一种具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备领域，特别涉及一种具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统。

背景技术：

曝气(aeration)，是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧。此外，曝气可有防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用，达到污水净化处理的目的。

曝气机作为曝气系统的重要组成部分，主要依靠叶轮的旋转，将外部的空气注入到污水中，但是在实际污水处理过程中，叶轮的转速固定不变，由于随着悬浮物絮团的产生，污水内的悬浮物逐渐减少，此时为了维持叶轮的固定转速，将导致曝气机消耗大量的能源，从而导致污水处理的成本增加，不仅如此，由于曝气机固定安装在曝气池内，导致曝气机的净化范围有限，曝气机无法对远处(如池壁周围)的污水进行处理，从而导致了现有的曝气系统实用性降低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统，包括曝气池、进水管、排水管和控制器，所述排水管位于曝气池的底端的一侧，所述进水管和控制器均位于曝气池的另一侧，所述控制器位于进水管的上方，所述进水管和排水管均与曝气池连通，所述排水管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述曝气池内设有曝气装置；

所述曝气装置包括驱动机构和两个曝气机构，两个曝气机构分别位于驱动机构的两侧，所述驱动机构包括第一电机、第一驱动轴、伸缩组件、活动板、两个滑动组件和两个固定杆，两个固定杆分别位于第一电机的两侧，所述第一电机通过固定杆与曝气池的内壁固定连接，所述第一电机与第一驱动轴的顶端传动连接，所述第一电机与PLC电连接，所述活动板套设在第一驱动轴上，所述伸缩组件与活动板传动连接，两个滑动组件分别位于活动板的两侧，所述滑动组件与曝气机构一一对应，所述滑动组件包括支杆、滑环和侧杆，所述侧杆水平固定在第一驱动轴上，所述滑环套设在侧杆上，所述插杆通过支杆与活动板铰接，所述滑环与曝气机构连接；

所述曝气机构包括进气管、曝气机、支管、若干喷头和两个出气管，所述进气管的底端与曝气机连通，所述曝气机与出气管的顶端连通，所述支管与出气管的底端连通，所述喷头均匀分布在出气管上，所述喷头与出气管连通，所述曝气机内设有调速组件、第一锥齿轮、转轴、两个轴承和两个导气组件，所述调速组件与第一锥齿轮传动连接，两个轴承分布固定在曝气机的顶部和底部，所述转轴的两端分别位于两个轴承内，所述第一锥齿轮套设在转轴上，两个导气组件分别位于转轴的两侧，所述导气组件包括若干叶轮；

所述调速组件包括第二锥齿轮、第三锥齿轮、连接轴、驱动块、第二电机、第二驱动轴、转盘和升降单元，所述第二锥齿轮设置在曝气机的内壁上，所述第一锥齿轮和第三锥齿轮均与第一锥齿轮啮合，所述第三锥齿轮通过连接轴与驱动块连接，所述驱动块的形状为圆锥形，所述第二电机固定在曝气机内的顶部，所述第二电机与第二驱动轴的顶端传动连接，所述转盘套设在第二驱动轴上，所述转盘抵靠在驱动块上，所述升降单元位于转盘的远离驱动块的一侧。

作为优选，为了带动活动板上下移动，所述伸缩组件包括气泵、气缸和活塞，所述气缸固定在第一驱动轴上，所述气泵固定在气缸上，所述气泵与PLC电连接，所述气泵与气缸连通，所述活塞的顶端设置在气缸内，所述活塞的底端与活动板固定连接。

作为优选，为了保证第一驱动轴的平稳转动，所述驱动机构还包括限位环和两个支架，两个支架分别位于限位环的两侧，所述限位环套设在第一驱动轴上，所述限位环通过支架与曝气池内的底部固定连接。

作为优选，为了辅助支撑连接轴，所述调速组件还包括固定环和两个夹板，所述固定环套设在连接轴上，两个夹板分别位于固定环的两侧，所述固定环固定在曝气机的内壁上，所述夹板固定在连接轴上。

作为优选，为了带动转盘升降，所述升降单元包括框架、移动块、第三电机、第三驱动轴、缓冲块和侧板，所述框架的形状为U形，所述转盘的远离驱动块的一侧设置在框架的内侧，所述移动块与框架固定连接，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机固定在曝气机内的顶部，所述缓冲块通过侧板与曝气机的内壁固定连接，所述第三电机与第三驱动轴的顶端传动连接，所述第三驱动轴的底端设置在缓冲块内，所述移动块套设在第三驱动轴上，所述移动块的与第三驱动轴的连接处设有与第三驱动轴匹配的螺纹。

