強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔及其曝氣裝置制造方法
【專利摘要】一種水處理【技術(shù)領(lǐng)域】的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔及其曝氣裝置，包括：強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔、文丘理管、控制器以及分別與之電連接的帶有流量調(diào)節(jié)閥的氧氣氣源和自吸式水泵，其中：文丘理管的輸入端分別與氧氣氣源和自吸式水泵相連，文丘理管的輸出端與強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔的入水口相連。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、能耗低、氧利用率高、低氣蝕、無堵塞等特點(diǎn)，能夠產(chǎn)生磁場強(qiáng)度在14500GS以上的N5釹鐵硼強(qiáng)磁性材料且輸出氣泡體積在10μm以下。適用于水中增氧領(lǐng)域，可替代傳統(tǒng)的溶氣罐，適合污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖等水體充氧曝氣或氣浮分離法等水處理技術(shù)。
【專利說明】強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔及其曝氣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及的是一種水處理【技術(shù)領(lǐng)域】的裝置，具體是一種磁場強(qiáng)度在 14500GS以上的N5釹鐵硼強(qiáng)磁性材料且輸出氣泡體積在10 ii m以下的氣泡發(fā)生腔及其曝氣 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的氣泡發(fā)生器是在外力作用下，通過葉輪的高速旋轉(zhuǎn)對氣體和液體進(jìn)行強(qiáng)力 混合攪拌，將氣體破碎成小氣泡。傳統(tǒng)的氣泡發(fā)生器產(chǎn)生的氣泡過大，同時(shí)耗能很大，此外 由于氣泡過大，在液體中停留時(shí)間過短而影響氣體的溶解。因此增氧效果差，電能消耗高。
[0003] 目前的微氣泡發(fā)生器多是由激光在氣泡發(fā)生器的表面開出無數(shù)細(xì)密的小孔，利用 高壓泵產(chǎn)生高壓空氣透過小孔產(chǎn)生微氣泡釋放到水體中形成溶解氧。此類裝置要消耗很大 的電能，且停機(jī)后水中的細(xì)小顆粒物容易堵塞微氣孔造成系統(tǒng)癱瘓。高濃度的溶氧水對水 泵等配件氣蝕嚴(yán)重，由于水泵泵水的同時(shí)還要擔(dān)任壓氣的任務(wù)，所以泵水量大大低于其正 常工作狀態(tài)下的水量；泵體內(nèi)氣泡的存在也容易引起葉輪的抖動(dòng)易損壞葉片。綜上所述，現(xiàn) 階段急需一種能夠滿足工業(yè)需要的微細(xì)氣泡發(fā)生裝置。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的氣泡大，停留時(shí)間短，能耗高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣蝕嚴(yán) 重，易堵塞的弊端，提出一種強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔及其曝氣裝置，本裝置結(jié)構(gòu)緊 湊、占地面積小、能耗低、氧利用率高、低氣蝕、無堵塞等特點(diǎn)，適用于水中增氧領(lǐng)域，可替代 傳統(tǒng)的溶氣罐，適合污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖等水體充氧曝氣或氣浮分離法等水處理技術(shù)。
[0005] 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本實(shí)用新型涉及一種強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔，罐體和依次設(shè)置于其內(nèi)部的 強(qiáng)磁渦旋管、強(qiáng)磁螺旋葉片以及若干對強(qiáng)磁磁鋼組，其中：強(qiáng)磁渦旋管位于罐體的內(nèi)部前 端，強(qiáng)磁螺旋葉片位于罐體的內(nèi)部后端，強(qiáng)磁磁鋼組分別設(shè)置于強(qiáng)磁渦旋管內(nèi)和強(qiáng)磁螺旋 葉片的外緣。
[0007] 所述的強(qiáng)磁渦旋管的剖面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體為渦旋狀方管結(jié)構(gòu)，所述強(qiáng)磁磁鋼 組固定設(shè)置于渦旋狀方管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁頂部和底部。
