成的，其形成的關(guān)鍵是當(dāng)曝氣 室向筒體內(nèi)釋放數(shù)個小氣泡時，這些從溢氣孔涌出的小氣泡要能相互 融合成一個完整的大氣泡(空氣彈)，才能推動筒體內(nèi)水流上升，產(chǎn)生 抽吸作用，使上、下層水體循環(huán)流動，從而改善水質(zhì)。
然而，現(xiàn)有空氣揚水筒的曝氣室是直筒形狀，這種形狀不利于同 時溢出的小氣泡合并，只有精確的控制空氣壓縮機的輸出的空氣壓強， 才能使這些小氣泡合并成一個完整的空氣彈， 一旦輸出的氣體壓強沒 有控制準(zhǔn)確，這些小氣泡往往融合成幾個中等氣泡，依次上升，沒有 間歇性，無法形成空氣彈和柱塞式抽吸作用，提水效果很差。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種超大量水的凈化裝置，該裝置可以 有效地讓壓水曝氣過程中產(chǎn)生的小氣泡合并成一個大氣泡，形成空氣 彈，從而推動筒體內(nèi)水流上升，產(chǎn)生抽吸作用，使上、下層水體循環(huán) 流動，有效地提高整個水域的溶解氧氣量，通過混合上、下水層，破 壞藻類的懸浮狀態(tài)，使之向光線無法到達(dá)的下層水域遷移，從而抑制 其生長，達(dá)到凈化水的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案-
一種超大量水的凈化裝置，包括充氣室和揚水筒，充氣室內(nèi)設(shè)置 有環(huán)形隔板，隔板將充氣室分成內(nèi)腔和外腔，隔板的上部開有通氣孔， 通氣孔將充氣室的內(nèi)腔和外腔連通，揚水筒由筒體和筒座組成，筒體 由直管構(gòu)成，筒體固接在筒座上，其特征是
所述充氣室的內(nèi)腔頂部開有中心孔，所述筒座由該中心孔伸出， 筒座的底端外沿有環(huán)形的托板，該托板的上表面開有一圈凹槽，凹槽 中嵌裝有多個滾珠，這些滾珠與充氣室內(nèi)腔頂板的下表面呈滾動配合； 充氣室的內(nèi)腔中設(shè)置有曝氣室，曝氣室的室壁由上、下兩部分組成， 下部分室壁呈圓錐筒形狀，上部分室壁呈倒置的圓錐筒形狀，上部分 室壁嵌入在筒座中，下部分室壁的底端固接有圓環(huán)形的裙邊，裙邊上 均布有泄氣孔，裙邊的底端外沿有連體的環(huán)形底盤，該底盤與隔板的 下沿通過螺釘固接。
所述筒體由一根直管構(gòu)成，該直管的半徑范圍是20—30cm。
所述筒體由兩根完全相同的直管構(gòu)成。
所述筒體由三根完全相同的直管構(gòu)成。所述筒體由四根完全相同的直管構(gòu)成。 本實用新型積極有益效果主要體現(xiàn)在以下幾方面
一、 本裝置的曝氣室的形狀、結(jié)構(gòu)、安裝位置與以往的空氣揚水 筒的曝氣室都不同，本裝置的曝氣室呈喇叭筒形，這種形狀有利于形 成空氣彈，曝氣時，數(shù)個小氣泡先融合成幾個中氣泡，中氣泡通過曝 氣室的細(xì)頸時，受擠壓，會合并成大氣泡，即空氣彈，推動水體上升。
二、 本實用新型揚水筒的筒座與充氣室之間通過滾珠活動連接， 可以相對旋轉(zhuǎn)，受水流和風(fēng)浪的影響小，平衡可靠性極高，易于保持 豎直地懸浮狀態(tài)，而且索鏈與供氣軟管也不會發(fā)生纏繞。空氣彈是一 個完整的大氣泡，其外表面抵靠在筒體內(nèi)壁上，當(dāng)筒體保持豎直狀態(tài) 時，在表面張力作用下，空氣彈能夠緊貼筒體內(nèi)壁穩(wěn)定地上升，在離 開筒口時，仍是一個完整的大氣泡，直至越出水面時破裂，形成向四 周輻射狀擴散，擾動表層的水，帶動上、下層水體循環(huán)流動。
三、 本裝置在使用時，在浮環(huán)的下面懸掛藥劑盒，藥劑盒內(nèi)可以 盛裝石灰石、活性碳等藥劑，空氣彈推動水體上、下層循環(huán)時，帶動 藥劑彌散開，可以更好的凈化水質(zhì)。
四、 本裝置中曝氣室的形狀、結(jié)構(gòu)、安裝位置與現(xiàn)有的曝氣室都 不同，但是筒口淹沒深度、筒體半徑、筒體長度、曝氣室的高度、充 氣室淹沒深度等幾個關(guān)鍵參數(shù)與現(xiàn)有的空氣揚水筒可以一、 一對應(yīng)起 來，例如，充氣室的淹沒深度都等于筒口淹沒深度、筒體長度、曝氣 室高度三者之和，因此，本裝置的使用方法與現(xiàn)有的空氣揚水筒相同， 給實施帶來極大的便利。


