螺旋桿增壓多向推流曝氣機的制作方法

螺旋桿增壓多向推流曝氣機的制作方法
【專利摘要】本實用新型的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，屬于廢水污水凈化處理的技術領域。結構有上承重臺平板(38)上方裝有高端風機(39)、富氧驅氮裝置(43)和氧活化的激活裝置(9)；上承重臺平板(38)下方裝有潛水電機(27)、增壓推流裝置(57)。是將裝有稀土永磁環(6)的金屬板條(8)扭曲成麻花狀再彎曲成彈簧狀的螺旋磁路的富氧驅氮裝置。增壓推流裝置(57)中的空心螺桿軸(17)外側壁上有彈簧形的螺旋葉片(31)，拉瓦爾筒(30)的腰部裝有水磁化處理裝置(16)。本實用新型使氧得到更充分的富聚；富氧空氣充分被磁力線切割而被激活；螺旋桿增壓推流裝置增強污水向周邊更遠水域輻射擴散。
【專利說明】
螺旋桿増壓多向推流曝氣機
技術領域
[0001]本實用新型屬于工業廢水和生活污水凈化處理的技術領域，涉及一種生物法對污水深度凈化處理工藝中的螺旋形磁路多方向攔截氧的富氧驅氮和經多層垂直于氧流動方向的磁力線切割而被激活的氧來實現對污水進行曝氣增氧的裝置。
技術背景
[0002]目前污水處理行業面臨的問題是國產污水處理成套設備與發達國家相比，存在很大差距。我國污水處理設備的綜合生產能力遠遠不能滿足國內需求。品種結構落后、品種少、開發能力弱。在眾多產品中，一般機械產品和初級產品所占比重大，具有現代化水平的機電儀一體化裝備較少或處于起步階段。除大型環保骨干企業外，大多數企業缺乏新產品開發能力。產品質量差、技術水平低。35%_40%的產品相當于國際20世紀六七十年代的水平。現行的國產污水處理設備中，約有1/5屬于限制生產或限期淘汰產品，約有2/5屬于需要改造的產品。盡管國產污水處理設備有出口，但總的來說，出口設備技術含量不高，進口的類別、品種和地區較窄，在國際市場競爭力不強。
[0003]相關企業綜合效益普遍偏低。除少數企業外，多數污水處理設備制造企業的經濟效益較差，操作培訓、售后服務工作不到位。設備成套和工程承保能力弱，能夠承擔污水處理工程承包設備成套的企業很少，大多數企業把主要精力放在自己比較適應的開發、制造成品領域，從事單機生產銷售，從而使國產污水處理成套能力和工程總承包能力較弱，
[0004]發達國家污水處理設備目前已達到高度現代化水平。他們的污水處理行業具有以下特點:一是城市污水和工業廢水處理設備以實現標準化、定型化、系列化和成套化，已構成門類齊全，商品化程度高的水處理設備工業。二是處理單元設備，如沉淀、過濾、萃取、吸附、微濾、電滲析等已形成專業化規模生產，品種、規格、質量相對穩定，性能參數可靠，用戶選擇十分方便。三是城市污水成套設備向大型化發展，工業廢水處理設備隨著工藝的成熟而趨于專業化、成套化。四是與水處理相配的風機、水栗、閥門等通用設備以逐步實現專業化設計，并組織生產，以滿足特殊需要。五是水資源緊張、水體富營養化、飲水安全導致廢水深度處理設備和消毒設備具有相當程度的發展。六是厭氧處理技術重新引起重視，促進了厭氧處理設備在高濃度有機廢水處理上的應用。
[0005]在污水處理中存在著大量的微生物，它具有消化降解污水中復雜的有機物和有些品種的無機物，并將這些物質轉化成為簡單無毒無害的物質的能力。實踐證明。利用微生物處理污水中有害的污染物質，具有投資少、效率高、操作簡單、運行穩定、費用低、出水水質好、污泥沉降速度快、性能好、且可用做肥料等優點。在生物處理方法中，活性污泥法又以其基本沒有臭味，處理所需時間短，處理增長率高等優點，具有極其重要的地位，在該方法中，曝氣是不可缺少的，其作用是供應充足的氧，并對混合液進行攪拌，使活性污泥處于懸浮狀態，以便與廢水進行充分接觸混合進行降解氧化，同時污泥里的絮狀物也大量懸浮在污水中，攪拌和磁性處理能提供大量微小氣泡，這些小氣泡與水的界面存在較大的表面張力，于是在小氣泡表面就吸附一層懸浮物，形成空心球漂浮在水面上，這就是氣浮的作用，促進污泥的快速沉淀。
[0006]目前國內外常用的曝氣方法有鼓風曝氣法，機械攪拌法和射流曝氣法等，但普遍存在充氣能力和氧的利用率偏低，布氣不均勻等缺點，經常堵塞和曝列，維修更換非常困難，其動力效益更低。到目前為止，國內外所有的曝氣增氧裝置的研發制造工藝都是原始的，全是簡單，直接用機械方法，把普通空氣送到水里，促使空氣中的氧自然的混入水中，所以氧的利用率、機械的動力效率很低。
