专利名称：一种曝气装置及其水体活化方法
技术领域：
本发明涉及一种水体曝气兼具搅拌功能的曝气装置及其水体活化方法，具体指一
种可应用于养殖、环保领域改善水质的曝气搅拌机械及其水体活化方法。
背景技术：
目前应用于养殖、环保领域水质改善的曝气方式有两种，一种是通过在水体底部 布设曝气管网，通过风机鼓风，实现全水域的曝气。这种方式的不足是，气压随着距离气源 的远近不同，曝气不均匀，造成部分水域基本无气可供，此外，这种方式的单位面积投资较 大，同时，水底地形复杂也难以实现均匀布设管路，由于上述原因，尤其是成本因素，实际应 用上基本采用"机械点式增氧"这一种曝气方式。"机械点式增氧"方式又分为两种，一种 是叶轮式增氧机、水车式增氧机、射流式增氧机、喷水式增氧机等是用电力强行把水掀起供 氧，这种方式的不足是，电力消耗将按其流速3次方的比例增长，如果加快水流速，能耗大； 而且工作过程中噪音大，动物应激反应大，容易受到惊吓；且即使消耗大量电能仅对水面的 一部分水体有作用，池底水照样停滞不动，效果差，底层缺氧厉害，积累大量的有害物质，难 以解决高密度养殖中激烈的水流和噪音对鱼虾的损害，以及鱼池底部腐烂和发臭的问题。 另外一种是充气式增氧机、微孔曝气增氧机等利用电力将空气泵到水底，气泡在浮力作用 下由水底渐渐浮出水面，使气泡中的氧气溶解于水。充气式增氧和微孔曝气增氧能够实现 对水底部分增氧，提高水底溶氧量，但是充气式增氧和微孔曝气增氧的水体处于静止状态， 不能实现高溶氧量的水体迅速交换和对流，特别是在夏季高温状态，鱼塘表面温度高，水底
部分温度低，而在4t: -IO(TC间，水的密度是随温度的升高而降低，鱼塘水体下部密度高， 上部密度低，不能产生水体的对流，导致下层水体因缺少对流和阳光的照射，活性差，有害 的细菌繁殖快，不利鱼虾的生存。 这两种"机械点式增氧"方式都存在整体水域水质改善效果不均匀。目前养殖业 是按养殖面积计算的，因此多数养殖户会加深水域的养殖深度，而目前应用的增氧机一般 都只是在水面耕水，纵向有效的循环水流深度有限，底层的水体的换氧、增氧效果很差，水 体腐败发臭问题较为严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能耗低、噪音小的用于改善水质的曝气装置及其水体 活化方法，通过向水体中输送大量微小气泡，提高水中含氧量，同时设有搅拌装置，能够把 大量的水从水底导流至水面，形成循环水流，带走水中有害气体，达到整体水域水体活化， 促进水的生态自净化的效果。
本发明的技术方案如下 —种曝气装置，包括浮子、支架、气泵、导气管、固定板，固定板放射状安装有若干 支架，支架末端与浮子固定，所述曝气装置设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、减速装 置、旋转轴、叶片，电机与减速装置连接，电机与减速装置安装在固定板上，旋转轴上端与减速装置的输出轴连接，多个叶片以旋转轴为中心呈放射状分布在旋转轴下端，所述叶片设 置为潜水式。 所述旋转轴为垂直状的中空管，上端通过法兰与减速装置的输出轴连接，旋转轴 下端以旋转轴为中心呈放射状分布有多个叶片横管，旋转轴与叶片横管通过横管安装板连 接，叶片横管下设有3 6个叶片。 所述的叶片与旋转轴成一定角度a，0° < a < 45° 。 所述旋转轴的长度为池水深度的0. 3 0. 6倍。 所述旋转轴在电机带动下，沿着所述叶片提升水流的方向旋转。 所述曝气装置的导气管与所述减速装置的输出轴、旋转轴形成所述曝气装置的管
路通道，所述气泵与导气管连接，所述导气管与固定板固定安装，导气管与减速装置的输出
轴连接，曝气元件安装在旋转轴的底端。 所述曝气装置的管路设置还可以选择以下方式所述曝气装置的气泵与导气管连 接，曝气元件安装在导气管下端，曝气元件设置在所述叶片上方靠近叶片的位置上。
本发明所述曝气装置的水体活化方法包括搅拌和曝气两个步骤
(1)搅拌 搅拌装置的叶片在电机的带动下低速旋转，叶片所在位置的中部水向上移动导至
