一种气体分散器及曝气装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及污水处理【技术领域】，公开了一种气体分散器及曝气装置。该气体分散器包括：支撑件；套设于支撑件上的弹性套；套设于弹性套上的气体分散机构；其中：支撑件的外周面与弹性套的内表面形成的空间，和第一输气管相连通；气体分散机构与弹性套之间的空间，和第二输气管相连通。当准备停止向第二输气管输送气体时，由第一输气管注入高压气体并进入支撑管的外周面与弹性套的内表面形成的空间，使得弹性套向气体分散机构的方向膨胀，直至弹性套与气体分散机构紧密贴合以密封，能够有效防止气体分散器外部环境的介质通过气体分散机构的分气用通孔进入气体分散器内部，从而大大提高气体分散器的可靠性。
【专利说明】一种气体分散器及曝气装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污水处理【技术领域】，特别是涉及一种气体分散器及曝气装置。
【背景技术】
[0002]在现有污水处理用的鼓风曝气系统中，橡胶膜片微孔曝气装置是目前常用的曝气装置，按结构形式可分为:板式，盘式和管式。橡胶膜片式微孔曝气装置的工作原理为:风机通过输气管道把空气吹入位于水底的曝气器，并经过曝气器的橡胶膜片上的微气孔将曝气装置内的空气分割成小孔的气流分散到水中，形成小的气泡并从池底向上扩散，形成工艺需要的搅拌作用，并给污水里的细菌供氧以净化污水；停气时，橡胶膜片收缩，微气孔关闭以减少污水倒灌，防止微气孔堵塞。
[0003]由于橡胶膜片管式微孔曝气装置的综合性能较高，是目前较为常用的曝气装置，然而，橡胶膜片管式微孔曝气装置在使用过程当中，本申请的发明人发现，当橡胶膜片式微孔曝气装置停气时，仅仅依靠橡胶膜片的收缩并不能有效地实现曝气装置的密封，仍有少量的污水会渗入曝气器腔体，尤其停气次数较多或停气时间较长时橡胶膜片的密封效果较差；并且，由于橡胶膜片极易发生破损或者老化失效，导致污水从破损处倒灌进入曝气器的概率大大增加，使得曝气器的可靠性降低；当橡胶膜片式微孔曝气装置重新启动时送气时，需要更高的压力以打开橡胶膜片的微气孔，导致能耗较高，成本升高，环保性能降低。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种气体分散器及曝气装置，用以提高气体分散器的可靠性并降低能耗，进而提高曝气装置的可靠性，节约能源。
[0005]本实用新型提供的气体分散器，包括:
[0006]支撑件；
[0007]套设于所述支撑件上的弹性套；
[0008]套设于所述弹性套上的气体分散机构；其中:
[0009]所述支撑件的外周面与所述弹性套的内表面形成的空间，和第一输气管相连通；
[0010]所述气体分散机构与所述弹性套之间的空间，和第二输气管相连通。
[0011]在本实用新型技术方案中，当弹性套的内表面与支撑件的外周面形成的空间的气体压力高于气体分散机构与弹性套之间的空间的气体压力时，弹性套紧贴气体分散机构的内表面，起到密封的作用，有效地防止外部环境的介质会渗入曝气器腔体，进而大大降低气体分散器被堵塞的情况发生概率，降低气体分散器的维修频率；并且，由于弹性套为一整体结构，从第一输气管进入的气体和第二输气管进入的气体不穿过弹性套，因此弹性套不易发生老化，从而提高气体分散器的可靠性；同时，由于本实施例提供的气体分散器采用弹性套以密封气体分散器，降低密封性能对气体分散机构的分气部分设计制造的要求，相较于现有技术，气体分散机构的分气用通孔的直径更小，对第二输气管内气体的压力要求大大降低，且应用于污水处理时的气水比较小，从而有效节约能源的消耗。
[0012]在本实用新型一个具体技术方案中，所述支撑件为支撑管，所述支撑管的内部空间和第一输气管相连通，且和所述支撑管的外周面与所述弹性套的内表面形成的空间相连通。
[0013]为了便于气体分散器的安装，在上述技术方案的基础上，本实用新型进一步的技术方案中，该气体分散器还包括:设置于所述支撑管的两端的两个支撑座，所述两个支撑座的其中之一与所述第二输气管固定连接，所述弹性套被轴向限位于所述两个支撑座之间。
[0014]在本实用新型另一个具体技术方案中，所述支撑管为两端开口的支撑管，所述气体分散器还包括:分别与所述支撑管的两端开口一一对应设置且固定连接的两个盖帽，且每一个所述盖帽与对应的所述支撑座相抵接。
[0015]具体的，与所述第二输气管固定连接的所述支撑座上具有至少一个第一通气孔，以及至少一个第二通气孔；所述支撑管的侧壁上还具有多个第三通气孔，所述第一输气管通过所述至少一个第一通气孔和多个第三通气孔与所述支撑管的内部空间、所述支撑管与所述弹性套的内表面形成的空间相连通；所述第二输气管通过所述至少一个第二通气孔和所述气体分散机构与所述弹性套之间的空间相连通。
[0016]在本实用新型另一个具体技术方案中，所述支撑管为一端具有开口的支撑管，所述气体分散器还包括:
[0017]对应所述支撑管的开口设置的盖帽，所述盖帽与对应的支撑管的端部固定连接，且与对应的所述支撑座相抵接；以及设置于所述支撑管的另一端的轴向锁紧件，且与对应的所述支撑座相抵接。
