CN202569979U - 非均匀布孔的曝气膜管 - Google Patents
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Abstract
一种将气体导入液体中的曝气元件—非均匀布孔的曝气膜管。包括由柔性材料制成的膜管本体(1)，膜管本体（1）在曝气状态时呈圆管状，其纵向截面呈圆形，在膜管本体（1）上非均匀分布有贯穿管壁的高密度曝气微孔（2），其特征在于：所述的高密度曝气微孔（2）非均匀分布在膜管本体（1）的中轴线（3）以上部位。与现有技术相比，由于本实用新型曝气膜管的非均匀高密度微孔分布，在元件上避免了曝气过程中的细泡的窜泡现象，延长了气体在液体中的停留时间。达到在曝气效率更高的前提下能耗更少的曝气要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种将气体导入液体中的曝气元件。主要涉及环保领域中利用液体对废气进行处理，或者利用气体对污水进行处理的一种充气元件。
背景技术
在环保领域的废水和废气处理系统中，液体和气体的混合是常见的措施。例如：将烟囱排放的燃煤烟气导入碱性吸收液中，利用碱性液体吸收燃煤烟气中的二氧化硫后净化排放；对工厂的排放污水进行强制曝气，将空气中的氧气导入污水中，补充污水净化过程中需要的氧气等等。
最为普通的充气元件是以刚性材料做成管状或喷头状，在其工作面均匀布孔，通过这些密集的小孔将气体均匀分布在液体中，以达到向液体中导入气体的目的。但是在刚性材料上布孔孔径相对较大，开孔率也比较低，充气过程中产生的气泡较大，而数量较少。这样的运行动能消耗很大，效率却不高。并且这些通孔极容易被堵塞，特别是充气停止时，液体通过通孔逆向进入充气元件内，液体所带的固相物或结晶物会逐渐堵塞通孔。
为提高充气元件的效率，人们发展了中微孔或微孔充气元件。它是将一些刚性材料经特殊加工工艺形成许多连贯微气泡的通孔，制成的充气元件开孔率相对高而孔径相对小，曝气过程形成的气泡较小而密度较高，从而大大提高运行效率。但是用这种方法制成的充气元件结构复杂，部件极易损坏，再则它的微孔流道较长而不成规则的直线状，故更容易堵塞，它不但要求在运行过程要控制液体不能逆向流进充气元件，而且对气体的净化要求也较高，在使用中一般要定期进行再生处理，故在工业应用中存在许多限制。
人们进一步发展了微孔曝气软管的气体分布器，它是在有一定弹性的柔性材料上（诸如柔性塑料管，橡胶管）均匀布置高密度微孔，通过这些微孔进行曝气，当分布器内部的压力低于外部液体压力时，气体分布器的微孔呈封闭态，液体逆流进分布器的通路闭断；当分布器内压超过膜管外部液体压力时，柔性的基材形变使微孔呈张开态，气体顺利通过微孔进入液体曝气。当该曝气元件外部有固相物料封堵时，可瞬间加大气体分布器内部压力。使气体分布器元件体积增大，破坏外部封堵物的形状，并由加压的气流冲刷微孔及微孔周围的降积物。它比较由刚性材料制作成的曝气元件，无论是充气效率或防堵塞能力均有大幅提高，这种技术及制品已在广泛领域充分推广使用。
但是它仍有一些缺陷，如中国专利200710132308.1针对现有技术提供了一种微孔关闭能力更好，防堵塞能力更佳的斜微孔曝气软管。公知的微孔曝气管是在管状柔性材料的管壁上全部均匀布置高密度微孔，以期取得最大的曝气通量。这样在曝气时将周遭管壁上所有的微孔均匀打开，形成气体通道所需要的能耗是很大的，而我们惊奇的发现并不是在柔性膜管的管壁上全部布置微孔对曝气效率是最有利的，有时候却适得其反。并且在管壁上的均匀布孔还将导致对液体曝气的不均匀。
我们知道将气体导入液体中是一个溶解过程，气相在液相中的溶解度很大程度上取决于两相的接触时间。由于气相的密度远远小于液体，导致气体很容易从液体中逃逸。公知的弹性膜管在曝气时的截面是圆形的，这样均匀布置在圆周的膜壁上的高密度微孔在打开对液体进行充气时，圆周水平轴线底部出来的微泡在上浮时很容易和在它上面出来的微泡串泡而形成较大的微泡，较大的微泡的上浮速度比微泡快，在上浮过程中又迅速串泡形成更大的微泡。这样就导致充气到液体中的有效气体来不及被液体充分接触溶解就逃逸出液体，致使曝气的能耗得不到高效利用。也正是由于弹性膜管在曝气时的截面是圆形的，管壁上均匀布置的微孔导致在圆周上每行微孔间隔的完全不均匀，这种不均匀加剧了曝气过程中的窜泡现象的发生。
发明内容
本实用新型的目地在于为克服现有技术的不足而提供一种对液体进行微泡充气的高效率低能耗的微孔曝气元件—非均匀布孔的曝气膜管。包括由柔性材料制成的膜管本体，膜管本体在曝气状态时呈圆管状，其纵向截面呈圆形，膜管的使用长度是任意的。膜管的壁厚在0.2mm~0.6mm。在充气前或关闭充气后，膜管闭合成扁面状，膜管上的微孔闭合成一字，一字长度在0.5mm~1.5mm。其特征是在柔性膜管壁上分布的高密度曝气微孔不是均匀分布的。
作为本实用新型的设置，高密度曝气微孔非均匀分布在膜管本体的中轴线以上部位，膜管本体的中轴线以下部位不设置曝气微孔。这样，在膜管处于工作状态时，不设置曝气微孔的膜管部位不构成对液体充气。
