一種增氧裝置的製作方法

2023-07-28 13:08:16

本實用新型涉及一種水體增氧裝置，特別是水產養殖、汙水處理、以及溪流、湖泊等大型的水體需要把水中原來的氣體釋放，而讓新鮮的空氣重新進入，以達到保持原來水中氧氣成分不變的目的，也就是通常所說的增氧。

背景技術：

目前，公知想把新鮮的空氣混合溶於水中來置換原本在水中的有害氣體，首先第一步必須是要讓已經溶解在水中的氣體釋放出來，因為根據亨利原理，水在一定的氣壓、水溫以及水的粘稠度下是有一個溶解飽和度，新的氣體是無法進入水中的，目前水體增氧的方法可大致分成三大類。

一、用空氣壓縮機（俗稱：氣泵）壓縮空氣，通過氣導管送入水中，然後末端接一氣石或氣盤等出氣泡的裝置。在水裡產生許多細小的氣泡，達到往水中送氣的效果。這一般只適合用於小面積的水產養殖，如魚缸或魚池等。因為氣泡很小，促使水的流動性是很不足夠的。那樣能交換空氣的水就局限於小氣泡垂直經過的周邊地方。顯然這是很不足夠的，而水中有機物的分解和水中生物的呼吸，都不斷地消耗水中的氧氣和釋放出大量的二氧化碳及沼氣等，這些有害的氣體會停留在水體的任何一個角落，並且填補氧氣被吸的位置。如果長期沒有得到新鮮空氣的交換，水質就會變壞，這就是俗稱的死水，這是不利於好氧生物在水中的存活。

二、螺旋槳式及水車式攪動。它們的原理都是通過槳不斷地撥動水，產生水流，由於水的流動，就會對已經溶解在水中的氣體產生負壓,水中的氣體就會往外跑，然後新鮮的空氣重新進入水體中，以達到水中空氣交換的目的。這方法現多用於魚塘和水庫等的大面積水產養殖。它的缺點是橫向推動水，由於水並沒有被排出，只是在同一個容器裡轉，水又有一定的密度，產生的摩擦力和阻力都是很大的，要大面積的水體流動，方法只有增加機器的功率，消耗更多的能量。還有一點必須指出的，這樣的方案由於攪動的設備是固定在水面的上方，計算攪動深度的時候是從水面往下算的。大型水體的深度，由於受天氣情況等的影響很多，有時是比較難控制的，因此在現實生產中會出現這種情況，由於各種原因，水體淺了。但設備是預先設定的，如果開動這增氧設備，就會攪動到魚塘底下的淤泥，釋放了停留在那的許多有害物質，這在水產養殖中是一個大災難。因此為了留一些餘量，在設備購置上都不願意選擇攪動水太深的，這樣一來深水層的水流動就成了問題。也就是說這種設計，其實只適合面層水的攪動。

三、水泵式。也就是利用抽水泵把水提高，水一般高出水面，然後利用重力的作用，落回水面，造成水的流動和翻動，一方面水在出水面後更多的和空氣接觸，另一方面由於水的翻動，水下就會造成一個負壓，空氣會進入水中和原來的氣體進行交換，從而達到增加溶氧的效果。這方法可以做到深水層的流動，但這樣的方法也有一個很明顯的缺點，就是要連續不斷地搬動水往空中拋，水的比重是1，要造成一個大水流的翻動，就必須要一個大口徑、大揚程的水泵，這功耗自然也就大了。

為了克服現有的水體增氧裝置功耗大，效率不高的或者只局限於面水攪動等缺點。本實用新型提供一種全新的水體增氧方法，就是氣動增氧。簡略而說就是，先選擇搬動比水輕很多的空氣到水下，但不像用氣石那樣馬上把空氣直接放到水中，而是用特別設計的容器收集起來。然後慢慢累積到一定的數量，突然打開空氣閘門，以一個大氣泡的形式全部放出，巨大的氣泡往上推動水，把水擠開，由於是大體積的氣泡，使得大面積的水激烈地往上衝，氣泡一直把這些水推出水面，然後在水面形成如爆炸的狀態；被推出水面的水又重新落到水面上，氣泡剛推開的空位置，周邊的水體就會來填補這個空位置；這樣整個水體就會以水泡為中心，產生輻射四周的水浪；氣泡越大水浪越大，輻射的面積也越大；水浪攪動的過程，根據亨利原理知道會產生負壓，首先是把已經溶解在水中的氣體釋放出來，停止攪動之後，水恢復原來的溶解飽和度，這時新鮮的空氣就會進入水中，這樣水中的氣體就進行了一次空氣交換，從而達到增氧的目的；還有一點就是，這樣的設計可以根據攪動水層深度，而把氣泡釋放點設計在這一預定點的高度，使得在這個面以上的水都被攪動，也就是說本實用新型是可以先避開不能攪動的部分來安裝設備的，而往上的部分不管水位如何變化，都一一給徹底攪動，這就很好地解決了深層水翻動的問題，而又不會攪動到塘底的淤泥；利用水浪的餘波來不斷地、反覆地推動水，輻射更大面積，這就能大大提高效率。

本實用新型，利用了水體和氣體的比重不同，選擇了比較輕的空氣作為搬動的對象，在水底加了一個空氣累積的方法。根據浮力原理可以知道，氣泡產生的向上推力是等於這個氣泡體積所對應的相同體積的水的重量。也就是說，一公升體積的氣泡，在水下可以產生一千克的推力（以水的比重為1來計算），但我們不需要用一千克的力來一次搬運這些氣體，只需要克服相應的摩擦力和水壓就可以。採用了小量搬運然後積累的方法。這就用了一個能量累積的過程，也就是說我們不需要一臺功率很大的空氣壓縮機，而能夠在水下產生一個非常巨大的力，從而在水中造成一個極大的水浪波，再利用這水浪能來推動整個水體，達到不留死水位的目的。這脈動式的推動也剛好符合了有舊氣體的釋放，和新鮮空氣的重新進入的需要，也就是通常說的對水體進行了增氧。