[0007]與本發明相近的現有技術是專利號為201410031267.7的發明專利，專利名稱是“凈化增氧氣浮爆氣裝置”，采用超短軸，飛刀型強力推流，并有高端高壓風機通過無渦流儲存供氣倉，調節供氣量;再由無阻力導風管將富聚氧的高壓空氣大量送入供氣倉，然后經過超短空心軸上的斜形吸氣孔，進入超短空心軸內，在經過超短空心軸尾端的增壓攪拌葉和該攪拌中心上的高速旋轉被磁力線的切割和增壓攪拌變成很微小的氣泡。最后被這里的高度真空負壓區強力的抽吸而進入水里，微小氣泡里的被激活的氧就在這高速旋流的水里充分混合溶于水里。
[0008]還有與本實用新型相近的技術，專利申請號為201510697753.7，發明名稱是“高梯度磁性場聚氧排氮強氧化雙向推流曝氣機”，申請日是2015年10月23日。其結構有方型承重臺平板、上方裝有防護罩、高壓風機、和聚氧排氮裝置;在方形承重臺平板下方的球端圓柱型浮體和兩個圓球型浮體，以及氧的激活裝置；由進氣優化分流三通、雙端輸出軸潛水電機、極短空心軸、螺旋推流器和水氣攪拌葉、構成的雙向推流曝氣裝置。各裝置中的所有永磁體均采用中間軸向穿孔的稀土永磁環。本實用新型比現有技術提高了曝氣增氧的效果，進而提高了污水凈化效果;并且可以自身平衡，運行更平穩，提高使用壽命。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型要解決的技術問題就是改進現有技術存在的不足，設計出螺旋磁路的富氧驅氮裝置43，具有螺旋型磁路設計，在有效的富氧空間里產生各方向高梯度強磁感應的磁力線，使氧在這里得到更充分的富聚;并且，被強力抽吸后送到具有若干層高磁感應強度的、垂直于富氧氣流流動方向的磁力線所切割而激活的氧活化激活裝置9里，再由此進入進氣分流多通35。本實用新型還設計了一種螺旋桿增壓推流裝置57，屬于容積壓縮式推流，另部件很少，沒有易損件，更沒有不平衡慣性力，使本機可平穩地高速工作，實現無基礎運轉，可靠性高。
[0010]本實用新型還是以物理學為基礎；以磁學、原子分子物理學、流體力學、空氣動力學、微生物學為主導；圍繞著本實用新型所涉及的空氣中的氧氣(O2)和污水中的水(H2O),在充分研究認識氧(O2)和水(H2O)的屬性，進一步深入的研發成功螺旋桿增壓多向推流曝氣機。
[0011 ]本實用新型的具體技術方案如下:
[0012]一種螺旋桿增壓多向推流曝氣機，由下述結構組成:在上承重臺平板38上方裝有高端風機39、富氧驅氮裝置43和氧活化的激活裝置9;高端風機39從富氧驅氮裝置43中抽吸出富氧空氣，經過高端風機出氣口 40和氧活化的激活裝置進氣口 47吹進氧活化的激活裝置9里;在上承重臺平板38外側均布裝有正四面體形浮體36;在上承重臺平板38下方裝有潛水電機27、增壓推流裝置57;所述的增壓推流裝置57，是由空心軸、空心軸外套裝的供氣倉32，空心軸壁開有的斜形進氣長孔29，攪拌葉片18，拉瓦爾筒30構成;其特征在于，
[0013]所述的空心軸是空心螺桿軸17，空心螺桿軸17由空心軸體和盤旋在空心軸體外側壁上的彈簧形的螺旋葉片31構成，攪拌葉片18安裝在空心螺桿軸17的尾端內壁上；
[0014]所述的富氧驅氮裝置43，是由中間有軸向穿孔的稀土永磁環6、安裝稀土永磁環6的非導磁性金屬板條8構成;非導磁性的金屬板條8的兩個面上裝有一組組的稀土永磁環6，每組兩個稀土永磁環6的異性磁極相對放置，靠短穿心螺絲50穿過稀土永磁環6軸向穿孔和非導磁性金屬板條8上的孔使兩個稀土永磁環6牢固定位，非導磁性的金屬板條8同面上的各稀土永磁環6磁極方向相同；把非導磁性金屬板條8扭曲成麻花狀，再彎曲成圓環狀的圈，然后再沿軸心線方向拉伸成為彈簧狀，就成為螺旋磁路的富氧驅氮裝置43;最后把扭曲的彈簧狀的非導磁性金屬板條8固定安裝在支撐骨架44上；
[0015]所述的氧活化的激活裝置9，由用導磁性金屬制成的兩端分別開有前置端進氣口66和尾端出氣口 63的氧活化的激活裝置的殼體56、中間有軸向穿孔的稀土永磁環6、稀土永磁環的長穿心螺絲70構成;稀土永磁環的長穿心螺絲70上固定有一串中間有軸向穿孔的稀土永磁環6，相鄰的中間有軸向穿孔的稀土永磁環6相對的磁極極性相同，之間由套在固定稀土永磁環長穿心螺絲70上的定位套管52隔離定位，定位套管52用非導磁性金屬材料制成;稀土永磁環的長穿心螺絲70與氧活化的激活裝置的殼體56同軸線安裝，并與富氧空氣流動方向平行。
[0016]本實用新型中所述的富氧驅氮裝置43，用不銹鋼絲網5保護，不銹鋼絲網5上方罩有強力吸氣鐘形罩2，強力吸氣鐘形罩2頂端與高端風機39的進氣口由強力吸氣管42接通。
[0017]在氧活化的激活裝置9中，固定稀土永磁環的長穿心螺絲70由定位圓形支架55中機翼型支撐桿54定位;在氧活化的激活裝置的前置端進氣口 66和尾端出氣口 63處安裝非導磁性金屬材料制成的前置導流錐51和尾端導流錐53。