[0018]具体的，所述支撑管具有开口的一端为背向所述第二输气管的端部，所述盖帽具有至少一个第四通气孔，所述第一输气管通过所述至少一个第四通气孔与所述支撑管的内部空间相连通；与所述第二输气管固定连接的所述支撑座上具有至少一个第二通气孔，所述第二输气管通过所述至少一个第二通气孔和所述气体分散机构与所述弹性套之间的空间相连通。
[0019]在本实用新型另一个具体技术方案中，所述支撑件具有第五通气孔，所述第一输气管通过所述第五通气孔，和所述支撑件的外周面与所述弹性套的内表面形成的空间相连通。
[0020]为了能够在气体分散器停止分散气体时，完全密封气体分散机构，本实用新型一气体分散器中所述弹性套的长度优选大于所述气体分散机构的长度，从而最大程度地防止气体分散器外界环境中的介质(例如污水池中的污水)经气体分散机构进入气体分散器内部，大大提高了气体分散器的可靠性。
[0021]较佳的，所述弹性套为橡胶弹性套。
[0022]可选的，所述气体分散器还包括:套设于所述支撑件上且支撑所述弹性套的垫环，该垫环可以使得支撑件的外周面与所述弹性套的内表面形成具有设定间隙的空间。
[0023]为了进一步提高气体分散器的可靠性，所述气体分散器还包括:分别套设于所述弹性套的两端上且沿所述弹性套的径向方向锁紧所述弹性套的两个锁紧环。锁紧环将弹性套沿径向方向固定，使得弹性套在第二气泵输入的气体的膨胀作用下，也能可靠地将弹性套的内表面与支撑件的外周面形成的空间，和气体分散机构与所述弹性套之间的空间隔离，从而提高气体分散器的可靠性。
[0024]优选的，所述锁紧环为弹簧卡圈。
[0025]优选的，所述气体分散机构为被轴向限位且叠置设置的一组环形片，所述环形片的至少一个面具有多条沿所述环形片的内圈向外圈的方向延伸的沟槽。
[0026]当一组环形片被轴向限位时，使得环形片之间为零间隙，使得气体分散器在工作过程中的分散气泡始终小于或等于分散气泡的设定大小，有效保障了气体分散器的分散效果，尤其当气体分散器应用于污水处理时，能够保障污水处理的氧利用率，进而提高气体分散器的可靠性。
[0027]为了平均气体分散机构的各出气孔的出气量和出气速度，提高分散气泡的均一性和稳定性，优选的，所述叠置设置的一组环形片为一组径向自定位的环形片。
[0028]具体的，在本技术方案中每一个所述环形片的一面具有至少一个凸出部，另一面具有与每一个所述凸出部配合的凹陷部，相邻两个环形片叠置后，对应的凸出部和凹陷部形成环形片的径向自定位机构；或者，每一个环形片可以为叠置后在径向自定位的蝶形环片；或者，每一个所述环形片包括环形片本体和从所述环形片本体的至少一部分外缘面或内缘面延伸且凸出所述环形片本体的折弯部。
[0029]优选的，所述环形片为塑料环形片，和/或，所述沟槽的横截面为圆弧形，且直径为50?250微米。
[0030]本实用新型还提供了一种曝气装置，包括前述任一技术方案所述的气体分散器，与每一个所述气体分散器连接的第一输气管和第二输气管，以及，向所述第一输气管供气的第一气泵，向所述第二输气管供气的第二气泵。由于该气体分散器的可靠性较高，耗能较少，因此具有该气体分散器的曝气装置的可靠性较高，大大降低了维修频率，降低生产成本，并且耗能较少，环保性能较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型气体分散器一实施例的截面结构示意图；
[0032]图2为图1示出的气体分散器中的柱状支撑管的结构示意图；
[0033]图3a为图1示出的气体分散器中的第二支撑座的右视结构示意图；
[0034]图3b为图3a示出的第二支撑座的C-C处截面结构示意图；
[0035]图4a为图1示出的气体分散器中的第一支撑座的右视结构示意图；
[0036]图4b为图4a示出的第一支撑座的D-D处截面结构示意图；
[0037]图5a为图1示出的气体分散器中的盖帽的右视结构示意图；
[0038]图5b为图5a示出的盖帽的E-E处截面结构示意图；
[0039]图6为本实用新型气体分散器另一实施例的截面结构示意图；
[0040]图7为本实用新型气体分散器又一实施例的截面结构示意图；
[0041]图8为本实用新型气体分散器又一实施例的部分结构的截面结构示意图；
[0042]图9a为图7示出的气体分散器中的气体分散机构的环形片的右视结构示意图；
[0043]图9b为图9a示出的环形片的H处的放大结构示意图；
[0044]图9c为图9a示出的环形片的G-G处的截面结构示意图；
[0045]图10为本实用新型气体分散器又一实施例的截面结构示意图；
[0046]图11为图10示出的气体分散器中的气体分散机构的环形片的截面结构示意图；
[0047]图12为本实用新型气体分散器中的气体分散机构的环形片另一实施例的截面结构示意图；
[0048]图13a为本实用新型气体分散器中的气体分散机构的环形片又一实施例的右视结构示意图；
[0049]图13b为图13a示出的环形片的G-G处的截面结构示意图；
[0050]图14为本实用新型气体分散器中的气体分散机构的环形片又一实施例的右视结构示意图；
[0051]图15a为本实用新型气体分散器中的气体分散机构的环形片又一实施例的右视结构示意图；
[0052]图15b为图15a示出的环形片的H-H处的截面结构示意图。
[0053]附图标记:
[0054]11-支撑管111-内部空间112-第三通气孔
[0055]11’-支撑件113’-第五通气孔 121-支撑座
