[发明专利]强磁涡旋式超微细气泡发生腔及其曝气装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种水处理技术领域的装置，具体是一种磁场强度在14500GS以上的N5钕铁硼强磁性材料且输出气泡体积在10μm以下的气泡发生腔及其曝气装置。

背景技术

传统的气泡发生器是在外力作用下，通过叶轮的高速旋转对气体和液体进行强力混合搅拌，将气体破碎成小气泡。传统的气泡发生器产生的气泡过大，同时耗能很大，此外由于气泡过大，在液体中停留时间过短而影响气体的溶解。因此增氧效果差，电能消耗高。

目前的微气泡发生器多是由激光在气泡发生器的表面开出无数细密的小孔，利用高压泵产生高压空气透过小孔产生微气泡释放到水体中形成溶解氧。此类装置要消耗很大的电能，且停机后水中的细小颗粒物容易堵塞微气孔造成系统瘫痪。高浓度的溶氧水对水泵等配件气蚀严重，由于水泵泵水的同时还要担任压气的任务，所以泵水量大大低于其正常工作状态下的水量；泵体内气泡的存在也容易引起叶轮的抖动易损坏叶片。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102531265A公开(公告)日2012.07.04，公开了一种利用带电离子的微气泡磁化水净化湖水的处理系统属环境保护装置的技术领域。结构包括微气泡磁化水制作器7、臭氧发生器10、电离子发生器11、添加剂液箱5、直流电源6；微气泡磁化水制作器7由外壳和圆盘转子29构成，外壳内和圆环状中板21装有圆筒长方型杆18、端面长方型杆28和定子永磁铁17；圆盘转子29装有侧面长方型杆19、拨水杆20和转子永磁铁32。但是该技术的缺陷在于，把空气中的氧先转化这臭氧这从本质上来说并没有增氧氧原子的数量，同时这种作法有造成环境污染的潜在风险；此外，由于氧气在水中的溶解度在同等温度下是与压强成正比的，该装置并未提及给容器加压的装置，也就是说其对污水的处理过程是在常压下，那么不难算出其对水体溶解氧的提高是很有限的；第三，该技术要用到空气压缩机、臭氧发生器、水泵、电离子发生器等诸多用电设施，能耗高，系统操作与维护难度高，且臭氧发生器与电离子发生器都是高压设备对操作人员有较大安全隐患不易安装在潮湿易发生触电事故的水处理备上；第四，该微气泡技术的流水通路是M型，虽然增加了水和气体的停留时间，但是因为是M型，对气水混合物的阻力大，导致动力消耗大；最后，由于该技术没有给出自动控制装置，需要人力操作。

综上所述，现阶段急需一种能够满足工业需要的微细气泡发生装置。

发明内容

本发明针对现有技术存在的气泡大，停留时间短，能耗高，结构复杂，气蚀严重，易堵塞的弊端，提出一种强磁涡旋式超微细气泡发生腔及其曝气装置，本装置结构紧凑、占地面积小、能耗低、氧利用率高、低气蚀、无堵塞等特点，适用于水中增氧领域，可替代传统的溶气罐，适合污水处理、水产养殖等水体充氧曝气或气浮分离法等水处理技术。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种强磁涡旋式超微细气泡发生腔，罐体和依次设置于其内部的强磁涡旋管、强磁螺旋叶片以及若干对强磁磁钢组，其中：强磁涡旋管位于罐体的内部前端，强磁螺旋叶片位于罐体的内部后端，强磁磁钢组分别设置于强磁涡旋管内和强磁螺旋叶片的外缘。

所述的强磁涡旋管的剖面为矩形结构，其整体为涡旋状方管结构，所述强磁磁钢组固定设置于涡旋状方管结构的内壁顶部和底部。

所述的强磁涡旋管上的强磁磁钢组是由多块N极磁钢组和S极磁钢组组成，该钕铁硼磁钢上设有若干固定孔，通过该固定孔实现与强磁涡旋管的固定连接，该钕铁硼磁钢的外表面设有环氧树脂层。

所述的强磁螺旋叶片为等半径等螺距的连续螺旋状结构，所述的强磁磁钢组固定设置于叶片的外缘。

所述的强磁涡旋管的两端分别设有进水口和出水口，在进、出水口上分别设有进水压力传感器和出水压力传感器。

本发明涉及一种曝气装置，包括：上述强磁涡旋式超微细气泡发生腔、文丘理管、控制器以及分别与之电连接的带有流量调节阀的氧气气源和自吸式水泵，其中：文丘理管的输入端分别与氧气气源和自吸式水泵相连，文丘理管的输出端与强磁涡旋式超微细气泡发生腔的入水口相连。

所述的强磁涡旋式超微细气泡发生腔的出水口设有与控制器相连的释放头，该强磁涡旋式超微细气泡发生腔的进水压力传感器和出水压力传感器分别与控制器相连；控制器的控制输出线分别与释放头的控制输出线和氧气流量调节阀的控制输出线相连实现闭环控制。

所述的闭环控制通过进、出水压力传感器采集获得的数据计算得到最佳阀门开度，并对氧气流量调节阀和可控释放头的开度进行调节控制；使得强磁涡旋式超微细气泡发生腔的工作压力稳定。