水面，往搅拌装置四周散开，叶片下方水底的水向上移动，水底四周的水往曝气装置汇合，
然后向上移动，远离搅拌装置的水则慢慢沉入水底，形成一个流动循环，将水底的氨气和沼
气带出水面并散发，水底的有害物质与杂菌经太阳紫外线消毒被逐步消除，水中的浮游生
物经光合作用在水中释放氧气，提高水体中的溶解氧量。
(2)曝气: 曝气装置的气泵产生压縮空气，压縮空气通过导气管，经曝气元件以微小的气泡 逸出，上升至水面，将水底的氨气和沼气带出水面并散发，同时气泡中的氧溶入水中，提高 水体中的溶解氧量。 所述曝气装置采用搅拌与曝气的方式对水体进行活化，搅拌装置与曝气装置可分 别独立运作或同时运作，根据实际需求选择最佳工作方式，有利于降低能耗及噪音。
搅拌装置额定功率仅相当于曝气装置的10% 5%，在鱼塘需氧量较低时，可只 启动搅拌装置，通过水的低速循环、上下水体交换循环，有利于降低能耗，且噪音很低；在需 氧量较高时，同时启动曝气装置和搅拌装置，能够满足特殊环境下的增氧需求。搅拌装置单 独运作时，功耗很小；搅拌装置和曝气装置同时运作时，可以满足如夜间、凌晨、夏日中午等 时间段鱼塘需氧量较大时段的增量。通过选取最佳运行方式，节约能源，优化养殖环境。
图1为本发明曝气装置实施例一的结构示意图；
图2为图1的俯视图； 图3为本发明曝气装置实施例二的结构示意图。
具体实施例方式
为更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。 实施例一 如图1、2所示，本发明所述的曝气装置，包括浮子2、支架3、气泵8、导气管6、固定 板17，固定板17放射状安装有若干支架3，支架3末端与浮子2固定，所述曝气装置设有搅 拌装置，所述搅拌装置包括电机4、减速装置5、旋转轴16、叶片12，电机4与减速装置5连 接，电机4与减速装置5安装在固定板17上，旋转轴16上端与减速装5置的输出轴7连接， 四个叶片12以旋转轴16为中心呈放射状分布在旋转轴16下端。在实际使用状态下，所述 叶片12为潜水式，设置在离水面1 一定距离的水下。 如图1所示，所述旋转轴16为垂直状的中空管，上端通过法兰9与减速装置5的 输出轴7连接，旋转轴16下端以旋转轴16为中心呈放射状分布有多个叶片横管ll，旋转轴 16与叶片横管11通过横管安装板15连接，叶片横管11下设有四个叶片12。
如图1所示，所述的叶片12与旋转轴16成一定角度a ，0° < a < 45° 。
如图1所示，所述旋转轴16的长度为水面1到水底13之间深度的0. 3 0. 6倍。
如图2所示，所述旋转轴16在电机4带动下，沿着所述叶片12提升水流的方向旋 转，即沿着图2中所示视图的逆时针方向旋转。 如图1、2所示，所述曝气装置的导气管6与所述减速装置5的输出轴7、旋转轴16 形成管路通道，所述气泵8与导气管6连接，导气管6与减速装置5的输出轴7连接，曝气 元件14安装在旋转轴16的底端。 本实施例的曝气装置的水体活化方法包括搅拌和曝气两个步骤
(1)搅拌 搅拌装置的叶片12在电机4的带动下低速旋转，叶片12所在位置的中部水向上 移动导至水面l，往搅拌装置四周散开，叶片12下方水底13的水向上移动，水底13四周 的水往曝气装置汇合，然后向上移动，远离搅拌装置的水则慢慢沉入水底，形成一个流动循 环，将水底13的氨气和沼气带出水面并散发，水底13的有害物质与杂菌经太阳紫外线消毒 被逐步消除，水中的浮游生物经光合作用在水中释放氧气，提高水体中的溶解氧量。
(2)曝气 曝气装置的气泵8产生压縮空气，压縮空气依次通过导气管6、减速装置5的输出 轴7、旋转轴16，经曝气元件14以微小的气泡逸出，上升至水面l，将水底13的氨气和沼气 带出水面并散发，同时气泡中的氧溶入水中，提高水体中的溶解氧量。 本实施例的曝气装置采用搅拌与曝气的方式对水体进行活化，搅拌装置与曝气装 置可分别运作或同时运作，根据实际需求选择最佳工作方式，有利于降低能耗及噪音。
实施例二 如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于，所述曝气装置的导气管6独立设