[0056]121a-第一支撑座 121b_第二支撑座 122-盖帽
[0057]1211-第一通气孔 1212-第二通气孔 1221-第四通气孔
[0058]1213-安装孔1214-螺纹部
[0059]1215-容置槽1216-限位部
[0060]13-弹性套2-气体分散机构21-环形片
[0061]211-沟槽212-凸出部213-凹陷部
[0062]21a-环形片本体 21b_折弯部
[0063]3-垫环4-轴向锁紧件5-第二输气管
[0064]6-锁紧环
【具体实施方式】
[0065]为了提高气体分散器的可靠性并降低能耗，进而提高曝气装置的可靠性，节约能源，本实用新型实施例提供了一种气体分散器及曝气装置。在该技术方案中，气体分散器包括支撑件、弹性套和气体分散机构，其中，支撑件的外周面与弹性套的内表面形成的空间，和第一输气管相连通构成一气流通道，第二输气管、气体分散机构与弹性套之间的空间相连通构成另一气流通道，当准备停止向第二输气管输送气体时，由第一输气管注入高压气体并进入支撑件的外周面与弹性套的内表面形成的空间，使得弹性套向气体分散机构的方向膨胀，直至弹性套与气体分散机构紧密贴合以密封，能够有效防止气体分散器外部环境的介质通过气体分散机构的分气用通孔进入气体分散器内部，从而大大提高气体分散器的可靠性。
[0066]以下参照附图和实施例具体说明本实用新型。
[0067]如图1所示，本实用新型第一实施例提供的气体分散器，包括:
[0068]支撑管11;
[0069]套设于支撑管11上的弹性套13 ;
[0070]套设于弹性套13上的气体分散机构2 ;其中:
[0071]支撑管11的内部空间111和第一输气管(图中未示出)相连通，且和支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间相连通；
[0072]气体分散机构2与弹性套13之间的空间与第二输气管(图中未示出)相连通。
[0073]需要说明的是，本实施例提供的气体分散器应用时，通常需要第一气泵通过第一输气管向支撑管11的内部空间111输送气体，第二气泵通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体。下面具体说明本实施例提供的气体分散器的工作原理。
[0074]当第二气泵准备停止通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体(即准备停止向外界环境排放气体，如图1中沿箭头A所示)时，由第一气泵通过第一输气管向支撑管11的内部空间111 (如图1中沿箭头B所示)注入高压气体，进而通过支撑管11进入支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间，使得弹性套13向气体分散机构2的方向膨胀，直至弹性套13与气体分散机构2的内表面紧密贴合；然后停止第二气泵通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体。此时，弹性套紧密贴合于气体分散机构2的内表面上，密封气体分散机构2的分气用通孔，从而能够有效防止气体分散器外部环境的介质通过气体分散机构的分散气孔渗入气体分散器内部；
[0075]当重新准备开始第二气泵通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体(即重新准备开始向外部环境排放气体，如图1中沿箭头A所示)时，第二气泵首先通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体，当该空间区域的压力达到设定值(该设定值根据外部环境的介质不能从气体分散机构2的分气用通孔进入该空间区域确定)时，再将支撑管11的内部空间、支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间内的气体排出，弹性套13回复至原位，气体分散器开始正常工作，第二气泵继续通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体，并通过气体分散机构2的分气用通孔向外部环境排放。
[0076]由上述气体分散器的具体结构和工作过程可知，弹性套为弹性材料，当弹性套内的气体压力高于外部环境的介质压力(例如污水池中的水压)时，弹性套紧贴气体分散机构的内表面，起到密封的作用，有效地防止外部环境的介质(例如污水池中的污水)会渗入气体分散器的腔体内，尤其停气次数较多或停气时间较长时的密封效果尤为突出，进而大大降低气体分散器被堵塞的情况发生的概率，降低气体分散器的维修频率；并且，由于弹性套为一整体结构，从第一输气管进入的气体和第二输气管进入的气体不穿过弹性套，因此弹性套不易发生老化，从而提高气体分散器的可靠性；由于弹性套与气体分散机构之间的空间为一整体区域，因此，内部压力不易受到外部环境介质压力的影响而不会出现压力不均的情况，从而使得气体分散机构向外部环境介质供气的压力均一性较高，改善气体分散器的曝气效果；同时，由于本实施例提供的气体分散器采用弹性套以密封气体分散器，降低密封性能对气体分散机构的分气部分设计制造的要求，相较于现有技术，气体分散机构的分气用通孔的直径可以更小，分气效果更好，对第二输气管内气体的压力要求和第二气泵的性能大大降低，尤其应用于污水处理时，气水比较小，从而有效节约能源的消耗。
