專利名稱：飽和溶解氧氣的混氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中，向水里增氧的裝置，特別是通過含有氧的氣體與水充分混合溶解，使水增加含氧量的增氧裝置。
背景技術(shù)：
在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，水中供氧不足一直是制約水產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。為了增加水的含氧量，有向養(yǎng)殖水里分散充氧或含有氧氣的空氣。也有的是向養(yǎng)殖水中不斷補充含氧量高的水，或者將養(yǎng)殖水在循環(huán)過程增加氧的含量。這些補充或循環(huán)水增加氧的方法都是向這些水里充氧氣或含有氧的空氣。所用的設(shè)備都是為帶有水進(jìn)出口的容器或流道，同時還帶有充氣的管路。充氣的管路出口可以分布在容器內(nèi)，直接向容器內(nèi)的水充氣；也可以與進(jìn)水流道連通，先與進(jìn)水流道的水流混合溶解，再隨水流的流動過程不斷溶解。但是，這些供氧方法和設(shè)備，由于在有限的時間內(nèi)很難使富氧或空氣全部溶于水中，大部分氣體沒及溶解就冒出水面揮發(fā)到大氣中或者隨水流流入養(yǎng)殖水后冒出水面揮發(fā)到大氣中，所以大量的氣體造成浪費，使得增氧的能耗和成本較高。特別是向水里充氧氣，氧氣的成本更高，這樣造成的氧氣浪費，使得增氧的成本更高。同時增氧的水氧氣溶解量小，利用率低，有時難以達(dá)到飽和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決在向養(yǎng)殖水里增氧過程，被充入的氧氣或含氧氣體不能充分利用技術(shù)問題，提供一種使得氣體充分利用和溶解的增氧混氣裝置。
飽和溶解氧氣的混氣裝置，有帶進(jìn)出水管路的容器，容器的流道帶有輸入氣體的氣體管路，容器的出口管路為位于液面以下位置的出水管路，其特征在于容器液面以上的位置設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管的出口端與進(jìn)水管路連通。這樣隨輸入氣體的氣體管路導(dǎo)入的氣體，充入水里與水混合溶解，沒有被水溶解的氣體上升到液面以上的空間后，又由導(dǎo)氣管導(dǎo)入進(jìn)水管路，再次與水混合溶解。這樣沒有溶解的氣體就不隨出水的水流進(jìn)入養(yǎng)殖水域，分離進(jìn)入大氣產(chǎn)生浪費，而是使得沒有溶解的氣體循環(huán)與進(jìn)水水流混合，充分的溶解，避免浪費。導(dǎo)氣管的出口端與進(jìn)水管路連通部位最好為微孔擴(kuò)散器。
為了使供給的氣體長時間的與水混合溶解，達(dá)到飽和溶解的目的，氣體管路最好與進(jìn)水管路的流道連通，氣體管路與進(jìn)水管路的流道連通。氣體管路與進(jìn)水管路的流道連通部位最好為微孔擴(kuò)散器。進(jìn)水管路的氣液匯合部位可以為射流器。同樣，進(jìn)水管路進(jìn)入容器的端口延伸到容器液位以下的位置，增加混合流道長度，并使混合的流體直接充入容器的水里，再次增加混合流體的流程。一般最好是進(jìn)水管路進(jìn)入容器內(nèi)的端口延伸到容器的下部位置。為了使進(jìn)入的混合流體定向向上反流，并保證混合流體不直接從出水管路流出，容器底部設(shè)置有向上敞口并套在進(jìn)水管路進(jìn)入容器端口外的簡體。進(jìn)水管的進(jìn)水流通過連通的進(jìn)氣管時，空氣或氧氣優(yōu)選從進(jìn)水管道(3)內(nèi)的微孔空氣擴(kuò)散器(1)送入進(jìn)水管。供給的新鮮氣體的量按水量的飽和溶解度計。氣體與水流相接觸，并在管道(3)內(nèi)湍動流動，因而當(dāng)水流進(jìn)入本溶氣裝置前已溶解了一定量的氣體。這氣水混合流進(jìn)入容器后，氣水混合流的流速下降，沒有溶解的空氣或氧氣就會向上流動與水分離。未溶解并分離向上的氣體經(jīng)氣體導(dǎo)管再與進(jìn)水的水流混合。保證加入的氣體不會浪費，并充分溶解到水里，使得水內(nèi)溶解的氣體達(dá)到飽和。進(jìn)入進(jìn)水管內(nèi)的氣體最好通過微孔擴(kuò)散器(1)釋放出來。由于設(shè)置了微孔擴(kuò)散器(1)，循環(huán)的氣體以細(xì)小氣泡的形式分散到水中。容器底部設(shè)置有向上敞口并套在氣液混合流動管路進(jìn)入容器內(nèi)的端口外的筒體。由于氣泡分散的好，中心管的流速可以相對小些，這樣在保證接觸時間的前提下可降低溶氣裝置的高度。因此，中心管的下部直徑擴(kuò)大，水在這里的流速仍大于氣泡上升速度。循環(huán)氣體從微孔擴(kuò)散器釋放出來再次與水接觸，并溶入水中，達(dá)到向水中充分增氧的目的。


