一种箱型转子碎气式气浮装置

摘要

本发明提供了一种箱型转子碎气式气浮装置，包括箱体、电动机、传动轴、气泡发生器和泡沫收集罩；所述箱体的一侧设置有进水口，箱体的另一侧设置有出水口，所述箱体的顶部设置有所述的电动机，电动机下方连接所述的传动轴，传动轴的下方连接所述气泡发生器；所述箱体的上部设置有所述的泡沫收集罩；所述的传动轴为空心轴，传动轴上设置有进气口。装置具有能耗低、处理效果显著的特点，并且结构紧凑，体积小，维护方便的优点。

说明书

技术领域

本发明属于养殖用水处理技术领域，涉及一种气浮装置，具体涉及一种箱型转子碎气式气浮装置。

背景技术

21世纪以来，水资源短缺威胁着全球不少地区的生产和生活。传统的粗放型水产养殖生产方式不但与人类争夺水资源，而且养殖废水中包含的颗粒态固体废物、溶解态代谢废物、营养盐、抗微生物制剂和药物残留会造成对自身水体和周边环境的污染；因此改变水产养殖模式势在必行。循环水养殖是实现高效、绿色和清洁水产品生产的重要途径，工厂化循环水养殖是水产养殖业的发展方向之一，是未来水产养殖业的支柱产业技术，这种趋势对循环水过程的水处理提出了更严格的要求。

近年来，在十五、十一五期间多个国家项目的支持下，海水工厂化循环水养殖得到了较大规模地推广和应用，在山东、辽宁等地已经逐步呈现出一种取代传统养殖模式的趋势。但是，从目前的实际应用情况来看，大部分系统的实际生产能力并没有达到最初的设计指标，仍停留在中低密度养殖工况条件下。分析其原因，微细颗粒物（≤60μm）没有得到良好的控制和去除是其中的主要问题之一。因此，对海水循环水养殖系统中微细颗粒的去除，是海水养殖重要的工艺环节之一，也是水产养殖产业的进一步发展的关键。

公开号为CN2343154的实用新型专利，公开了一种气浮机，有电动机、传动轴系、导流筒、叶轮，电动机位于导流筒上方，通过传动轴系带动叶轮运转，传动轴系的传动轴部分位于导流筒内，导流筒上端口接通大气，叶轮位于导流筒下方，叶轮叶片设若干喷气孔，喷气孔通过传动轴系空心通道接通导流筒内部，特征是，叶轮叶片由根部至梢部依次向下倾斜，所有叶片形成的整体轮廓呈喇叭状。

上述装置要起到气浮（或蛋白分离）的效果必须安装于配备泡沫收集装置的箱体、水池或水槽中，后期安装复杂，稍有不妥极易严重影响气浮效果；该装置配备的叶轮结构和轮廓复杂，制造和维护不便。

发明内容

本发明为了解决海水循环水养殖系统中微细颗粒去除的技术问题，提供了一种箱型转子碎气式气浮装置。可有效去除水体中的微小悬浮颗粒，同时对降低水体中的细菌含量和降低水色有显著作用。具有能耗低、处理效果显著的特点，并且结构紧凑，体积小，维护方便的优点。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种箱型转子碎气式气浮装置，包括箱体、电动机、传动轴、气泡发生器和泡沫收集罩；所述箱体的一侧设置有进水口，箱体的另一侧设置有出水口，所述箱体的顶部设置有所述的电动机，电动机下方连接所述的传动轴，传动轴的下方连接所述气泡发生器；所述箱体的上部设置有所述的泡沫收集罩，所述的泡沫收集罩为上小下大的锥形罩，所述锥形罩的顶部设置有开口，所述开口与箱体顶部的泡沫排放通道相通，所述的泡沫排放通道连接箱体的泡沫排放口；所述的传动轴为空心轴，传动轴上设置有进气口；所述的气泡发生器包括从上至下平行设置的上翼板和下翼板，所述的上翼板连接传动轴的下端，所述的上翼板和下翼板之间设置有与传动轴内部相通的空气室，所述空气室的侧壁上设置有多个出气孔，以空气室为圆心在上翼板和下翼板之间发散分布有多个竖直的腹板。