[0077]支撑管的具体形状有多种，例如可以为柱状支撑管(如图2所示)，或者螺旋状支撑管，在此不作具体限定，能够起到支撑弹性套和气体分散机构的作用即可。在以下各个实施例中，以支撑管为柱状支撑管为例来说明本实用新型。
[0078]进一步的，为了便于气体分散器的安装，如图1中所示，在前述第一实施例的基础上，本实用新型的第二实施例提供的气体分散器，还包括:设置于支撑管11的两端的两个支撑座121，两个支撑座121的其中之一与第二输气管(图中未示出)固定连接，弹性套13被轴向限位于两个支撑座121之间。
[0079]为了便于以下各个实施例的描述，定义两个支撑座121分别为第一支撑座121a和第二支撑座121b，其中第二支撑座121b与第二输气管固定连接。第二支撑座121b与第二输气管固定连接的方式有多种，如图3a和图3b中所示，第二支撑座121b与第二输气管通过第二支撑座121b的螺纹部1214螺纹连接，当然，第二支撑座121b与第二输气管还可以卡接固定。
[0080]弹性套13被轴向限位于两个支撑座121之间的实现方式有多种，例如，弹性套13的两个面可以直接分别抵接于第一支撑座121a和第二支撑座121b上，或者，参照图1、图3a、图3b、图4a和图4b所示，第一支撑座121a和第二支撑座121b相对的面具有相配合的容置槽1215以容置弹性套13。
[0081]本实施例提供的气体分散机构通过第二支撑座与第二输气管固定连接，大大简化了气体分散机构与第二输气管的安装，可操作性大大增强；并且弹性套13被轴向限位于第一支撑座121a和第二支撑座121b之间，能够有效地防止弹性套的轴向窜动，提高本实施例提供的气体分散器的密封性能。
[0082]具体的，在第二实施例的基础上，如图1和图2所示，本实用新型第三实施例提供的气体分散器中，支撑管11为两端开口的支撑管，该气体分散器还包括:分别与支撑管11的两端开口一一对应设置且固定连接的两个盖帽122，且每一个盖帽122与对应的支撑座121相抵接。
[0083]实施例三提供的气体分散器，定义两个盖帽122分别为第一盖帽122a和第二盖帽122b。第一盖帽122a和第二盖帽122b分别对应支撑管11的两端开口且与支撑管11的两端固定连接，使得支撑管11的内部空间111构成一密闭空间，第一盖帽122a与第一支撑座121a相抵接，第二盖帽122b与第二支撑座121b相抵接，从而轴向限位第一支撑座和第二支撑座。
[0084]如图1?图5b所示，本实施例安装时，第一支撑座和第二支撑座通常具有安装孔1213，第二支撑座121b的外侧面具有螺纹部1214，本实施例的安装步骤如下:步骤一、第一盖帽122a与支撑管11的一端固定连接，将第一支撑座121a套设于支撑管11上，相应地第一支撑座121a上开设有安装孔1213 ;步骤二、将弹性套13、气体分散机构2依次套设于支撑管11 ;步骤三、将第二支撑座121b从支撑管11的另一端套设于支撑管11上，第二盖帽122b与支撑管11的另一端固定连接，相应地第二支撑座121b开设有安装孔1213 ;最后，将气体分散器通过第二支撑座121b外侧面的螺纹部1214与第二输气管螺纹连接。
[0085]进一步的，本实用新型第三实施例中提供的气体分散器中，支撑管的内部空间和第一输气管相连通，且和支撑管的外周面与弹性套的内表面形成的空间相连通的方式有多种，气体分散机构与弹性套之间的空间与第二输气管相连通的方式有多种。
[0086]如图1所示，本实用新型第四实施例提供的气体分散器，在第三实施例的基础上，示出了支撑管11的内部空间和第一输气管相连通，且和支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间相连通，气体分散机构2与弹性套13之间的空间与第二输气管相连通的一种实施方式，具体的:
[0087]与第二输气管固定连接的第二支撑座121b上具有至少一个第一通气孔1211，以及至少一个第二通气孔1212 ;支撑管11的侧壁上还具有多个第三通气孔112，第一输气管通过至少一个第一通气孔1211和多个第三通气孔112与支撑管11的内部空间111、支撑管11与弹性套13的内表面形成的空间相连通；第二输气管通过至少一个第二通气孔1212和气体分散机构2与弹性套13之间的空间相连通。
[0088]第一通气孔、第二通气孔和第三通气孔的数量不限，具体根据气体分散器的结构和应用环境确定。第一气泵向第一输气管输送气体时，第一输气管内的气体通过至少一个第一通气孔1211和第三通气孔112进入支撑管11的内部空间111，进而通过多个第三通气孔112进入支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间，构成一气流通道；第二气泵向第二输气管输送气体时，第二输气管内的气体通过至少一个第二通气孔1212进入气体分散机构2与弹性套13之间的空间，并通过气体分散机构的分气用通孔扩散至气体分散器的外部环境，构成另一气流通道。
[0089]当然上述第三实施例和第四实施例仅为气体分散器中使得支撑管的内部空间构成一密闭空间的一种实施方式。
[0090]例如图6所示，本实用新型第五实施例提供的气体分散器，在第二实施例的基础上，支撑管11为一端具有开口的支撑管，该气体分散器还包括:
