一种可调整射流方向的射流曝气系统及其调整方法与流程

本发明涉及曝气设备技术领域，特别涉及一种可调整射流方向的射流曝气系统及其调整方法。

背景技术：

射流曝气是污水处理好氧段曝气充氧的一种方式，相比于其它诸如微孔曝气、潜水曝气、表曝机等曝气方式，射流曝气几乎不会发生堵塞，在较长使用寿命期内几乎无需维护，能够恒定、稳定、高效地供氧。在特定的水深下(8米)，充氧效率可以达到35％，大大降低了运行能耗。节约成本。

现有的射流曝气系统在运行的时候，曝气喷头只能朝向一个固定的方向喷出气液混合液，无法进行调整或者改变，使曝气池内的曝气不够均匀，在实际的使用过程中十分的不便。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可调整射流方向的射流曝气系统及其调整方法，以解决上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种可调整射流方向的射流曝气系统，包括喷水管、吸气室、吸气管和喷嘴，所述喷水管伸入连接在吸气室的一端内，所述吸气室的侧壁上连通有吸气管，所述吸气室的另一端与喷嘴之间连接有转动装置和文氏管，所述转动装置上设有用于驱动其转动以及弯曲的驱动装置，所述文氏管与喷嘴之间设有导流装置。

通过采用上述技术方案，当需要对曝气喷嘴的射流方向进行调整时，可通过驱动装置来使转动装置转动一定的角度，从而使喷嘴朝向所要求的方向，驱动装置带动转动装置进行转动、偏移，使操作更加的方便、轻松，可根据不同的情况来调整方向；喷水管喷出的液体在吸气室内形成气液混合物，然后通过转动装置进行转向，再通过文氏管进行加速，通过导流装置使气液混合物发生旋转，最后通过喷嘴旋转喷出，使射流的范围更大，流速更快。

本发明进一步设置为：所述转动装置包括结构相同且对称设置的左转动部和右转动部，所述左转动部包括第一连接管、转动球头、限位套、滚珠机构和密封圈，所述第一连接管和转动球头上均中空设有介质通道，所述第一连接管的一端上设有与限位套配合连接的半球部，所述半球部与限位套通过法兰连接，所述半球部与限位套的内壁均半球型设置，且配合形成与转动球头外壁相对应的球形腔，所述转动球头在球形腔内转动连接，所述限位套远离半球部的一端上设有喇叭型设置的开口，所述转动球头远离第一连接管的一端上贯穿开口伸出有第二连接管，所述第二连接管的外壁与开口的内壁相配合，所述右转动部的第二连接管与左转动部的第二连接管通过螺纹密封连接。

通过采用上述技术方案，在安装时先将限位套套设在转动球头上，在将滚珠机构和半球部与转动球头配合连接，通过法兰使限位套与半球部进行连接固定，从而使转动球头限位在球形腔内，装配十分的方便、简单；转动球头在球形腔内可任意转动，使其调整方向更加的灵活，滚珠机构使转动球头的转动更加的轻松、稳定，密封圈能有效的防止气液混合物发生泄漏，且转动球头转动到最大的角度时，密封圈与转动球头外壁保持紧密贴合的状态；当转动球头转动到最大的角度时，第二连接管的外壁与开口的内壁贴合，从而使转动球头无法朝当前方向继续转动，有效的防止转动球头过度的转动，延长使用寿命。

本发明进一步设置为：所述球形腔的内壁上在半球部与限位套之间设有供滚珠机构放置的环形容纳腔，所述滚珠机构包括限位环和若干个滚珠，所述转动球头的外壁上设有供滚珠滚动且进行限位的凹槽，所述滚珠的外壁两端分别抵触连接在环形容纳腔的腔底以及凹槽的槽底上，所述限位环套设在转动球头的外侧且与介质通道同轴心设置，所述限位环上开设有供滚珠滚动连接且进行限位的窗孔，多个所述滚珠沿着限位环的轴心线环形均匀分布。