本发明所述的多个出气孔竖直排列成多列，每相邻两列之间设置有一个所述的腹板。保证腹板将出气孔出来的气泡均匀打碎。

优选地，所述每列出气孔距离最近的腹板0-5mm，进气孔紧挨着腹板，可以使进气孔处于有效的负压区，让外界空气顺利进入气泡发生器。

本发明所述电动机的功率为1.1kW-1.5kW，传动轴的转速为2900rpm。

本发明所述出气孔的直径为2.5-4.5mm，与腹板的面积匹配，直径2.5-4.5mm进气孔紧挨着腹板，可以使进气孔处于有效的负压区，让为外界空气顺利进入气泡发生器；这样的直径已经能够保证合适的进气量。

本发明所述的下翼板距离所述箱体的底面10mm-50mm，气泡发生器在高速旋转时不易接触箱体底面。

本发明所述的传动轴与所述的出水口之间沿出水方向依次设置有下挡板与上挡板，所述下挡板的底边与箱体的底部相接，下挡板的两侧边与箱体的内侧壁相接；所述上挡板的顶边与箱体的顶部垂直连接，上挡板的两侧边与箱体的内壁相接；所述下挡板的顶边高于所述上挡板的底边。

优选地，所述的下挡板、上挡板与箱体内壁形成的横截面为0.035-0.1m²，在这样的截面积范围内，当水流经过下挡板、上挡板与箱体内壁形成的空间时，水流向下的截面流速小于气泡上升速度，水流不会将水体中的微小气泡携带进入水位保持器所在的腔体，避免水位保持器所在腔体内积累大量泡沫或者微小气泡经由出水口进入后续处理环节而带来不利影响。

优选地，所述上挡板的一个侧面与所述泡沫收集罩相接。

进一步优选地，下挡板的上沿距离泡沫收集罩下沿30mm-60mm，上挡板的下沿距离箱体底面30mm-60mm，这样的距离形成的截面积比较合适，水流速度不至于太快不会把水里的微小气泡带出来。

本发明所述箱体内的出水口处设置有水位控制器，避免因为泡沫距泡沫排放通道太远，而无法从通道排出。

优选地，所述的水位控制器包括内管、外管和螺杆，所述的内管为L型管，内管的出水端与所述箱体的出水口连接；内管的进水端向上，且活动套设在所述外管的内部，外管的上端连接所述的螺杆，螺杆的上端穿出所述箱体的顶部连接调节手轮。

本发明所述箱体的内部还设置有多个竖直的整流板，所述的整流板以传动轴为圆心向四周发散分布。

优选地，所述的整流板高200mm-300mm，可以进行有效的整流，同时节约造价。

优选地，所述整流板的下沿比气泡发生器的上翼板高10mm-30mm，上翼板尽量靠近整流板，保证混合气泡的水流从气泡发生器出来尽快进行整流，避免旋转水流的出现而影响处理效果；同时保证气泡发生器在高速旋转时不与整流板发生接触而出现故障。

以上尺寸关系有利于装置内部形成良好的水流态，有利于形成大量密集的细微气泡，有利于大量密集的细微气泡将水体内所含的微小悬浮颗粒物和细菌等黏附携带至水体表面，有利于在水体表面形成大量的泡沫并使泡沫排出。

本发明所述箱体的底部设置有排污口。

本发明所述的泡沫排放通道上设置有泡沫观察窗，所述的泡沫收集罩上设置有气浮观察窗。

本发明的转子碎气式气浮机除电动机和传动轴外，其他部件均为聚丙烯PP或聚氯乙烯PVC材质。箱体和泡沫收集罩板厚10mm-15mm，整流板的板厚4mm-6mm。气泡发生器为聚丙烯PP模具一次性浇筑成型，亦可用316L不锈钢焊接而成。选用该种材质以及板材厚度的优点为耐腐蚀、轻便、较高的结构强度和较低的造价。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的气泡发生器在传动轴的驱动下高速旋转，在腹板背面形成负压，在负压作用下空气从转轴的进气口吸入，空气经过中空的传动轴从气泡发生器上的出气孔进入箱体。空气经由气泡发生器的腹板高速旋转而打碎形成大量密集的细微气泡，大量密集的细微气泡在箱体内水体的上升过程中，将水体内所含的微小悬浮颗粒物和细菌等黏附携带至水体表面，在水体表面张力的作用下，可在水体表面形成大量的泡沫，从而充分分离出水体中的细菌。

