[实用新型]曝气螺旋桨

说明书

本实用新型属工业流体力学应用技术。

污水处理中常用的泵、养鱼池中常用的叶轮式增氧机，其原理都是强烈扰动水的表面层，形成飞溅，让水质团与大气充分温和，使水中增氧，它们均属于表层增氧。

还有一种在污水处理中使用较为广泛的增氧机叫做充气式曝气机，它是用鼓风机向水中送气，并经过微孔形成气泡增加水中氧气含量。利用螺旋桨旋转形成的局部低压区将空气吸入水中以达增氧目的是最近刚刚发展起来的吸气式增氧机。充气式曝气机和吸气式增氧机都已经是水的深层增氧了，但是在实际上，由于在水深层形成的气泡大都是毫米级直径的，它们会很快地浮到水表面，而消失掉，所以水的深层还不大有明显的氧含量的增加。

上述几种曝气机和增氧机，或只是表层增氧的效果，或虽为深层增氧但表层以下的水中氧含量增加不多。利用上述几种机械进行污水处理时，其效果并不理想。研究一种能实际上达到立体的深层增氧的特殊机械是本实用新型的任务。

本实用新型是吸气式增氧机的改进，图1为本实用新型－－曝气式螺旋桨一个桨叶的结构示意图，曝气桨桨叶的导边（1），它是一条线；桨叶叶梢（2），它加工成一个尖角；曝气桨桨叶的随边（3），它是一个曲面；随边上钻开的若干用于通气的小孔（4）；曝气桨的叶根（5），它也是一个曲面；曝气桨桨轴（6），桨叶和桨轴均铸成中空结构，这种螺旋桨可做成两叶、三叶式四叶桨。它的主要功能不是产生推进力，而是曝气增氧。桨轴与旋转动力源相联之后，曝气桨高速旋转，与吸气式增氧机一样桨叶周围的水形成局部低压。由于桨叶弦向剖面是一个以随边横截线为底的近似三角形的特殊结构，在随边（3）后会稳定地形成一个旋涡，其形状如图2所示；（7）为吸入的气泡；（8）为随边上产生的旋涡；（9）为脱落而破碎的旋涡；（10）为气泡被粉碎成十分微小的气泡。再加上桨叶展向剖面是以叶根截线为底叶梢为顶的近似三角形的特殊结构，根据涡量守恒原理，这个旋涡沿叶展会越卷越紧，其涡强也越来越大，随着螺旋桨的旋转，高强度的旋涡在叶梢（2）处与桨叶脱落、失稳而破碎。旋涡流动形成的低压与螺旋桨旋转形成的低压相叠加，形成更低的低压，由于这个低压的作用，空气通过中空结构桨叶及桨轴被吸入旋涡区形成大小不等的气泡，它们被卷进旋涡中心，其尺度随旋涡尺度而变小，最后因旋涡破碎而被粉碎成十分微小的气泡（几十到几百微米），这样微小的气泡浮力很小，上浮速度十分缓慢，且近乎悬浮于水中呈溶解状态，这样就达到了深层立体式溶解型增气的目的，从而大大提高增氧效果。

曝气桨与动力源相联接可用于工业和民用污水处理、河道与湖泊的污染整治，也可用于鱼塘增氧。又由于本实用新型具有一定的推进功能，可作为增氧船的推进器，既增氧又推船。总之，在一切需要立体溶解型增氧的场合均可使用。

曝气螺旋桨的桨叶形状的设计用“沙丘驻涡”的原理和一般螺旋桨的通用设计方法进行。本发明人已作出原理样机，经试验验证，效果良好。

附图说明：

图1曝气螺旋桨一个桨叶的结构示意图

图2桨叶随边旋涡示意图