液下氣體脈沖攪拌裝置的制造方法
【專利摘要】液下氣體脈沖攪拌裝置及方法，該裝置在工作狀態(tài)被置于液體中，可以包括箱體(1)、豎筒(2)和浮子(3)，箱體(1)側(cè)壁密封，使得氣體不能透過(guò)側(cè)壁逸出，底部為液體能夠透過(guò)的結(jié)構(gòu)，箱體的頂部存在通向箱體外部的開(kāi)口，箱體具有能夠通入氣體的通道，豎筒(2)位于箱體(1)內(nèi)部，用于容納浮子，至少豎筒側(cè)壁能夠透過(guò)液體和氣體，其頂部固定于箱體頂部，頂部存在敞口且與箱體頂部上的開(kāi)口相對(duì)；以及浮子(3)位于豎筒內(nèi)，浮子的重量小于浮子完全浸入液面時(shí)受到的浮力，當(dāng)箱體內(nèi)充滿液體時(shí)浮子上端與箱體頂部上的開(kāi)口接觸并阻斷所述開(kāi)口，以及當(dāng)箱體內(nèi)部的氣體體積達(dá)到預(yù)定數(shù)量時(shí)浮子從所述開(kāi)口處墜落，其構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造容易、造價(jià)低廉、易于維護(hù)。
【專利說(shuō)明】
液下氣體脈沖攪拌裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型總體地涉及水中或其他液體中形成氣體擾動(dòng)的液體攪拌技術(shù)，更具體地涉及一種液下氣體脈沖攪拌裝置和液體攪拌方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工、水處理和生物工程等技術(shù)領(lǐng)域，有很多場(chǎng)合需要往水中通入氣體形成擾動(dòng)和攪拌。
[0003]例如在水處理領(lǐng)域，污水的生物處理工藝通常需要往細(xì)菌培養(yǎng)液中通入氣體，其目的之一是對(duì)細(xì)菌培養(yǎng)液進(jìn)行強(qiáng)度足夠的攪拌。
[0004]再如，在化工和水處理領(lǐng)域，存在這樣的情形，為了防止水中的懸浮物在容器里發(fā)生沉淀，需要對(duì)其進(jìn)行攪拌或擾動(dòng)。
[0005]現(xiàn)有的技術(shù)大多是采用機(jī)械攪拌或者連續(xù)曝氣，消耗很多能量。其實(shí)上述過(guò)濾過(guò)程在很多場(chǎng)合下并不需要連續(xù)曝氣攪拌，適當(dāng)?shù)拈g歇曝氣也是可以達(dá)到攪拌目的并保證工藝過(guò)程順利進(jìn)行的?，F(xiàn)有的技術(shù)中就有通過(guò)曝氣管道上的閥門(mén)的開(kāi)閉交替來(lái)實(shí)現(xiàn)間歇曝氣的，但是這樣的方式需要較多的閥門(mén)和控制設(shè)備，增加了投資，且可靠性差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上問(wèn)題，提出了本實(shí)用新型。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種液下氣體脈沖攪拌裝置，該裝置在工作狀態(tài)被置于液體中，可以包括箱體(I)、豎筒(2)和浮子(3)，箱體(I)側(cè)壁密封，使得氣體不能透過(guò)側(cè)壁逸出，底部為液體能夠透過(guò)的結(jié)構(gòu)，箱體的頂部存在通向箱體外部的開(kāi)口，箱體具有能夠通入氣體的通道，豎筒(2)位于箱體(I)內(nèi)部，用于容納浮子，至少豎筒側(cè)壁能夠透過(guò)液體和氣體，其頂部固定于箱體頂部，頂部存在敞口且與箱體頂部上的開(kāi)口相對(duì);以及浮子(3)位于豎筒內(nèi)，浮子的重量小于浮子完全浸入液面時(shí)受到的浮力，當(dāng)箱體內(nèi)充滿液體時(shí)浮子上端與箱體頂部上的開(kāi)口接觸并阻斷所述開(kāi)口，以及當(dāng)箱體內(nèi)部的氣體體積達(dá)到預(yù)定數(shù)量時(shí)浮子從所述開(kāi)口處墜落。
[0008]可選地，浮子(3)為單個(gè)長(zhǎng)條形物體。