作为优选，为了减少转盘转动所受的摩擦，所述框架的内壁上设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在转盘上。

作为优选，为了实现移动块的平稳升降，所述移动块的远离框架的一侧设有平衡单元，所述平衡单元包括横杆、套环和滑轨，所述套环通过横杆与移动块固定连接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在曝气机的内壁上，所述套环套设在滑轨上。

作为优选，为了便于检测移动块的高度位置，所述横杆上设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了使第二驱动轴能够带动转盘旋转，且转盘方便在第二驱动轴上上下移动，所述第二驱动轴的外周设有若干凸板，所述凸板周向均匀分布在第二驱动轴的外周，所述转盘的内侧设有若干凹槽，所述凹槽周向均匀分布在转盘的内侧，所述凹槽的数量与凸板的数量相对，所述凹槽与凸板一一对应，所述凸板设置在凹槽内。

作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

本实用新型的有益效果是，该具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统通过驱动机构带动曝气机旋转和移动，改变曝气机的旋转范围，使曝气机能作用在曝气池内的各处，提高了净化范围，与现有的驱动机构相比，该驱动机构将第一电机和伸缩组件的气泵设置在污水的液面上，防止被污水腐蚀损坏，不仅如此，在曝气机构中，能够根据污水处理的进程自动调节转轴的转速，调节产生的气泡量，降低能源损耗，与现有的曝气机构相比，该曝气机构具有灵活的调速功能，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统的结构示意图；

图2是本实用新型的具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统的曝气机构的结构示意图；

图3是本实用新型的具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统的升降单元的结构示意图；

图4是本实用新型的具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统的第二驱动轴与转盘的连接结构示意图；

图中：1.曝气池，2.进水管，3.排水管，4.控制器，5.第一电机，6.第一驱动轴，7.活动板，8.固定杆，9.支杆，10.滑环，11.侧杆，12.进气管，13.曝气机，14.支管，15.喷头，16.出气管，17.第一锥齿轮，18.转轴，19.轴承，20.叶轮，21.第二锥齿轮，22.第三锥齿轮，23.连接轴，24.驱动块，25.第二电机，26.第二驱动轴，27.转盘，28.气泵，29.气缸，30.活塞，31.限位环，32.支架，33.固定环，34.框架，35.移动块，36.第三电机，37.第三驱动轴，38.缓冲块，39.横杆，40.套环，41.滑轨，42.距离传感器，43.凸板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统，包括曝气池1、进水管2、排水管3和控制器4，所述排水管3位于曝气池1的底端的一侧，所述进水管2和控制器4均位于曝气池1的另一侧，所述控制器4位于进水管2的上方，所述进水管2和排水管3均与曝气池1连通，所述排水管3内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述曝气池1内设有曝气装置；

所述曝气装置包括驱动机构和两个曝气机构，两个曝气机构分别位于驱动机构的两侧，所述驱动机构包括第一电机5、第一驱动轴6、伸缩组件、活动板7、两个滑动组件和两个固定杆8，两个固定杆8分别位于第一电机5的两侧，所述第一电机5通过固定杆8与曝气池1的内壁固定连接，所述第一电机5与第一驱动轴6的顶端传动连接，所述第一电机5与PLC电连接，所述活动板7套设在第一驱动轴6上，所述伸缩组件与活动板7传动连接，两个滑动组件分别位于活动板7的两侧，所述滑动组件与曝气机构一一对应，所述滑动组件包括支杆9、滑环10和侧杆11，所述侧杆11水平固定在第一驱动轴6上，所述滑环10套设在侧杆11上，所述插杆通过支杆9与活动板7铰接，所述滑环10与曝气机构连接；

该曝气系统在净化处理污水时，将污水从进水管2通入曝气池1内，利用曝气池1内的曝气装置对污水内部通入大量微小气泡，使气泡作用在污水中的悬浮物上，形成絮团，上浮到污水液面上，达到固液分离的效果，利用刮渣机去除浮渣后，PLC控制排水管3内的阀门打开，将污水排出。在曝气装置中，利用两个固定杆8固定第一电机5的位置，PLC控制第一电机5启动，带动第一驱动轴6旋转，带动两侧的曝气机构转动，使曝气机构转动，而后通过伸缩组件带动活动板7上下移动，活动板7移动后，使支杆9转动，带动滑环10沿着侧杆11的轴线进行平移，改变曝气机构的旋转半径，从而使曝气机构产生的微小气泡能够作用在曝气池1内的各个位置，扩大了曝气范围，改善了净化效果。