[0091]对应支撑管11的开口设置的盖帽122，盖帽122与对应的支撑管11的端部固定连接，且与对应的支撑座121相抵接；以及设置于支撑管11的另一端的轴向锁紧件4，且与对应的支撑座121相抵接。
[0092]盖帽122对应支撑管11的开口且与支撑管11的端部固定连接，使得支撑管11的内部空间111构成一密闭空间，盖帽122与第一支撑座121a相抵接；轴向锁紧件4设置于支撑管11的另一端，且与第二支撑座121b相抵接，轴向锁紧件4与盖帽122配合轴向限位第一支撑座121a和第二支撑座121b。
[0093]本实施例安装时，第一支撑座和第二支撑座通常具有安装孔1213，本实施例的安装步骤如下:步骤一、将盖帽122与支撑管11的开口一端固定连接，第一支撑座121a套设于支撑管11上；步骤二、将弹性套13、气体分散机构2依次套设于支撑管11 ;步骤三、将第二支撑座121b从支撑管11的未开口一端套设于支撑管11上，轴向锁紧件4与支撑管11的未开口端部固定连接并压紧第二支撑座121b ;最后，将气体分散器通过第二支撑座121b与第二输气管固定连接。安装完成后，支撑管具有开口的一端为背向第二输气管的端部。
[0094]继续如图6所示，为本实用新型第六实施例提供的气体分散器，在第五实施例的基础上，示出了支撑管11的内部空间和第一输气管相连通，且和支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间相连通，气体分散机构2与弹性套13之间的空间与第二输气管相连通的一种实施方式，具体的:
[0095]盖帽122具有至少一个第四通气孔1221，第一输气管通过至少一个第四通气孔1221与支撑管11的内部空间111相连通；与第二输气管5固定连接的第二支撑座121b上具有至少一个第二通气孔1212，第二输气管5通过至少一个第二通气孔1212和气体分散机构2与弹性套13之间的空间相连通。
[0096]第四通气孔1221的数量不限，具体根据气体分散器的结构和应用环境确定。第一气泵向第一输气管输送气体时，第一输气管内的气体通过至少一个第四通气孔1221进入支撑管11的内部空间，进而通过多个第三通气孔112进入支撑管11的外周面与弹性套13的内表面形成的空间，构成一气流通道；第二气泵向第二输气管5输送气体时，第二输气管5内的气体通过至少一个第二通气孔1212进入气体分散机构2与弹性套13之间的空间，并通过气体分散机构2的分气用通孔扩散至气体分散器的外部环境，构成另一气流通道。
[0097]进一步，根据本实用新型各个实施例的具体结构，还可以设置套设于支撑件上且支撑弹性套的垫环，为了便于弹性套的安装，且使得支撑件的外周面与所述弹性套的内表面形成具有设定间隙的空间。参照图1所示的实施例中，当弹性套被轴向限位于两个支撑座121之间时，第一支撑座121a和第二支撑座121b相对的面具有相配合的容置槽1215以轴向限位弹性套13，此时，为了能够便于弹性套的安装，可以设置套设于支撑件上的垫环3。
[0098]如图8所示，本实用新型第七实施例提供的气体分散器中，弹性套13套设于支撑件11’上，支撑件11’具有第五通气孔113’，第一输气管(图中未示出)通过第五通气孔113’，和支撑件11’的外周面与弹性套13的内表面形成的空间相连通。
[0099]本实施提供的气体分散器的工作原理如下:
[0100]当第二气泵准备停止通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体(即准备停止向外界环境排放气体，如图8中沿箭头A所示)时，由第一气泵通过第一输气管(如图8中沿箭头B所示)注入高压气体，进而通过第五通气孔113’进入支撑件11’的外周面与弹性套13的内表面形成的空间，使得弹性套13向气体分散机构2的方向膨胀，直至弹性套13与气体分散机构2的内表面紧密贴合；然后停止第二气泵通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体。此时，弹性套紧密贴合于气体分散机构2的内表面上，密封气体分散机构2的分气用通孔，从而能够有效防止气体分散器外部环境的介质通过气体分散机构的分散气孔渗入气体分散器内部；
[0101]当重新准备开始第二气泵通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体(即重新准备开始向外部环境排放气体，如图8中沿箭头A所示)时，第二气泵首先通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体，当该空间区域的压力达到设定值(该设定值根据外部环境的介质不能从气体分散机构2的分气用通孔进入该空间区域确定)时，再将支撑件11’的外周面与弹性套13的内表面形成的空间内的气体排出，弹性套13回复至原位，气体分散器开始正常工作，第二气泵继续通过第二输气管向气体分散机构2与弹性套13之间的空间输送气体，并通过气体分散机构2的分气用通孔向外部环境排放。
[0102]由上述第七实施例工作原理可知，本实施例的有益效果与前述第一实施例的有益效果类似，在此不作赘述。