[0009]可選地，浮子(3)是由上浮子(301)、柔性連接件(302)和下浮子(303)構(gòu)成的浮子組件，上浮子(301)和下浮子(303)由柔性連接件(302)連接在一起。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，浮子的構(gòu)成可以滿足以下條件:(I)浮子的重心位于長(zhǎng)度方向的軸心上并且當(dāng)浮子放置于豎筒內(nèi)時(shí)偏向豎直向的下端；以及(2)當(dāng)浮子(3)的上端面與所述箱體頂部上的開(kāi)口完全接觸時(shí)，浮子的重量〉液體容重X浮子與所述箱體頂部上的開(kāi)口接觸處至浮子底部的垂直距離X所述箱體頂部上的開(kāi)口斷面積。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，在為浮子組件的情況下，浮子組件的構(gòu)成滿足以下條件:(I)上浮子(301)的重量小于其完全浸入到液體中所受到的浮力，且浮子組件的總重量小于其完全浸入到液體中時(shí)各部分所受到的浮力之和；以及(2)當(dāng)浮子組件的上浮子完全接觸曝氣通道的下端口且浮子組件伸展到最大尺寸時(shí)，浮子組件總重量〉液體容重X浮子與所述箱體頂部上的開(kāi)口接觸處到下浮子最低點(diǎn)的垂直高差X所述箱體頂部上的開(kāi)口斷面積。
[0012]可選地，所述箱體頂部上的開(kāi)口可以做內(nèi)倒角處理。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，浮子在最大伸展?fàn)顟B(tài)下不同時(shí)接觸所述箱體頂部上的開(kāi)口和豎筒的底部。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，豎筒(2)的橫截面可以為圓形。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，上浮子(301)可以為外表面光滑的球體。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，所述箱體底部可以為敞口的，氣體可以通過(guò)箱體底部通入。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，所述豎筒可以為可拆卸部件。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，液下氣體脈沖攪拌裝置可以用于水處理工藝。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，箱體的頂部的開(kāi)口可以為通向箱體外的曝氣通道(101)，浮子與曝氣通道的下端口接觸時(shí)能夠阻斷曝氣通道。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置，曝氣通道(101)可以為橫截面為圓形的管道，其上端高出箱體I頂部的外表面，其下端低于箱體I頂部的內(nèi)表面。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種利用前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的液下氣體脈沖攪拌裝置來(lái)進(jìn)行液體攪拌的液體攪拌方法，液下氣體脈沖攪拌裝置被置于液體中，初始狀態(tài)下，浮子阻斷箱體頂部上的開(kāi)口，所述液體攪拌方法可以包括:(a)持續(xù)向箱體內(nèi)部通入氣體；(b)箱體內(nèi)部的液面下降，在箱體內(nèi)部的液面下降至預(yù)定高度時(shí)，浮子自動(dòng)墜落，箱體內(nèi)的氣體從箱體頂部上的開(kāi)口逸出，液面上升，浮子再次上升阻斷箱體頂部上的開(kāi)口，以及再次重復(fù)步驟(b)的過(guò)程。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液體攪拌方法，還可以包括通過(guò)下述操作來(lái)更換浮子:拆下豎筒，并取出被替換的浮子;將替代的浮子置于豎筒內(nèi)；以及將豎筒固定到箱體。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體攪拌裝置和方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024](I)在需要高強(qiáng)度攪動(dòng)液體的場(chǎng)合，液下氣體脈沖攪拌裝置化小流量氣流為高強(qiáng)度脈沖，避免使用高強(qiáng)度連續(xù)氣流攪拌導(dǎo)致的大功率鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)的使用，從而節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用；