[0018]本實用新型的結構中還有下承重臺平板22，潛水電機27和增壓推流裝置57在下承重臺平板22上面并與下承重臺平板22固定成一體;上承重臺平板38與下承重臺平板22之間安裝有上支撐立柱11和下支撐立柱14，下支撐立柱14的一端固定在下承重臺平板22上；上支撐立柱11和通過定位滑套34及鎖定螺絲12再連接下支撐立柱14，能將潛水電機27定位于水下任一深度。
[0019]本實用新型所述的浮體，為正四面體形浮體36，通過承重桿37與上承重臺平板38裝接。
[0020]本實用新型所述的拉瓦爾筒30的腰部裝有條形磁路的水磁化處理裝置16;條形磁路的水磁化處理裝置16在拉瓦爾筒30內部的磁力線與拉瓦爾筒30的軸線相垂直。
[0021]在本實用新型中氧活化的激活裝置9的出氣端流出的富氧氣流，通過進氣分流多通35，再分流到各個螺旋桿的增壓推流裝置57里。
[0022]所述的增壓推流裝置57，有若干個均布裝在三角形或圓形下承重臺平板22上，而且每個增圧推流裝置全都向外推流。
[0023]有益效果:①本實用新型設計出螺旋磁路的富氧驅氮裝置43，是一種新型的利用梯度磁性場對氧分子形成充分的攔截作用，來實現富聚氧的新方法，由于螺旋型磁路設計，在有效的富氧空間里產生各方向高梯度強磁感應的磁力線，空氣中的氧分子的流動方向有極充分的機會與其垂直相遇，使氧在這里得到更充分的富聚，比其他磁分離富氧方法具有更高的富集氧的水平。②本實用新型設計的氧活化激活裝置9中每個沿稀土永磁環徑向輻射出來疊加的磁力線全沿著導磁率高而磁阻很小的殼體自動和相鄰的異性磁力線構成回路，富氧空氣被強力抽吸后送到許多層高磁感應強度的、垂直于富氧氣流流動方向的磁力線所切割而被激活。③本實用新型設計一種螺旋桿增壓推流裝置57，屬于容積壓縮式推流，在螺旋桿空心軸17上的螺旋葉片31，對流體介質的推流量和推流壓力比現有技術有所明顯增強，污水流動能向周邊更遠水域輻射擴散曝氣，效果更佳。④若干個螺旋桿增壓推流裝置57的均布安裝和正四面體形浮體36的使用，另部件很少，沒有易損件，更沒有不平衡慣性力，使本機可平穩地高速工作，實現無基礎運轉，可靠性高，大修時間可達6?8萬小時。⑤在拉瓦爾筒腰部安裝條形磁路的水磁化處理裝置16使污水受到了最佳的磁化效應，水表面張力，溶解性能都有提高，已經激活的氧分子溶解于磁性處理后有極性的水的親和力加大，從而氧的轉移率增加，污水里的溶解氧與污水充分溶解，很快達到飽和，增強了污水處理的效果O
【附圖說明】
:
[0024]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0025]圖2為圖1的俯視圖。
[0026]圖3為圖1的富氧活化空氣的流向和被增壓推流的介質(污水)的流向示意圖。
[0027]圖4為圖1的螺旋形磁路富氧驅氮裝置結構示意圖。
[0028]圖5為圖1中的螺旋磁路富氧驅氮裝置的部件結構及磁力線分布圖。
[0029]圖6為圖1中的氧活化的激活裝置9結構示意圖。
[0030]圖7為圖6中的固定稀土永磁環長穿心螺絲70在氧活化的激活裝置9軸心線上定位的圓形支架55的示意圖。
[0031]圖8為圖6中的磁力線49分布圖。
[0032]圖9為圖8中的橫截面剖視圖。
[0033]圖10為圖1中的螺旋桿增壓推流裝置57的結構示意圖。
[0034]圖11螺旋桿增壓推流裝置水磁化處理縱剖面的磁力線分布示意圖。
[0035]圖12為圖11的橫剖面上磁力線分布圖。
[0036]圖13為圖1中的正四面體形浮體36受風浪的沖擊力的俯視示意圖。
[0037]圖14為圖1中的正四面體形浮體36受風浪的沖擊力的主視示意圖。
[0038]圖15為螺旋桿增壓多向推流曝氣機在大水域向周邊輻射擴散效果示意圖。
【具體實施方式】
[0039]現在結合說明書附圖進一步說明本實用新型“螺施桿增壓多向推流曝氣機”的結構。
[0040]實施例1
