一种曝气盘及包括其的曝气器的制作方法

本发明涉及一种用于对液体环境充气的设备，具体涉及一种用于曝气池中曝气管道上的曝气盘及包括其的曝气器。

背景技术：

在液体环境(例如鱼塘、水族馆、家用鱼缸、微生物培养池、污水处理池等)中，有时需要充气(包括充氧)，将气体送入液体体系内，这类充气设备称为曝气器，如果输送的气体主要是氧气时，又称为曝气增氧设备。

在培养微生物以净化污水的体系中，曝气增氧设备有许多种，其中最为普遍使用的是机器搅拌曝气增氧设备和鼓风曝气增氧设备。现在污水处理厂使用的大部分鼓风曝气增氧设备是刚玉曝气器，即砂轮材质曝气器的孔经烧结成型和橡胶膜片曝气器，即橡胶膜片材质上通过机器打孔和激光打孔)等曝气增氧设备。鉴于曝气器的曝气口都是固定孔，由于气体中含有油分和灰分，刚玉曝气器的曝气口易堵塞，从而运行中的阻力迅速加大，电耗迅速增加，以致无法运行的缺点，中国发明专利cn205061665公开了一种曝气盘及包括其的曝气器，包括一个连接柱；一个曝气盘，整体为板状，其中间有孔，供所述连接柱穿过，以固定至所述连接柱；于其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的槽；在凸台与中间供所述连接柱穿过的孔之间，有穿透的洞，但是所述洞与所述孔不连通；一块或两块固定板，整体为板状，其中间有孔，供所述连接柱穿过，用于将所述曝气盘固定至所述连接柱；所述连接柱为实心的杆，或者为空心的、外缘开口的杆；所述固定板除中间供所述连接柱穿过的孔之外，无其他的通透的孔或洞，或者在对应于所述曝气盘的凸台围绕的中间位置开有洞，所述洞不与其中间的孔连通；但是，排除如下的方案：所述连接柱为实心的杆，并且连接在所述连接柱上、处于曝气盘两个外侧的固定板除中间供所述连接柱穿过的孔之外，都无其他通透的洞用于解决现有技术中曝气口易堵塞、氧利用率不高、耗电多等问题，但是该技术方案中，由于在连接柱上串上曝气盘，曝气盘中间有孔，则当气流过大时，曝气盘容易串位，无法自行恢复原装。

技术实现要素：

针对上述背景技术所阐述的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种曝气盘及包括其的曝气器。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种曝气盘，包括本体，所述本体为中空的板状，本体外缘部位设置连接板，连接板外缘部分设置凸台，所述凸台表面设置通槽；连接板设置定位孔。

上述技术方案中，所述连接板设置定位槽，相对于定位槽中心位置，本体背面设置定位柱。

上述技术方案中，所述本体的连接板外缘部分两侧均设置凸台。

上述技术方案中，所述本体的连接板外缘部分单侧设置凸台，本体背面为光滑表面。

上述技术方案中，所述定位孔和定位槽间隔设置。

上述技术方案中，所述连接板内缘部位设置定位孔。

上述技术方案中，所述通槽竖向截面为矩形。

上述技术方案中，所述曝气盘为圆形、椭圆形、长方形。

一种曝气器的连接柱，所述连接柱为内部设置空气腔的杆，连接柱在轴向方向上设置固定柱，连接柱设置通透的通气孔，连接柱两端设置螺纹。

上述技术方案中，所述连接柱沿着轴向的方向设置加强筋。

上述技术方案中，所述连接柱两端均设置外螺纹。

上述技术方案中，所述连接柱两端分别设置外螺纹和内螺纹。

一种用于曝气器连接柱的安装帽，所述安装帽设置螺纹槽，在螺纹槽边缘位置设置定位齿，定位齿和帽边之间设置凹槽，凹槽内设置支撑柱。

上述技术方案中，所述螺纹槽的背部与安装帽的帽边之间设置径向加强筋。

一种用于曝气器连接柱的安装帽，所述螺纹槽底部为中空。

一种曝气器，包括至少一个连接柱，至少一个曝气盘，一个安装帽，所述曝气盘穿过并活接在连接柱上，安装帽固定在连接柱一端。

本发明通过定位孔和固定柱结合的方式，曝气盘活接到连接柱上，曝气口由曝气盘凸台上设置的通槽形成，为非固定大小的出口，如果曝气口堵塞，则通过增大通入气体的气压，实现曝气口的尺寸变化，有利于污染物冲出，使微孔重新处于“干净”状态，通过定位孔和固定柱结合的方式，无须使用橡胶预应力圈，减少了由于橡胶易老化撕裂问题造成漏气的安全隐患，克服现有技术中存在运行阻力大、易堵塞、氧利用率运行不高、耗电、维修困难、不可再生等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的曝气盘主视结构示意图。