如图2所示，所述曝气机构包括进气管12、曝气机13、支管14、若干喷头15和两个出气管16，所述进气管12的底端与曝气机13连通，所述曝气机13与出气管16的顶端连通，所述支管14与出气管16的底端连通，所述喷头15均匀分布在出气管16上，所述喷头15与出气管16连通，所述曝气机13内设有调速组件、第一锥齿轮17、转轴18、两个轴承19和两个导气组件，所述调速组件与第一锥齿轮17传动连接，两个轴承19分布固定在曝气机13的顶部和底部，所述转轴18的两端分别位于两个轴承19内，所述第一锥齿轮17套设在转轴18上，两个导气组件分别位于转轴18的两侧，所述导气组件包括若干叶轮20；

曝气机构中，曝气机13通过进气管12引入外部空气，将空气压缩后通过出气管16输送至支管14中，使喷头15产生气泡，利用曝气机13内部的调速组件，控制转轴18旋转的速度，改变进气管12通入的空气量，在曝气的初期，转轴18的速度增加，在曝气的末期，转轴18的速度降低，在曝气机13内，利用轴承19固定了转轴18的位置，使转轴18进行平稳的旋转，由调速组件作用在第一锥齿轮17上，带动第一锥齿轮17转动，从而实现转轴18的转动，进而使叶轮20旋转，产生气流，气流将外部的空气引入，通过出气管16排出到支管14内，从而使喷头15产生气泡。

如图3所示，所述调速组件包括第二锥齿轮21、第三锥齿轮22、连接轴23、驱动块24、第二电机25、第二驱动轴26、转盘27和升降单元，所述第二锥齿轮21设置在曝气机13的内壁上，所述第一锥齿轮17和第三锥齿轮22均与第一锥齿轮17啮合，所述第三锥齿轮22通过连接轴23与驱动块24连接，所述驱动块24的形状为圆锥形，所述第二电机25固定在曝气机13内的顶部，所述第二电机25与第二驱动轴26的顶端传动连接，所述转盘27套设在第二驱动轴26上，所述转盘27抵靠在驱动块24上，所述升降单元位于转盘27的远离驱动块24的一侧。

由PLC控制第二电机25运行，带动第二驱动轴26做定速的旋转，使得转盘27的转速恒定不变，在曝气的初期，由升降单元带动转盘27上升，转盘27作用在驱动块24上，由于驱动块24的形状为圆锥形，当转盘27位于高处时，驱动块24的转速增大，通过连接轴23使第三锥齿轮22旋转，并提高第三锥齿轮22的转速，第三锥齿轮22通过第二锥齿轮21作用在第一锥齿轮17，使第一锥齿轮17旋转且转速保持较大值，从而使叶轮20产生较大的气流，随着曝气的进行，升降单元带动转盘27下降，使驱动块24的转速减小，，进而降低第三锥齿轮22的转速，使第一锥齿轮17的转速降低，进而使扇叶产生的气流减弱，使喷头15喷出较少的气泡，从而使系统能够根据曝气的进行自动调节曝气量，减少能源消耗。

如图1所示，所述伸缩组件包括气泵28、气缸29和活塞30，所述气缸29固定在第一驱动轴6上，所述气泵28固定在气缸29上，所述气泵28与PLC电连接，所述气泵28与气缸29连通，所述活塞30的顶端设置在气缸29内，所述活塞30的底端与活动板7固定连接。

PLC控制气泵28启动，改变气缸29中的气压，当气缸29内的气压减小时，活塞30带动活动板7向上移动，使曝气机构靠近第一驱动轴6，反之，当气缸29内的气压增大时，活塞30带动活动板7向下移动，使曝气机构远离第一驱动轴6。

作为优选，为了保证第一驱动轴6的平稳转动，所述驱动机构还包括限位环31和两个支架32，两个支架32分别位于限位环31的两侧，所述限位环31套设在第一驱动轴6上，所述限位环31通过支架32与曝气池1内的底部固定连接。利用支架32固定了限位环31的位置，从而使第一驱动轴6沿着限位环31的轴线进行平稳的转动。

