一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置的制作方法

1.本发明属于污水处理技术领域，具体的说是一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置。


背景技术：

2.混凝系统是气浮运行过程中极为重要的一个环节，污水进入气浮的第一道工艺，就是混凝反应。混凝反应是否充分，极大程度上影响着气浮最终的出水效果；混凝系统包含两个阶段，即混合阶段和絮凝阶段。混合阶段形成较小的微粒，再通过絮凝以形成较大的絮粒。在絮粒形成过程中，不但能吸附悬浮颗粒，还能吸附一部分细菌和溶解物质。絮粒在进入气浮后，可在溶气水的加持下从水中分离出来。
3.公开号为cn111908658a的一项中国专利公开了一种过氧化物废水混凝气浮系统及工艺，包括池体，所述池体的内部设置有混凝装置，所述混凝装置包括输送管，所述输送管为竖向设置，且输送管的下端与池体的内部底面固定连接，所述输送管上端固定连接有泵箱，所述泵箱内设置有抽水泵，所述抽水泵的进水口贯穿泵箱并延伸至外部，所述抽水泵的出水口与输送管内部连通，该种一种过氧化物废水混凝气浮系统及工艺，通过在输送管的上端连接有抽水泵，在输送管的下端连接有气泵，抽水泵工作时可将外部带有絮凝剂的水抽入输送管下方排出，提高絮凝剂的混合效果，气泵工作时可将气体抽入输送管内排出，使得气体带动杂质上升，实现气浮，同时实现混凝和气浮的功能。
4.混凝过程是混凝剂与水及胶体和细微悬浮物之间相互作用的复杂物理化学过程，混凝剂在污水中扩散混合的状态和效率直接影响混凝的效果；现有的混凝剂直接加入污水中，通过搅拌装置进行搅拌混合，由于混凝剂直接加在污水的表面，需要增加搅拌的时间和搅拌的速度才能将混凝剂均匀的混合到污水中，极大地降低了污水的处理效率。
5.为此，本发明提供一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置，包括反应池、进水口、出水口、电机、主轴、主叶片、主管道和环形加药管；所述反应池的一侧底部连通有进水口，所述反应池的另一侧顶部连通有出水口，所述反应池的顶面安装有电机，所述电机的转轴固接有主轴，所述主轴的中部与底部外圈均固接有多个主叶片，所述反应池的内部一侧固接有主管道，所述主管道的低端连通有环形加药管，所述环形加药管位于主叶片的底部，所述环形加药管的底部开设有多个加药孔；主叶片需根据其所工作的搅拌池定制，叶片倾角和叶片宽度是随着其径向位置而变化的，并且注重叶片面积率，即水平投影面上叶片面积占有叶端画出的圆的面积的百分数，并把此百分数作为区分和选用叶轮的一个指标；采用下进水上出水的对角过流方式，在池内液位未达到出水口的高度时，不得流出池体，保证了池体容积的利用率。在液体进入池体后，
必须流经最长距离的对角线路径，才可流出池体，保证了液体流态的稳定性以及混凝过程的参与度；环形加药管放置于主叶片的下方，混凝剂从加药孔流入反应池后，立刻在主叶片的作用下被剪切和扩散，并随着主叶片带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程。这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得药剂的利用率大大地提高，有效减少药剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；工作时，污水从进水口进入反应池的内部，混凝剂加入主管道内，经过环形加药管从加药孔流到主叶片的底部，电机驱动主轴转动，带动主叶片旋转，将混凝剂与污水混合均匀，提高了污水混凝反应的效率，从而提高了污水净化处理的效率。
8.优选的，所述主叶片的顶部与底部均固接有辅助叶片，所述辅助叶片与主叶片之间呈钝角；通过在主叶片上增设的辅助叶片消除主叶片后方发生的流动剥离现象，使搅拌功率减小。
9.优选的，所述反应池内壁环绕固接有多个挡板；工作时，主叶片在一定转速下旋转时，自主叶片排出高速流体，这股高速流体同时吸引夹带着周围的液体，使周围的静止流或低速流卷入到高速流中。这股合成的高速流在池内没有挡板时就产生轴向循环流；当反应池内装有挡板时，它就形成强大的沿壁面及搅拌轴的上下循环流，在湍流状态时为了消除反应池中央的“圆柱状回转区”而增设的；挡板还可提高主叶片的剪切性能。