[0041]參照圖1和圖2，圖1是本實用新型的整體結構示意圖，圖2為圖1的俯視圖。圖1和圖2中，I是強力吸氣鐘形罩的吸氣管;2是強力吸氣鐘形罩;3是不銹鋼絲網的拉筋;4是螺旋形磁路富氧驅氮裝置保護罩支撐立柱;5是保護富氧驅氮螺旋磁路裝置的不銹鋼絲網；6是中間有軸向穿孔的稀土永磁環;7是螺旋形磁路富氧驅氮裝置的骨架拉筋;8是安裝中間有軸向穿孔的稀土永磁環的非導磁性的金屬板條;9氧活化的激活裝置;10是氧活化的激活裝置出氣管；11是上支撐立柱；12是鎖定螺絲；13是供氣管；14是下支撐立柱；15是固定潛水電機法蘭盤上的錐形罩；16是條形磁路的水磁化處理裝置;20是拉瓦爾筒支腳;21是固定在法蘭盤上的支撐底桿;22是三角形或圓形下承重臺平板;23是潛水電機法蘭盤;24是底腳;25是固定潛水電機的U形抱箍的底腳螺絲;26是固定潛水電機的U形抱箍;27是潛水電機;58是潛水電機軸；28是免潤滑軸承;29是螺旋桿增壓推流裝置的空心螺桿軸橫側壁上的斜形進氣長孔;57是螺旋桿增壓推流裝置(可以是若干個，圖中畫出的是3個)；30是拉瓦爾筒;31是螺旋桿空心軸上的螺旋形葉片;32是供氣倉;33是花鍵;34是定位套管;35是供氣分流多通;47是氧活化的激活裝置進氣管；36是正四面體形浮體;37是正四面體形浮體36連接三角形或圓形上承重臺平板38的支撐桿，39是高端風機;40是高端風機的出氣口；41是保護高端風機的不銹鋼絲網;42是鏈接高端風機進氣口的強力吸氣管;43是螺旋磁路富氧驅氮裝置;44是螺旋磁路的富氧驅氮裝置的支撐骨架；圖2中還有標記為18的攪拌葉片，安裝在空心螺旋桿軸17的尾端內壁上。
[0042]本實用新型螺旋桿增壓多向推流曝氣機，在三角形或圓形上承重臺平板38的上面裝有螺旋磁路的富氧驅氮裝置43，氧活化的激活裝置9，高端風機39;自然流進螺旋磁路富氣驅氮裝置空間空氣里的氧是順磁性的物質，O2會迂到高強度的磁感應場和指向各個方向的高密度的磁力線，因此氧被攔截;而氮是抗磁性的物質，在這里不受攔截，可自由進出，所以這里就出現了富氧空氣。在這螺旋磁路的富氧驅氮裝置的上邊有一個強力吸氣的鐘形罩2;鐘形罩2的頂端裝有強力吸氣鐘形罩的吸氣管1、管的另一端鏈接高端風機進氣口的強力吸氣管42;高端風機的出氣口 40連接氧活化的激活裝置9的進氣管47，當富氧空氣進入氧活化的激活裝置9時，因這里有前置導流錐和尾端導流錐，可以減少富氧空氣的窩流損耗。供氣分流多通35與空心軸外套裝的供氣倉32之間由供氣管13連通，富氧空氣由氧活化的激活裝置9輸出經供氣分流多通35和供氣管13進入供氣倉32，再經空心螺旋桿軸橫側壁上的斜形進氣長孔29進入螺旋桿增壓推流裝置57的空心螺桿軸17。有高端風機39的推送和螺旋桿增壓推流裝置的空心螺桿軸17的前端液體介質(污水)區域產生的真空負壓的強力抽吸作用而高速地流出時，要穿過若干層高磁感應，高密度并且與富氧空氣流動方向相垂直的磁力線(條形磁路的水磁化處理裝置16產生的磁場)，這時富氧分子充分地被這些磁力線切割后被激活而活化;氧變得氧化能力增強了。即，大量的富氧又激活的空氣通過氧活化的激活裝置出氣管10送進供氣分流多通35，之后分別送進若干個螺旋桿增壓推流裝置里，再經攪拌葉片18與流體介質(污水)充分攪拌混合，這些富氧活化的O2通過轉移而溶解進污水里。
[0043]本實用新型為了能漂浮在水面上運行，除了在三角形或圓形上承重臺平板38下面通過承重桿37連接的正四面體形浮體36，還在三角形或圓形上承重臺平板38下面還安裝有若干個上支撐立柱11和通過定位滑套34，及鎖定螺絲12，再連接下支撐立柱14;下支撐立柱14的一端固定在三角形或圓形下承重臺平板22上;若干個螺旋桿增壓推流裝置57，潛水電機27通過固定潛水電機27的U形抱箍26的固定在三角形或圓形的下承重臺平板22上;定位滑套34和鎖定螺絲12是調整三角形或圓形下承重臺平板22上潛水電機27在污水里的吃水深度。
[0044]實施例2
[0045]在實施例1的基礎上，參照圖3，這是本實用新型的富氧活化空氣的流向和被增壓推流后流體介質(污水)流向的示意圖。圖3中，46是富氧活化空氣的流動方向，45是被磁化處理流體介質(污水)經增壓推流后的流向，51為前置導流錐，53為尾端導流錐，前置導流錐51和尾端導流錐53分別裝在氧活化的激活裝置9的兩端;其余標記的意義與圖1、2相同。
[0046]高端風機39通過連接高端風機進氣口的強力吸氣管42、強力吸氣鐘形罩的吸氣管
1、再通過吊掛在螺旋磁路的富氧驅氮裝置43上方的強力吸氣鐘形罩2把螺旋磁路富氧驅氮裝置43內有效空間的富氧空氣強力的抽吸走，再通過高端風機出氣口 40、氧活化的激活裝置進氣管47、送進氧活化的激活裝置9里；富氧空氣中的氧分子從氧活化的激活裝置9中由前置進氣口 66進來，迂到若干層高磁感應強度的、并且與氧流動方向相垂直的高密度的磁力線，這些氧分子會被高密度磁力線充分的切割，因此富氧空氣在尾端出氣口67流出去時氧就被激活而變得更活化。
[0047]這些富氧空氣經過充分激活后又經過氧活化的激活裝置出氣管10，送進供氣分流多通35、再經過若干條連接進氣分流多通的供氣管13分別送進若干個螺旋桿增壓推流裝置57里。在螺旋桿增壓推流裝置57里被增壓推流的流體介質(污水)很大量的從拉瓦爾筒一端進入后被強力推流送出，形成旋流狀態向外輻射，同時在攪拌葉片18周圍產生高真空負壓，被強力抽吸進來的富氧活化空氣，被攪拌葉片18充分與污水攪拌混合;使得大量的活化氧與污水里得到高效率的轉移，提高水里的快速溶解氧。
