一种级联式气提泵技术领域
本发明属于水产养殖工程领域，具体地说是一种级联式气提泵。
背景技术
在池塘养殖、苗种培育，特别是工厂化养殖生产中，经常需要输
送扬程小、大流量的水体。传统的方法是采用水泵(如轴流泵、潜水
泵、离心泵等)输送，而目前市售的水泵几乎没有扬程低于1m的。
一般的水泵不但耗能高、工作效率低，安装管理操作不便；而且由于
水泵流量大，流速快，养殖生物很容易进入泵体受到伤害，造成不必
要的损失。气提泵在工业上很早就开始使用，近年来在养殖生产上也
逐渐被广泛采用。气提泵具有结构简单、造价低廉、运行费用低，操
作管理方便等特点，不但可以输送水体，还可以给水体增氧，使养殖
池内水质均匀，去除水体的CO2、悬浮物和有机物等，且对养殖生物
不会造成任何伤害。气提泵的工作原理如图1所示，池中的水有水入
口4进入扬水管1，当有气体由空气入口3进入，经曝气石2曝气通
到扬水管1时，由于扬水管1中的气水混合物密度小于周围池中水的
密度，使得扬水管1中的水上升，从而达到提水的目的。图1中H1
为提升高度，H2为没曝气石2的浸没深度。
然而，关于气提泵的局限性在于扬程太低，一般水位提升高度仅
有十几公分到半米左右，其应用范围受到了很大制约。而在养殖系统
设计中，尤其是工业化养殖系统的设计中，对小扬程、大流量提水泵
的需求之处较多，采用电水泵会来带运行管理及电路铺设的麻烦，而
气提泵不仅安全，而且能耗低，往往是首选的设计方案。
发明内容
为了填补单一气提泵与小扬程水泵无法满足的养殖工程应用领
域，本发明的目的在于提供一种级联式气提泵。该级联式气提泵利用
气提原理，将气提管单元级联组合，实现水位逐级提升。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括进水管、外腔体、曝气头、气提管、连通管、出水管
及腔体盖，其中外腔体内被均分为多个单元，每个单元内均设有一级
气提管，每个所述气提管的下端均安装有曝气头，每一级所述气提管
所处的单元均通过连通管与上一级气提管内部相连通，且每一级所述
气提管均通过连通管与下一级的单元相连通，所述进水管及出水管分
别安装在外腔体上，该进水管与第一级所述气提管所处的单元相连
通，所述出水管与最后一级所述气提管内部相连通，所述腔体盖安装
在外腔体上，该外腔体内的每一级所述气提管对应腔体盖的位置以及
每个单元对应腔体盖的位置分别开有通气孔；第一级所述气提管由进
水管提水，通过各级所述气提管逐级提升，提升后的水由所述出水管
排出。
其中：所述外腔体内各单元呈矩阵式排列，各所述单元及各单元
内的气提管之间的连通方式为串联；所述外腔体内各单元呈直线式排
列，所述单元及各单元内的气提管之间的连通方式为串联；每个所述
连通管既是上一级所述气提管的出水管，也是下一级单元的进水管；
每一级所述气提管的下端均为漏斗口状，即轴向截面呈“八”字形，
每一级所述气提管的下端与所处单元进水管之间的高度差均相等；每
一级所述气提管所处单元的进水管与出水管之间的高度差均一致；每
一个所述气提管轴向截面的两侧均设有连通管，一侧的所述连通管与
上一级单元内的气提管内部相连通，另一侧的所述连通管与下一级单
元相连通。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过气提原理实现水位的小尺度提升，提升高度较传
统气提泵有显著提高，且能够根据需要提升的水位高度进行设计，大
大提高了气提泵在水产养殖中的应用范围。
2.本发明可使气提泵的提水性能覆盖范围从几十公分到数米的
高度，弥补了气提泵与小扬程水泵的不足，为水产养殖工程设计增加
了新的元素和设计理念。
3.本发明实现水体的提升不需要水泵，可依托养殖工厂基础配
套设施罗茨鼓风机等进行灵活安装，不需铺设电路，降低了维护管理
成本。
4.本发明建造材质为塑料(PVC、PP、亚克力等)，耐腐蚀性好，
使用过程基本无需维护。
附图说明
图1为气提泵的工作原理图；
图2为本发明实施例一的结构俯视图(去腔体盖)；
图3为本发明实施例一的结构俯视图(示腔体盖)；
图4为图1中A—A的剖视图；
图5为本发明实施例二的结构示意图；
图6为本发明气提高度与曝气量、曝气头浸没深度的关系效果
图；
图7为本发明提升高度与曝气头浸没深度、曝气量的关系效果
图；
其中：1为扬水管，2为曝气石，3为空气入口，4为水入口，11
为进水管，12为外腔体，13为曝气头，14为气提管，15为连通管，
16为出水管，17为腔体盖，18为通气孔，19为隔板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
本发明包括进水管11、外腔体12、曝气头13、气提管14、连通
管15、出水管16及腔体盖17，其中外腔体12内被隔板19均分为多
个单元，每个单元内均设有一级气提管14，每个气提管14的下端均
安装有曝气头13，每一级气提管14所处的单元均通过连通管15与
上一级气提管14内部相连通，且每一级气提管均通过连通管15与下
一级的单元相连通。进水管11及出水管16分别安装在外腔体12上，