[0025](2)構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造容易，造價(jià)低廉;以及
[0026](3)不存在易損部件，故障率小且易于維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]從下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本實(shí)用新型的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并更容易理解，其中:
[0028]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖，其中浮子為單個(gè)長(zhǎng)條形物體。
[0029]圖2(a)_(f)示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖1所示的液下氣體脈沖攪拌裝置的工作過(guò)程示意圖，其中LO指示液體液面，AO指示通氣管。
[0030]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的其中浮子為由多個(gè)構(gòu)件組成的浮子組件的液下氣體脈沖攪拌裝置200的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4(a)_4(f)示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖3所示的液下氣體脈沖攪拌裝置的工作過(guò)程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]在進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，為便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，首先概述一下本實(shí)用新型的發(fā)明思想。本實(shí)用新型由箱體、豎筒和浮子組成，豎筒在箱體內(nèi)，浮子豎直容納于豎筒內(nèi)，箱體頂部存在開(kāi)口。在箱體內(nèi)完全充滿液體的情況下，浮子堵住箱體頂部開(kāi)口，隨著向充滿液體的箱體內(nèi)充入氣體，氣體使得箱體內(nèi)液面下降，當(dāng)箱體內(nèi)部的氣體體積達(dá)到預(yù)定數(shù)量時(shí)浮子從所述開(kāi)口處墜落，從而氣體從箱體內(nèi)曝出，由此對(duì)液體形成擾動(dòng);隨著氣體的逸出，箱體內(nèi)的液面上升，浮子再次上升阻斷箱體頂部上的開(kāi)口。在氣體持續(xù)充入的狀態(tài)下，上述液面下降—浮子掉落—?dú)怏w噴出—液面上升—浮子堵住開(kāi)口為循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，且是自動(dòng)進(jìn)行的，實(shí)現(xiàn)了氣體以脈沖形式對(duì)液體的擾動(dòng)。上述過(guò)程中，除了保持充入氣體夕卜，無(wú)需人為或機(jī)械控制，節(jié)省了能量，與傳統(tǒng)的通過(guò)曝氣管道上的閥門(mén)的開(kāi)閉交替來(lái)實(shí)現(xiàn)間歇曝氣的情況相比，節(jié)省了部件，避免了因閥門(mén)頻繁使用容易出故障的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)且高可靠性的氣體脈沖式液體擾動(dòng)。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種液下氣體脈沖攪拌裝置，該裝置在工作狀態(tài)被置于液體中，包括箱體、豎筒和浮子。箱體側(cè)壁密封，使得氣體不能透過(guò)側(cè)壁逸出，底部為液體能夠透過(guò)的結(jié)構(gòu)，箱體的頂部存在通向箱體外部的開(kāi)口，箱體具有能夠通入氣體的通道。豎筒位于箱體內(nèi)部，用于容納浮子，至少豎筒側(cè)壁能夠透過(guò)液體和氣體，其頂部固定于箱體頂部，頂部存在敞口且與箱體頂部上的開(kāi)口相對(duì)。浮子位于豎筒內(nèi)，浮子的重量小于浮子完全浸入液面時(shí)受到的浮力，當(dāng)箱體內(nèi)充滿液體時(shí)浮子上端與箱體頂部上的開(kāi)口接觸并阻斷所述開(kāi)口，以及當(dāng)箱體內(nèi)部的氣體體積達(dá)到預(yù)定數(shù)量時(shí)浮子從所述開(kāi)口處墜落。
