[实用新型]一种倒伞型叶轮及表面曝气设备

说明书

本申请提供一种倒伞型叶轮及表面曝气设备，其包括：驱动轴、轴向密封圈、轴向进气通道，以及中空结构的倒伞型叶轮主体。其中倒伞型叶轮主体的外层还设置有若干通孔，能够将进气管接入通过轴向进气通道获得的气体排出至叶轮的外周，使得叶轮运转时在其外表面形成一层气液混合区域，从而提高该区域内气液两相流的混合速度，并减少其中气相与液相之间的滑差。由此，本申请所提供的倒伞型叶轮能够通过中空结构减少自重从而减少其运转所需能耗，还能够通过其外表面所形成的气液混合区域，提高氧气转移系数，保证整个水体的溶解氧浓度达标。

技术领域

本申请涉及污水处理设备领域，尤其涉及一种倒伞型叶轮及表面曝气设备。

背景技术

污水处理过程中，水体内溶解氧浓度将直接影响水体中微生物状态。因此，为增加水体中的含氧量，通常需要在处理过程中通过曝气设备，通过机械或鼓风等方式将空气中的氧气转移至水体中。

表面曝气设备可采用倒伞型结构的叶轮，通过叶轮转动将空气中的氧气在旋转叶片的推动下，从叶片边缘甩出，形成水跃，裹进大量空气，使空气中的氧气迅速溶于水，以提高水体内溶解氧的浓度。但是目前的倒伞型曝气机普遍存在以下问题：

1）叶片结构过重，需要大扭矩电机输出以保证转速，能耗较大；

2）实际作业时，污水与空气的接触面积与水位高度直接相关，导致氧转移系数容易因水位起伏而达不到设定标准；

3）叶片对底层水体的扰动影响较小，很难完全通过水体自身搅动过程中所产生的上下循环，保证底层水体的溶解氧浓度达标。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供一种倒伞型叶轮及表面曝气设备。本申请通过中空结构的倒伞叶片，可利用叶片脊部的通孔泵入高压气体，以显著提升曝气效果，并提高对底层水体的搅动幅度，保证整个水体溶解氧指标达标。

为实现上述目的，本申请提供的倒伞型叶轮，其包括：驱动轴，其上端连接电机的输出轴，由电机的输出轴驱动而转动；轴向密封圈，其密封连接并固定设置在驱动轴的外周，所述轴向密封圈的一侧连接有进气管；轴向进气通道，其上端与轴向密封圈转动连接，所述轴向进气通道的内部与所述轴向密封圈连通，并且，所述轴向进气通道的上端由所述轴向密封圈密封；倒伞型叶轮主体，其设置为内部中空的双层结构，并且所述倒伞型叶轮主体的内部与所述轴向进气通道连通，所述倒伞型叶轮主体的外部开设有若干通孔；气体由进气管进入轴向密封圈后向下通过轴向进气通道进入倒伞型叶轮主体的中空结构内，然后由所述通孔排出，与水体接触。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，所述倒伞型叶轮主体包括：伞型内壁，其底部与所述驱动轴的下端固定连接，与所述驱动轴同步转动；伞型外壁，其设置在伞型内壁的外侧，所述伞型外壁的底部与所述驱动轴的下端固定连接并保持与所述驱动轴同步转动，所述伞型外壁的上部与伞型内壁的远端水平连接形成中空结构，并且，所述伞型外壁的表面还形成有沿径向向外发散的脊状导流凸起，所述脊状导流凸起上开设所述通孔。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，所述伞型内壁与所述轴向进气通道之间通过周向进气通道连通。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，所述伞型内壁中至少在对应于每一个脊状导流凸起的位置上连接有所述周向进气通道。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，所述周向进气通道设置为连接在伞型内壁与轴向进气通道之间的中空圆盘。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，至少部分通孔开设在所述周向进气通道的高度以上。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，所述脊状导流凸起还设置为具有与驱动轴转动方向一致的旋转弧度。

可选的，如上任一所述的倒伞型叶轮，其中，所述脊状导流凸起的宽度由下至上逐渐增加；位于周向进气通道高度以下的所述通孔的直径小于位于周向进气通道高度以上的所述通孔的直径。