[0048]實施例3
[0049]在實施例1的基礎上，參照圖4，這是螺旋形磁路富氧驅氮裝置的結構示意圖，圖中，38是上三角形或圓形承重臺平板，44是螺旋形磁路富氧驅氮裝置的骨架，7是螺旋形磁路富氧驅氮裝置骨架拉筋，5是螺旋形磁路富氧驅氮裝置的不銹鋼絲保護網，4是螺旋形磁路富氧驅氮裝置保護網罩的支架立柱，6是有中間軸向穿孔的稀土永磁環，8是安裝中間有軸向穿孔稀土永磁環的非導磁性金屬板條，50是固定稀土永磁環的短穿心螺絲。
[0050]本實用新型螺旋形磁路的富氧驅氮裝置43所有的每一個有中間軸向穿孔的稀土永磁環6都必須在永磁環的軸心線方向上充磁。用固定稀土永磁環的短穿心螺絲50將中間有軸向穿孔的稀土永磁環6定位固定在安裝中間有軸向穿孔的稀土永磁環的非導磁性金屬板條8上，然后在把這安裝有稀土永磁環的非導磁性金屬板條，扭曲擰成麻花狀，再彎曲成若干等徑的圓環之后再沿著圓環的中心軸線方向拉伸，使這些圓環變成彈簧形狀，最后再把這彈簧狀的環固定在螺旋磁路富氧驅氮裝置的支撐骨架44上(特別值得注意的是:必須使這些稀土永磁環的磁極性在非導磁性金屬板條的同一面上是相同的磁極性，然后再把這非導磁性的金屬板條8，扭曲擰成麻花狀之前磁極性的指向是同一方向，同時這些稀土永磁環必須都裝在非導磁性金屬板條的兩個面上)。這樣每一個稀土永磁環的磁力線所指的方向都不相同，而是向上、下、左、右、前、后、斜……指向所有方向，這就是使流進這里的富氧空氣的氧分子都會迂到與自己流動方向相垂直的磁力線，使每一個氧分子都能有充分的機會被攔截，從而達到最好的富氧效果。
[0051]圖5是螺旋形磁路裝置的非導磁性的金屬板條8上安裝好稀土永磁環的結構和磁力線分布圖。圖中，6是中間有軸向穿孔的稀土永磁環，8是安裝中間有軸向穿孔稀土永磁環的螺旋形非導磁金屬板條，49是磁力線，50是固定稀土永磁環的短穿心螺絲。非導磁性金屬板條8兩面的稀土永磁環6其相對的兩個磁極是異性的，而兩個稀土永磁環之間隙很小，其磁阻也就很小。因此這兩個稀土永磁環的磁力線49就相吸引，這就在兩個稀土永磁環的同軸心線方向上的空間產生了相當高的磁感應強度。
[0052]氧和氮的特性:氧的磁化率XmSl.9 X 10—6，而氮的磁化率XmS0.013 X 10—6，兩者相差約150倍之多。隨著溫度的降低，氧的磁化率還將逐漸增高，到-183°C時，磁化率Xm將達到1520 X 10—5，就會更容易被磁場所吸引。因此從物質分類學來看，氧是順磁性物質，具有趨磁效應，很容易被磁性攔截，而氮是抗磁性物質，即被磁性場排斥。空氣中主要成分為氧和氮，其體積分別為21%和78%，如果能利用氧、氮的磁性之差，就可以達到從空氣中制取比原來氧氣濃度高的富氧空氣。
[0053]本實用新型螺旋形磁路富氧驅氮裝置是一種新型的利用梯度磁性場對氧分子形成攔截作用，來實現富聚氧的新方法。該螺旋形磁路的空間存在高梯度的磁性場，不僅有很高的磁感應強度而且還存在著經過疊加后指向所有方向的磁力線，使流入這磁性空間的空氣中的氧分子的流動方向有極充分的機會與其垂直相遇，這就使得順磁性的氧能充分發揮它的趨磁性(被磁性吸引)這樣氧就被攔截，而氮是抗磁性，即不被攔截，氮可自由流入又可自由流出，從而實現氧的富集。
[0054]實驗測得，當進出磁場空間的空氣流量分別為40，20ml/min，氣體溫度為298K，磁感應強度與場強梯度乘積的最大值為563T2/m(磁極間距為Imm)時，氧氣的富集量最大，達到了0.65 %。當氣體溫度升高到343K時，氧氣的富氧量降至0.32%,當磁感應強度與場強梯度乘積的最大值減小為101T2/m(磁極間距4mm)時，氧氣的富集量降至0.23%，實驗結果顯示進出磁場空間的空氣流量存在一個最佳比值，使富氧量程度達到最大。實驗條件下，該值在3.0左右。實驗證明利用磁性攔截氧的方法被證明可以連續富集氧氣，而且比其他磁分離富氧方法具有更高的富集氧的水平。
[0055]實施例4