2、在气浮装置内设置泡沫收集罩，有利于水面堆积的泡沫在空气流的推动下自泡沫排放通道排出箱体，从泡沫排放口排出。

3、箱体内的水流若随气泡发生器的高速旋转发生旋转，则易使大量密集的细微气泡互相发生融合形成大气泡，减少气泡表面和水体的接触面积，降低气泡携带微小悬浮颗粒和细菌等的能力，同时也促进水面形成的大量泡沫的消融，不利于含有大量细微悬浮颗粒和细菌的泡沫的排出，从而降低装置的水处理效果。本发明在气浮装置内设置整流板，用于整合稳定箱体内的水流，使水体不随气泡发生器的高速旋转发生旋转。

4、本发明的装置内设置了水位控制器，箱体内的水位高度即为外管上沿的高度，通过调节处管高度使水面接近泡沫排放通道，使水面堆积的泡沫在空气流的推动下自泡沫排放通道顺利排出箱体，同时控制水体不能够从泡沫排放通道流出。

附图说明

图1为本发明的箱型转子碎气式气浮装置的剖面图。

图2为本发明的箱型转子碎气式气浮装置的另一剖面图。

图3为本发明的箱型转子碎气式气浮装置的俯视图。

图4为泡沫发生器的剖面图。

图5为泡沫发生器的俯视图。

图6为箱型转子碎气式气浮装置中水位控制器的结构图。

图7为箱型转子碎气式气浮装置的局部结构图。

图中标记为：1、电动机，2、传动轴，3、气泡发生器，4、支撑架，5、箱体，6、泡沫收集罩，7、整流板，8、下挡板，9、上挡板，10、水位控制器，11、泡沫排放通道，12、气浮观察窗，13、进水口，14、排污口一，15、排污口二，16、出水口，17、泡沫排放口，18、泡沫观察窗，19、三角支架，20、调节手轮，21、螺杆，22、外管，23、内管，24、出气孔，25、反向螺纹接头，26、上翼板，27、腹板，28、下翼板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。

实施例1

如图1所示，一种箱型转子碎气式气浮装置，包括箱体5、电动机1、传动轴2、气泡发生器3和泡沫收集罩6；所述箱体5的一侧设置有进水口13，箱体5的另一侧设置有出水口16，所述箱体的顶部设置有所述的电动机1，电动机下方连接所述的传动轴2，传动轴2的下方连接所述气泡发生器3；所述箱体5的上部设置有所述的泡沫收集罩6，所述的泡沫收集罩6为上小下大的锥形罩，所述锥形罩的顶部设置有开口，所述开口与箱体5顶部的泡沫排放通道11相通，所述的泡沫排放通道11连接箱体的泡沫排放口17；所述的传动轴2为空心轴，传动轴2上设置有进气口；所述的气泡发生器3包括从上至下平行设置的上翼板26和下翼板28，所述的上翼板26连接传动轴2的下端，所述的上翼板26和下翼板28之间设置有与传动轴2内部相通的空气室，所述空气室的侧壁上设置有多个出气孔24，以空气室为圆心在上翼板26和下翼板28之间发散分布有多个竖直的腹板27。

本实施例的工作原理：待处理的水自进水口13进入箱型转子碎气式气浮装置，启动转子碎气式气浮机，在电动机1和传动轴2的驱动下气泡发生器3高速旋转。此时，在气泡发生器3所含腹板27背面形成负压，在负压作用下空气从传动轴2的进气口吸入，空气经过中空的传动轴2从气泡发生器3上的出气孔24进入箱体5。空气经由气泡发生器3所含的腹板27高速旋转而打碎形成大量密集的细微气泡。大量密集的细微气泡在箱体5内水体的上升过程中，将水体内所含的微小悬浮颗粒物和细菌等黏附携带至水体表面，在水体表面张力的作用下，可在水体表面形成大量的泡沫，水面堆积的泡沫在空气流的推动下自泡沫排放通道11排出箱体5从泡沫排放口17排出。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上：

所述的多个出气24孔竖直排列成多列，每相邻两列之间设置有一个所述的腹板27。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上：

所述的多个出气24孔竖直排列成多列，每相邻两列之间设置有一个所述的腹板27，每列出气孔24紧靠腹板27。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上：

所述的多个出气24孔竖直排列成多列，每相邻两列之间设置有一个所述的腹板27。

所述每列出气孔24距离最近的腹板27 5mm。

所述的传动轴2与所述的出水口16之间沿出水方向依次设置有下挡板8与上挡板9，所述下挡板8的底边与箱体5的底部相接，下挡板8的两侧边与箱体5的内侧壁相接；所述上挡板9的顶边与箱体5的顶部垂直连接，上挡板9的两侧边与箱体5的内壁相接；所述下挡板8的顶边高于所述上挡板8的底边。