[0035]下面結(jié)合圖1描述根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的浮子為單個(gè)長(zhǎng)條形物體情況下的液體下氣體脈沖攪拌裝置的結(jié)構(gòu)。
[0036]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖，其中浮子為單個(gè)長(zhǎng)條形物體。
[0037]如圖1所示，液下氣體脈沖攪拌裝置100包括箱體1、豎筒2和浮子3。
[0038]箱體I可以是一個(gè)下面敞口的立方體形或圓柱形殼體，四周側(cè)壁密閉。不過(guò)這僅為優(yōu)選示例，根據(jù)需要，箱體可以為其它形狀。
[0039]在一個(gè)示例中，工作時(shí)，可以從箱體底部通入氣體，如后面的圖3、圖4所示。不過(guò)需要說(shuō)明的是，不是必需從箱體底部開(kāi)設(shè)氣體通入通道，替代地，可以在箱體頂部或側(cè)面開(kāi)設(shè)氣體通入通道。關(guān)于通入氣體通道的數(shù)目，后面的示例中示出為一個(gè)，不過(guò)根據(jù)需要可以設(shè)置為兩個(gè)或更多。
[0040]在圖1所示的示例中，箱體頂部通向箱體外部的開(kāi)口為曝氣通道的形式，曝氣通道101穿過(guò)上底且其上端開(kāi)口高出箱體I的上底面的外表面，下端開(kāi)口低于箱體I的上底的內(nèi)表面。不過(guò)，開(kāi)口的形式不局限于此，根據(jù)需要可以為其它形式，例如，可以簡(jiǎn)單地為僅在箱體頂部開(kāi)一個(gè)孔。
[0041]在圖1所示的示例中，豎筒2可以是一個(gè)位于箱體I內(nèi)部的側(cè)壁透水的筒狀殼體，其橫斷面為圓形或正方形，它的上端為敞口并與曝氣通道101的下端口相對(duì)，豎筒2的內(nèi)腔的橫斷面尺寸大于曝氣通道101的直徑。
[0042]在圖1所示的示例中，浮子3是一個(gè)置于豎筒2內(nèi)部的長(zhǎng)形物體。浮子優(yōu)選表面光滑，這樣摩擦力小，容易對(duì)箱體頂部的開(kāi)口進(jìn)行緊密密封。浮子上端可以為半球形或半橢球形或錐形或干脆是平面，只要能夠堵住開(kāi)口即可。
[0043]浮子3重量小于其在完全浸入到液體中所受到的浮力，其重心位于長(zhǎng)度方向的軸心上并偏向一端，也就是說(shuō)當(dāng)浮子3被投放到液體中的時(shí)候呈豎直漂浮狀態(tài)且其一端暴露在水面之上，這樣保證在箱體內(nèi)充滿液體時(shí)浮子會(huì)自動(dòng)上浮堵住箱體頂部開(kāi)口。
[0044]此外，浮子3的長(zhǎng)度小于豎筒2的內(nèi)底到曝氣通道101的下端口之間的垂直距離，也就說(shuō)當(dāng)浮子3被置于豎筒2內(nèi)部的時(shí)候，它不能夠同時(shí)接觸其上下兩端，即不能同時(shí)接觸豎筒2的內(nèi)底和曝氣通道101的下端口，否則浮子只能始終保持堵住箱體頂部開(kāi)口的狀態(tài)，而無(wú)法從開(kāi)口處掉落，也就無(wú)法放氣。
[0045]此外，經(jīng)過(guò)受力分析可得出，為了使得在箱體內(nèi)氣體已經(jīng)填充至浮子底部時(shí)(假設(shè)此時(shí)浮子仍然堵住箱體頂部開(kāi)口)浮子3能夠從開(kāi)口處掉落，浮子3的構(gòu)成還需要滿足以下條件:浮子3的重量大于液體的容重乘以浮子3的下端到曝氣通道101的下端口之間的垂直高差再乘以曝氣通道101內(nèi)腔的水平斷面積(當(dāng)浮子3的上端接觸到曝氣通道101的下端并完全阻塞曝氣通道101時(shí))。
[0046]圖2(a)_(f)示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖1所示的液下氣體脈沖攪拌裝置的工作過(guò)程示意圖，其中LO指示液體液面，AO指示通氣管。
[0047]在圖2(a)示出了箱體內(nèi)充滿水淹沒(méi)了浮子的情形，此為初始狀態(tài)，可見(jiàn)浮子2堵住了曝氣通道的開(kāi)口。
[0048]圖2(b)示出了隨著通過(guò)通氣管AO往箱體內(nèi)充氣，箱體內(nèi)的液面LI不斷下降。