圖1是現(xiàn)有空氣揚水筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的單管式凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的放大剖視圖。
圖4是圖2的俯視圖。
圖5是圖4的A — A剖視放大圖。
圖6是圖5的B局部放大圖。
圖7是圖2所示凈化裝置的工作原理示意圖。
圖8是圖2所示凈化裝置的工作原理示意圖。
圖9是圖2所示凈化裝置的工作原理示意圖。
圖IO是圖2所示凈化裝置的工作原理示意圖。
圖11是圖2所示凈化裝置的使用狀態(tài)示意圖。
圖12是本實用新型的雙管式凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是圖12的放大剖視圖。
圖14是圖12的俯視圖。圖15是圖14的C一C剖視放大圖。
圖16是本實用新型的三管式凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17是圖16的放大剖視圖。
圖18是圖16的俯視圖。
圖19是圖18的E — E剖視放大圖。
圖20是本實用新型的四管式凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21是圖20的放大剖視圖。
圖22是圖20的俯視圖。
圖23是圖22的F — F剖視放大圖。
具體實施方式
圖中標(biāo)號
l.筒體2.筒座3.充氣室4.水封腔
5.壓水腔6.曝氣室7.進氣嘴8.通氣孔
9.泄氣孔IO.溢氣孔11.筒體12.筒座
13.充氣室14.內(nèi)腔15.外腔16.曝氣室
17.進氣嘴18.通氣孔19.泄氣孔20.滾珠
21.托板22.凹槽23.隔板24.上部分室壁
25.下部分室壁26.裙邊27.底盤28.螺釘
29.密封圈30.浮環(huán)31.索鏈32.重錘
33.索鏈 34.小氣泡 35.中氣泡 36.空氣彈(大氣泡)
37.藥劑盒 38.水面 39.水底
請參照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，本實用新型公開了一種超 大量水的凈化裝置，包括充氣室和揚水筒，充氣室13內(nèi)設(shè)置有環(huán)形隔 板23，隔板23將充氣室13分成內(nèi)腔14和外腔15，隔板23的上部開 有通氣孔18，通氣孔18將充氣室的內(nèi)腔14和外腔15連通，揚水筒 由筒體11和筒座12組成，筒體11由一根直管構(gòu)成，筒體11固接在 筒座12上，充氣室內(nèi)腔14的頂部開有中心孔，筒座12由該中心孔伸 出，筒座12的底端外沿有環(huán)形的托板21，托板21的上表面開有一圈 凹槽22，凹槽22中嵌裝有多個滾珠20，這些滾珠20與充氣室頂板的 下表面呈滾動配合。
充氣室13的內(nèi)腔14中設(shè)置有曝氣室16，曝氣室16的室壁由上、 下兩部分組成，下部分室壁25呈圓錐筒形狀，上部分室壁24呈倒置 的圓錐筒形狀，兩部分室壁的銜接處形成細(xì)頸。細(xì)頸的作用是，促使 小氣泡或中氣泡合成空氣彈。曝氣時，小氣泡或中氣泡通過細(xì)頸時， 受擠壓，會形成一個完整的大氣泡，即空氣彈。
曝氣室16的上部分室壁24嵌入在筒座12中，下部分室壁25的底端有連體的圓環(huán)形的裙邊26，裙邊26上均布有泄氣孔19，裙邊26 的底端外沿有一環(huán)形底盤27，該底盤27與隔板23的下沿通過螺釘28固接。
在托板21與充氣室頂板下表面的交界處設(shè)置有密封圈29，如圖6 所示，密封圈29的作用是增加內(nèi)腔14的1密性能。