作为优选，为了辅助支撑连接轴23，所述调速组件还包括固定环33和两个夹板，所述固定环33套设在连接轴23上，两个夹板分别位于固定环33的两侧，所述固定环33固定在曝气机13的内壁上，所述夹板固定在连接轴23上。通过固定环33固定了连接轴23的转动方向，而后利用夹板无法通过固定环33，从而防止连接轴23沿着固定环33的轴线滑动，从而实现了连接轴23的平稳转动，对连接轴23的旋转起到支撑作用。

如图3所示，所述升降单元包括框架34、移动块35、第三电机36、第三驱动轴37、缓冲块38和侧板，所述框架34的形状为U形，所述转盘27的远离驱动块24的一侧设置在框架34的内侧，所述移动块35与框架34固定连接，所述第三电机36与PLC电连接，所述第三电机36固定在曝气机13内的顶部，所述缓冲块38通过侧板与曝气机13的内壁固定连接，所述第三电机36与第三驱动轴37的顶端传动连接，所述第三驱动轴37的底端设置在缓冲块38内，所述移动块35套设在第三驱动轴37上，所述移动块35的与第三驱动轴37的连接处设有与第三驱动轴37匹配的螺纹。

PLC控制第三电机36启动，带动第三驱动轴37旋转，使第三驱动轴37通过螺纹作用在移动块35上，进而使移动块35沿着第三驱动轴37的轴线进行移动，从而带动框架34升降，进而实现了转盘27的升降。

作为优选，为了减少转盘27转动所受的摩擦，所述框架34的内壁上设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在转盘27上。利用框架34内壁上凹口内的滚珠，将转盘27所受的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而大幅度减小了转盘27旋转所受的摩擦力，保证了转盘27顺畅的转动。

如图3所示，所述移动块35的远离框架34的一侧设有平衡单元，所述平衡单元包括横杆39、套环40和滑轨41，所述套环40通过横杆39与移动块35固定连接，所述滑轨41的形状为U形，所述滑轨41的两端固定在曝气机13的内壁上，所述套环40套设在滑轨41上。滑轨41的位置固定，从而使套环40沿着固定的方向进行移动，通过横杆39带动移动块35做平稳的移动。

作为优选，为了便于检测移动块35的高度位置，所述横杆39上设有距离传感器42，所述距离传感器42与PLC电连接。利用距离传感器42检测横杆39与曝气机13内的顶部的距离，并将距离数据反馈给PLC，使PLC根据距离获取叶轮20的旋转速度。

如图4所示，所述第二驱动轴26的外周设有若干凸板43，所述凸板43周向均匀分布在第二驱动轴26的外周，所述转盘27的内侧设有若干凹槽，所述凹槽周向均匀分布在转盘27的内侧，所述凹槽的数量与凸板43的数量相对，所述凹槽与凸板43一一对应，所述凸板43设置在凹槽内。

第二驱动轴26旋转时，通过凸板43作用在凹槽的内壁上，从而带动转盘27旋转，同时凸板43设置在凹槽内，可上下滑动，进而方便了转盘27沿着第二驱动轴26的轴线进行上下移动。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机5的驱动力，所述第一电机5为直流伺服电机。

该曝气系统中，通过第一电机5带动曝气机构转动，并通过伸缩组件带动活动板7移动，从而使曝气机构靠近或者远离第一驱动轴6，改变曝气机构的旋转半径，使曝气机构产生的气泡能够作用在曝气池1内的各处，扩大了作用范围，不仅如此，利用调速组件改变转轴18的转速，在曝气初期能够扩大叶轮20的旋转速度，产生较多的气泡，较快曝气效率，而在曝气末期减小叶轮20的转速，减弱气流，从而减少能源消耗，实现污水处理的同时降低能源消耗。

与现有技术相比，该具有调速功能的作用范围广的节能型曝气系统通过驱动机构带动曝气机13旋转和移动，改变曝气机13的旋转范围，使曝气机13能作用在曝气池1内的各处，提高了净化范围，与现有的驱动机构相比，该驱动机构将第一电机5和伸缩组件的气泵28设置在污水的液面上，防止被污水腐蚀损坏，不仅如此，在曝气机构中，能够根据污水处理的进程自动调节转轴18的转速，调节产生的气泡量，降低能源损耗，与现有的曝气机构相比，该曝气机构具有灵活的调速功能，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。