一种潜水曝气机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113697971A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110842475.5(22)申请日2021.07.26(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号(72)发明人田丽梅田伟商延赓赵杰孙霁宇(74)专利代理机构吉林省中玖专利代理有限公司22219代理人李泉宏(51)Int.Cl.C02F7/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种潜水曝气机(57)摘要本发明提出了一种潜水曝气机，属于污水处理设备技术领域，针对目前的潜水曝气机所存在的问题，对其进行的改进包括：①对叶轮的子午流面与回转面重新设计，在现有的框体下确定出最优的叶轮叶型，以提高曝气机的曝气面积和空气摄入量。②在不影响叶轮的工作效率的提前下，减小叶轮的轴向投影面，减少叶轮的重量，以降低电机功率。③对整机各结构部件与叶轮的结构进行优化和约束，保证叶轮的曝气机的曝气面积和空气摄入量处于现有框体最优。另外也对本发明也对控制方法进行了改进，具有更加节能的效果。CN113697971ACN113697971A权利要求书1/2页1.一种潜水曝气机，其特征在于，该潜水曝气机由风机组件(1)、浮球(2)、喷嘴(4)、叶轮(5)、输气管(9)、距离传感器(101)和步进电机(7)组成，所述的浮球(2)放置于曝气池的水面之上，风机组件(1)在水面之上；所述输气管(9)与风机组件(1)和进气口(10)相连；叶轮(5)由轮毂和安装在轮毂上的叶片组成；叶轮(5)的前缘部形成入流口，所述曝气机叶轮(5)的尾缘部形成出流口；所述喷嘴(4)将叶轮(5)尾缘区域进行包裹；所述的距离传感器(101)设置在风机组件(1)内部，用于探测风机组件(1)与污水池底部距离；步进电机(7)，所述步进电机(7)与风机组件(1)下方的连接件(8)相连，步进电机(7)转动时可调节喷嘴(4)与水面的角度。2.根据权利要求1所述的潜水曝气机，其特征在于，所述的叶轮(5)由三个叶片所组成，其中轮毂直径为60～90mm；叶轮(5)外径180～190mm；所述叶片，其前缘叶根与尾缘叶根距离为60～150mm；其前缘叶尖与尾缘叶尖距离为60～150mm；其前缘叶尖与前缘叶根轴向投影距离为5mm，且前缘叶尖比前缘叶根位置更靠近来流方向；前缘处，叶尖到叶根的曲线为多项式曲线，在叶轮(5)叶尖到叶根的中点其轴向位置距离＝前缘叶根轴向位置+0.3*|(前缘叶根‑前缘叶尖)|；尾缘处，叶尖到叶根的曲线为多项式曲线，在叶轮(5)叶尖到叶根的中点其轴向位置距离＝尾缘叶根轴向位置+0.1*|(尾缘叶根‑前缘叶尖)|。3.根据权利要求1所述的潜水曝气机，其特征在于，轮毂直径为80mm、叶轮(5)外径为183mm，前缘叶根与尾缘叶根距离为91.5mm，前缘叶尖与尾缘叶尖距离为116.5mm。4.根据权利要求1所述的潜水曝气机，其特征在于，所述的叶轮(5)，其回转面由5个截面所构成，其进口角从叶根到叶尖分别为20°～15°线性变化；每一截面出口角可在40°～60°范围取值；每一截面中心角可在105°～120°范围取值；所述的叶轮(5)其叶尖处的前弯角为‑35～‑15°，同时叶根处到叶尖处的前弯角从0开始依次线性过渡到叶尖处的前弯角。5.根据权利要求4所述的潜水曝气机，其特征在于，各截面出口角均为40°，各截面中心角均为115°，叶尖处的前弯角为‑15°。6.根据权利要求4所述的潜水曝气机，其特征在于，回转面各截面弧线呈多项式曲线分布。7.根据权利要求6所述的潜水曝气机，其特征在于，将各截面周向展开之后，其曲线所对应的函数呈下方所示，其中x为周向展开的横坐标，其中y为周向展开的纵坐标；第一截面：y＝0.0196964234710142x4‑0.03706135496004315x3+1.03703620333812x2+0.389062729881067x第二截面：y＝‑0.169447540433845x3+0.572669899754332x2+0.427850524422587x+0.065986331242618第三截面：y＝‑0.0872029197480442x3+0.341809556238825x2+0.46161331555487400x+0.106608666910080第四截面：y＝‑0.0601795408682055x3+0.267889253645677x2+0.4546057320837x+2CN113697971A权利要求书2/2页0.14441216003276第五截面：y＝‑0.0447422696895009x3+0.22507405998