[0008] 所述的強(qiáng)磁渦旋管上的強(qiáng)磁磁鋼組是由多塊N極磁鋼組和S極磁鋼組組成，該釹 鐵硼磁鋼上設(shè)有若干固定孔，通過該固定孔實(shí)現(xiàn)與強(qiáng)磁渦旋管的固定連接，該釹鐵硼磁鋼 的外表面設(shè)有環(huán)氧樹脂層。
[0009] 所述的強(qiáng)磁螺旋葉片為等半徑等螺距的連續(xù)螺旋狀結(jié)構(gòu)，所述的強(qiáng)磁磁鋼組固定 設(shè)置于葉片的外緣。
[0010] 所述的強(qiáng)磁渦旋管的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，在進(jìn)、出水口上分別設(shè)有進(jìn) 水壓力傳感器和出水壓力傳感器。
[0011] 本實(shí)用新型涉及一種曝氣裝置，包括：上述強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔、文丘理 管、控制器以及分別與之電連接的帶有流量調(diào)節(jié)閥的氧氣氣源和自吸式水泵，其中：文丘理 管的輸入端分別與氧氣氣源和自吸式水泵相連，文丘理管的輸出端與強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣 泡發(fā)生腔的入水口相連。
[0012] 所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔的出水口設(shè)有與控制器相連的釋放頭，該強(qiáng) 磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔的進(jìn)水壓力傳感器和出水壓力傳感器分別與控制器相連；控制 器的控制輸出線分別與釋放頭的控制輸出線和氧氣流量調(diào)節(jié)閥的控制輸出線相連實(shí)現(xiàn)閉 環(huán)控制。
[0013] 所述的閉環(huán)控制通過進(jìn)、出水壓力傳感器采集獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算得到最佳閥門開 度，并對氧氣流量調(diào)節(jié)閥和可控釋放頭的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；使得強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡 發(fā)生腔的工作壓力穩(wěn)定。
[0014] 所述的最佳閥門開度通過以下方式獲得：a、當(dāng)進(jìn)水壓力高于負(fù)的0. 1公斤時(shí)，閥 門開度保持在50%固定不變（不對出水壓力進(jìn)行采樣計(jì)算）；b、當(dāng)進(jìn)水壓力傳感器等于或 低于負(fù)的〇. 1公斤時(shí)對出水壓力進(jìn)行采樣計(jì)算，如果出水壓力低于〇. 4公斤就減小釋放頭 的閥門開度，c、當(dāng)進(jìn)水壓力傳感器等于或低于負(fù)的0. 1公斤且出水壓力高于0. 45公斤就增 大釋放頭的閥門開度。
[0015] 所述的調(diào)節(jié)控制是指：1、當(dāng)進(jìn)水壓力高于負(fù)的0. 1公斤時(shí)，氧氣流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉； 2、當(dāng)進(jìn)水壓力傳感器等于或低于負(fù)的0. 1公斤，氧氣流量調(diào)節(jié)閥的開度按與出水壓力正比 調(diào)節(jié)。
[0016] 技術(shù)效果
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型對氧氣的利用率高，能大大提高水體中溶解氧的溶 度，凈化水體降低C0D，同時(shí)對水體還有磁化作用，減小水體分子團(tuán)大小，利于水體中濁物的 絮凝和沉淀；本裝置僅需一個(gè)水泵需要消耗電能，水泵給水提供動(dòng)力將其推入渦旋強(qiáng)磁磁 場，使水流切害磁力線而成為帶電粒子；同時(shí)利用水泵的進(jìn)水口能產(chǎn)生一定負(fù)壓的特性使 其吸入氧氣或空氣，空氣與水的混合液在水泵的高速葉輪的作用下，被初步切割成小氣泡， 隨后進(jìn)入強(qiáng)磁渦旋后與水的帶電粒子碰撞并交換電子。隨著水泵的加壓進(jìn)入螺旋磁場氣體 基團(tuán)與水分子基團(tuán)破裂變成更小的分子基團(tuán)，隨著壓力的升高氧的溶解度隨之提高，小的 氧分子基團(tuán)很容易被帶電的水分子捕獲面由分子態(tài)轉(zhuǎn)成離子態(tài)即被溶解。從而解決了常壓 下水中溶解氧因過飽合而無法繼續(xù)提高的問題；此外，通過閉環(huán)式控制，本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)全 自動(dòng)工作，穩(wěn)定可靠操作簡便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本實(shí)用新型強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔示意圖；