通过采用上述技术方案，限位环能有效的将滚珠进行相对的限位，防止滚珠在环形容纳腔和凹槽内随意的滚动，而且滚珠仅仅只能在凹槽内滚动，一个滚珠对应放置在一个凹槽内，使转动球头的转动更加的稳定。

本发明进一步设置为：所述半球部的内壁上设有供密封圈放置的密封槽，所述密封圈抵触连接在转动球头的外壁上。

通过采用上述技术方案，密封圈能有效的防止气液混合物进入到滚珠机构内，有效的保护了滚珠机构，防止发生泄露。

本发明进一步设置为：所述第一连接管的外壁上凸出设有支撑盘，所述驱动装置设在左转动部的支撑盘和右转动部的支撑盘之间，所述驱动装置包括伸缩机构和设在伸缩机构两端与支撑盘连接的万向节，所述驱动装置至少设有三个，且沿着支撑盘的中心轴中心对称设置。

通过采用上述技术方案，通过伸缩机构的伸缩来带动两个支撑盘之间相对的倾斜，从而使转动装置发生转动，改变喷嘴的朝向，万向节能使伸缩机构在支撑盘发生倾斜的时候，更好的进行配合，使其使用更加的方便。

本发明进一步设置为：所述万向节包括固定架、转动架、第一转角传感器、第二转角传感器、连接轴、第一转动轴和第二转动轴，所述固定架和转动架均设为“c”字型，所述固定架和转动架的开口相对且垂直设置，所述第一转动轴和第二转动轴分别转动连接在固定架和转动架上，所述第二转动轴垂直于第一转动轴，所述第二转动轴贯穿第一转动轴与其固定连接，所述第一转角传感器和第二转角传感器分别固定在固定架和转动架上，所述第一转角传感器和第二转角传感器分别与第一转动轴和第二转动轴连接用于检测转动架的转动角度，所述转动架远离固定架的一端与伸缩机构的一端连接，所述固定架远离转动架的一端通过连接轴与支撑盘转动连接。

通过采用上述技术方案，固定架固定在支撑盘上只能转动，转动架可沿着固定架发生十字形方向的转动，第一转角传感器和第二转角传感器能有效的检测转动架的转动角度，从而校验喷嘴的朝向是否准确，实时的进行调整；可根据不同的情况在支撑盘上安装第三转角传感器用于检测连接轴的转动角度，使其更加的精准。

本发明进一步设置为：所述伸缩机构设为气动伸缩气缸或者气动人工肌肉，所述伸缩机构与外部气源连接，所述支撑盘上设有供连接轴转动连接的连接孔，所述连接轴通过密封轴承与连接孔转动连接，两个所述支撑盘的外壁之间设有用于包裹转动装置和驱动装置的波纹管，所述波纹管的两端分别与两个支撑盘的外壁粘胶密封连接。

通过采用上述技术方案，伸缩机构可全部使用气动伸缩气缸或者全部使用气动人工肌肉，气动伸缩气缸或者气动人工肌肉均能实现对两个支撑盘之间角度的调整；因为射流曝气系统都是安装在池底，所以波纹管能有效的防止池内的液体进入到转动装置和驱动装置上，有效的保护了转动装置和驱动装置，延长使用寿命。

本发明进一步设置为：所述导流装置设在文氏管的末端内，所述导流装置包括外筒体、中心柱和导流片，所述中心柱与外筒体在同一中心轴上，所述中心柱远离喷嘴的一端凸出于外筒体设置，所述中心柱凸出的一端设为圆锥形，所述导流片绕着中心柱的中心轴均匀设有多个，所述导流片包括一体成型设置的分流部和旋流部，所述分流部设在中心柱凸出于外筒体的外壁上，所述分流部与中心柱的轴心线平行，所述旋流部设在中心柱的外壁与外筒体的内壁之间，所述旋流部沿着中心柱的长度方向螺旋型设置，所述旋流部的倾斜角度为30°-40°。