10.优选的，所述主轴的低端外圈固接有多个横柱，所述横柱的中部开设有环槽，所述环槽的外圈滑动安装有一号磁体，所述环形加药管的顶面连通有多个套筒，所述套筒的内径与加药孔的直径相同，且套筒与加药孔一一对应，所述套筒的内部滑动安装有滑柱，所述滑柱的顶部外圈镶嵌有二号磁体，所述二号磁体的顶部与一号磁体的底部相吸引，所述滑柱的底面固接有橡胶密封头，所述橡胶密封头的外圈顶部固接有挡环，所述挡环的直径大于加药孔的直径；工作时，电机驱动主轴转动，带动横柱转动，产生离心力，使得一号磁体沿着环槽滑向外圈，此时一号磁体位于套筒的顶部，一号磁体快速旋转，使得一号磁体始终位于套筒的顶部，二号磁体受到一号磁体的吸引，带动滑柱滑入套筒的内部，带动橡胶密封头从加药孔的内部脱离，使得混凝剂从加药孔内部流出，当反应完成后，电机关闭，使得横柱停止转动，使得一号磁体静止，二号磁体受到一号磁体的吸引力消失，滑柱向下滑出套筒，推动橡胶密封头将加药孔堵塞密封，从而降低了污水进入环形加药管内部的概率，继而降低了环形加药管内部发生堵塞的概率。
11.优选的，所述环槽靠近主轴的一端与一号磁体之间环绕固接有多个弹绳；工作时，电机关闭，使得横柱停止转动，一号磁体受到的离心力消失，弹绳复位，将一号磁体拉回环槽的靠近主轴的一端，从而降低了一号磁体对二号磁体的影响。
12.优选的，所述滑柱的顶部内圈开设有导孔，所述套筒的内部顶面固接有导杆，所述导杆的外壁与导孔的内部滑动配合；工作时，滑柱在套筒的内部滑动时，使得导杆在导孔的内部滑动，提高了滑柱滑动的稳定性和准确度，从而提高了橡胶密封头对加药孔密封的准确度。
13.优选的，所述挡环的外壁固接有橡胶套，所述橡胶套的内圈与橡胶密封头的外壁固接，所述橡胶套的内部开设有多个空腔，所述挡环贯穿空腔的中部，所述挡环开设有多个通孔；工作时，滑柱向上滑入套筒的内部时，带动橡胶套接触到套筒的底部外圈，使得橡胶套顶部的空腔受到挤压，内部的气体经过通孔流入橡胶套底部的空腔内，使得底部的空腔
膨胀，使得橡胶套的外圈紧压套筒的底部外壁，从而对套筒进行密封堵塞，降低了混凝剂进入套筒内部的概率；滑柱向下滑出套筒时，推动橡胶密封头插入加药孔的内部后，带动橡胶套的底部接触到加药孔的顶部外圈，使得橡胶套底部的空腔受到挤压，内部的气体经过通孔流入橡胶套顶部的空腔内，使得顶部的空腔膨胀，使得橡胶套的外圈紧压加药孔的顶部外圈，从而提高了对环形加药管的密封效果。
14.优选的，所述橡胶套的顶面与底面均镶嵌有多个弹条，顶面与底面所述弹条位于空腔的顶部与底部；工作时，橡胶套接触到套筒的底部外圈，使得橡胶套顶部的空腔受到挤压，内部的气体经过通孔流入橡胶套底部的空腔内，使得底部的空腔膨胀，推动底部的弹条弯曲，使得底部的弹条的外圈挤压橡胶套的外圈，使得橡胶套的外圈紧压套筒的底部外壁，从而对套筒进行密封堵塞，降低了混凝剂进入套筒内部的概率；滑柱向下滑出套筒时，推动橡胶密封头插入加药孔的内部后，带动橡胶套的底部接触到加药孔的顶部外圈，使得橡胶套底部的空腔受到挤压，内部的气体经过通孔流入橡胶套顶部的空腔内，使得顶部的空腔膨胀，推动顶部的弹条弯曲，使得顶部的弹条的外圈挤压橡胶套的外圈，使得橡胶套的外圈紧压加药孔的顶部外圈，从而提高了对环形加药管的密封效果。
15.优选的，所述橡胶密封头的中部外圈固接有多个绒毛刷；工作时，滑柱推动橡胶密封头插入加药孔的内部时，带动绒毛刷清扫加药孔的内壁，将附着在加药孔内壁的沉淀物清扫干净。
16.本发明的有益效果如下：