[0049]圖2(c)示出了在箱體內(nèi)部的氣體體積達(dá)到預(yù)定數(shù)量時(shí)，浮子從曝氣通道101墜落，曝氣開(kāi)始。
[0050]圖2(d)示出了在曝氣進(jìn)行過(guò)程中，液面上升。
[0051]圖2(e)示出了曝氣接近完成，浮子上升。
[0052]圖2(f)示出了曝氣完畢，浮子再次堵住曝氣通道101的開(kāi)口。
[0053]接下來(lái)，將重復(fù)圖2(b)_2(f)的循環(huán)過(guò)程，即重復(fù):液面下降_》浮子墜落開(kāi)始曝氣_》液面上升_》浮子上升_》曝氣完畢、浮子堵住開(kāi)口的過(guò)程。
[0054]前面結(jié)合圖1和圖2(a)_(f)，描述了其中浮子為單個(gè)長(zhǎng)條形物體的液下氣體脈沖攪拌裝置的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程的示例。下面參考圖3和圖4(a)_(f)描述其中浮子為由多個(gè)構(gòu)件組成的浮子組件的液下氣體脈沖攪拌裝置的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程的示例。
[0055]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的其中浮子為由多個(gè)構(gòu)件組成的浮子組件的液下氣體脈沖攪拌裝置200的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]如圖3所示，浮子3包括:上浮子301、柔性連接件302和下浮子303。上浮子301為球體，其直徑小于豎筒2的內(nèi)徑或橫斷面邊長(zhǎng)，而且大于曝氣通道101內(nèi)徑，優(yōu)選地球體表面光滑;下浮子303為直徑小于豎筒2的內(nèi)徑的球體或圓柱體或其他任何形狀，優(yōu)選外壁光滑;柔性連接件302把上浮子301和下浮子303連結(jié)起來(lái)，其長(zhǎng)度使得上浮子301、連接件302和下浮子303的最大伸展長(zhǎng)度小于豎筒2的內(nèi)底到曝氣通道101的下端面的垂直距離，且當(dāng)上浮子301完全接觸曝氣通道下端口的圓周且浮子組件3垂直伸展到最大尺寸時(shí)下浮子303接觸不到豎筒2的底部。此外，浮子組件的構(gòu)成還需要滿足以下三個(gè)條件:
[0057]條件一，上浮子301的重量小于它在液體中受到的浮力，即上浮子301單獨(dú)置于液體中時(shí)它是漂浮在液體中并且一部分是暴露在液面之上的；
[0058]條件二，上浮子301的重量小于液體的容重乘以上浮子301與曝氣通道101的下端口形成完全接觸時(shí)上浮子301的最低點(diǎn)到曝氣通道101的下端口的垂直高差再乘以曝氣通道101內(nèi)腔的斷面積；
[0059]條件三，浮子組件的總重量大于液體的容重乘以曝氣通道101下端口到下浮子303的最低點(diǎn)之間的垂直高度差(當(dāng)上浮子301與曝氣通道101的下端形成完全接觸且伸展到最大長(zhǎng)度時(shí))再乘以曝氣通道101內(nèi)腔的斷面積。
[0060]下面結(jié)合圖4(a)_4(f)說(shuō)明圖3所示的液下氣體脈沖攪拌裝置的工作原理與過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，上述液下氣體脈沖攪拌裝置須固定安裝在需要曝氣攪拌的容器或反應(yīng)器內(nèi)，使其完全淹沒(méi)在液面之下;在箱體I的下部通入連續(xù)的氣流，使得氣體正好上升進(jìn)入箱體I的內(nèi)部。其工作過(guò)程如下:起初箱體I的內(nèi)部被液體充滿，浮子組件的上浮子301在液體浮力的作用下上浮并止于曝氣通道的下端口，正好把曝氣通道101堵塞(圖4(a));隨著往箱體I開(kāi)始充氣，箱體I的內(nèi)部開(kāi)始貯存氣體，箱體I內(nèi)形成氣液界面且界面隨著氣體在箱體I內(nèi)部的累積而向下移動(dòng)(圖4(b))，此時(shí)起上浮子301除了承受浮力之外還要承受由于曝氣通道101被阻塞形成的上推力，該推力在數(shù)值上等于液體的容重乘以曝氣通道101的下端面到箱體I內(nèi)的氣液界面的垂直高度再乘以曝氣通道的斷面積;隨著氣流繼續(xù)充入箱體I，箱體I內(nèi)部的液面繼續(xù)下降，下浮子303也跟隨液面下降，直到柔性連接件302達(dá)到其最大伸展長(zhǎng)度(圖4(c));氣體