CN100410188C - 一种液体曝气扩散器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体曝气扩散器，尤其适用于废水处理的容器，通过在挤压底座上拉伸成型。一片多孔薄膜通过密封条与底座上挤压而成的凹槽啮合而覆盖底座的表面，薄膜两端以密封条或夹钳与底座密封。气流从底座上的内格进入使薄膜膨胀，在底座和薄膜之间形成扩散器内的内部气流通道。本发明还提供了一种将扩散器固定于水平供给管的方法。

Description

一种液体曝气扩散器

技术领域

本发明与用于液体曝气的扩散器相关。扩散器专门用于生活及工业废水的曝气，本发明亦提供了一种将扩散器固定于管道内的方法。

背景技术

曝气扩散器的作用是将气流转化为液体中的细小气泡。扩散器广泛采用陶瓷材料来形成气泡。陶瓷材料通常为圆盘或圆顶状。气流经过陶瓷材料的细孔，在陶瓷外层形成气泡；但是，当气流一旦停止，周围液体中的砂砾及微小生物便可能渗入陶瓷材料的细孔，导致扩散器堵塞。因此，在频繁出现间断曝气的工艺中不适宜使用陶瓷材料。

另一种已知扩散器由一根围有带状橡胶管套的水平PVC(聚氯乙烯)管构成，夹钳将橡胶管套夹紧在管道两端。空气由PVC管入口进入PVC管与橡胶管套之间的环形间隙内。随着环形间隙的气压增加，管套细缝张开，空气通过管套在外层形成气泡。气流停止时，薄膜裂口关闭，从而阻止液体倒流进入扩散器。此类扩散器效率很低，管套下侧冗余无用，且气泡易于聚集在管套纵侧，降低效率。

圆盘和长方板型扩散器也采用薄片状薄膜，过去一直采用盖板和螺丝钉或类似工具将其固定在扩散器上。然而，这种固定方法不仅麻烦而且颇为耗时。

已有板型扩散器通常尺寸较小，直径或长度不足半米。这种小尺寸迫使必须安装大量扩散器和管道，以将现有设施的扩散器装置连接至供气设备，从而导致装配时间延长，安装成本增加。

扩散器设备采用具有与扩散器相应配件啮合的专门螺纹配件的管道。管道常为正方形或圆形导型带钢或不锈钢管。此类管道较为昂贵，且使用此类配件需要大规模铺设管道，延长了装配和安装时间。

因此，有必要降低安装和相关维修成本，使曝气扩散器的安装和维修更为简易。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种液体曝气扩散器，该液体曝气扩散器由以下部件组成：

一只拉伸底座，以及

一片覆盖底座表面的多孔薄膜，至少一条密封条从薄膜表层突起并沿着薄膜外围延伸：

至少一条密封条与底座一条或以上长凹槽啮合，将薄膜固定在底座，并将膜面与底座表层之间封成内格；使用时，气流从底座进入内格经过薄膜渗入液体。

至少一条以上密封条可将薄膜固定于底座，只需将密封条压入凹槽内即可。同样，将薄膜从底座拉开，使密封条脱离凹槽即可移除薄膜。这样便可迅速进行曝气扩散器的装配和维修。此外，无需使用盖板或类似工具，便可将薄膜更多周边部分粘在底座。橡胶膜可由三元乙丙橡胶、腈、二烯橡胶、矽胶、聚氨酯等材料制成。

扩散器通常为板型扩散器，底座由挤压物料构成。挤压物料可由塑胶材料、非腐蚀性金属或其它适合物质制成。底座最好为铝质挤压物或玻璃纤维挤压物。通过使用挤压物而非成型底座，花费不多便可将扩散器制成任意长度，使实际生产成本及扩散器设备所需管道网络数量降至最低。