[0103]综上可知，本实用新型提供的气体分散器只要包括支撑件、弹性套和气体分散机构，其中，支撑件的外周面与弹性套的内表面形成的空间，和第一输气管相连通构成一气流通道，第二输气管、气体分散机构与弹性套之间的空间相连通构成另一气流通道。当准备停止向第二输气管输送气体时，由第一输气管注入高压气体并进入支撑件的外周面与弹性套的内表面形成的空间，使得弹性套向气体分散机构的方向膨胀，直至弹性套与气体分散机构紧密贴合以密封，能够有效防止气体分散器外部环境的介质通过气体分散机构的分气用通孔进入气体分散器内部，从而大大提高气体分散器的可靠性。
[0104]参照图6、图7和图8所示，进一步，为了进一步提高气体分散器的可靠性，在前述任一实施例的基础上，还可以设置分别套设于弹性套13的两端上且沿弹性套13的径向方向锁紧弹性套13的两个锁紧环6。锁紧环的形式有多种，能够实现将弹性套在弹性套的径向方向上锁紧即可，例如，锁紧环6可以为拉绳型；或者锁紧环6为弹簧卡圈型(图6?图8中示出)。
[0105]为了简化安装，锁紧环优选采用弹簧卡圈。继续参照图6所示，本实用新型第八实施例提供的气体分散器，在第五实施例的基础上，还包括:分别套设于弹性套13的两端上的两个锁紧环6，锁紧环6为弹簧卡圈，在两个支撑座121上具有与两个锁紧环6相对应的环形槽。
[0106]弹簧卡圈分别套设于弹性套13上并卡入相对应的环形槽，将弹性套13沿径向方向固定，使得弹性套在第二气泵输入的气体的膨胀作用下，也能可靠地将弹性套的内表面与支撑管的外周面形成的空间，和气体分散机构与弹性套之间的空间隔离，从而提高气体分散器的可靠性。
[0107]同理，参照图7所示的实施例，当气体分散器包括分别套设于弹性套13的两端上的两个弹簧卡圈(锁紧环6)时，在相对应的支撑座121和垫环3上分别开设容置两个弹簧卡圈的环形槽，从而实现锁紧环6将弹性套13沿径向方向锁紧。
[0108]同理，参照图8所示的实施例，当气体分散器包括分别套设于弹性套13的两端上的两个弹簧卡圈(锁紧环6)时，在支撑件上开设容置两个弹簧卡图的环形槽，从而实现锁紧环6将弹性套13沿径向方向锁紧。
[0109]也就是说，当锁紧环6优选为弹簧卡圈时，只要在与弹性套的内表面接触的零部件的面上对应开设容置弹簧卡圈的环形槽即可。
[0110]需要说明的是，上述各个实施例中，支撑管、弹性套、支撑座和盖帽构成了气体分散器的支撑机构；气体分散机构的具体结构有多种，只要气体分散机构具有多个分气用通孔能够将气体分散机构与弹性套之间的空间区域内的气体分散输出至外界环境即可。
[0111]参照图7、图9a、图9b和图9c所示，本实用新型第九实施例提供的气体分散器中，气体分散机构2为叠置设置的一组环形片21，环形片21的至少一个面具有多条沿环形片的内圈向外圈的方向延伸的沟槽211，两个支撑座121相对的端面具有相配合的限位部1216以轴向限位一组环形片21。
[0112]环形片可以为两个面的其中一个具有多条沿环形片的内圈向外圈的方向延伸的沟槽，环形片具有沟槽的面与另一环形片的光滑面相贴合的方式叠置时，在沟槽处形成分气用通孔；当然，也可以为两个面均具有多条沿环形片的内圈向外圈的方向延伸的沟槽，在叠置设置时，通常在相邻的两个该类环形片之间还叠置一个双面为光滑面的环形片，从而在沟槽处形成分气用通孔；当然多条环形片21上的沟槽211沿内圈向外圈的方向延伸可以为沿环形片的径向方向延伸，沟槽可以均布设置，也可以非均布设置。
[0113]其中，环形片的沟槽的直径大小和数量具体根据气体分散器的应用环境及结构确定，使得分散气泡的大小能够满足应用环境，例如当气体分散器应用于污水处理时，沟槽的直径大小和数量与污水的水深等工况参数相关，以使得气体分散机构产生的分散气泡的具有较好的搅拌能力和供氧能力，并且在各个分气用通孔处的阻力较小以减少能耗。
[0114]当一组环形片21轴向限位于两个支撑座121之间时，即一组环形片沿轴向方向固定压紧贴合，使得环形片之间为零间隙，使得气体分散器在工作过程中的分散气泡始终小于或等于分散气泡的设定大小，不会随着气体分散机构与弹性套之间的空间气体压力增大而增大，有效保障了气体分散器的分散效果，尤其当气体分散器应用于污水处理时，能够保障污水处理的氧利用率，进而提高气体分散器的可靠性；
[0115]由于本实施例中的气体分散机构由一组叠置设置的环形片构成，分气用通孔由相邻的环形片上的沟槽相配合构成，相较于现有技术中气体分散机构为具有多个通气孔的橡胶膜管，气体撑开通气孔形式的穿孔曝气时，本实施例提供的气体分散机构的不需要消耗撑开通气孔的能量，因此气体压力较小，使得能耗较低，并且避免了橡胶膜管的损坏导致曝气装置可靠性降低的风险，避免了在橡胶膜管上打孔精度的影响导致曝气效果较差的情况发生。
[0116]进一步的，在第九实施例的基础上，为了平均气体分散机构的各出气孔的出气量和出气速度，提高分散气泡的均一性和稳定性，参照图9a、图％和图9c所示，本实用新型第十实施例提供的气体分散器中，每一个环形片为蝶形环片。
[0117]由于一组环形碟片在叠置后具有自定心的优点，因此，一组蝶形环片能够径向自动对齐定位，只要将一组环形片的最外侧的两个蝶形环片中的至少一个被对应的支撑座径向限位，即可实现一组环形片的径向限位，使得任意相邻的两片环形片之间构成的分气用通孔的有效深度相同，各个分气用通孔处的出气阻力相同，进而使得各个分气用通孔处的出气量和出气速度相同，从而提高气体分散器的分散气泡的均一性和稳定性，大大提高了气泡的利用率，减少了能耗，尤其应用于污水处理时，能够大大提高氧气利用率，改善污水处理的效果。