作为本实用新型的进一步设置，所分布的曝气微孔构成与膜管的中轴线平行的多条平行线，平行线的数量在8～34条，优选在14～22条。每条平行线之间的间隔距离从下向上递减。在膜管本体的中轴线部位距离间隔最大，在膜管本体的上顶部部位间隔距离最小。每条平行线之间的间隔距离在最大在18mm，最小在1mm。实质上曝气微孔构成的平行线的间隔距离等值于膜管充气工作状态时，每行曝气微孔之间在膜管本体弧线上的长度。
作为本实用新型的更进一步设置，所分布高密度曝气微孔在一条平行线上的角度都与中轴线成固定角度，曝气微孔由微切口构成，一条平行线上的曝气微孔的切口角度相同。而每条平行线上的曝气微孔的切口角度不同。切口角度分布在1°～30°。
作为本实用新型的更进一步设置，弹性膜管在使用安装时是有安装方向的。在安装使用时，曝气微孔密度高的部位方向向上，曝气微孔密度低的部位方向向下。
与现有技术相比，由于本实用新型曝气膜管的非均匀高密度微孔分布，在元件上避免了曝气过程中的细泡的窜泡现象，延长了气体在液体中的停留时间。使有效气体在液体中被充分溶解，可以达到在曝气效率更高的前提下能耗更少的曝气要求。微孔在膜管本体上的不同角度的分布使柔性膜管的微孔打开比起现有的微孔曝气软管的打开只需要消耗更少的能量且不引起细泡的窜泡。达到在曝气效率更高的前提下能耗更少的曝气要求。
下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例外观示意图。
图2为附图1 A-A剖视图。
图3为附图1（Ⅰ部位）局部放大图。
具体实施方式
如图1所示，非均匀布孔的曝气膜管包括由柔性材料制成的膜管本体(1)， 膜管本体（1）在曝气状态时呈圆管状。如图2所示其纵向截面呈圆形。如图1所示，在膜管本体（1）上非均匀分布有贯穿管壁的高密度曝气微孔（2），高密度曝气微孔（2）非均匀分布在膜管本体（1）的中轴线（3）以上部位。不设置曝气微孔的膜管部位（4）不构成对液体充气。所分布的曝气微孔（2）构成与膜管的中轴线（3）平行的多条平行线，每条平行线之间的间隔距离从下向上递减。在膜管本体（1）的中轴线（3）部位距离间隔最大，在本例中的间隔距离为16mm，并向上递减至膜管本体（1）的上顶部部位，间隔距离为1.5mm。
如图3所示，分布的高密度曝气微孔在一条平行线上的角度都与中轴线成固定角度，但每条相互平行线上所布置的高密度曝气微孔的角度各不相同。角度的选择对柔性膜管上的微孔打开所需要的能耗至关重要。是根据工艺上对柔性曝气膜管的性能需要，由所选择的柔性曝气膜管本体的径向弹性模量所决定的，在本例中所分布的曝气微孔（2）最大角度为16度，最小角度为3度。
Claims (9)
1.非均匀布孔的曝气膜管，包括由柔性材料制成的膜管本体(1)， 在膜管本体（1）上非均匀分布有贯穿管壁的高密度曝气微孔（2），其特征在于：所述的高密度曝气微孔（2）非均匀分布在膜管本体（1）的中轴线（3）以上部位，所述的微孔构成与膜管的中轴线平行的多条平行线，每条平行线之间的距离从下向上递减，所述的高密度曝气微孔（2）在一条平行线上的角度都与中轴线成固定角度，而每条相互平行线上所布置的高密度曝气微孔（2）的角度各不相同。
2.根据权利要求1所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述的膜管本体（1）的中轴线（3）以下部位（4），不设置曝气微孔。
3.根据权利要求1所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述曝气微孔（2）构成的与膜管中轴线（3）平行的平行线的数量在14～22条。
4.根据权利要求3所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述曝气微孔（2）构成的每条平行线之间的间隔距离最大在18mm，最小在1mm。
5.根据权利要求1或4所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述曝气微孔（2）构成的每条平行线之间的距离间隔是不同的，在膜管本体（1）的中轴线（3）部位距离间隔最大，在膜管本体（1）的上顶部部位间隔距离最小。
6.根据权利要求1所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述曝气微孔（2）由微切口构成，一条平行线上的曝气微孔的切口角度相同。
7.根据权利要求1所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述曝气微孔（2）由微切口构成，每条平行线上的曝气微孔的切口角度不同。
8.根据权利要求6或7所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述曝气微孔（2）由微切口构成，切口角度分布在1°～30°。
9.根据权利要求1所述的非均匀布孔的曝气膜管，其特征在于：所述膜管本体（1）在安装使用时曝气微孔（2）密度高的部位方向向上，曝气微孔（2）密度低的部位方向向下。
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