[0020] 圖3為圖2的A - A剖面示意圖；
[0021] 圖4為本實(shí)用新型混合液流經(jīng)強(qiáng)磁渦旋管時(shí)的路徑示意圖；
[0022] 圖5為本實(shí)用新型N極強(qiáng)磁磁鋼組安裝示意圖；
[0023] 圖6為本實(shí)用新型S極強(qiáng)磁磁鋼組安裝示意圖；
[0024] 圖7為本實(shí)用新型強(qiáng)磁螺旋葉片示意圖；
[0025] 圖中：氧氣氣源1、氧氣流量調(diào)節(jié)閥2、自吸式水泵3、文丘理管4、強(qiáng)磁渦旋式超微 細(xì)氣泡發(fā)生腔5、可控釋放頭6、出水管7、控制器8、進(jìn)水壓力傳感器9、出水壓力傳感器10、 強(qiáng)磁渦旋管11、強(qiáng)磁螺旋葉片12、進(jìn)水管13、N極磁鋼組14、螺旋隔板15、和S極磁鋼組16、 N極強(qiáng)磁磁鋼組17、S極強(qiáng)磁磁鋼組18、鉚釘19、下檔板20、上檔板21、半圓型螺旋葉22、軸 23、強(qiáng)磁磁鋼24、鉚釘25。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限 于下述的實(shí)施例。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 如圖1所示，本裝置包括：氧氣氣源1、氧氣流量調(diào)節(jié)閥2、自吸式水泵3、文丘理管 4、強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔5、可控釋放頭6、出水管7、控制器8、進(jìn)水壓力傳感器9和 出水壓力傳感器10,其中：氧氣氣源1通過氧氣流量調(diào)節(jié)閥2與文丘理管4的負(fù)壓接口連 接；文丘理管4的進(jìn)水口與自吸式水泵3的出水口連接，文丘理管4的出水口與強(qiáng)磁渦旋式 超微細(xì)氣泡發(fā)生腔5的進(jìn)水口連接；強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔5的出水口通過可控的 釋放頭6與出水管7連接，強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔5的進(jìn)水口和出水口分別設(shè)有進(jìn) 水壓力傳感器9與出水壓力傳感器10 ;進(jìn)水壓力傳感器9、出水壓力傳感器10的信號線與 控制器8的信號線連接，控制器8控制輸出線與氧氣流量調(diào)節(jié)閥2、可控的釋放頭6連接實(shí) 現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0029] 如圖2所示，強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔5的進(jìn)水側(cè)內(nèi)部依次設(shè)有強(qiáng)磁渦旋管 11和強(qiáng)磁螺旋葉片12。
[0030] 如圖3、圖5、圖6所示，所述的強(qiáng)磁渦旋管11的剖面為矩形結(jié)構(gòu)a，其整體為渦旋 狀方管結(jié)構(gòu)，包括：進(jìn)水管13、上檔板21、下檔板20和螺旋隔板15,其中：N極磁鋼組14由 多個(gè)釹鐵硼材質(zhì)的N極強(qiáng)磁磁鋼組17通過鉚釘19均勻鉚接在下檔板20上；對應(yīng)的S極強(qiáng) 磁磁鋼組18通過鉚釘19均勻鉚接在上檔板21上。鉚接完成的兩塊磁鋼組上再敷上一層 環(huán)氧樹脂，以使其表面的光滑平整以減少其對水流的阻力；同時(shí)環(huán)氧樹脂也起到一個(gè)保護(hù) 層的作用，防止硬質(zhì)顆粒物撞擊損壞磁鋼組。
[0031] 如圖7所示，所述的強(qiáng)磁螺旋葉片12是由數(shù)個(gè)半圓型螺旋葉22連續(xù)焊接在軸23 上而制成連續(xù)螺旋狀葉片。
[0032] 所述的強(qiáng)磁螺旋葉片12的外緣通過鉚釘25鉚接有數(shù)個(gè)強(qiáng)磁磁鋼24并用環(huán)氧樹 脂粘合為一體，強(qiáng)磁螺旋葉片12起到不斷改變水流方向加速離子撞擊并有效利用磁鋼能 量的作用。
[0033] 位于強(qiáng)磁螺旋葉片12上的強(qiáng)磁磁鋼24的極性方向相同。