請參照圖7、圖8、圖9、圖10，本裝置的工作原理是空氣壓 縮機通過軟管向進氣嘴17內(nèi)注入壓力空氣后，空氣首先進入充氣室 13的外腔15中，外腔15內(nèi)的液面開始下降，當(dāng)液面下降至隔板23 上部的通氣孔18時，內(nèi)腔14中進入空氣，內(nèi)腔14和外腔15的液面 同時下降，請參照圖8，當(dāng)內(nèi)腔14內(nèi)的液面下降至曝氣室下部的泄氣 孔19時，內(nèi)腔14和外腔15中的空氣在壓力作用下，從泄氣孔19迅 速溢入曝氣室16中，形成數(shù)個小氣泡34如圖8所示，這些小氣泡34 在表面張力作用下，會融合成幾個大小不一的中氣泡35如圖9所示， 這幾個中氣泡35如果不受約束，先后依次上升，則不能形成空氣彈， 而且沒有間歇性，由于本實用新型的曝氣室16為喇叭筒形狀，兩頭有 開口，中間有細(xì)頸，當(dāng)小氣泡或中氣泡上升時，受細(xì)頸的擠壓，中、 小氣泡會融合在一起，形成了一個完整的大氣泡，即空氣彈36，空氣 彈36漲滿并抵靠在筒體11的內(nèi)壁上，在浮力的作用下上浮，推動筒 體內(nèi)部水流上升，同時形成柱塞式抽吸作用，將曝氣室16下方的水流 吸入筒體11內(nèi)。
請參照圖1和圖11，本裝置的曝氣室16安裝在充氣室13的內(nèi)腔 14中，與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的曝氣室6的安裝位置不同，結(jié)構(gòu)也 不同，但是筒口淹沒深度D2、筒體半徑R1、筒體長度L1、曝氣室的 高度L2、充氣室下沿淹沒深度等幾個關(guān)鍵參數(shù)與現(xiàn)有的空氣揚水筒可 以一、 一對應(yīng)起來，例如，充氣室下沿的淹沒深度都等于D2 + L1 + L2。因此，本裝置的使用方法與現(xiàn)有的空氣揚水筒相同，具有通用性， 給實施帶來極大的便利。
在圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示實施例中，筒體11由一根直 管構(gòu)成，該直管的半徑R1的范圍是20 — 30厘米。
請參照圖11，使用時，將凈化裝置沉沒于水中，在水面設(shè)置浮環(huán) 30，將筒體11的上部用索鏈31與浮環(huán)30連接，浮環(huán)30可使揚水筒 保持懸浮狀態(tài)，在充氣室的下方設(shè)置重錘32，用索鏈33將充氣室連 接在重錘32上；湖水的深度D1是水面38與水底39之間的距離。實 施時，在浮環(huán)30的下面懸掛藥劑盒37，藥劑盒37內(nèi)可以盛裝石灰石、 活性碳等藥劑，空氣彈推動水體上、下層循環(huán)時，帶動藥劑彌散開， 可以更好的凈化水質(zhì)。
請參照圖5、圖6、圖11，本裝置的揚水筒的筒座12與充氣室13 之間通過滾珠20活動連接，可以相對旋轉(zhuǎn)，受水流和風(fēng)浪的影響小， 易于保持豎直狀態(tài)，有利于空氣彈的形成和緊貼筒體內(nèi)表面穩(wěn)定上升，產(chǎn)生塞柱式抽吸作用，帶動上、下層水體循環(huán)流動。
請參照圖12、圖13、圖14、圖15，筒體11也可以由兩根完全相 同的直管構(gòu)成。該兩根直管共用筒座12，每根直管的長度為Ll，每 根直管的半徑為R2， R2與R1存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系 (4/3)兀(Rl) 3 =2X (4/3) 71 (R2) 3
圖12、圖13、圖14、圖15所示的雙管式空氣揚水筒，其筒座12、 充氣室13、曝氣室16的結(jié)構(gòu)、安裝位置、工作原理與圖2、圖3、圖 4、圖5、圖6所示的單管式空氣揚水筒相同。雙管式空氣揚水筒曝氣 室的高度與單管式空氣揚水筒曝氣室的高度相同，都為L2。
本實用新型的凈化裝置中，完整的空氣彈是在曝氣室16的上部 分室壁24內(nèi)形成，形成后，空氣彈在浮力作用下開始上升，進入兩個 直管時，分成兩個完整的小空氣彈，推動兩個直管內(nèi)的水體上升。
請參照圖16、圖17、圖18、圖19，空氣揚水筒的筒體11也可以 由三根完全相同的直管構(gòu)成。該三根直管共用筒座12，每根直管的長 度為L1，每根直管的半徑為R3， R3與Rl存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系 (4/3)兀(Rl) 3 =3X (4/3) 7i (R3) 3