图2为本发明的曝气盘后视结构示意图。

图3为本发明的连接柱a结构示意图。

图4为本发明的连接柱b结构示意图。

图5为本发明的安装帽a结构示意图。

图6为本发明的安装帽b结构示意图。

其中：曝气盘1、连接板11、凸台12、通槽13、定位孔14、定位槽15、定位柱16、连接柱2、固定柱21、通气孔22、加强筋23、外螺纹24、内螺纹25、空气腔26、安装帽3、螺纹槽31、定位齿32、径向加强筋33、帽边34、凹槽35、支撑柱36。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本说明书中，曝气器和曝气盘、连接柱及安装帽之间为整体与部件的关系，曝气盘、安装帽与连接柱配合，形成曝气器。其中曝气器与曝气盘、连接柱及安装帽之间存在内在联系，因此，涉及曝气盘、连接柱及安装帽的说明均适用于曝气器。

在本说明书中，为叙述的方便与简明，曝气盘按设置通槽的凸台表面处于水平方向的方位为准，此时认为曝气盘处于水平方向。

类似地，为叙述的方便与简明，曝气盘整体为板状，以其面积最大的平面处于水平位置为准，此方位作为其水平位置，此时多个曝气盘可以以最大的面积实现一个置于另一个之上的叠置结构。

根据图1和图2所示，本发明的曝气盘整体为中空的板状，在曝气盘处于水平方向时，其中空结构沿竖直方向穿透曝气盘，供所述连接柱穿过；连接板所设置的定位孔，位于连接板的内缘部位，连接板其外缘部分设有高出其中间部分的凸台，使得曝气盘处于水平方向时，整体截面呈“凹”字形，即外缘部分高、中间部分低的构型；凸台沿曝气盘本体外周缘分布，凸台表面设置的通槽，位于凸台表面的内外侧，即凸台朝向曝气盘中心的一侧和朝向曝气盘外侧的一侧，端部均为贯通的、开口的通槽，使得通槽在凸台表面是贯通的。曝气盘本体的连接板外缘部分两侧均设置凸台，或者也可以单侧设置凸台，凸台设置通槽，本体另一面的背面为光滑表面。

当曝气盘设置通槽的凸台处于水平方向时，沿与水平方向垂直的竖向观察，通槽的轮廓可以是v字形、矩形、弧形(包括半圆形)或其他任何可用的形式；通槽在曝气盘上有多种分布方式，例如沿径向分布，即从中心向外发散；但是，此处术语“径向”未必意味着曝气盘为某种特定的形状，例如圆形；螺旋式分布等。另外，通槽在曝气盘凸台表面可以为连续、均匀分布，也可以离散分布，例如一组通槽与另一组通槽存在间距，该间距与组内各通槽之间的间隔不同。通槽的长度可根据实际需要和加工工艺来设定，如果为径向分布，则其长度为凸台沿径向的长度，但是，只要曝气盘凸台表面设有在凸台的内外侧端部均有开口的通槽，使得通槽在凸台表面是贯通的，则可实现发明目的，并属于发明的范围，其具体尺寸不限。例如，曝气盘凸台表面上设有的通槽宽度优选为0.07mm至小于0.1mm(即0.07-0.1mm，但是不包括0.1mm；如果一个通槽在整个通槽长度上宽度不一致时，其最大值与最小值在0.07mm至小于0.1mm范围内变化)，通槽深度为0.1-1.2mm(如果一个通槽在整个通槽长度上深度不一致时，其最大值与最小值在0.1-1.2mm范围内变化)。出乎意料的是，发明人通过实验证实，只要通槽宽度在0.07mm至小于0.1mm之间，不管通槽的高度如何，都可以实现有利的效果：低于0.07mm时，曝气阻力大；高于0.1mm则出气为大气泡，气体利用率低。通槽之间的间隔为0.05-2mm。例如，凸台的高度(从曝气盘中间平面起算)为0.1-2.0mm，凸台的宽度(按凸台沿由曝气盘中心向外的直线方向上计)为0.5-30mm。优选地，凸台高度大于通槽的深度，这样有助于在凸台围绕的空间内形成储存气体的腔室，利于曝气过程的稳定操作。