17.1.本发明所述的一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置，通过设置反应池、进水口、出水口、电机、主轴、主叶片、主管道和环形加药管；采用下进水上出水的对角过流方式，在池内液位未达到出水口的高度时，不得流出池体，保证了池体容积的利用率。在液体进入池体后，必须流经最长距离的对角线路径，才可流出池体，保证了液体流态的稳定性以及混凝过程的参与度；环形加药管放置于主叶片的下方，混凝剂从加药孔流入反应池后，立刻在主叶片的作用下被剪切和扩散，并随着主叶片带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程；这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得药剂的利用率大大地提高，有效减少药剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；污水从进水口进入反应池的内部，混凝剂加入主管道内，经过环形加药管从加药孔流到主叶片的底部，电机驱动主轴转动，带动主叶片旋转，将混凝剂与污水混合均匀，提高了污水混凝反应的效率，从而提高了污水净化处理的效率。
18.2.本发明所述的一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置，通过设置挡板；主叶片在一定转速下旋转时，自主叶片排出高速流体，这股高速流体同时吸引夹带着周围的液体，使周围的静止流或低速流卷入到高速流中；这股合成的高速流在池内没有挡板时就产生轴向循环流；当反应池内装有挡板时，它就形成强大的沿壁面及搅拌轴的上下循环流，在湍流状态时为了消除反应池中央的“圆柱状回转区”而增设的，挡板还可提高主叶片的剪切性能。
附图说明
19.下面结合附图对本发明作进一步说明。
20.图1是本发明实施例一的立体图；
21.图2是本发明实施例一主叶片的立体图；
22.图3是本发明实施例一主叶片的主视图；
23.图4是图3中a处局部放大图；
24.图5是图4中b处局部放大图；
25.图6是本发明实施例二一号磁体的局部剖视图；
26.图中：1、反应池；2、进水口；3、出水口；4、电机；5、主轴；6、主叶片；7、主管道；8、环形加药管；9、加药孔；10、辅助叶片；11、挡板；12、横柱；13、环槽；14、一号磁体；15、套筒；16、滑柱；17、二号磁体；18、橡胶密封头；19、挡环；20、弹绳；21、导孔；22、导杆；23、橡胶套；24、空腔；25、通孔；26、弹条；27、绒毛刷；28、环板；29、弧形板；30、钢丝毛；31、弹性刮板。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
28.实施例一
29.如图1至图3所示，本发明实施例所述的一种基于气浮混凝系统的轴向对流循环反应装置，包括反应池1、进水口2、出水口3、电机4、主轴5、主叶片6、主管道7和环形加药管8；所述反应池1的一侧底部连通有进水口2，所述反应池1的另一侧顶部连通有出水口3，所述反应池1的顶面安装有电机4，所述电机4的转轴固接有主轴5，所述主轴5的中部与底部外圈均固接有多个主叶片6，所述反应池1的内部一侧固接有主管道7，所述主管道7的低端连通有环形加药管8，所述环形加药管8位于主叶片6的底部，所述环形加药管8的底部开设有多个加药孔9；主叶片6需根据其所工作的搅拌池定制，叶片倾角和叶片宽度是随着其径向位置而变化的，并且注重叶片面积率，即水平投影面上叶片面积占有叶端画出的圆的面积的百分数，并把此百分数作为区分和选用叶轮的一个指标；采用下进水上出水的对角过流方式，在池内液位未达到出水口3的高度时，不得流出池体，保证了池体容积的利用率。在液体进入池体后，必须流经最长距离的对角线路径，才可流出池体，保证了液体流态的稳定性以及混凝过程的参与度；环形加药管8放置于主叶片6的下方，混凝剂从加药孔9流入反应池1后，立刻在主叶片6的作用下被剪切和扩散，并随着主叶片6带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程。这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得药剂的利用率大大地提高，有效减少药剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；工作时，污水从进水口2进入反应池1的内部，混凝剂加入主管道7内，经过环形加药管8从加药孔9流到主叶片6的底部，电机4驱动主轴5转动，带动主叶片6旋转，将混凝剂与污水混合均匀，提高了污水混凝反应的效率，从而提高了污水净化处理的效率。