繼續(xù)通入，箱體I內(nèi)部的液面繼續(xù)下降，但下浮子303已被連接件302拉住并停止下降，因而下浮子303開(kāi)始暴露在液面之上的氣體中(圖4(d))，直到浮子303幾乎完全暴露在箱體I內(nèi)的液面之上，浮子303不再受到液體的浮力而把其重量全部通過(guò)柔性連接件302加在上浮子301之上；由于上述浮子組件的總重量滿足上述條件三，上浮子301隨即從曝氣通道101的下端口墜落，曝氣通道101被打開(kāi)，箱體I內(nèi)積累的氣體從曝氣通道101以很快的速率逸出并對(duì)液體形成擾動(dòng)(圖4(e))，而箱體I內(nèi)的液面也迅速上升直至把上浮子301向上推送到再次把曝氣通道101阻塞(圖4(f))，曝氣隨即中斷，箱體I內(nèi)再次開(kāi)始累積氣體;如此循環(huán)反復(fù)，一個(gè)流量較小的連續(xù)氣流即被轉(zhuǎn)化為間歇的脈沖性氣流。
[0061]需要說(shuō)明的是，以上附圖僅為示例，不應(yīng)作為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0062]例如，圖3中浮子組件包括上浮子和下浮子(可將其稱為子浮子)，不過(guò)子浮子的數(shù)目可以更多，例如可以有三個(gè)或更多的子浮子，換個(gè)角度說(shuō)，下浮子303可以進(jìn)一步拆分。
[0063]在一個(gè)示例中，所述箱體頂部上的開(kāi)口做了內(nèi)倒角處理。倒角的好處例如有:(I)去除尖角，避免刮傷浮子;(2)便于氣體對(duì)開(kāi)口的沖洗，能夠沖洗掉開(kāi)口上粘住的雜物
[0064]在前面的示例中，豎筒2的橫截面被說(shuō)明為圓形或正方形，不過(guò)豎筒2的形狀可以為其它形式，優(yōu)選為正多邊形，如正方形、正六邊形、正八變形等。
[0065]在前面的示例中，單個(gè)浮子(2)的上表面形狀被說(shuō)明為半球體，或者上浮子的形狀被說(shuō)明為球體，不過(guò)如前所述，浮子上端可以為其它形狀，半橢球形或錐形或干脆是平面，只要能夠堵住開(kāi)口即可。
[0066]優(yōu)選地，豎筒為可拆卸部件，從而便于浮子的安裝、維護(hù)。
[0067]本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體脈沖攪拌裝置適用于在化工、水處理和生物工程以及任何需要往水或其它液體中通入氣體形成擾動(dòng)和攪拌的場(chǎng)合。
[0068]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，還提供了一種利用前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的液下氣體脈沖攪拌裝置來(lái)進(jìn)行液體攪拌的液體攪拌方法，液下氣體脈沖攪拌裝置在工作狀態(tài)被置于液體中，初始狀態(tài)下，浮子阻斷箱體頂部上的開(kāi)口，所述液體攪拌方法包括:(a)持續(xù)向箱體內(nèi)部通入氣體；(b)箱體內(nèi)部的液面下降，在箱體內(nèi)部的液面下降至預(yù)定高度時(shí)，浮子自動(dòng)墜落，箱體內(nèi)的氣體從箱體頂部上的開(kāi)口逸出，液面上升，浮子再次上升阻斷箱體頂部上的開(kāi)口，以及再次重復(fù)步驟(b)的過(guò)程。
[0069]前述示例的液體攪拌方法中，可以通過(guò)下述操作來(lái)更換浮子:從箱體拆下豎筒;從豎筒中取出被替換的浮子;將替代的浮子置于豎筒內(nèi)；以及將豎筒再次固定到箱體。當(dāng)然，如果發(fā)現(xiàn)浮子不需更換，而只需進(jìn)行清潔處理，也可以在將浮子進(jìn)行清潔處理后再放回豎筒，然后將豎筒再次固定到箱體。
[0070]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的液下氣體攪拌裝置和方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0071](I)在需要高強(qiáng)度攪動(dòng)液體的場(chǎng)合，液下氣體脈沖攪拌裝置化小流量氣流為高強(qiáng)度脈沖，避免使用高強(qiáng)度連續(xù)氣流攪拌導(dǎo)致的大功率鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)的使用，從而節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用；