曝气盘的中空结构外边缘可以是圆形、矩形、椭圆形等，优选为圆形，其尺寸优选地稍大于连接柱的外径尺寸，连接柱在轴向方向上设置的固定柱和曝气盘连接板内缘部位设置的定位孔结合，便于曝气盘安装并活接在连接柱上，中空结构外边缘的形状优选地与连接柱的外部轮廓一致，但这只是出于加工和装配方便的考虑，如果中空结构外边缘的形状与连接柱的外部轮廓不一致，则连接时，必然在曝气盘和连接柱之间形成空间，会降低曝气器的使用效果，则可能采用垫片等，密封曝气盘和连接柱之间形成空间。曝气盘的大小、厚度不限，可以按实际需要确定。例如，曝气盘直径(非圆形时，按内切圆的直径计)可以为5-250mm，厚度例如为1-5mm。

在曝气盘上设置固位装置，即在本体正面连接板设置定位槽，相对于定位槽中心位置，本体背面设置定位柱。这样在相邻的两个曝气盘中，其中一个曝气盘本体的连接板设置的定位槽，与另一个曝气盘在对应背面设置的与该定位槽对应的定位柱，定位柱可以插入定位槽内，由此，可以有效防止在曝气过程中曝气盘之间的窜动位移，从而可靠地工作。

根据图3和图4所示，本发明所公开的杆状连接柱，连接柱为内部设置的空气腔，接柱设置的通气孔，通气孔实现外界与空气腔贯通，多个曝气盘串联在连接柱上形成组合式曝气器时，空气腔为一个容纳气体的腔室，有利于曝气器操作时气压的稳定，也避免了曝气盘连接至连接柱形成曝气器时，在个别曝气盘的曝气口堵塞时，易造成瞬时的局部压力不均衡，导致曝气器整体出现“脉冲式”的抖动或振动，不利于曝气器平稳运行。

连接柱沿着轴向的方向设置若干根加强筋，有助于加强连接柱的强度，避免在个别曝气盘的曝气口堵塞时，易造成瞬时的局部压力不均衡导致连接柱损害。

连接柱端部采用两种结构，一种结构是连接柱端部的两端均设置外螺纹，即定义连接柱a；另外一种结构是连接柱两端分别设置外螺纹和内螺纹，即定义连接柱b，这样一种结构连接柱的外螺纹可以螺接到另外一种结构连接柱的内螺纹中，实现连接柱的顺序连接，即实现连接柱无限延长，且连接柱也可以按照标准尺寸制作，如按照30cm、20cm标准尺寸生产连接柱，如生产现场需要使用130cm的连接柱时，采用3根30cm和2根20cm的连接柱，通过外螺纹螺接内螺纹的方式实现，有效的降低了运输和生产成本；连接柱无限延长同时也可以实现串联、叠置在连接杆上的曝气盘个数可以不限，在技术上无任何限制与困难，例如可以是单个，直至几个、几十个，乃至更多，普通技术人员可以根据需要选择，属于本领域普通技术人员熟知的技术手段。

根据图5和图6所示，本发明所公开的用于将曝气盘固定在连接柱上的安装帽，分为安装帽a和安装帽b，安装帽设置螺纹槽，在螺纹槽边缘位置设置定位齿，定位齿和帽边之间设置凹槽，凹槽的尺寸与形状略大于曝气盘尺寸，其形状与曝气盘相吻合，凹槽内设置支撑柱，曝气盘嵌入放置在凹槽内支撑柱上，通过定位齿与连接柱的加强筋的单向齿接，使得安装好曝气盘的连接柱，除破坏性打开外，不能再通过正常方式打开，加强了曝气器的防盗性和安全性；安装帽螺纹槽的背部与安装帽的帽边之间设置径向加强筋，目的在于加强安装帽的强度。

安装帽a和安装帽b的区别在于：安装帽a的螺纹槽底部为实心，安装帽b的底部为中空，其他结构一样。

根据本发明的一个实施方案，所述连接杆、曝气盘、安装帽由金属(铝、铁等)、塑料材料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚碳酸酯等材料)或硬橡胶制成。

