CN101774685B - 微孔曝气器曝气膜片及成型方法和模具 - Google Patents

Abstract

本发明是对膜片式微孔曝气器曝气膜片及成型方法和模具的改进，其特征是弹性曝气膜片曝气表面有众多凸起乳头，曝气微通孔惯通各凸起乳头，膜片由模具一次模压成型。微孔处局部得到加厚，加上微孔是与成型膜片同时模铸成形，没有刀具机械冲切的不规则边缘，大大改善了微孔抗应力性能，曝气微孔自然通开，膜片曝气变形量降低，大大提高了微孔的抗撕裂性能，可以确保长期使用微孔不易撕裂；此外，曝气膜片仅在微孔处设置凸起乳头，相邻凸起乳头间膜片并不增加厚度，以及微孔为常开，曝气阻力增加较小。曝气膜片一次成型方法及模具，将原二次成型改为一次成型，减少了中间周转浪费工时，还可以提高膜片生产效率，至少可以提高80％以上的生产效率。

Description

微孔曝气器曝气膜片及成型方法和模具

技术领域

本发明是对膜片式微孔曝气器曝气膜片及成型方法和模具的改进，尤其涉及一种微孔不易撕裂的微孔曝气器曝气膜片。

背景技术

膜片式微孔曝气器，如中国专利CN2088105 、 CN2339573 、CN2550361、CN2559644等所述，由于曝气要求孔密度较高，例如Φ215mm的曝气膜片，表面均匀布有2700多个微孔，并且为使微孔在停止曝气工作时，能有效闭合阻止水向曝气器内倒灌，实际生产中曝气膜片上微通孔，均是采用刀具冲切成孔的二次加工方式，即首先模压成型橡胶曝气膜片，而后将成型膜片放入布设有例如宽度0.8-1mm扁形刀刃的锥形打孔针模具，在膜片上切开曝气微孔，例如中国专利CN2329659所说膜片打孔方法。曝气工作时在曝气压力作用下，膜片鼓起拉伸使得切开微孔张开曝气，停止曝气工作压力消失，在橡胶膜片的回弹性作用下微孔闭合，阻止水的倒灌。然而此种在曝气膜片上通过刀具穿刺打孔形成的曝气微孔，微孔边缘已经存在不规则微撕裂，长期在曝气张应力作用下，微孔极易撕裂，导致孔径扩大，严重会使曝气膜片撕开，影响均匀曝气。现有技术虽然有提出对微孔形状进行改进，例如提出采用三角或十字微孔，还有如中国专利CN2425086、CN2427518所述，将微孔制成“Ｓ”形弧线孔或其它几何形状的曲线，试图改善和减少曝气微孔撕裂。但由于微孔一仍然是通过刀具切出，二在较薄的膜片上切开形成微孔，微孔易撕裂的缺陷依然未能得到解决。为保护膜片不易被撕裂，曝气压力只能限制在设计压力范围内，不能通过短时高强度曝气适应处理工艺。加大膜片厚度，虽然能够提高刀切微孔的抗撕裂性，但会大幅度提高曝气阻力，增加曝气能耗，实际此方法不被采用。因此现有技术曝气膜片微孔易撕裂，使用寿命不长的缺陷，长期以来在膜片式微孔曝气器上客观存在，成为制约推广的一大障碍。

其次，现有技术曝气膜片微孔不工作时的闭合，是利用橡胶自身具有的回弹性，但实际使用中，膜片在长期张力作用下，会逐步失去弹性，造成孔眼闭合效果降低，而曝气器又工作在一定水深，因此仍然会出现水倒灌问题，此为膜片式微孔曝气器存在的第二个缺陷。因此仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种微孔抗撕裂性好，不易撕裂的微孔曝气器曝气膜片。