[0056]在實施例1的基礎上參照圖6，這是氧活化的激活裝置結構示意圖。圖中，9是氧活化的激活裝置;56是氧活化的激活裝置的殼體，是用良好導磁性的金屬制成;66是前置端進氣口，63是尾端出氣口 ；6是中間有軸向穿孔的稀土永磁環；70是固定稀土永磁環的長穿心螺絲，這是用非導磁性金屬材料制成的；51是前置導流錐，安裝在氧活化激活裝置的進氣端，用非導磁性金屬材料制成的；52是套在固定稀土永磁環長穿心螺絲70上的定位套管，用非導磁性金屬材料制成的;53是尾端導流錐，這也是用非導磁性金屬材料制成的，是安裝在氧活化的激活裝置出氣口的尾端，前置導流錐51和尾端導流錐53是為消除由前置進氣口流進來大量高速的富氧空氣流時產生的渦流損耗而設置;55是定位圓形支架(參見圖7)，用于將稀土永磁環的長穿心螺絲70固定在氧活化的激活裝置里軸心線上，54是固定在圓形支架中的機翼形支撐桿，68是富氧活化空氣的通路。
[0057]圖7是氧活化的激活裝置里固定稀土永磁環長穿心螺絲的中心定位圓形支架55的剖面示意圖，圖中，55是定位圓形支架，6是中間有軸向穿孔的稀土永磁環，9是氧活化的激活裝置，70是固定稀土永磁環的長穿心螺絲，54是固定在圓形支架中的機翼形支撐桿，56是氧活化的激活裝置殼體，68是富氧活化空氣的通路。
[0058]所述的氧活化的激活裝置9由若干個中間有軸向穿孔的稀土永磁環6靠固定稀土永磁環的長穿心螺絲70串連上，每兩個稀土永磁環之間必須保持最佳距離，要用套在固定稀土永磁環的長穿心螺絲70上的定位套管52來保證稀土永磁環的精確的定位，為保證這串在固定稀土永磁環的長穿心螺絲70的若干個稀土永磁環處于氧活化的激活裝置的軸向中心線上，固定稀土永磁環的長穿心螺絲70兩端要有定位圓形支架55中機翼型支撐桿54。當富氧空氣高速流過氧活化的激活裝置9時，為了消除渦流損失，在進氣口安裝有前置導流錐51和尾端導流錐53，串在固定稀土永磁環的長穿心螺絲70上若干中間有軸向穿孔的稀土永磁環6，這些稀土永磁環每兩個相對的磁極極性必須相同，第一個稀土永磁環和第二個稀土永磁環之間的磁極性都是S極，第二個稀土永磁環和第三個稀土永磁環的相對的磁極性就都是N極，這樣兩個S極同性相排斥兩個N極同性也相互排斥，相互排斥的S極磁力線和相互排斥的N極的磁力線，都是沿著稀土永磁環的徑向，向外輻射；當他們迂到氧活化的激活裝置殼體56時，S極和N極就會構成回路，因為該殼體是良好導磁性材料制成，磁阻很小，在這里，其他稀土永磁環的磁路結構都是以此類推。
[0059]氧活化的激活裝置及磁力線分布還可以可參見圖8，圖中，49是磁力線。在固定稀土永磁環的長穿心螺絲70上成串安裝若干個稀土永磁環6;每相鄰的兩個稀土永磁環6相互對應的磁極必須是同極性，因同極性磁場相互排斥，同極性的磁力線相互疊加后沿著稀土永磁環的徑向向外輻射，當遇到氧活化的激活裝置殼體56時，正因為該殼體是用優良導磁性金屬制成，所以每個沿稀土永磁環徑向輻射出來疊加的磁力線全沿著導磁率高而磁阻很小的殼體自動和相鄰的異性磁力線構成回路。
[0060]氧活化的激活裝置及磁力線分布還可以可參見圖9，圖9是氧活化的激活裝置和磁力線分布的橫截面示意圖，圖中，49是磁力線。從圖9可見:在中間有軸向穿孔的稀土永磁環6與氧活化的激活裝置殼體56之間布滿了特密的沿徑向疊加的磁力線;這些疊加的磁力線49迂到氧活化的激活裝置的殼體時N、S磁性極就構成回路，恰好這里又正是富氧活化空氣高速流動的通路68，剛好經活化富氧空氣里的氧分子高速通過的氧分子在流動的方向上遇到了特密的與其相垂直的磁力線，這些高速流出的氧分子就被這里與其相垂直的磁力線充分切割，氧的分子在這里就被激活了。
[0061 ] 實施例5
[0062]在實施例1的基礎上參照圖10，這是螺旋桿增壓推流裝置的示意圖。圖中，16是條形磁路的水磁化處理裝置、60是拉瓦爾筒腰部、30是拉瓦爾筒、31是螺旋桿空心軸上的螺旋葉片、18是攪拌葉片、29是螺旋桿增壓推流裝置空心螺桿軸橫側壁的斜形進氣長孔、17是螺旋桿增壓推流裝置的空心螺桿軸、20是拉瓦爾筒支腳、19是拉瓦爾筒的拉筋、27是潛水電機、23潛水電機法蘭盤、15是固定在潛水電機法蘭盤上的錐形罩、28是免潤滑軸承、61是供氣倉的進氣口、32是供氣倉、33是花鍵、58是潛水電機軸、21是固定在法蘭盤上的支撐底桿。
[0063]螺旋桿增壓推流裝置的空心螺桿軸17由空心軸體和盤旋在空心軸體外側壁上的彈簧形的螺旋葉片31構成，即在空心螺桿軸17靠近尾端安裝有盤旋在空心軸體上的螺旋(彈簧形)的螺旋葉片31 ；空心螺桿軸17的前端通過花鍵33套裝在潛水電機軸58上;在螺旋桿空心軸的尾端內壁上裝有攪拌葉片18，這將對真空負壓抽吸進來的富氧活化空氣與液態介質(污水)充分攪拌使氣泡變得更微小。所述的拉瓦爾筒30通過拉瓦爾筒支腳20安裝在固定法蘭盤上的支撐底桿21上，同時拉瓦爾筒還要靠拉瓦爾筒拉筋19固定在潛水電機法蘭盤上的錐形罩15上;拉瓦爾筒30是套在空心螺桿軸上的螺旋葉片31上，間距越小越好，同時拉瓦爾筒的腰部60必須精確的對準空心螺桿軸上螺旋葉片31上。