附圖表示了一種立式飽和溶解氧氣的溶氣裝置結(jié)構(gòu)剖視示意圖，下面結(jié)合附圖的實例而進(jìn)一步說明。
具體實施例這種溶氣裝置如圖所示，有帶進(jìn)出水管路的圓柱罐容器7，容器的進(jìn)水管路3流道帶有導(dǎo)入氣體的氣體管路2，容器的出水管路8位于液面以下的側(cè)壁下部，容器液面以上的端頭位置連通有導(dǎo)氣管4，導(dǎo)氣管的出口端與進(jìn)水管路連通。氣體管路與進(jìn)水管路的流道連通，形成氣液混合流動，他們管路的連通部位氣液匯合部位為器微孔氣體擴(kuò)散器1。進(jìn)水管路進(jìn)入容器的端口6延伸到容器液位以下的位置，并延伸到容器的下部位置。延伸到容器內(nèi)的進(jìn)水管路位于容器的中心，構(gòu)成中心管。容器底部設(shè)置有向上敞口并套在進(jìn)水管路進(jìn)入容器端口外的套管6。使用時垂直地面安裝。需要溶氣的水用泵通過進(jìn)水管路3打入溶氣裝置。進(jìn)氣管路(氧氣)通過進(jìn)氣管2從進(jìn)水管道3內(nèi)的微孔空氣擴(kuò)散器1送入進(jìn)水管。供給的新鮮氣體的量按水量的飽和溶解度計。氣體與水流相接觸，并在管道3內(nèi)湍動流動，因而當(dāng)水流進(jìn)入本溶氣裝置前已溶解了一定量的氣體。這氣——水混合流進(jìn)入溶氣裝置的中心管5。中心管5是垂直地面安裝的。水在中心管的流速比在進(jìn)水管3內(nèi)的流速減少，但水的流速仍大于氣泡上升的速度，因而氣泡只能隨水流向下，而不可能上升聚集。中心管的頂端裝有另一個微孔氣體擴(kuò)散器4，未溶解的氣體經(jīng)導(dǎo)入管導(dǎo)到微孔氣體擴(kuò)散器4，導(dǎo)入管將未溶解的氣體循環(huán)導(dǎo)入進(jìn)水管路，形成氣體循環(huán)管，通過微孔擴(kuò)散器(4)釋放出來，進(jìn)入進(jìn)水流。由于設(shè)置了微孔擴(kuò)散器(4)，循環(huán)的氣體以細(xì)小氣泡的形式分散到水中。由于氣泡分散的好，中心管的流速可以相對小些，這樣在保證接觸時間的前提下可降低溶氣裝置的高度。因此，中心管(5)的下部直徑擴(kuò)大，水在這里的流速仍大于氣泡上升速度。循環(huán)氣體從微孔擴(kuò)散器釋放出來再次與水接觸，并溶入水中。循環(huán)的氣體的量是供給新鮮氣體量的10～30倍，中心管5的氣——水體積比可解近1，這樣大的氣水比，并且氣體被分散成微小的氣泡，提供了極大的氣——液接觸面積，從而提高了傳質(zhì)速率。由于實際需要溶解的氣體的量只是與水相接觸氣量的1/30～1/10，因而可以保證在較短時間內(nèi)達(dá)到飽和。中心管是氣體溶解的主要區(qū)段，將其插入裝置底部，有利于傳質(zhì)。從中心管5出來的氣——水混合流沿套管6的內(nèi)環(huán)隙上升，在上升區(qū)氣泡的上升速度大于水的上升速度，在這里氣體與水按接觸曝氣方式進(jìn)一步溶解。然后水流沿套管的外環(huán)隙下跌，進(jìn)行跌水曝氣。未溶解的氣體則分離出來，到集氣區(qū)11。由于集氣區(qū)11的壓力較微孔溶解器4處的壓力高，因而這些未溶氣體可以沿氣體循環(huán)管12上升，通過微孔擴(kuò)散器釋放，再與水接觸進(jìn)行溶解。套管6的作用有四①建立了上流接觸曝氣區(qū)9和跌水曝氣區(qū)10，這樣在保證接觸時間的情況下降低了設(shè)備的總高度，給水處理設(shè)備的配套性及工藝管道安裝帶來方便。②由于建立了上流接觸曝氣區(qū)和下流跌水曝氣區(qū)，解決了氣泡夾帶問題。③調(diào)整套管6的高度，可以控制溶氣裝置內(nèi)的液面的高低，從而控制循環(huán)氣體的量。④由于套管的設(shè)置保證了液面與封蓋間有一定的距離，就保證了未溶氣體自循環(huán)的穩(wěn)定性。不用任何強(qiáng)迫措施，未溶氣體可以自動的穩(wěn)定的進(jìn)行循環(huán)。水流通過上述幾段氣——液接觸達(dá)到飽和，從溶氣裝置底側(cè)的排出口流出，通過管網(wǎng)分布器將飽和溶氧水直接均勻的分布到水中。
