多功能表面曝气机 【技术领域】
本发明是关于一种污水生物处理设备，特别是指一种表面曝气机。
【背景技术】
表面曝气机(简称表曝机)是污水生物处理氧化沟的关键设备。它通过曝气叶轮转动，引起水表面激烈搅动与空气混合，使空气中的氧溶于水中。曝气叶轮由电动机带动，要求一定的转速，中间需要减速机械减速。表曝机是由电机、减速器和曝气叶轮组成，并由机座固定在氧化沟的安装位置。最初的立式表面曝气机的叶轮的淹没深度是不能调节的，后来出现一种采用蜗轮副、齿轮副和齿条等多极传动的叶轮的升降机构，但是其结构复杂、庞大，造价昂贵。
如图1所示，为现有一种较常用的能够调节叶轮淹没深度的表面曝气机，包括电机1、联轴器2、减速箱3、升降平台4，以及叶轮5。电机1的输出轴通过联轴器2连接到减速箱3的输入端，减速箱3的输出轴与叶轮5固定连接，升降平台4固定连接叶轮5的叶轮座52，通过调节升降平台4达到调节叶轮5淹没深度。另外，现有的叶轮结构一般呈封闭结构，如图1中所示，叶轮5中的每一个叶片的外末端的顶端都固定在一整块板54上，这样，叶轮5的顶部就由该板54盖住，则叶片激起的水花无法从叶轮5里出来，造成搅拌不强烈。
如中国专利第00221550.0号专利，即公开了类似上述升降结构的一种叶轮表面曝气机，具有升降机构，其升降机构采用了升降平台，该升降平台主要包括升降平板、锚定螺栓、螺母和锚定板；叶轮座总成安装在升降平台上。使用的时候，通过调节螺母在锚定螺栓上的高度位置，即可调节升降平台的高度，从而调节与升降平台固定在一起的叶轮座总成，达到实现叶轮浸没深度的调节。
上述两种调节方式只能通过手动调节，通过改变螺母在螺栓上的位置，而且需要调节的螺母不止一个，调节步骤繁琐。且调节时是通过调节整个机台的升降达到叶轮浸没深度调节的，因此特别费力费时，并且该专利中的叶片是通过连接片相互连接成倒伞形，叶片、连接片、以及叶片轴之间是无缝连接的，同样造成搅拌不强烈。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、可方便调节叶轮淹没深度、并且扩充了搅拌作用的多功能表面曝气机。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种多功能表面曝气机，包括电动机、减速箱、以及倒伞形叶轮，还包括升降器，所述升降器的轴与所述倒伞形叶轮的轴固定连接。
该发明可进一步具体为：
所述升降器的轴为花键轴，所述升降器还包括一调节机构，一单向推力球轴承、梯形螺母、梯形螺杆、上下导向标尺鞘，以及外导套，所述调节机构位于升降器的最顶端，其顶部向下一体成型形成圆筒，该圆筒的内径即梯形螺母的内径、以及外导套的内径相同，梯形螺母的底端与外导套的顶端滑动连接，该外导套的底端固定在减速箱上，所述花键轴具有一一体成型的轴肩，该轴肩的直径大于花键轴的直径，但是小于所述圆筒的内径，且花键轴与梯形螺母之间设置所述梯形螺杆，所述梯形螺母的内螺纹与所述梯形螺杆的外螺纹啮合，梯形螺杆的内壁与花键轴的外壁滑动连接，梯形螺杆的顶端与单向推力球轴承的外圈固定连接，花键轴的顶端外壁与推力球轴承的内圈固定连接，所述上下导向标尺鞘穿过外导套插入梯形螺杆。旋动梯形螺母实现梯形螺杆上下滑动，花键轴由梯形螺杆通过轴肩托住实现上下运动。
所述花键轴下端段制出花键槽，所述减速箱中的斜齿轮的内孔制出花键套，所述花键槽与花键套对应滑键连接。
所述花键轴与倒伞形叶轮的叶轮轴一体成型。
所述调节机构是手轮、或者电动机，或者步进机。
所述倒伞形叶轮包括叶轮轴、复数个叶片，以及对应与叶片数量的隔板，所述复数个叶片以垂直于水平面的方式固定在叶轮轴的底部四周，且各个叶片之间的间距相等，每两个叶片之间用一个隔板固定连接，该隔板一端固定连接在一个叶片的顶端，另一端固定连接在另一个叶片的顶端，隔板与两相邻地叶片、叶轮轴之间围成一通孔，起到提升水头和强烈搅拌的作用。
本发明多功能表面曝气机的优点在于：利用水泵基本原理，能发挥曝气充氧、推动水流和强烈搅拌的三种作用。使机械能量输入得到充分作用，是一种多功能节能机械，以充氧动力效率为例，与普通表曝机相当，均可达到2.1kgO2/kw.h以上。结合新颖叶轮升降器，方便表曝机的使用调节，并为自动化生产奠定基础。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是现有一种表面曝气机的结构示意图。
图2是本发明多功能表面曝气机的结构示意图。
图3是本发明多功能表面曝气机的升降器与其他部件的连接关系剖视示意图。