通过采用上述技术方案，气液混合物在经过导流装置后能有效的发生高速的旋转，从而提高喷嘴喷射出的面积，减少了流速的损失，使曝气的效果更好，更加均匀。

本发明进一步设置为：所述吸气室与左转动部的第一连接管之间、文氏管与右转动部的第一连接管之间、文氏管与喷嘴之间通过螺纹或者法兰进行连接。

通过采用上述技术方案，连接方式简单、有效，便于后期的维护。

一种可调整射流方向的射流曝气系统的调整方法，包括如下步骤：

s1：通过给不同的伸缩机构充气或者抽气，使伸缩机构伸长或者收缩，从而控制支撑盘转动，使转动球头在球形腔内滚动，滚珠在凹槽和环形容纳腔内滚动；

s2：当转动球头在球形腔内朝一个方向转动到最大倾斜角度时，第二连接管的外壁与开口的内壁抵触连接，同时滚珠与凹槽侧壁抵触，转动球头在球形腔内朝当前方向无法继续转动；

s3：万向节上的第一转角传感器和第二转角传感器时刻监测着转动架横向以及纵向的转动角度；

s4：喷水管往吸气室内喷入液体，高度流动的液体在吸气室内形成负压将吸气管内的空气抽入，从而形成液气混合物，再通过转动装置内的介质通道送入文氏管内；

s5：通过文氏管的加速，进入到导流装置中，通过分流部将液气混合物进行分流，然后通过螺旋型设置的旋流部发生旋转，使液气混合物在喷嘴内形成旋流，最后旋转着喷出喷嘴。

通过采用上述技术方案，可根据的不同的情况来调整喷嘴的朝向，多个伸缩机构用于控制转动机构多个方向的转动，使操作更加的方便、轻松，使用更加的灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中a的结构示意图。

图3为本发明具体实施方式中b的结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中c的结构示意图。

图5为本发明具体实施方式中万向节的结构示意图。

图6为本发明具体实施方式中转动装置的结构侧视图。

图7为本发明具体实施方式中转动装置转动一定角度后的结构示意图。

图8为本发明具体实施方式中转动装置转动到最大角度后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图8所示，本发明公开了一种可调整射流方向的射流曝气系统，包括喷水管1、吸气室2、吸气管3和喷嘴4，所述喷水管1伸入连接在吸气室2的一端内，所述吸气室2的侧壁上连通有吸气管3，所述吸气室2的另一端与喷嘴4之间连接有转动装置和文氏管5，所述转动装置上设有用于驱动其转动以及弯曲的驱动装置，所述文氏管5与喷嘴4之间设有导流装置13。

通过采用上述技术方案，当需要对曝气喷嘴的射流方向进行调整时，可通过驱动装置来使转动装置转动一定的角度，从而使喷嘴朝向所要求的方向，驱动装置带动转动装置进行转动、偏移，使操作更加的方便、轻松，可根据不同的情况来调整方向；喷水管喷出的液体在吸气室内形成气液混合物，然后通过转动装置进行转向，再通过文氏管进行加速，通过导流装置使气液混合物发生旋转，最后通过喷嘴旋转喷出，使射流的范围更大，流速更快。

在本发明实施例中，所述转动装置包括结构相同且对称设置的左转动部6和右转动部7，所述左转动部6包括第一连接管8、转动球头9、限位套10、滚珠机构11和密封圈12，所述第一连接管8和转动球头9上均中空设有介质通道14，所述第一连接管8的一端上设有与限位套10配合连接的半球部80，所述半球部80与限位套10通过法兰连接，所述半球部80与限位套10的内壁均半球型设置，且配合形成与转动球头9外壁相对应的球形腔60，所述转动球头9在球形腔60内转动连接，所述限位套10远离半球部80的一端上设有喇叭型设置的开口100，所述转动球头9远离第一连接管8的一端上贯穿开口100伸出有第二连接管90，所述第二连接管90的外壁与开口100的内壁相配合，所述右转动部7的第二连接管90与左转动部6的第二连接管90通过螺纹密封连接。