[0064]大量的富氧活化空氣進入進氣分流多通35后，均勻的分流到若干條供氣管13里，之后再把富氧活化空氣輸送到若干個供氣倉32里;在安裝有螺旋桿增壓推流裝置的空心螺桿軸17里，加上該空心螺桿軸的尾端是真空負壓區，這些富氧活化的空氣流就噴射到真空負壓區，經過攪拌葉片18的攪拌后與污水充分溶解。
[0065]圖11給出螺旋桿增壓推流裝置水磁化處理裝置的縱剖面磁力線分布圖，圖12給出水磁化處理裝置橫剖面的磁力線分布圖，圖11、12中，45是被磁化處理介質(污水)經推流后的流向、49是磁力線，其余標記的意義同圖10。當螺旋桿空心軸上的螺旋葉片31與拉瓦爾筒腰部60的內壁距離越小對液體介質(污水)的推流壓力越大;螺旋葉片的外徑越大，推流出的污水流量就越大，這里大量的污水被高壓的推流就產生了高速度的向外流射;這向外流射污水的流動方向剛好和條形磁路的水磁化處理裝置16的磁力線49正好垂直，污水受到了最佳的磁化效應，污水的水分子氫鍵變形就加大，就更顯示出水分子的極性增強，這樣的水表面張力，溶解性能都有提高。因此磁性處理后有極性的水就和已經激活的氧分子溶解于水的親和力加大，從而氧的轉移率增加;污水里的溶解氧加快，污水里的溶解氧很快達到飽和。參照圖12可以進一步說明條形磁路的水磁化處理裝置16的磁力線是垂直與高速流射(污水)方向相垂直的磁效應的效果。
[0066]螺旋桿增壓推流裝置是應用容積壓縮原理，實踐證明，對于流體介質的推流量和推流壓力是空心螺旋桿軸上的有效長度(螺旋桿空心軸上的盤旋成彈簧狀的螺旋葉片從頭到尾端的距離)和空心螺旋桿上彈簧狀的螺旋葉片的最大外徑有關；即空心螺旋桿的有效長度越長對流體介質產生的壓力就越大;空心螺旋桿軸上的彈簧狀的螺旋形葉片的外徑越大其對流體介質產生的推流量就越大。本實用新型零部件少，沒有易損件，質量輕體積小，運轉可靠、大修間隔可達5?8萬小時，本機動力平衡性能好，沒有不平衡慣性力；可高速平穩運轉，非常適合于漂浮在水面上工作。
[0067]實施例6
[0068]在實施例1的基礎上參照圖13、14，這是正四面體形浮體36受風浪沖擊力的示意圖。其中的圖13是正四面體形浮體36的俯視圖。圖中，62是正四面體形浮體36的吃水線、64是正四面體形浮體36靠近吃水線部分受風浪沖擊較大、66是正四面體形浮體36頂部受風浪沖擊最小、65是正四面體形浮體36的中部受風浪沖擊動力較小。所以這是最理想的浮體，因為正四面體形浮體36工作時風浪越大受沖擊越小。
[0069]這個正四面體形浮體36用料隨便，只要具有適當強度、耐腐蝕、適當厚度、適用的尺寸，有四塊等邊三角形平板制成一個正四面體，接縫焊接或粘接，不能漏水也不能透氣就成了正四面體形浮體36，用料便宜制造容易，成本很低。其中的圖14是正四面體形浮體36的主視圖。63是正四面體形浮體36底部的平面所受水的較大的浮力，這對于正四面體形浮體遭受較大沖擊力時將產生很大的阻尼作用，使得本實用新型運行更平穏;62是正四面體形浮體36的吃水線，64是正四面體形浮體36靠近吃水線部分受風浪沖擊較大。
[0070]實施例7
[0071]在實施例1的基礎上，參照圖15，這是螺旋桿增壓多向推流曝氣機在大水域里向周邊輻射、擴散效果示意圖，57是螺旋桿增壓推流裝置、38是上三角形或圓形承重臺平板、43螺旋形磁路富氧驅氮裝置、36是正四面體形浮體、27潛水電機、9是氧活化的激活裝置、39是高端風機、59是被螺旋桿增壓多向推流后液體介質(污水)向周邊更遠水域輻射.擴散曝氣效果的污水流動狀態。
[0072]本實用新型可以有若干個螺旋桿增壓推流裝置57在下三角形或圓形承重臺平板上均布或對稱安置，構成螺旋桿增壓多向推流曝氣機。本實用新型是由一整套共用的三角形或圓形承重臺平板38、正四面體形浮體36、螺旋形磁路富氧驅氮裝置43、高端風機39、氧活化的激活裝置9等產生的富氧被激活的活化氧的空氣經供氣分流多通35;在這里經供氣分流后，分別送到若干個連接供氣分流多通的供氣管13里，再分別把富氧激活而活化氧的空氣分別輸送到若干個螺旋桿增壓推流裝置57里、再由螺旋桿增壓推流裝置57的尾端噴射進污水里，經螺旋桿空心軸上的螺旋葉片增壓推流后污水的流向以空心螺桿軸中心線方向形成扇形向拉瓦爾筒外端再向遠方輻射擴散。本實用新型的若干個螺旋桿增壓多方向推流裝置的扇形輻射水域就自然形成整體的圓形曝氣區域，越擴展越廣闊。
【主權項】