[0034] 本裝置在具體工作時(shí)，所述的自吸式水泵3產(chǎn)生的水流在流經(jīng)文丘理管4時(shí)會吸 入大量來自氧氣氣源1的氧氣，形成氣水混合液，即混合液?；旌弦毫鹘?jīng)強(qiáng)磁渦旋管11時(shí) 的路徑如圖4所示，當(dāng)混合液沿進(jìn)水管13進(jìn)入強(qiáng)磁渦旋管11后會沿渦旋隔板15與N極磁 鋼組14與S極磁鋼組16形成的渦旋型空腔前進(jìn)，前進(jìn)方向呈順時(shí)針螺渦旋型。由于N極 磁鋼組14與S極磁鋼組16之間相互平行且都是由相互隔開，混合液在流經(jīng)強(qiáng)磁渦旋管11 時(shí)，強(qiáng)磁渦旋管11給水流營造了一個(gè)不斷變化的磁場環(huán)境，根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可 知，變化的磁場會在其周圍的空間激發(fā)一種電場，這種電場就是渦旋電場。渦旋電場使混 合液中的水與氧氣分子產(chǎn)生內(nèi)能，而這種內(nèi)能又因強(qiáng)磁渦旋管11的渦旋結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)；混合 液中的水分子基團(tuán)與氧氣分子基團(tuán)在其內(nèi)能的作用下來斷相互碰撞、并裂解成小的分子基 團(tuán)。
[0035] 以下為本裝置的具體工作參數(shù)：
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔，其特征在于，包括：罐體和依次設(shè)置于其內(nèi)部 的強(qiáng)磁渦旋管、強(qiáng)磁螺旋葉片以及若干對強(qiáng)磁磁鋼組，其中：強(qiáng)磁渦旋管位于罐體的內(nèi)部前 端，強(qiáng)磁螺旋葉片位于罐體的內(nèi)部后端，強(qiáng)磁磁鋼組分別設(shè)置于強(qiáng)磁渦旋管內(nèi)和強(qiáng)磁螺旋 葉片的外緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔，其特征是，所述的強(qiáng)磁渦旋 管的剖面為矩形結(jié)構(gòu)，其整體為渦旋狀方管結(jié)構(gòu)，所述強(qiáng)磁磁鋼組固定設(shè)置于渦旋狀方管 結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁頂部和底部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔，其特征是，所述的強(qiáng)磁渦旋 管上的強(qiáng)磁磁鋼組是由多塊N極磁鋼組和S極磁鋼組組成，該釹鐵硼磁鋼上設(shè)有若干固定 孔，通過該固定孔實(shí)現(xiàn)與強(qiáng)磁渦旋管的固定連接； 所述的釹鐵硼磁鋼的外表面設(shè)有環(huán)氧樹脂層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔，其特征是，所述的強(qiáng)磁螺旋 葉片為等半徑等螺距的連續(xù)螺旋狀結(jié)構(gòu)，所述的強(qiáng)磁磁鋼組固定設(shè)置于葉片的外緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔，其特征是，所述的強(qiáng)磁渦旋 管的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，在進(jìn)、出水口上分別設(shè)有進(jìn)水壓力傳感器和出水壓力 傳感器。
6. -種曝氣裝置，其特征在于，包括：權(quán)利要求1~5中任一所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣 泡發(fā)生腔、文丘理管、控制器以及分別與之電連接的帶有流量調(diào)節(jié)閥的氧氣氣源和自吸式 水泵，其中：文丘理管的輸入端分別與氧氣氣源和自吸式水泵相連，文丘理管的輸出端與強(qiáng) 磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔的入水口相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的曝氣裝置，其特征是，所述的強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔 的出水口設(shè)有與控制器相連的釋放頭，該強(qiáng)磁渦旋式超微細(xì)氣泡發(fā)生腔的進(jìn)水壓力傳感器 和出水壓力傳感器分別與控制器相連；控制器的控制輸出線分別與釋放頭的控制輸出線和 氧氣流量調(diào)節(jié)閥的控制輸出線相連構(gòu)成閉環(huán)式控制回路。
【文檔編號】B01F3/04GK204111427SQ201420491537
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】章永泰, 汪建設(shè) 申請人:上海佛欣流域環(huán)境治理有限公司