[0072](2)構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造容易，造價(jià)低廉;以及
[0073](3)不存在易損部件，故障率小且易于維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)。
[0074]以上已經(jīng)描述了本實(shí)用新型的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液下氣體脈沖攪拌裝置，該裝置在工作狀態(tài)被置于液體中，包括箱體(I)、豎筒(2)和浮子(3)， 箱體(I)側(cè)壁密封，使得氣體不能透過(guò)側(cè)壁逸出，底部為液體能夠透過(guò)的結(jié)構(gòu)，箱體的頂部存在通向箱體外部的開(kāi)口，箱體具有能夠通入氣體的通道， 豎筒(2)位于箱體(I)內(nèi)部，用于容納浮子，至少豎筒側(cè)壁能夠透過(guò)液體和氣體，其頂部固定于箱體頂部，頂部存在敞口且與箱體頂部上的開(kāi)口相對(duì);以及 浮子(3)位于豎筒內(nèi)，浮子的重量小于浮子完全浸入液面時(shí)受到的浮力，當(dāng)箱體內(nèi)充滿液體時(shí)浮子上端與箱體頂部上的開(kāi)口接觸并阻斷所述開(kāi)口，以及當(dāng)箱體內(nèi)部的氣體體積達(dá)到預(yù)定數(shù)量時(shí)浮子從所述開(kāi)口處墜落。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是所述浮子(3)為單個(gè)長(zhǎng)條形物體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是浮子(3)是由上浮子(301)、柔性連接件(302)和下浮子(303)構(gòu)成的浮子組件，上浮子(301)和下浮子(303)由柔性連接件(302)連接在一起。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是，浮子的構(gòu)成滿足以下條件: (1)浮子的重心位于長(zhǎng)度方向的軸心上并且當(dāng)浮子放置于豎筒內(nèi)時(shí)偏向豎直向的下端；以及 (2)當(dāng)浮子(3)的上端面與所述箱體頂部上的開(kāi)口完全接觸時(shí)，浮子的重量〉液體容重X浮子與所述箱體頂部上的開(kāi)口接觸處至浮子底部的垂直距離X所述箱體頂部上的開(kāi)口斷面積。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是，浮子組件的構(gòu)成滿足以下條件: (1)上浮子(301)的重量小于其完全浸入到液體中所受到的浮力，且浮子組件的總重量小于其完全浸入到液體中時(shí)各部分所受到的浮力之和；以及 (2)當(dāng)浮子組件的上浮子完全接觸曝氣通道的下端口且浮子組件伸展到最大尺寸時(shí)，浮子組件總重量〉液體容重X浮子與所述箱體頂部上的開(kāi)口接觸處到下浮子最低點(diǎn)的垂直高差X所述箱體頂部上的開(kāi)口斷面積。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是所述箱體頂部上的開(kāi)口做了內(nèi)倒角處理。7.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是所述浮子在最大伸展?fàn)顟B(tài)下不同時(shí)接觸所述箱體頂部上的開(kāi)口和豎筒的底部。8.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是豎筒(2)的橫截面為圓形。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是，上浮子(301)為外表面光滑的球體。10.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的液下氣體脈沖攪拌裝置，其特征是所述箱體底部為敞口的，氣體通過(guò)箱體底部通入。
【文檔編號(hào)】B01F13/02GK205412853SQ201620188879
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】靳兆融
【申請(qǐng)人】美清科技（北京）有限公司