该进水管11与第一级气提管14所处的单元相连通，出水管16与最
后一级气提管14内部相连通。第一级气提管14由进水管11提水，
通过各级气提管14逐级提升，提升后的水由出水管16排出。外腔体
12内各单元呈矩阵式或直线式排列，各单元及各单元内的气提管14
之间的连通方式为串联。
实施例一(九级级联式气提泵)
如图2、图4所示，本实施例的外腔体12内被多个隔板19均分
为九个呈矩阵式排列(3×3矩阵)的单元，由九根气提管14串联构
成九级级联式气提泵，整体外观为方柱形以节约空间。每个单元的中
间各设有一根气提管14，各单元及各单元内的气提管14之间的连通
方式为串联；即，第一行的第一级气提管14所在的单元与进水管11
相连通，第一级气提管14通过连通管15与第二级气提管14所在的
单元相连通，第二级气提管14通过连通管15与第三级气提管14所
在的单元相连通，第三级气提管14通过连通管15向下与第二行的第
四级气提管14所在的单元相连通，第二行中的各气提管及单元按第
一行的连通方式反向进行连接，第四行第六级气提管14再按照第一
行第三级气提管14通过连通管15向下与第三行的第七级气提管14
所在的单元相连通，第三行的各气提管及单元按第一行的连通方式同
向进行连接。每一级气提管14的下端均为漏斗口状，即轴向截面呈
“八”字形，以便与较大的曝气头13组合使用，提高液位提升高度。
每一级气提管14的下端均位于上一级气提管14下端的上方、且每一
级气提管14的下端与所处单元进水管之间的高度差均相等，每一级
气提管14所处单元的进水管与出水管之间的高度差均一致；每个连
通管15既是上一级气提管14的出水管，也是下一级单元的进水管。
各气提管14的轴向中心线相平行。每一个气提管14轴向截面的两侧
均设有连通管15，一侧的连通管15与上一级单元内的气提管14内
部相连通，另一侧的连通管15与下一级单元相连通。如图3所示，
腔体盖17安装在外腔体12上，该外腔体12内的每一级气提管14对
应腔体盖17的位置以及每个单元对应腔体盖17的位置分别开有通气
孔18。本实施例第一级气提管为外径32mm、内径28mm的有机玻璃管，
浸没深度为60cm，曝气量为2L/min，水位可提升高度为21cm；第二
级气提管进水口提高16cm,其他参数参照第一级气提管，余下各级气
提管以此类推，逐级提高16cm,该九级级联式气提泵可实现水位提升
1.44米。气提泵外形参数为22cm×22cm×220cm,总曝气量为
18L/min。
实施例二(四级级联式气提泵)
如图5所示，本实施例的外腔体12内被多个隔板19均分为四个
呈直线式排列的单元，由四根气提管14串联构成四级级联式气提泵。
每个单元的中间各设有一根气提管14，各单元及各单元内的气提管
14之间的连通方式为串联；即，第一级气提管14所在的单元与进水
管11相连通，第一级气提管14通过连通管15与第二级气提管14所
在的单元相连通，第二级气提管14通过连通管15与第三级气提管
14所在的单元相连通，第三级气提管14通过连通管15与第四级气
提管14所在的单元相连通，第四级气提管14与出水管16相连通。
每一级气提管14的下端均为漏斗口状，即轴向截面呈“八”字形，
以便与较大的曝气头13组合使用，提高液位提升高度。每一级气提
管14的下端均位于上一级气提管14下端的上方，每一级气提管14
与连通管15连通位置均位于下一级气提管14的下方；每个连通管
15既是上一级气提管14的出水管，也是下一级单元的进水管。各气
提管14的轴向中心线相平行，各连通管15的轴向中心线相平行、且
垂直于气提管14的轴向中心线。每一个气提管14轴向截面的两侧均
设有连通管15，一侧的连通管15与上一级单元内的气提管14内部
相连通，另一侧的连通管15与下一级单元相连通。如图3所示，腔
体盖17安装在外腔体12上，该外腔体12内的每一级气提管14对应
腔体盖17的位置以及每个单元对应腔体盖17的位置分别开有通气孔
18。本实施例第一级气提管为内径50mm的PVC管，曝气头13与气提
管14低端平齐，距离进水管11下沿高度差为60cm，即曝气头13的
浸没深度为60cm，单个曝气头13曝气量为4L/min，水位可提升高度
为12cm；第二级气提管进水口较第一级提高10cm，其他参数参照第
一级气提管，第三、四级气提管以此类推，则该气提泵的水位总提升
高度为40cm。气提泵外形参数为11cm×42.5cm×120cm，总曝气量
为16L/min。
本发明的曝气头13为现有技术，是水产养殖中使用的曝气头或
微孔曝气头、纳米曝气头等可以用于曝气的器件。
管径100mm的有机玻璃管，提升高度与曝气头浸没深度、曝气量
的关系如图6所示，随着浸没深度的增加和曝气量的增加，提升高度
呈线性增长关系。
曝气头浸没深度为30cm时，提升高度与曝气量程正比例关系，
与管径呈平方反比关系，如图7所示。
本发明将进水管11、外腔体12、曝气头13、气提管14、连通管
15作为一个重复单元，实现一次液位提升，多级组合实现液位的逐
级提升，实现了养殖水位提升的低能耗、易管理维护的养殖。