本发明第二目的在于提供一种上述曝气膜片成型方法。

本发明第三目的在于提供一种上述曝气膜片成型模具。

本发明第一目的实现，主要改进是将弹性曝气膜片，由原来光滑等厚结构，改为在膜片曝气表面均布有众多凸出膜片表面的类似乳头状凸起，曝气贯穿微孔设置在乳头状凸起，从而在较少增加曝气阻力下，显著提高了微孔抗撕裂性能，克服了现有技术的不足，实现本发明目的。具体说，微孔曝气器曝气膜片，包括弹性曝气膜片，和均匀密布的曝气微孔，其特征在于弹性曝气膜片曝气表面有众多凸起乳头，曝气微孔贯通各凸起乳头。

本发明曝气膜片上凸起乳头，主要作用有二，一是提高曝气微孔的抗撕裂性，二是柔软的凸起乳头有利于曝气微孔在不曝气时阻断水的倒灌，同时仅是微孔处有凸起乳头，膜片基板不加厚、甚至可以适当减薄（视曝气压力及结构形状而定），对曝气阻力增加极少。凸起乳头在膜片表面布设，与现有技术微孔布设基本相同，可以呈同心圆方式，也可以按渐开线方式，以及还可以其他均匀布设方式。凸起乳头并非唯一指标准乳头形，其结构可以是例如柱状凸起，但一种较好为呈乳头或蘑菇状凸起，凸起基部适当减小，在水压作用下，凸起在非曝气时有弯曲，有利于提高微孔非曝气时的阻水能力，大小在制造工艺范围内显然是越小越好，凸起乳头直径越小，微孔布置密度也越高，曝气性能也越好。

曝气膜片，与现有技术相仿，例如但不限于如三元一丙橡胶、硅橡胶等弹性材料，曝气膜片基片厚度，一种较好可以是较原曝气膜片适当减薄，视曝气工作压力而定。曝气膜片，形状结构，基本与现有技术相同，例如常用可以是平面盘式曝气膜片，也可以是曲率半径较大的球形冠曝气膜片，但是，因该理解到本发明也适用于管式曝气膜片。

曝气微孔，一种较好为圆形孔，圆形孔具有更好的受力状况，抗撕裂性好。

本发明第二目的实现，曝气膜片制备方法，包括将成型膜片胶料在模具中热压成型和加工曝气微孔，其特征在于曝气膜片胶料放在均布有形成微孔的带成孔针模具内一次热压成型。从而使原来曝气膜片模压成型和再冲切等加工微孔的二次成型，变为一次成型。

此外，为提高曝气膜片的一次穿孔率，以及减少形成微孔预埋针的损坏，一种较好是成型脱去上模后，再用一内表面有硬度低于成孔针的软性材料，例如塑料、聚酯材料等的同形上模再压一次，确保100%微孔穿透，这样既能确保有高的穿孔率，同时也可以使模压模具中成孔针适当降低高度，从而提高了成孔针的使用寿命。

本发明第三目的实现，曝气膜片成型模具，包括有设计膜片形状型腔的上下对合成型模压模具，其特征在于对合模具的上模内表面有形成凸起的内凹，下模内表面在上模各内凹位置处有根植在下模内表面的成孔针（类似刺猬）。

此外，为减少在模压过程中成孔针的断裂等损坏，一种较好为成孔针高度稍低于例如低于0.2-0.5mm成型曝气膜片凸起乳头表面，模压成型后分离上模后，再用一内表面有硬度低于成孔针的软性材料，例如塑料、聚酯材料等的同形上模再压一次穿孔。当然模具设计的精确，使成孔针的高度正好确保穿透膜片表面凸起更好。

本发明微孔曝气器曝气膜片，由于采用在弹性曝气膜片各微孔处有凸起乳头状结构，这样微孔处局部得到加厚，加上微孔是与成型膜片同时模铸成形，没有刀具机械冲切的不规则边缘，也大大改善了微孔抗应力性能，曝气微孔自然通开，膜片曝气变形量降低，因而大大提高了微孔的抗撕裂性能，可以确保长期使用微孔不易撕裂，也可以适应短时高强度曝气；此外，曝气膜片仅在微孔处设置凸起乳头，相邻凸起乳头间膜片并不增加厚度，以及微孔为常开（曝气压力损失小），这样曝气阻力增加较小。其次，凸起部特别是乳头或蘑菇状凸起，停止曝气受水压作用凸起会有少量弯斜，有利于防止常开微孔倒灌。曝气膜片一次成型方法及模具，将原二次成型改为一次成型，减少了中间周转浪费工时，还可以提高膜片生产效率，至少可以提高80%以上的生产效率，没有了机械冲切打孔，并还能提高生产成品率。