置，气泵8与导气管6连接，所述导气管6与固定板17固定安装，曝气元件14安装在导气
管6下端，曝气元件14设置在所述叶片12上方靠近叶片12的位置上。 本实施例与实施例一的水体活化方法的区别在于，曝气装置的气泵8产生压縮空
气，压縮空气通过导气管6，经曝气元件14以微小的气泡逸出，上升至水面l，将水底13的
氨气和沼气带出水面并散发，同时气泡中的氧溶入水中，提高水体中的溶解氧量。 上述实施例不是对本发明 护范围的限制，本领域内的技术人员基于本发明的技术方案或手段做出的改变或改进，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
一种曝气装置，包括浮子、支架、气泵、导气管、固定板，固定板放射状安装有若干支架，支架末端与浮子固定，其特征在于所述曝气装置设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、减速装置、旋转轴、叶片，电机与减速装置连接，电机与减速装置安装在固定板上，旋转轴上端与减速装置的输出轴连接，多个叶片以旋转轴为中心呈放射状分布在旋转轴下端，所述叶片设置为潜水式。
2. 根据权利要求1所述的曝气装置，其特征在于所述旋转轴为垂直状的中空管，上端 通过法兰与减速装置的输出轴连接，旋转轴下端以旋转轴为中心呈放射状分布有多个叶片 横管，旋转轴与叶片横管通过横管安装板连接，叶片横管下设有3 6个叶片。
3. 根据权利要求2所述的曝气装置，其特征在于所述的叶片与旋转轴成一定角度a， 0° < a < 45° 。
4. 根据权利要求2所述的曝气装置，其特征在于所述旋转轴的长度为池水深度的 0. 3 0. 6倍。
5. 根据权利要求4所述的曝气装置，其特征在于所述旋转轴在电机带动下，沿着所述 叶片提升水流的方向旋转。
6. 根据权利要求1 5之一所述的曝气装置，其特征在于所述曝气装置的导气管与所 述减速装置的输出轴、旋转轴形成所述曝气装置的管路通道，所述气泵与导气管连接，导气 管与减速装置的输出轴连接，曝气元件安装在旋转轴的底端。
7. 根据权利要求1 5之一所述的曝气装置，其特征在于所述曝气装置的气泵与导气 管连接，所述导气管与固定板固定安装，曝气元件安装在导气管下端，曝气元件设置在所述 叶片上方靠近叶片的位置上。
8. 根据权利要求1所述的曝气装置的水体活化方法，其特征在于所述曝气装置的搅拌 装置与曝气装置同时运作，包括搅拌和曝气两个步骤(1) 搅拌:搅拌装置的叶片在电机的带动下低速旋转，叶片所在位置的中部水向上移动导至水 面，往搅拌装置四周散开，叶片下方水底的水向上移动，水底四周的水往曝气装置汇合，然 后向上移动，远离搅拌装置的水则慢慢沉入水底，形成一个流动循环，将水底的氨气和沼气 带出水面并散发，水底的有害物质与杂菌经太阳紫外线消毒被逐步消除，水中的浮游生物 经光合作用在水中释放氧气，提高水体中的溶解氧量。(2) 曝气:曝气装置的气泵产生压縮空气，压縮空气通过导气管，经曝气元件以微小的气泡逸出， 上升至水面，将水底的氨气和沼气带出水面并散发，同时气泡中的氧溶入水中，提高水体中 的溶解氧量。
9. 根据权利要求8所述的曝气装置的水体活化方法，其特征在于所述曝气装置的搅拌 装置与曝气装置独立运作，搅拌和曝气两个环节单独工作。
全文摘要
本发明公开了一种可应用于养殖、环保领域改善水质的曝气搅拌装置及其水体活化方法，所述曝气装置同时采用搅拌与曝气的方式对水体进行活化，搅拌装置与曝气装置可分别运作或同时运作，根据实际需求选择最佳工作方式，搅拌装置中的潜水式叶片，把池水从水底导至水面，形成循环水流，曝气装置通过向水体中输送微小气泡，提高水中含氧量，带走水中有害气体，促进水的生态自净化，且具有节能、低噪音的特点。
文档编号C02F7/00GK101717156SQ200910194350
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者彭卫东, 曾彩剑, 欧阳志强, 许光辉, 赖卫平 申请人:欧阳志强