本发明的曝气盘、连接杆可以采用已知的各种制造方法制造，例如，采用注塑、铸造、切削、车削等方法制造。曝气盘套在连接杆上，并固定，即形成曝气器。例如，曝气盘的中空结构边缘设置螺纹，与连接柱设置的螺纹配合，可以实现固定等。

基于本发明的曝气盘，本发明还提供一种曝气器，为下列实施方案之一：

实施方案1：一种曝气器，包括

一个连接柱a和一个连接柱b，至少一个曝气盘，安装帽a和安装帽b各一，曝气盘穿过并活接在连接柱上，安装帽a和安装帽b分别固定在连接柱两端。

连接柱b，所述连接柱两端分别均设置外螺纹和内螺纹。

实施方案2：一个连接柱a，至少一个曝气盘，安装帽a和安装帽b各一，曝气盘穿过并活接在连接柱上，安装帽a和安装帽b分别固定在连接柱两端。

两个或更多个曝气盘，各曝气盘本体为中空的圆形板状，本体外缘部位设置连接板，连接板外缘部分单侧设置凸台，本体背面为光滑表面，凸台表面设置通槽，通槽竖向截面为矩形；连接板内缘部位设置定位孔，连接板设置定位槽，相对于定位槽中心位置，本体背面设置定位柱，连接板内缘部位设置定位孔，定位孔和定位槽间隔设置。

连接柱为内部设置空气腔的杆，连接柱在轴向方向上设置固定柱和加强筋，连接柱设置通透的通气孔，连接柱两端设置外螺纹。

安装帽，安装帽设置的螺纹槽，螺纹槽为圆柱形，在螺纹槽边缘位置设置定位齿，定位齿和帽边之间设置凹槽，凹槽内设置支撑柱，螺纹槽的背部与安装帽的帽边之间设置径向加强筋。

方案1和方案2在于，方案1可在理论上无限制的延长连接柱的长度，从而实现曝气器的延长，无论哪种实施方案的曝气器，在使用时，当曝气量增大时，曝气盘、可以挠动，使得曝气盘槽形成的曝气口开口增大，这样，就为长期使用的曝气器清洁污物提供了可能，因为曝气口增大有利于污物的冲出。

对于连接柱两端的安装帽，也可以采用其他类似的紧固装置结构相替换。

本发明的曝气盘可用于向各种液体环境充气，例如用于鱼塘、水族馆、家用鱼缸、微生物培养池、污水处理池等，特别是用于培养微生物，例如，用于污水处理中的微生物培养。使用时，曝气器接通气源之后，没入液体环境内即可。随着使用时间延长，曝气口可能堵塞，气体操作压力增大(此时压力记作p1)；此时加大气量吹洗，清除曝气口的污物，然后恢复常态操作，即可以继续用比p1低的气压操作，这样可以反复操作，可以延长曝气器的使用寿命。

结合污水处理的特定体系，本发明的曝气器的优点是，利用非固定开口曝气口，克服刚玉曝气器、橡胶曝气器等曝气增氧设备固定开孔存在运行阻力大、易堵塞、易老化撕裂、氧利用率运行不高、耗电、维修困难不可再生等问题。槽曝气盘串联曝气器可用于各类水质净化处理，结构简单易行，使用寿命长，不易堵塞，阻力小，运行稳定可靠，再生容易，氧利用率高，服务面积大，气泡均匀，无二次污染，可以替代传统的增氧设备。

以下给出一个实施例的尺寸，当然，可以根据具体的生产需要，调整本发明中各组成结构的尺寸。

曝气盘为圆形，用聚乙烯塑料制成，其直径为70mm，厚度为4mm；连接板宽度7mm，凸台宽度为6mm，高度为1.5mm。

连接柱a、连接柱b长度均为30cm，外螺纹和内螺纹的长度均是2.5cm，外径为38mm，相邻两根加强筋的距离为35mm，安装帽高度为5cm。

实验仍然采用从城市雨天街道收集的污水和污水处理厂活性污泥，置于实验池中，将曝气器置于污水中，水平放置(连接杆轴线平行于水平方向)，连接杆轴线位于水平面下40cm处。按2m³/小时(按25℃、1大气压计，下同)通压缩空气；初期，曝气器气体入口压力2340pa；120小时后，曝气器气体入口压力达到2650pa，于是加大气量，用10m³/小时气量吹洗20分钟，然后恢复2m³/小时气量，检测曝气器气体入口压力，为2550pa。

实验过程中，曝气器运行稳定，无抖动和振动，说明其效果可以达到生产需求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。