1.一種螺旋桿增壓多向推流曝氣機，由下述結構組成:在上承重臺平板(38)上方裝有高端風機(39)、富氧驅氮裝置(43)和氧活化的激活裝置(9);高端風機(39)從富氧驅氮裝置(43)中抽吸出富氧空氣，經過高端風機出氣口(40)和氧活化的激活裝置進氣口(47)吹進氧活化的激活裝置(9)里;在上承重臺平板(38)外側裝有浮體;在上承重臺平板(38)下方裝有潛水電機(27)、增壓推流裝置(57);所述的增壓推流裝置(57)，是由空心軸、空心軸外套裝的供氣倉(32)，空心軸壁開有的斜形進氣長孔(29)，攪拌葉片(18)，拉瓦爾筒(30)構成;其特征在于， 所述的空心軸是空心螺桿軸(17)，空心螺桿軸(17)由空心軸體和盤旋在空心軸體外側壁上的彈簧形的螺旋葉片(31)構成，攪拌葉片(18)安裝在空心螺桿軸(17)的尾端內壁上； 所述的富氧驅氮裝置(43)，是由中間有軸向穿孔的稀土永磁環(6)、安裝稀土永磁環(6)的非導磁性金屬板條(8)構成;非導磁性的金屬板條(8)的兩個面上裝有一組組的稀土永磁環(6)，每組兩個稀土永磁環(6)的異性磁極相對放置，靠短穿心螺絲(50)穿過稀土永磁環(6)軸向穿孔和非導磁性金屬板條(8)上的孔使兩個稀土永磁環(6)牢固定位，非導磁性的金屬板條(8)同面上的各稀土永磁環(6)磁極方向相同；把非導磁性金屬板條(8)扭曲成麻花狀，再彎曲成圓環狀的圈，然后再沿軸心線方向拉伸成為彈簧狀，成為螺旋磁路的富氧驅氮裝置(43);最后把扭曲的彈簧狀的非導磁性金屬板條(8)固定安裝在支撐骨架(44)上； 所述的氧活化的激活裝置(9)，由用導磁性金屬制成的兩端分別開有前置端進氣口(66)和尾端出氣口(63)的氧活化的激活裝置的殼體(56)、中間有軸向穿孔的稀土永磁環(6 )、稀土永磁環的長穿心螺絲(70)構成;稀土永磁環的長穿心螺絲(70)上固定有一串中間有軸向穿孔的稀土永磁環(6)，相鄰的中間有軸向穿孔的稀土永磁環(6)相對的磁極極性相同，之間由套在固定稀土永磁環的長穿心螺絲(70)上的定位套管(52)隔離定位，定位套管(52)用非導磁性金屬材料制成;稀土永磁環的長穿心螺絲(70)與氧活化的激活裝置的殼體(56)同軸線安裝，并與富氧空氣流動方向平行。2.按照權利要求1所述的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，其特征在于，所述的富氧驅氮裝置(43)，用不銹鋼絲網(5)保護，不銹鋼絲網(5)上方罩有強力吸氣鐘形罩(2)，強力吸氣鐘形罩(2)頂端與高端風機(39)的進氣口由強力吸氣管(42)接通。3.按照權利要求1所述的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，其特征在于，在氧活化的激活裝置(9)中，固定稀土永磁環的長穿心螺絲(70)由定位圓形支架(55)中機翼型支撐桿(54)定位;在氧活化的激活裝置的前置端進氣口(66)和尾端出氣口(63)處安裝非導磁性金屬材料制成的前置導流錐(51)和尾端導流錐(53)。4.按照權利要求1所述的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，其特征在于，結構中還有下承重臺平板(22)，潛水電機(27)和增壓推流裝置(57)在下承重臺平板(22)上面并與下承重臺平板(22)固定成一體;上承重臺平板(38)與下承重臺平板(22)之間安裝有上支撐立柱(11)和下支撐立柱(14)，下支撐立柱(14)的一端固定在下承重臺平板(22)上;上支撐立柱(11)和通過定位滑套(34)及鎖定螺絲(12)再連接下支撐立柱(14)，能將潛水電機(27)定位于水下任一深度。5.按照權利要求1所述的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，其特征在于，所述的浮體，為正四面體形浮體(36)，通過承重桿(37)與上承重臺平板(38)裝接。6.按照權利要求1所述的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，其特征在于，所述的拉瓦爾筒(30)的腰部裝有條形磁路的水磁化處理裝置(16);條形磁路的水磁化處理裝置(16)在拉瓦爾筒(30)內部的磁力線與拉瓦爾筒(30)的軸線相垂直。7.按照權利要求1所述的螺旋桿增壓多向推流曝氣機，其特征在于，氧活化的激活裝置(9)的出氣端流出的富氧氣流，通過進氣分流多通(35)，再分流到各個螺旋桿增壓推流裝置(57)里。
【文檔編號】C02F3/02GK205527962SQ201620138893
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月24日
【發明人】關品三, 李東升, 魏洪泉
【申請人】魏洪泉, 李東升