图4为本发明多功能表曝机的倒伞形叶轮从底部方向看的立体图。
图5为本发明多功能表曝机的倒伞形叶轮从顶部方向看的立体图。
【具体实施方式】
请参阅图2，本发明多功能表面曝气机，包括电动机10、减速箱20、升降器30，以及倒伞形叶轮40。
其中电动机10、减速箱20、以及倒伞形叶轮40之间的连接以及作动关系与现有的表面曝气机完全相同。本发明的改进点在于，采用升降器30调节倒伞形叶轮40的淹没深度，所述升降器30的轴与所述倒伞形叶轮40的轴法兰盘固定连接。所述升降器30可以设置手动、电动和步进三种调节方式，本实施例中，升降器30采用手动调节。
请参阅图3，为本发明多功能表面曝气机的升降器与其他部件的连接关系剖视示意图。该升降器30包括一手轮302、单向推力球轴承304、梯形螺母306、梯形螺杆308、花键轴310、上下导向标尺鞘312，以及外导套314。
电动机10的输出轴与减速箱20的输入轴固定连接，减速箱20中的斜齿轮202的内孔花键套与倒伞形叶轮40的花键轴实现滑键连接，从而电动机10可以通过带动减速箱20的运动，带动倒伞形叶轮40的轴转动。电动机10带动倒伞形叶轮40转动的方式为现有技术。
所述手轮302位于升降器30的最顶端，包括顶部手轮柄3022以及自该顶部手轮柄3022向下一体成型形成的圆筒3024。该圆筒3024的内径、梯形螺母306的内径、与外导套314的内径相同。该圆筒3024的底端与梯形螺母306的顶端固定连接，梯形螺母306的底端与外导套314的顶端滑动连接。该外导套314的底端固定在减速箱20上。所述花键轴310具有一一体成型的轴肩3102，该轴肩3102的直径大于花键轴310的直径，但是小于圆筒3024的内径，花键轴310的下端段制出花键槽。所述花键轴310安置在梯形螺母306的内筒，且花键轴310与梯形螺母306之间设置所述梯形螺杆308。所述梯形螺母306的内螺纹与所述梯形螺杆308的外螺纹啮合，梯形螺杆308的内壁与花键轴310的外壁滑动连接，梯形螺杆308的顶端与单向推力球轴承304的外圈固定连接，花键轴310的顶端外壁与推力球轴承304的内圈固定连接。另外，该花键轴310与倒伞形叶轮40的叶轮轴通过法兰盘实现上下联接。花键轴310下端段的花键槽与斜齿轮202的内孔花键套滑键连接。所述上下导向标尺鞘312穿过外导套314长条槽插入梯形螺杆308。
正常使用时，电动机10开动，则电动机10通过斜齿轮202所制出花键套带动花键轴310一起转动，因为花键轴310与梯形螺杆308是滑动连接，所以花键轴310的转动并未带动升降器30的其他部件转动。
当需要调节倒伞形叶轮40的淹没深度时，转动手轮302，手轮302的转动带动与之固定连接的梯形螺母306转动，因为梯形螺母306上下位置固定不动，所以带动与之啮合的梯形螺杆308上下旋动，梯形螺杆308的上下旋动又带动与之固定连接的单向推力球轴承304上下运动，而单向推力球轴承304又带动与之轴肩固定连接的花键轴310上下运动，从而达到调节倒伞形叶轮40的淹没深度，调节好后，固定倒伞形叶轮40的位置。并且该调节可在不影响表曝机工作的情况下进行。
该升降器30的调节范围可以通过调节梯形螺母306及梯形螺杆308的旋合高度位置改变，调节范围很大。另外，当将上述手轮302替换成电动机或者步进机时，即可以实现升降器30的电动或者步进的调节方式。
请参阅图4以及图5，图4为本发明多功能表曝机的倒伞形叶轮40的从底部方向看的立体图，图5为倒伞形叶轮40的从顶部方向看的立体图，该倒伞形叶轮40包括叶轮轴42、复数个叶片44，以及对应与叶片44数量的隔板46
所述复数个叶片44以垂直于水平面的方式固定在叶轮轴42的底部四周，且各个叶片44之间的间距相等，每两个叶片44之间用一个隔板46固定连接，该隔板46一端固定连接在一个叶片44的顶端，另一端固定连接在另一个叶片44的顶端，隔板46与两相邻的叶片44、叶轮轴42之间围成一通孔48。该倒伞形叶轮40的设计利用水泵原理，中心留通孔48以向上导流提升水流，提高了叶轮的高(度)径(直径)比。利用水中叶轮转动时的水泵作用的水头提升和叶片44的径向推力推动水流按需要流速沿氧化沟流动的位能。水泵原理的应用，免除了叶轮的轴向力又能引起曝气区的强烈搅拌造成微生物菌胶团重组再生提高活性。
提高了叶轮的高径比后，再设置调节范围超过叶片宽度的升降器30，可方便调节叶轮的淹没深度，即充氧量，同时减少对推流和搅拌的影响。