通过采用上述技术方案，在安装时先将限位套套设在转动球头上，在将滚珠机构和半球部与转动球头配合连接，通过法兰使限位套与半球部进行连接固定，从而使转动球头限位在球形腔内，装配十分的方便、简单；转动球头在球形腔内可任意转动，使其调整方向更加的灵活，滚珠机构使转动球头的转动更加的轻松、稳定，密封圈能有效的防止气液混合物发生泄漏，且转动球头转动到最大的角度时，密封圈与转动球头外壁保持紧密贴合的状态；当转动球头转动到最大的角度时，第二连接管的外壁与开口的内壁贴合，从而使转动球头无法朝当前方向继续转动，有效的防止转动球头过度的转动，延长使用寿命。

在本发明实施例中，所述球形腔60的内壁上在半球部80与限位套10之间设有供滚珠机构11放置的环形容纳腔61，所述滚珠机构11包括限位环111和若干个滚珠110，所述转动球头9的外壁上设有供滚珠110滚动且进行限位的凹槽91，所述滚珠110的外壁两端分别抵触连接在环形容纳腔61的腔底以及凹槽91的槽底上，所述限位环111套设在转动球头9的外侧且与介质通道14同轴心设置，所述限位环111上开设有供滚珠110滚动连接且进行限位的窗孔112，多个所述滚珠110沿着限位环111的轴心线环形均匀分布。

通过采用上述技术方案，限位环能有效的将滚珠进行相对的限位，防止滚珠在环形容纳腔和凹槽内随意的滚动，而且滚珠仅仅只能在凹槽内滚动，一个滚珠对应放置在一个凹槽内，使转动球头的转动更加的稳定。

在本发明实施例中，所述半球部80的内壁上设有供密封圈12放置的密封槽81，所述密封圈12抵触连接在转动球头9的外壁上。

通过采用上述技术方案，密封圈能有效的防止气液混合物进入到滚珠机构内，有效的保护了滚珠机构，防止发生泄露。

在本发明实施例中，所述第一连接管8的外壁上凸出设有支撑盘82，所述驱动装置设在左转动部6的支撑盘82和右转动部7的支撑盘82之间，所述驱动装置包括伸缩机构15和设在伸缩机构15两端与支撑盘82连接的万向节16，所述驱动装置至少设有三个，且沿着支撑盘82的中心轴中心对称设置。

通过采用上述技术方案，通过伸缩机构的伸缩来带动两个支撑盘之间相对的倾斜，从而使转动装置发生转动，改变喷嘴的朝向，万向节能使伸缩机构在支撑盘发生倾斜的时候，更好的进行配合，使其使用更加的方便。

在本发明实施例中，所述万向节16包括固定架160、转动架161、第一转角传感器162、第二转角传感器163、连接轴164、第一转动轴165和第二转动轴166，所述固定架160和转动架161均设为“c”字型，所述固定架160和转动架161的开口相对且垂直设置，所述第一转动轴165和第二转动轴166分别转动连接在固定架160和转动架161上，所述第二转动轴166垂直于第一转动轴165，所述第二转动轴166贯穿第一转动轴165与其固定连接，所述第一转角传感器162和第二转角传感器163分别固定在固定架160和转动架161上，所述第一转角传感器162和第二转角传感器163分别与第一转动轴165和第二转动轴166连接用于检测转动架161的转动角度，所述转动架161远离固定架160的一端与伸缩机构15的一端连接，所述固定架160远离转动架161的一端通过连接轴164与支撑盘82转动连接。