以下结合二个具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。

附图说明

图1为本发明第一实施例结构示意图。

图2为图1俯视结构示意图。

图3为图1膜片曝气面局部放大示意图。

图4为本发明第二实施例俯视结构示意图。

图5为本发明实施例膜片模压模具结构示意图。

图6为图5模具模腔局部放大示意图。

具体实施方式

实施例1：参见图1、2、3、5、6，本发明盘式微孔曝气器（使用状态），包括橡胶膜片1，膜片支托板3，橡胶连接件4，管道连接件5，供气管道6。其中橡胶膜片1表面有按同心圆设计排列的乳头或蘑菇状凸起2，乳头或蘑菇状凸起上有惯通微孔7。

曝气膜片模压模具（图5、6），有上下对合中间有膜片型腔空间10的模压上模8和下模9，上模内腔面按同心圆排列均布有形成乳头或蘑菇状凸起的凹腔8.2，乳头或蘑菇头直径2－3mm，下模内腔面与上模凹腔对应位置，根植固定有直径为0.5-1mm伸出圆形成孔针9.1，其高度稍低于乳头表面0.2mm。

曝气模片制作，按现有技术制备曝气膜片工艺，三元一丙胶或硅胶生胶，加入碳黑、促进剂、活性剂、防老剂、硫磺，通过例如15-20min、30-40℃机械塑炼，反复捣胶压炼，得到混炼胶，称量放入下模9中，合上上模8，采用压铸法硫化工艺（例如加压并加温80-90℃硫化成形），保温一定时间取出成形膜片（方法与原模压膜片相同）。

实施例2：参见图4，如实施例1，曝气膜片上乳头或蘑菇状凸起，按渐开线方式布置。

对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，例如本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合，例如凸起乳头形状的变化，及在膜片上排列方式改变，膜片为曲率半径较大的球形冠曝气膜片，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现与上述实施例基本相同功能和效果，不再一一举例展开细说，均属于本专利保护范围。

Claims (8)

1.微孔曝气器曝气膜片，包括弹性曝气膜片，和均匀密布的曝气微孔，其特征在于弹性曝气膜片曝气表面有众多凸起乳头，曝气微孔贯通各凸起乳头，所述的凸起乳头呈乳头或蘑菇状，即凸起基部适当减小，在水压作用下，凸起在非曝气时有弯曲。

2.根据权利要求1所述微孔曝气器曝气膜片，其特征在于曝气微孔为圆形孔。

3.根据权利要求1或2所述微孔曝气器曝气膜片，其特征在于曝气膜片为平面盘式或曲率半径较大的球形冠。

4.一种制备权利要求1-3中任一权利要求所述微孔曝气器曝气膜片的制备方法，包括将成型膜片胶料在模具中热压成型和加工曝气微孔，其特征在于曝气膜片胶料放在均布有形成微孔的带成孔针模具内一次热压成型。

5.根据权利要求4所述微孔曝气器曝气膜片制备方法，其特征在于成型脱去上模后，再用一内表面有硬度低于成孔针软性材料的同形上模再压一次。

6.一种制备权利要求1-3中任一权利要求所述微孔曝气器曝气膜片的成型模具，包括有设计膜片形状型腔的上下对合成型模压模具，其特征在于对合模具的上模内表面有形成凸起的内凹，下模内表面在上模各内凹位置处有根植在下模内表面的成孔针。

7.根据权利要求6所述微孔曝气器曝气膜片的成型模具，其特征在于成孔针高度稍低于成型曝气膜片凸起乳头表面。

8.根据权利要求6所述微孔曝气器曝气膜片的成型模具，其特征在于成孔针呈圆形。

Images