本实施例的工作原理为：待处理的水自进水口13进入箱型转子碎气式气浮装置，翻过下挡板8的上沿，经过下挡板8和上挡板 9之间的狭缝，从上挡板 9下沿和箱体5底板之间的狭缝后，沿出水口16流出箱型转子碎气式气浮装置。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上：

所述的多个出气24孔竖直排列成多列，每相邻两列之间设置有一个所述的腹板27。

所述每列出气孔24距离最近的腹板27 3mm。

所述的传动轴2与所述的出水口16之间沿出水方向依次设置有下挡板8与上挡板9，所述下挡板8的底边与箱体5的底部相接，下挡板8的两侧边与箱体5的内侧壁相接；所述上挡板9的顶边与箱体5的顶部垂直连接，上挡板9的两侧边与箱体5的内壁相接；所述下挡板8的顶边高于所述上挡板8的底边。

所述的下挡板8、上挡板9与箱体5内壁形成的横截面为0.035m²。

实施例6

本实施例在实施例1的基础上：

所述的传动轴2与所述的出水口16之间沿出水方向依次设置有下挡板8与上挡板9，所述下挡板8的底边与箱体5的底部相接，下挡板8的两侧边与箱体5的内侧壁相接；所述上挡板9的顶边与箱体5的顶部垂直连接，上挡板9的两侧边与箱体5的内壁相接；所述下挡板8的顶边高于所述上挡板8的底边。

所述的下挡板8、上挡板9与箱体5内壁形成的横截面为0.1m²。

所述上挡板9的一个侧面与泡沫收集罩6相接。

实施例7

本实施例在实施例1的基础上：

所述的传动轴2与所述的出水口16之间沿出水方向依次设置有下挡板8与上挡板9，所述下挡板8的底边与箱体5的底部相接，下挡板8的两侧边与箱体5的内侧壁相接；所述上挡板9的顶边与箱体5的顶部垂直连接，上挡板9的两侧边与箱体5的内壁相接；所述下挡板8的顶边高于所述上挡板8的底边。

所述的下挡板8、上挡板9与箱体5内壁形成的横截面为0.05m²。

所述上挡板9的一个侧面与泡沫收集罩6相接。

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

本实施例的工作原理：待处理的水自进水口13进入箱型转子碎气式气浮装置，翻过下挡板8的上沿，经过下挡板8和上挡板 9之间的狭缝，从上挡板 9下沿和箱体5底板之间的狭缝后，进入水位调控器10所在的腔体，翻过水位调控器10所含外管22的上沿从出水口16流出箱型转子碎气式气浮装置。启动转子碎气式气浮机1，在电动机和传动轴2的驱动下气泡发生器3高速旋转。此时，在气泡发生器3所含腹板27背面形成负压，在负压作用下空气从转子碎气式气浮机1的进气口吸入，空气经过中空的传动轴从气泡发生器3上的出气孔24进入箱体5。空气经由气泡发生器3所含的腹板27高速旋转而打碎形成大量密集的细微气泡。大量密集的细微气泡在箱体5内水体的上升过程中，将水体内所含的微小悬浮颗粒物和细菌等黏附携带至水体表面，在水体表面张力的作用下，可在水体表面形成大量的泡沫。调节水位调控器10所含外管22上沿的高度，使水面堆积的泡沫在空气流的推动下自泡沫排放通道11排出箱体5从泡沫排放口17排出，同时要求水体不能够从泡沫排放通道11流出。

实施例8

本实施例在实施例1的基础上：

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

所述箱体5的内部还设置有多个竖直的整流板7，所述的整流板7以传动轴2为圆心向四周发散分布。

整流板7用于整合稳定箱体5内的水流，使水体不随气泡发生器3的高速旋转发生旋转。箱体5内的水流若发生旋转则易使大量密集的细微气泡互相发生融合形成大气泡，减少气泡表面和水体的接触面积，降低气泡携带微小悬浮颗粒和细菌等的能力，同时也促进水面形成的大量泡沫的消融，不利于含有大量细微悬浮颗粒和细菌的泡沫的排出，降低箱型转子碎气式气浮装置的水处理效果。