30.如图2至图3所示，所述主叶片6的顶部与底部均固接有辅助叶片10，所述辅助叶片10与主叶片6之间呈钝角；通过在主叶片6上增设的辅助叶片10消除主叶片6后方发生的流动剥离现象，使搅拌功率减小。
31.如图1所示，所述反应池1内壁环绕固接有多个挡板11；工作时，主叶片6在一定转速下旋转时，自主叶片6排出高速流体，这股高速流体同时吸引夹带着周围的液体，使周围的静止流或低速流卷入到高速流中。这股合成的高速流在池内没有挡板11时就产生轴向循
环流；当反应池1内装有挡板11时，它就形成强大的沿壁面及搅拌轴的上下循环流，在湍流状态时为了消除反应池1中央的“圆柱状回转区”而增设的；挡板11还可提高主叶片6的剪切性能。
32.如图3至图5所示，所述主轴5的低端外圈固接有多个横柱12，所述横柱12的中部开设有环槽13，所述环槽13的外圈滑动安装有一号磁体14，所述环形加药管8的顶面连通有多个套筒15，所述套筒15的内径与加药孔9的直径相同，且套筒15与加药孔9一一对应，所述套筒15的内部滑动安装有滑柱16，所述滑柱16的顶部外圈镶嵌有二号磁体17，所述二号磁体17的顶部与一号磁体14的底部相吸引，所述滑柱16的底面固接有橡胶密封头18，所述橡胶密封头18的外圈顶部固接有挡环19，所述挡环19的直径大于加药孔9的直径；工作时，电机4驱动主轴5转动，带动横柱12转动，产生离心力，使得一号磁体14沿着环槽13滑向外圈，此时一号磁体14位于套筒15的顶部，一号磁体14快速旋转，使得一号磁体14始终位于套筒15的顶部，二号磁体17受到一号磁体14的吸引，带动滑柱16滑入套筒15的内部，带动橡胶密封头18从加药孔9的内部脱离，使得混凝剂从加药孔9内部流出，当反应完成后，电机4关闭，使得横柱12停止转动，使得一号磁体14静止，二号磁体17受到一号磁体14的吸引力消失，滑柱16向下滑出套筒15，推动橡胶密封头18将加药孔9堵塞密封，从而降低了污水进入环形加药管8内部的概率，继而降低了环形加药管8内部发生堵塞的概率。
33.如图3至图4所示，所述环槽13靠近主轴5的一端与一号磁体14之间环绕固接有多个弹绳20；工作时，电机4关闭，使得横柱12停止转动，一号磁体14受到的离心力消失，弹绳20复位，将一号磁体14拉回环槽13的靠近主轴5的一端，从而降低了一号磁体14对二号磁体17的影响。
34.如图4所示，所述滑柱16的顶部内圈开设有导孔21，所述套筒15的内部顶面固接有导杆22，所述导杆22的外壁与导孔21的内部滑动配合；工作时，滑柱16在套筒15的内部滑动时，使得导杆22在导孔21的内部滑动，提高了滑柱16滑动的稳定性和准确度，从而提高了橡胶密封头18对加药孔9密封的准确度。
35.如图5所示，所述挡环19的外壁固接有橡胶套23，所述橡胶套23的内圈与橡胶密封头18的外壁固接，所述橡胶套23的内部开设有多个空腔24，所述挡环19贯穿空腔24的中部，所述挡环19开设有多个通孔25；工作时，滑柱16向上滑入套筒15的内部时，带动橡胶套23接触到套筒15的底部外圈，使得橡胶套23顶部的空腔24受到挤压，内部的气体经过通孔25流入橡胶套23底部的空腔24内，使得底部的空腔24膨胀，使得橡胶套23的外圈紧压套筒15的底部外壁，从而对套筒15进行密封堵塞，降低了混凝剂进入套筒15内部的概率；滑柱16向下滑出套筒15时，推动橡胶密封头18插入加药孔9的内部后，带动橡胶套23的底部接触到加药孔9的顶部外圈，使得橡胶套23底部的空腔24受到挤压，内部的气体经过通孔25流入橡胶套23顶部的空腔24内，使得顶部的空腔24膨胀，使得橡胶套23的外圈紧压加药孔9的顶部外圈，从而提高了对环形加药管8的密封效果。
36.如图5所示，所述橡胶套23的顶面与底面均镶嵌有多个弹条26，顶面与底面所述弹条26位于空腔24的顶部与底部；工作时，橡胶套23接触到套筒15的底部外圈，使得橡胶套23顶部的空腔24受到挤压，内部的气体经过通孔25流入橡胶套23底部的空腔24内，使得底部的空腔24膨胀，推动底部的弹条26弯曲，使得底部的弹条26的外圈挤压橡胶套23的外圈，使得橡胶套23的外圈紧压套筒15的底部外壁，从而对套筒15进行密封堵塞，降低了混凝剂进