本发明的另一目的是提供液体曝气扩散器，由以下部件构成：

挤压型底座，以及

覆盖底座表面的具有内外层的多孔薄膜；

使用时，空气进入多孔薄膜和底座表层之间，然后经多孔薄膜渗入液体。

具体来说，薄膜通常也为橡胶膜，可以通过上述方法以及/或按常规法用夹钳或盖板将其固定于底座。

本发明的第三个目的是提供液体曝气扩散器的安装方法，由以下步骤组成：

将扩散器底座固定在水平伸展的管道的目标位置，

在扩散器底座和管道之间放置一台转接器，以及

用中置螺栓和夹板将扩散器底座和转接器固定在管道目标位置。

本发明的第四个目的是提供液体曝气扩散器的安装方法，包括以下步骤：

将扩散器底座置于水平伸展管道上，底座开口对准管道顶部开口形成气流通道，以供气体经管道流入扩散器内格；以及

在底座和管道之间放置一台转接器，转接器内有对准管道开口的气体流通通道，

用中置螺栓和夹板将扩散器底座固定在管道上，使底座开口、转接器开口与管道开口成一直线，以及

在扩散器底座和管道顶部之间放置密封垫圈，防止周围液体泄漏到通道。

通过以下方法，可用螺栓将扩散器固定在管道上：

插入转接器塞子，与底座一起安装在水平伸展的管道顶端；拧紧中置螺栓，使夹板夹在管道内侧，从而把扩散器固定在管道上。

该项发明方法可快速地从扩散器设施管道中安装或移除扩散器。不需在管道上安装螺纹配件或类似物，该方法可直接将扩散器固定在管道，从而将安装成本降至最低。

本发明的第五个目的是提供曝气扩散器的配套元件，以上述方法用螺栓和夹板将扩散器固定于管道。

该发明亦提供了将曝气扩散器固定于管道所用的零件，以及该发明扩散器的组装零件。

本发明第六个目的是提供防止液体倒流入扩散器和管道的方法。

通常转接器具有一个以上运作阀门，当空气经管道进入转接器时，阀门打开，使空气进入多孔薄膜和底座表层之间的内格。当气流停止时，阀门关闭，封住阀座，防止通道液体流入转接器。

此外，当气流停止时，为了确保阀门必定返回封口位，可安装不锈钢弹簧将阀门弹回至阀座，亦可将阀门粘在膜片上，一旦气流停止，薄膜被水压压至底座便加压于阀门，使其返回至封口阀座。

附图说明

下文将讲述该项发明不受限的优选具体方案，如以下图例所示。

图1为该发明所用扩散器底座。

图2为图1底座所用的薄膜。

图3为该发明所用扩散器的可选底座截面。

图4为图1、图2所示薄膜和底座之间的扩散器(正在使用)。

图5为底座和图2所示薄膜之间扩散器一端的纵截面(正在使用)。

图6为图5所示扩散器的密封夹或密封板。

图7为固定在管道的扩散器，横截面上可见转接器和管道。

图8为固定在管道的扩散器的第二种方案。

图9为固定在管道的扩散器的第三种方案。

图10为废水处理池设计图，为本发明所用拉伸扩散器的典型配置。

具体实施方式

在本发明实施例中，提供一台拉伸型曝气扩散器来经济、有效地解决在大池(如废水处理设施的池50-图10)中安装大量此类扩散器的问题。池中通常装有一条从池侧52延伸的集气管51，以及一排横向供给管53，由T形接口54连接到集气管51。

按照本发明，横穿水平供给管53上以预定间隔装备大量拉伸板型扩散器，最长可达3米，大多数约为1.5米长，如55所示。这种方法只需较少数量的拉板型扩散器便可覆盖曝气池底部区域；否则便需要数量大得多的既有圆盘或长方板型扩散器。

图1为拉伸板型曝气扩散器底座1。底座1由具有中区2的阳极化铝或塑料挤压物构成，其两侧设有一对凹槽4，用以承接图2所示薄膜6的密封条5。如图2所示，密封条5从内层7凸起，伸至薄膜6的外围区域8。底座1最好具有图1所示的弯曲截面，亦可具有图3所示的下转外端平面。

组装扩散器时，将薄膜6覆盖于底座1的表面9上，把密封条5压入相应的凹槽4内，如图4所示。

密封条5稍微变形；当被压入凹槽4的开口10时，密封条5收紧，然后扩张挤压凹槽4的内壁，从而封住薄膜6的内层7和底座1的表层9间的内格11。另外，密封条5和凹槽4已设定尺寸，当薄膜6固定在底座1上时，密封条5便卡在凹槽4内。

沿密封条5延伸的中央通道12有助于压紧密封条5。

通过将薄膜6末端14压至底座1，便可用夹子或夹板(无图示)来封紧内格11的各个末端。但在本发明的优选方案中，薄膜6末端14压在底座1上，如图5A或5B及图6所示。在此实施方式中，密封板15被螺栓和螺丝帽元件15A固定，如图5A所示；或是用弹簧夹钳固定，弹簧顶住薄膜6外层16上的密封垫，如图5B所示。密封板15或夹钳具有一条以上螺脊或条纹17，从密封板15上延伸，压入薄膜6形成浅沟18，以助封闭内格11及将密封板15固定在原位。图5A所示密封板15与底座1形状相吻合。图5B所示替换方式中，当夹钳未拧紧时形状不规则，但当它与图6所示基座1形状相吻合时，就会产生密封力。

使用中，低压压缩空气进入内格11，使薄膜6从底座1表层9提升，空气被压入薄膜6的细缝中，在外层16形成气泡，从而为废水处理提供氧气。

图7、8展示了将扩散器固定在水平延伸管道20上的方法。如图所示，由硬性塑料制成的转接器19置于管道20和底座1间，使塞子23对准管道顶部开口22。

从图中可见，管道20安放在转接器19所设的凹座24中，凹座24与管道20的外形相互吻合。管道20的横截面为圆形、长方形或正方形。

拧紧中置螺栓25与螺纹夹板26后，便可将由弓形带27、薄膜6、底座1和转接器19组成的装置固定在管道20上。

当转动螺栓25将扩散器固定在管道20上时，塞子23的纵槽可以防止夹板26松动。夹板26的长度以下列方式确定：

1.横跨管道20顶端孔22，末端28伸至顶端孔22的边沿外。这样，当拧紧固定螺栓25时，夹板26便紧紧压在管道20内侧。

2.当倾斜一定角度时，一侧末端28(图8)可嵌入孔中并滑动，直至另一末端28亦可转入孔内。

垫圈29将底座1和转接器19之间密封。底座1和管道20之间的密封则靠O形环30。O形环30卡在与连接管20相接的转换器19正面的凹槽31中。螺栓25的拉紧迫使垫圈29和O形环30紧紧封住各自接口。