通过采用上述技术方案，固定架固定在支撑盘上只能转动，转动架可沿着固定架发生十字形方向的转动，第一转角传感器和第二转角传感器能有效的检测转动架的转动角度，从而校验喷嘴的朝向是否准确，实时的进行调整；可根据不同的情况在支撑盘上安装第三转角传感器用于检测连接轴的转动角度，使其更加的精准。

在本发明实施例中，所述伸缩机构15设为气动伸缩气缸或者气动人工肌肉，所述伸缩机构15与外部气源连接，所述支撑盘82上设有供连接轴164转动连接的连接孔166，所述连接轴164通过密封轴承167与连接孔166转动连接，两个所述支撑盘82的外壁之间设有用于包裹转动装置和驱动装置的波纹管17，所述波纹管17的两端分别与两个支撑盘82的外壁粘胶密封连接。

通过采用上述技术方案，伸缩机构可全部使用气动伸缩气缸或者全部使用气动人工肌肉，气动伸缩气缸或者气动人工肌肉均能实现对两个支撑盘之间角度的调整；因为射流曝气系统都是安装在池底，所以波纹管能有效的防止池内的液体进入到转动装置和驱动装置上，有效的保护了转动装置和驱动装置，延长使用寿命。

在本发明实施例中，所述导流装置13设在文氏管5的末端内，所述导流装置13包括外筒体130、中心柱131和导流片，所述中心柱131与外筒体130在同一中心轴上，所述中心柱131远离喷嘴4的一端凸出于外筒体130设置，所述中心柱131凸出的一端设为圆锥形，所述导流片绕着中心柱131的中心轴均匀设有多个，所述导流片包括一体成型设置的分流部132和旋流部133，所述分流部132设在中心柱131凸出于外筒体130的外壁上，所述分流部132与中心柱131的轴心线平行，所述旋流部133设在中心柱131的外壁与外筒体130的内壁之间，所述旋流部133沿着中心柱131的长度方向螺旋型设置，所述旋流部133的倾斜角度为30°-40°。

通过采用上述技术方案，气液混合物在经过导流装置后能有效的发生高速的旋转，从而提高喷嘴喷射出的面积，减少了流速的损失，使曝气的效果更好，更加均匀。

在本发明实施例中，所述吸气室2与左转动部6的第一连接管8之间、文氏管5与右转动部7的第一连接管8之间、文氏管5与喷嘴4之间通过螺纹或者法兰进行连接。

通过采用上述技术方案，连接方式简单、有效，便于后期的维护。

一种可调整射流方向的射流曝气系统的调整方法，包括如下步骤：

s1：通过给不同的伸缩机构充气或者抽气，使伸缩机构伸长或者收缩，从而控制支撑盘82转动，使转动球头9在球形腔60内滚动，滚珠110在凹槽91和环形容纳腔61内滚动；

s2：当转动球头9在球形腔60内朝一个方向转动到最大倾斜角度时，第二连接管90的外壁与开口100的内壁抵触连接，同时滚珠110与凹槽91侧壁抵触，转动球头9在球形腔60内朝当前方向无法继续转动；

s3：万向节16上的第一转角传感器162和第二转角传感器163时刻监测着转动架161横向以及纵向的转动角度；

s4：喷水管1往吸气室2内喷入液体，高度流动的液体在吸气室2内形成负压将吸气管3内的空气抽入，从而形成液气混合物，再通过转动装置内的介质通道14送入文氏管5内；

s5：通过文氏管5的加速，进入到导流装置13中，通过分流部132将液气混合物进行分流，然后通过螺旋型设置的旋流部发生旋转，使液气混合物在喷嘴4内形成旋流，最后旋转着喷出喷嘴4。

通过采用上述技术方案，可根据的不同的情况来调整喷嘴的朝向，多个伸缩机构用于控制转动机构多个方向的转动，使操作更加的方便、轻松，使用更加的灵活。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。