入套筒15内部的概率；滑柱16向下滑出套筒15时，推动橡胶密封头18插入加药孔9的内部后，带动橡胶套23的底部接触到加药孔9的顶部外圈，使得橡胶套23底部的空腔24受到挤压，内部的气体经过通孔25流入橡胶套23顶部的空腔24内，使得顶部的空腔24膨胀，推动顶部的弹条26弯曲，使得顶部的弹条26的外圈挤压橡胶套23的外圈，使得橡胶套23的外圈紧压加药孔9的顶部外圈，从而提高了对环形加药管8的密封效果。
37.如图5所示，所述橡胶密封头18的中部外圈固接有多个绒毛刷27；工作时，滑柱16推动橡胶密封头18插入加药孔9的内部时，带动绒毛刷27清扫加药孔9的内壁，将附着在加药孔9内壁的沉淀物清扫干净。
38.实施例二
39.如图6所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述一号磁体14的两端固接有环板28，所述环板28套在环槽13的外圈，所述环板28的内壁环绕固接有多个弧形板29，所述弧形板29的底面固接有多个钢丝毛30，所述钢丝毛30与环槽13的内壁滑动配合，多个所述弧形板29交错分布，所述弧形板29靠近一号磁体14的一面固接有弹性刮板31，所述弹性刮板31与环槽13的内壁滑动配合；工作时，一号磁体14沿着环槽13滑动时，推动环板28滑动，带动弧形板29移动，使得钢丝毛30剐蹭环槽13的表面，降低了沉淀物在环槽13表面的聚集，从而对一号磁体14滑动的阻力，继而提高了一号磁体14滑动的流畅性。
40.工作时：污水从进水口2进入反应池1的内部，电机4驱动主轴5转动，带动主叶片6旋转，带动横柱12转动，产生离心力，使得一号磁体14沿着环槽13滑向外圈，此时一号磁体14位于套筒15的顶部，一号磁体14快速旋转，使得一号磁体14始终位于套筒15的顶部，二号磁体17受到一号磁体14的吸引，带动滑柱16滑入套筒15的内部，带动橡胶密封头18从加药孔9的内部脱离；滑柱16向上滑入套筒15的内部时，带动橡胶套23接触到套筒15的底部外圈，使得橡胶套23顶部的空腔24受到挤压，内部的气体经过通孔25流入橡胶套23底部的空腔24内，使得底部的空腔24膨胀，推动底部的弹条26弯曲，使得底部的弹条26的外圈挤压橡胶套23的外圈，使得橡胶套23的外圈紧压套筒15的底部外壁，对套筒15进行密封堵塞；混凝剂加入主管道7内，经过环形加药管8从加药孔9流到主叶片6的底部；混凝剂从加药孔9流入反应池1后，立刻在主叶片6的作用下被剪切和扩散，并随着主叶片6带起的高速流扩散至周围，吸引夹带附近的低速流一起进入混凝反应过程。这种一经流入便被裹挟扩散的状态，使得药剂的利用率大大地提高，有效减少药剂的消耗量，为污水处理厂节省运行成本，也在一定程度上提高了混凝系统的运行效率；同时，主叶片6在一定转速下旋转时，自主叶片6排出高速流体，这股高速流体同时吸引夹带着周围的液体，使周围的静止流或低速流卷入到高速流中。这股合成的高速流在池内没有挡板11时就产生轴向循环流；当反应池1内装有挡板11时，它就形成强大的沿壁面及搅拌轴的上下循环流，在湍流状态时为了消除反应池1中央的“圆柱状回转区”而增设的；挡板11还可提高主叶片6的剪切性能；
41.当反应完成后，电机4关闭，使得横柱12停止转动，一号磁体14受到的离心力消失，弹绳20复位，将一号磁体14拉回环槽13的靠近主轴5的一端；滑柱16向下滑出套筒15，推动橡胶密封头18将加药孔9堵塞密封，滑柱16向下滑出套筒15时，推动橡胶密封头18插入加药孔9的内部后，带动橡胶套23的底部接触到加药孔9的顶部外圈，使得橡胶套23底部的空腔24受到挤压，内部的气体经过通孔25流入橡胶套23顶部的空腔24内，使得顶部的空腔24膨胀，推动顶部的弹条26弯曲，使得顶部的弹条26的外圈挤压橡胶套23的外圈，使得橡胶套23
的外圈紧压加药孔9的顶部外圈，对环形加药管8进行密封，降低了污水进入环形加药管8内部的概率，降低了环形加药管8内部发生堵塞的概率。
42.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
44.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。