圖16、圖17、圖18、圖19所示的三管式空氣揚水筒，其筒座 12、充氣室13、曝氣室16的結(jié)構(gòu)、安裝位置、工作原理與圖2、圖3、 圖4、圖5、圖6所示的單管式空氣揚水筒相同。三管式空氣揚水筒曝 氣室的高度與單管式空氣揚水筒曝氣室的高度相同，都為L2。
本實用新型的凈化裝置中，完整的空氣彈是在曝氣室16的上部分 室壁24內(nèi)形成，形成后，空氣彈在浮力作用下開始上升，進入三個直 管時，分成三個完整的小空氣彈，推動三個直管內(nèi)的水體上升。
請參照圖20、圖21、圖22、圖23，空氣揚水筒的筒體11也可以 由四根完全相同的直管構(gòu)成。該四根直管共用筒座12，每根直管的長 度為L1，每根直管的半徑為R4， R4與R1存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系 (4/3)兀(Rl) 3 二4X (4/3)兀(R4) 3
圖20、圖21、圖22、圖23所示的四管式空氣揚水筒，其筒座 12、充氣室13、曝氣室16的結(jié)構(gòu)、安裝位置、工作原理與圖2、圖3、 圖4、圖5、圖6所示的單管式空氣揚水筒相同。四管式空氣揚水筒曝 氣室的高度與單管式空氣揚水筒曝氣室的高度相同，都為L2。
本實用新型的凈化裝置中，完整的空氣彈是在曝氣室16的上部 分室壁24內(nèi)形成，形成后，空氣彈在浮力作用下開始上升，進入四個 直管時，分成四個完整的小空氣彈，推動四個直管內(nèi)的水體上升。
權(quán)利要求1.一種超大量水的凈化裝置，包括充氣室和揚水筒，充氣室內(nèi)設(shè)置有環(huán)形隔板，隔板將充氣室分成內(nèi)腔和外腔，隔板的上部設(shè)置有通氣孔，通氣孔將充氣室的內(nèi)腔和外腔連通，揚水筒由筒體和筒座組成，筒體由直管構(gòu)成，筒體固接在筒座上，其特征是所述充氣室的內(nèi)腔頂部開有中心孔，所述筒座由該中心孔伸出，筒座的底端外沿有環(huán)形的托板，該托板的上表面開有一圈凹槽，凹槽中嵌裝有多個滾珠，這些滾珠與充氣室頂板的下表面呈滾動配合；充氣室的內(nèi)腔中設(shè)置有曝氣室，曝氣室的室壁由上、下兩部分組成，下部分室壁呈圓錐筒形狀，上部分室壁呈倒置的圓錐筒形狀，上部分室壁嵌入在筒座中，下部分室壁的底端固接有圓環(huán)形的裙邊，裙邊上均布有泄氣孔，裙邊的底端外沿有連體的環(huán)形底盤，該底盤與隔板的下沿通過螺釘固接。
2. 如權(quán)利要求1所述的超大量水的凈化裝置，其特征是所述 筒體由一根直管構(gòu)成，該直管的半徑范圍是20—30cm。
3. 如權(quán)利要求1所述的超大量水的凈化裝置，其特征是所述 筒體由兩根直管構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1所述的超大量水的凈化裝置，其特征是所述 筒體由三根直管構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1所述的超大量水的凈化裝置，其特征是所述 筒體由四根直管構(gòu)成。
專利摘要一種超大量水的凈化裝置，包括充氣室和揚水筒，充氣室由隔板分成內(nèi)腔和外腔，揚水筒由筒體和筒座組成，筒座由充氣室的內(nèi)腔頂部的中心孔伸出，筒座的底端有環(huán)形托板，托板的上表面開有凹槽，凹槽中嵌裝有多個滾珠，這些滾珠與充氣室頂板的下表面呈滾動配合；充氣室的內(nèi)腔中設(shè)置有曝氣室，曝氣室的下部分室壁呈圓錐筒形狀，上部分室壁呈倒置的圓錐筒形狀，上部分室壁嵌入在筒座中，下部分室壁的底端固接有裙邊，裙邊上均布有泄氣孔，裙邊的底端外沿有底盤，底盤與隔板的下沿通過螺釘固接。本裝置可以有效地形成空氣彈，通過空氣彈讓上、下水層對流循環(huán)，有效地提高整個水域的溶解氧氣量，破壞藻類的懸浮狀態(tài)，抑制其生長，達(dá)到凈化水的目的。
文檔編號C02F7/00GK201158604SQ20082000431
公開日2008年12月3日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者朱元曾 申請人:朱元曾