[0118]当然，在第八实施例的基础上，为了平均气体分散机构的各出气孔的出气量和出气速度，提高分散气泡的均一性和稳定性，参照图10、图11、图12、图15a和图15b所示，本实用新型第十一实施例提供的气体分散器中，每一个环形片21:包括环形片本体21a和从环形片本体21a的至少一部分外缘面或内缘面延伸且凸出环形片本体21a的折弯部21b。
[0119]参照图11所示，本实施例中的一组环形片，每一个环形片包括环形片本体21a和从环形片本体21a的内缘面延伸且凸出环形片本体21a的折弯部21b，相邻的两个环形片叠置后通过折弯部21b的配合，能够使得一组环形片在叠置后具有自定心的优点，即一组环形片能够径向自动对齐定位；
[0120]或者，参照图12所示，每一个环形片包括环形片本体21a和从环形片本体21a的外缘面延伸且凸出环形片本体21a的折弯部21b，相邻的两个环形片叠置后通过环形片的折弯部21b的配合，能够使得一组环形片在叠置后具有自定心的优点，即一组环形片能够径向自动对齐定位；
[0121]或者，参照图15a和图15b所示，每一个环形片包括环形片本体21a和从环形片本体21a的部分外缘面延伸且凸出环形片本体21a的折弯部21b，相邻的两个环形片叠置后通过环形片的折弯部21b的配合，能够使得一组环形片在叠置后具有自定心的优点，即一组环形片能够径向自动对齐定位。只要将一组环形片的最外侧的两个环形片中的至少一个被对应的支撑座径向限位，即可实现一组环形片的径向限位，使得任意相邻的两片环形片之间构成的分气用通孔的有效深度相同，各个分气用通孔处的出气阻力相同，进而使得各个分气用通孔处的出气量和出气速度相同，从而提高气体分散器的分散气泡的均一性和稳定性，大大提高了气泡的利用率，减少了能耗。
[0122]在第九实施例的基础上，为了平均气体分散机构的各出气孔的出气量和出气速度，提高分散气泡的均一性和稳定性，参照图13a、图13b和图14所示，本实用新型第十二实施例提供的气体分散器中，每一个环形片21的一面具有至少一个凸出部212，另一面具有与每一个凸出部212配合的凹陷部213，相邻两个环形片21叠置后，对应的凸出部212和凹陷部213形成环形片21的径向自定位机构。
[0123]如图13b中所示，凸出部212为凸出筋，相邻两个环形片21叠置后，对应的凸出部212和凹陷部213构成凹凸配合，形成环形片21的径向自定位机构，实现该组环形片的自定心，即一组环形片能够径向自动对齐定位。本实施例中凸出部的数量和形状不限，只要能够实现相邻两个环形片21叠置后，对应的凸出部212和凹陷部213形成环形片21的径向自定位机构即可。采用本实施例提供的气体分散器，将一组环形片的最外侧的两个环形片中的至少一个被对应的支撑座径向限位，即可实现一组环形片的径向限位，使得任意相邻的两片环形片之间构成的分气用通孔的有效深度相同，各个分气用通孔处的出气阻力相同，进而使得各个分气用通孔处的出气量和出气速度相同，从而提高气体分散器的分散气泡的均一性和稳定性，大大提高了气泡的利用率，减少了能耗。
[0124]由上述第十、第十一、第十二和第十三实施例可知，将叠置设置的一组环形片径向自定位，能够有效提高气体分散器的分散气泡的均一性和稳定性，大大提高了气泡的利用率，减少了能耗。当然，实现叠置设置的一组环形片径向自定位的实施方式有多种，并不限于上述第十、第十一、第十二和第十三实施例中的实施方式。
[0125]一组环形片被径向限位的方式有多种，参照图10、图3b和图4b所示，两个支撑座径向限位一组环形片，具体的，支撑座上的限位部1216为与对应的环形片21相配合限位凸起部，以径向限位对应的环形片。
[0126]在本实用新型前述实施例的基础上，本实用新型一优选实施例中的环形片的材质优选为塑料。
[0127]本实施例中采用塑料材质的一组环形片构成气体分散机构，由于塑料材质具有抗腐蚀能力强，加工制作产品的性能良好，可以采用注塑的方式一次成型具有沟槽的环形片。因此，采用塑料材质的环形片能够制作直径很小和数量很多的沟槽，从而使得气体分散机构能够实现足够小的分散气泡直径和足够多的分散气泡数量，实现了超微孔曝气，大大改善了污水处理的效果。例如，环形片上沟槽的横截面为圆弧形，且直径可以小到50?250微米，例如可以细小到50?150微米，甚至可以细小到50?100微米。
[0128]本实用新型前述任一实施例提供的气体分散器中的弹性套的材质有多种，能够满足在第一输气管输送的气体压力作用下与气体分散机构的内表面紧密贴合，在第一输气管输送的气体压力为零时回复至原位即可，例如可以但不限于橡胶，也就是弹性套可以但不限于为橡胶弹性套。
[0129]继续参照图1所示，为了进一步提高弹性套的密封性能和气体分散器的可靠性，本实用新型一优选实施例中，在前述任一实施例的基础上，弹性套13的长度大于气体分散机构2的长度。
[0130]弹性套13的长度大于气体分散机构2的长度，能够在气体分散器停止分散气体时，完全密封气体分散机构，从而最大程度地防止气体分散器外界环境中的介质(例如污水池中的污水)经气体分散机构进入气体分散器内部，大大提高了气体分散器的可靠性。