因此，该方法只需最少量的管道准备工作，便可将扩散器固定在管道20上。唯一所需做的准备是在管道20顶端孔22处钻孔；可于安装过程中现场完成。顶端孔22处可稍后安装上塞子23，这样使得扩散器的定位极具弹性。此外，初次安装后可重新安置扩散器，以适应环境或需求的变化。另外，也可将扩散器直接固定在塑料或金属管道上。

图7、8、9展示了阻止液体倒流入扩散器及管道的方法。

空气经过转接器19的开口35，进入转接器内腔21。当气压足够时，空气将阀门34从阀座33移开，经过阀门34和阀座33，进入由多孔薄膜6和底座1所构成的内格11中。弹簧32将阀门34顶在阀座33，当气压足以抵消弹簧压力时方能使阀门34打开。

另一种方法是将阀门34亦粘至薄膜6上，这样当内格11中的压力增大时，薄膜6从底座1上抬升，阀门34亦升高。

更佳方法是使用由橡胶盘36组成的阀门，覆盖通气孔37。空气从转接器19的内腔21经过该通气孔37，再进入内格11。当没有空气从通气孔37中经过时，橡胶盘36的中央部分紧紧封住通气孔37周围的密封表面39。当空气经过通气孔37时，橡胶盘36伸长并从密封表面39提升，使空气流入盘面；盘面上有环形排列的小孔供空气流通，如图9所示。

上文已讲述若干具体实施例，在不脱离该发明范畴下是完全可能做出各种变动和改进的。

Claims (15)

1. 一种液体曝气扩散器，其由以下部件组成：

拉伸底座，通过一转接器连接于一管道上；以及

覆盖底座表面的多孔薄膜，至少一条密封条从膜面凸起，并伸至薄膜外围区域，至少一条密封条与底座一条或以上凹槽相互啮合，将薄膜固定在底座，并在膜面与底座间封成一个内格，使用时，气流从底座进入内格经过薄膜渗入液体；

其特征在于：转接器设有一内腔，内腔中设置至少一个阀门，当内腔气压足够大时，阀门开启，气流经管道、转接器内腔和阀门流入内格。

2. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述阀门通过弹簧顶在一个阀座上，当转接器内的气压足以抵消弹簧压力时，阀门打开。

3. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述阀门粘在薄膜上，当内格压力增大时，薄膜从底座上升，阀门升高。

4. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述阀门为一橡胶盘，橡胶盘覆盖设置于转接器中的一个通气孔，空气从转接器内腔经过通气孔进入内格，当没有空气从通气孔中经过时，橡胶盘中央部分紧紧封住通气孔周围的表面；当空气经过通气孔时，橡胶盘伸长并从密封表面提升，空气流入盘面。

5. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述扩散器为板型扩散器，底座由挤压物构成。

6. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述薄膜为伸展型，具有两个密封条，密封条从薄膜的内层凸起，各自伸至薄膜两端。

7. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：通过在底座各个末端固定密封板，将薄膜两端夹至底座。

8. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述薄膜通过弹簧夹钳固定至底座。

9. 根据权利要求8所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述弹簧夹钳具有一条以上条纹，并于压入薄膜后形成浅沟。

10. 根据权利要求1所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述转接器和管道之间设有密封O形环。

11. 一种液体曝气扩散器，其由以下部件构成：

挤压型底座，通过一转接器连接于一管道上；以及

覆盖在底座表面的具有内外层的薄膜，薄膜固定在底座上，其内层和底座表层之间形成密封内格，使用时，气流从底座进入内格经过薄膜渗入液体；

其特征在于：转接器设有一内腔，内腔中设置至少一个阀门，当内腔气压足够大时，阀门开启，气流经管道、转接器内腔和阀门流入内格。

12. 根据权利要求11所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述阀门通过弹簧顶在一个阀座上，当转接器内的气压足以抵消弹簧压力时，阀门打开。

13. 根据权利要求11所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述阀门粘在薄膜上，当内格压力增大时，薄膜从底座上升，阀门升高。

14. 根据权利要求11所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述阀门为一橡胶盘，橡胶盘覆盖设置于转接器中的一个通气孔，空气从转接器内腔经过通气孔进入内格，当没有空气从通气孔中经过时，橡胶盘中央部分紧紧封住通气孔周围的表面；当空气经过通气孔时，橡胶盘伸长并从密封表面提升，空气流入盘面。

15. 根据权利要求11所述的液体曝气扩散器，其特征在于：所述转接器和管道之间设有密封O形环。

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