使用本溶氧裝置，總停留時間0.5～2.0分鐘范圍內(nèi)，可使溶氣水達(dá)到飽和或超飽和。實例如下本溶氧裝置總高度2.6米，中心管直徑100mm，殼體直徑330mm。以工業(yè)上水作充氧試驗，供應(yīng)的氧氣純度≥80％，不同操作壓力下達(dá)到的溶解氧如下飽和氣操作壓力(MPa絕對壓力) 出水溶解氧(mg/l)0.203 65.2-65.40.193 60.9-64.50.183 56.1-58.50.173 51.9-51.3富氧機(jī)產(chǎn)生的富氧氣體壓力為0.2MPa，供水泵的揚程的20米(0.2MPa)，二者正好匹配。養(yǎng)殖現(xiàn)場所用的富氧機(jī)的產(chǎn)氣量和水泵的供水量由實際養(yǎng)殖水面決定，按以上實驗數(shù)據(jù)等比例放大就可實用。
權(quán)利要求
1.一種飽和溶解氧氣的溶氣裝置，有帶進(jìn)出水管路的容器，容器的流道帶有輸入氣體的氣體管路，容器的出水管路為位于容器液面以下的位置，其特征在于容器液面以上的位置設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管的出口端與進(jìn)水管路連通。
2.如權(quán)利要求1所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于導(dǎo)氣管的出口端與進(jìn)水管路連通部位為微孔擴(kuò)散器。
3.如權(quán)利要求1所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于氣體管路與進(jìn)水管路的流道連通。
4.如權(quán)利要求3所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于氣體管路與進(jìn)水管路的流道連通部位為微孔擴(kuò)散器。
5.如權(quán)利要求3或4所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于進(jìn)水管路進(jìn)入容器的端口延伸到容器液位以下的位置。
6.如權(quán)利要求1或2所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于進(jìn)水管路進(jìn)入容器內(nèi)的端口延伸到容器的下部位置。
7.如權(quán)利要求5所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于容器底部設(shè)置有向上敞口并套在進(jìn)水管路端口外的套管。
8.如權(quán)利要求6所說的飽和溶解氧氣的溶氣裝置，其特征在于容器底部設(shè)置有向上敞口并套在進(jìn)水管路端口外的套管。
全文摘要
飽和溶解氧氣的混氣裝置，有帶進(jìn)出水管路的容器，容器的流道帶有氣體管路，容器的出水管路為位于液面以下的位置，容器液面以上的位置連通有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管的出口端與進(jìn)水管路連通。這樣隨管路導(dǎo)入的氣體，充入水里與水混合溶解，沒有被水溶解的氣體又由導(dǎo)氣管導(dǎo)入進(jìn)水管路，再次與水混合溶解。這樣沒有溶解的氣體就不隨出水的水流進(jìn)入養(yǎng)殖水域，不會分離進(jìn)入大氣，而是使得沒有溶解的氣體循環(huán)與進(jìn)水水流混合，充分的溶解，避免浪費。
文檔編號C02F7/00GK1626462SQ20031011902
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月8日
發(fā)明者孫善林, 張永春 申請人:大連廣匯氣體設(shè)備有限公司