实施例9

本实施例在实施例1的基础上：

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

所述箱体5的内部还设置有多个竖直的整流板7，所述的整流板7以传动轴2为圆心向四周发散分布。

所述的整流板7高200mm。

实施例10

本实施例在实施例1的基础上：

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

所述箱体5的内部还设置有多个竖直的整流板7，所述的整流板7以传动轴2为圆心向四周发散分布。

所述的整流板7高300mm。

所述整流板7的下沿比气泡发生器3的上翼板26高10mm。

实施例11

本实施例在实施例1的基础上：

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

所述箱体5的内部还设置有多个竖直的整流板7，所述的整流板7以传动轴2为圆心向四周发散分布。

所述的整流板7高250mm。

所述整流板7的下沿比气泡发生器3的上翼板26高30mm。

实施例12

本实施例在实施例1的基础上：

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

所述箱体5的内部还设置有多个竖直的整流板7，所述的整流板7以传动轴2为圆心向四周发散分布。

所述的整流板7高280mm。

所述整流板7的下沿比气泡发生器3的上翼板26高20mm。

实施例13

本实施例在实施例7的基础上：

所述出气孔24的直径为2.5-4.5mm。

所述的下翼板28距离所述箱体的底面10mm-50mm。

所述上挡板9的一个侧面与所述泡沫收集罩6相接，下挡板8的上沿距离泡沫收集罩6下沿30mm-60mm，上挡板9的下沿距离箱体5底面30mm-60mm。

实施例14

本实施例在实施例8的基础上：

所述整流板7的下沿高度距离气泡发生器3的上翼板26 10mm-30mm。

所述箱体5的底部设置有排污口。

所述的泡沫排放通道11上设置有泡沫观察窗18，所述的泡沫收集罩6上设置有气浮观察窗12。

实施例15

本实施例在实施例5的基础上：

所述箱体5内的出水口16处设置有水位控制器10，所述的水位控制器10包括内管23、外管22和螺杆21，所述的内管23为L型管，内管23的出水端与所述箱体5的出水口16连接；内管23的进水端向上，且活动套设在所述外管22的内部，外管22的上端连接所述的螺杆21，螺杆21的上端穿出所述箱体5的顶部连接调节手轮20。

所述箱体5的内部还设置有多个竖直的整流板7，所述的整流板7以传动轴2为圆心向四周发散分布。

所述出气孔24的直径为2.5-4.5mm。

所述的下翼板28距离所述箱体的底面10mm-50mm。

所述上挡板9的一个侧面与所述泡沫收集罩相接，下挡板8的上沿距离泡沫收集罩6下沿30mm-60mm，上挡板9的下沿距离箱体5底面30mm-60mm。

实施例14

本实施例在实施例8的基础上：

所述整流板7的下沿高度距离气泡发生器3的上翼板26 10mm-30mm。

所述箱体5的底部设置有排污口。

所述的泡沫排放通道11上设置有泡沫观察窗18，所述的泡沫收集罩6上设置有气浮观察窗12。

所述整流板7的下沿高度距离气泡发生器3的上翼板26 10mm-30mm。

所述箱体5的底部设置有排污口。

所述的泡沫排放通道11上设置有泡沫观察窗18，所述的泡沫收集罩6上设置有气浮观察窗12。

箱型转子碎气式气浮装置的主要技术参数：

（1）装置总高1.4m-1.9m，箱体5高度1m-1.5m，长度1.5m-2.0m，宽度1.2m-1.7m。

（2）气泡发生器3直径120mm-145mm，上翼板26和下翼板28之间的距离45mm-60mm，出气孔24直径2.5-4.5mm，每列4-6个，共3-4列。腹板27的数量和出气孔24的列数相同，每列出气孔24均布置于腹板27的背面，紧挨腹板27。下翼板28距离箱体5的底板10mm-50mm。

（3）电动机和传动轴2所含的电动机功率为1.1kW-1.5kW，转速2900rpm。

（4）整流板7为“米”字型结构，中间为边长125mm-145mm的正方形结构（边长略大于气泡发生器3的直径），整流板7高度200mm-300mm，整流板7下沿距离气泡发生器上翼板26 10mm-30mm。

（5）水位调控器10所含的外管22上沿最高可调节至距泡沫排放通道11下沿的50mm处，最低可调节至距泡沫排放通道11下沿的200mm处。所含内管23的外径为110mm-200mm，外管22的内径大于内管23的外径2mm-5mm。

（6）下挡板和上挡板的间距30mm-60mm，下挡板上沿距离泡沫收集罩6下沿30mm-60mm，上挡板下沿距离箱体5底板30mm-60mm，三者的取值相同。

（7）泡沫收集罩6和箱体5之间的装配面密封不漏气。