[0131]需要说明的是，本实用新型各个实施例中，第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔和第五通气孔仅用于区分不同零部件、不同位置的通气孔，并不用于限制通气孔的数量；柱状支撑管的外周面的截面形状并不限于圆形和多边形等。本实用新型的前述各实施例可以根据需要任意组合，使其具有相应的功能。
[0132]本实用新型一实施例还提供了一种曝气装置，包括多个前述任一实施例提供的气体分散器，与每一个气体分散器连接的第一输气管和第二输气管，以及，向第一输气管供气的第一气泵，向第二输气管供气的第二气泵。由于该气体分散器的可靠性较高，耗能较少，因此具有该气体分散器的曝气装置的可靠性较高，大大降低了维修频率，降低生产成本，并且耗能较少，环保性能较高。
[0133]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种气体分散器，其特征在于，包括: 支撑件； 套设于所述支撑件上的弹性套； 套设于所述弹性套上的气体分散机构；其中: 所述支撑件的外周面与所述弹性套的内表面形成的空间，和第一输气管相连通； 所述气体分散机构与所述弹性套之间的空间，与第二输气管相连通。
2.如权利要求1所述的气体分散器，其特征在于，所述支撑件为支撑管，所述支撑管的内部空间和第一输气管相连通，且和所述支撑管的外周面与所述弹性套的内表面形成的空间相连通。
3.如权利要求2所述的气体分散器，其特征在于，还包括:设置于所述支撑管的两端的两个支撑座，所述两个支撑座的其中之一与所述第二输气管固定连接，所述弹性套被轴向限位于所述两个支撑座之间。
4.如权利要求3所述的气体分散器，其特征在于，所述支撑管为两端开口的支撑管，所述气体分散器还包括:分别与所述支撑管的两端开口一一对应设置且固定连接的两个盖帽，且每一个所述盖帽与对应的所述支撑座相抵接。
5.如权利要求4所述的气体分散器，其特征在于，与所述第二输气管固定连接的所述支撑座上具有至少一个第一通气孔，以及至少一个第二通气孔；所述支撑管的侧壁上还具有多个第三通气孔，所述第一输气管通过所述至少一个第一通气孔和多个第三通气孔与所述支撑管的内部空间、所述支撑管与所述弹性套的内表面形成的空间相连通；所述第二输气管通过所述至少一个第二通气孔和所述气体分散机构与所述弹性套之间的空间相连通。
6.如权利要求3所述的气体分散器，其特征在于，所述支撑管为一端具有开口的支撑管，所述气体分散器还包括: 对应所述支撑管的开口设置的盖帽，所述盖帽与对应的支撑管的端部固定连接，且与对应的所述支撑座相抵接；以及设置于所述支撑管的另一端的轴向锁紧件，且与对应的所述支撑座相抵接。
7.如权利要求6所述的气体分散器，其特征在于，所述支撑管具有开口的一端为背向所述第二输气管的端部，所述盖帽具有至少一个第四通气孔，所述第一输气管通过所述至少一个第四通气孔与所述支撑管的内部空间相连通；与所述第二输气管固定连接的所述支撑座上具有至少一个第二通气孔，所述第二输气管通过所述至少一个第二通气孔和所述气体分散机构与所述弹性套之间的空间相连通。
8.如权利要求1所述的气体分散器，其特征在于，所述支撑件具有第五通气孔，所述第一输气管通过所述第五通气孔，和所述支撑件的外周面与所述弹性套的内表面形成的空间相连通。
9.如权利要求1所述的气体分散器，其特征在于，所述弹性套的长度大于所述气体分散机构的长度，和/或，所述弹性套为橡胶弹性套。
10.如权利要求1所述的气体分散器，其特征在于，所述气体分散器还包括:套设于所述支撑件上且支撑所述弹性套的垫环。
11.如权利要求1所述的气体分散器，其特征在于，所述气体分散器还包括:分别套设于所述弹性套的两端上且沿所述弹性套的径向方向锁紧所述弹性套的两个锁紧环。
12.如权利要求11所述的气体分散器，其特征在于，所述锁紧环为弹簧卡圈。
13.如权利要求1?12任一所述的气体分散器，其特征在于，所述气体分散机构为被轴向限位且叠置设置的一组环形片，所述环形片的至少一个面具有多条沿所述环形片的内圈向外圈的方向延伸的沟槽。
14.如权利要求13所述的气体分散器，其特征在于，所述叠置设置的一组环形片为一组径向自定位的环形片。
15.如权利要求14所述的气体分散器，其特征在于，每一个所述环形片的一面具有至少一个凸出部，另一面具有与每一个所述凸出部配合的凹陷部，相邻两个环形片叠置后，对应的凸出部和凹陷部形成环形片的径向自定位机构；或者，每一个所述环形片为叠置后在径向自定位的蝶形环片；或者，每一个所述环形片包括环形片本体和从所述环形片本体的至少一部分外缘面或内缘面延伸且凸出所述环形片本体的折弯部。
16.如权利要求14所述的气体分散器，其特征在于，所述环形片为塑料环形片，和/或，所述沟槽的横截面为圆弧形，且直径为50?250微米。
17.—种曝气装置，其特征在于，包括多个如权利要求1?16任一项所述的气体分散器，与每一个所述气体分散器连接的第一输气管和第二输气管，以及，向所述第一输气管供气的第一气泵，向所述第二输气管供气的第二气泵。
【文档编号】C02F7/00GK204173977SQ201420627653
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】李鹏飞, 劳森 申请人:北京伊柏机电设备有限公司