技術實現要素：

一種增氧裝置，該裝置先通過固定拉索在盛水容器底部墜入空氣收集器，空氣收集器上部開有放氣口,放氣口下面有一個空氣閘門堵住, 空氣閘門是一塊可以上下凹凸的膠片，空氣閘門固定在檢壓倉中, 檢壓倉與空氣收集器上部有一段距離，檢壓倉的上部除了開有放氣口之外還有導氣口，檢壓倉以空氣閘門為界，在下面開有檢壓孔、聚壓孔以及引出一條引壓管，引壓管有一個垂下的最低點，然後拐了一個彎，另一端通過引壓孔穿出空氣收集器的上端，這樣就聯通檢壓倉下部與空氣收集器外部，空氣收集器的最底部開有進排水孔，水可以在收集器的下部進出，氣導管通過聚壓孔和檢壓倉連接。

放氣口是插入空氣收集器的內部直接聯通檢壓倉上部，末端被空氣閘門覆蓋。

檢壓倉的導氣口位置到空氣收集器頂部有一段距離。

以空氣閘門為界，檢壓倉往上開有放氣口和導氣口，放氣口直接聯通空氣收集器外部，而導氣口則在空氣收集器內部。

空氣閘門以下的檢壓倉開有檢壓孔，其作用是檢測氣泡和水的結合線。

空氣閘門以下的檢壓倉開有聚壓孔，而聚壓孔用氣導管直接聯通空氣壓縮機。

空氣閘門以下的檢壓倉聯通引壓管，而引壓管離開檢壓倉往下延伸，並且經過一個拐點之後向上，超過了檢壓倉高度之後突出空氣收集器外部。

空氣收集器的底部開有進排水孔，位於空氣收集器的最底部，它是供空氣收集器反覆的吸排水用的。

總結本實用新型和以往的水中增氧設備的區別及優點：1）結構簡單，空氣收集器直接就可以沉入水底，沒有了在水面固定的一切設備，對於大水體來說，其建設費用遠低於以往的任何一種增氧裝置。2）選擇比重輕的空氣進行搬運，然後累積，造成一個大氣泡向上推水，讓水產生大水浪輻射到整個水體，這樣的運行成本低，而工作效率卻很高，能用很低的運行成本做到大面積水體的波動。3）可以從下往上準確地選擇水層深度來進行攪動增氧，而不像以往的面水攪動式的增氧方式那樣，由於水深度的變化而攪動了水塘底下的淤泥，而導致有害物質的釋放。4）衝出水面的大氣泡，對緊貼水體的空氣也有很大的推力，就是說不單只水體裡空氣進行了有效的交換，在水體表面上的空氣也同時進行了一次氣體對流。5）本發明和螺旋槳式攪動、水車式攪動及水泵式增氧裝置比較，由於不需要在水中鋪設電線，其生產的安全性大大提高。6）由於本發明整個系統不需要很大功率的電器附件，其流動性大大增加。

附圖說明

下面結合附圖和實施案例對本發明進一步說明。

圖1是空氣閘門關上正在進行氣泡累積

圖2是氣泡的體積累積到一定的程度，空氣收集器裡的水線低過了引壓管最低點，空氣閘門打開，氣泡通過放氣口放出。

圖1、圖2中的名稱：1.盛水容器，2.空氣壓縮機，3.氣導管，4.水，5.空氣收集器，6.放氣口，7.引壓孔，8.檢壓倉，9.空氣閘門，10.檢壓孔，11.引壓管，12.進排水孔，13.氣泡，14. 導氣口，15.聚壓孔，16.浮力倉，17.固定拉索

具體實施方式:

具體實施方案，如圖1空氣收集器5在固定拉索17的墜力下固定在盛水容器1底部，盛水容器1裝滿了水4，由於浮力倉16的原因，空氣收集器5總保持垂直向上的姿態，空氣壓縮機2和空氣收集器5之間用氣導管3連接起來，開動空氣壓縮機2，氣泡13一部分開始在空氣收集器5的上部累積，而一部分氣泡13經過一段氣導管3的引領通過聚壓孔15直接進入檢壓倉8，水4慢慢被往下壓，並通過進排水孔12排出空氣收集器5；這時由於檢壓倉8有氣泡13累積，所以檢壓倉8的向外壓力高於放氣口6，空氣閘門9被往上頂壓而處於關閉狀態，放氣口6這時沒有氣泡13放出。隨著時間的延長，空氣壓縮機2壓縮送來的氣泡13越來越多。

如圖2，在空氣收集器5裡面的水4和氣泡13的交合線越過了引壓管11的最低點，檢壓倉8裡的氣泡13突然通過引壓孔7放出，由於檢壓倉8下部裡的氣泡13的流動，檢壓倉8下部的壓力降低，這時導氣口14上面壓力大，檢壓倉壓8下面的壓力變小，於是空氣閘門9被往下拉，這時處於打開狀態，氣泡13立即通過導氣口14進入放氣口6，然後空氣收集器5裡的氣泡13大部分從放氣口6放出到盛水容器1中，形成往上的推力；這之後水4就從進排水孔12湧進，一直到達了檢壓孔10，檢壓倉8再沒有氣泡13排出，檢壓倉8壓力回升，空氣閘門9被往上頂壓在放氣口6，於是空氣收集器5處於關閉狀態，空氣閘門9又恢復到如圖1的所示狀態。