一種穿孔插入式曝氣頭的製作方法

2023-09-19 01:32:10

本發明涉及一種向水處理設施氣衝洗或充氧曝氣的穿孔插入式曝氣頭，可用於水處理設施氣衝洗，也可用於提供水處理設施內水微生物所需氧氣。

背景技術：

給排水領域水處理設施中，水處理設施的清洗往往採用氣衝洗，需向設施內鼓入大量的壓縮空氣；生物處理設施中，好氧微生物降解水中汙染物需要消耗氧氣，通常採用曝氣供氧。氣衝洗或曝氣供氧既需要布氣均勻，又要防止曝氣頭堵塞。目前水處理設施中氣衝洗或充氧曝氣常用的供氣設備有微孔曝氣器、單孔膜曝氣器、穿孔管等。

氣衝洗所用的氣量通常大於供氧曝氣量，故氣衝洗過程中，通常採用穿孔管供氣。採用穿孔管供氣的過程中，為了防止堵塞氣孔，其孔徑一般不小於5mm。但孔徑較大往往導致布氣不夠均勻。

微孔曝氣器氧利用效率高，但其結構複雜，安裝檢修不方便，而且製造成本較高；單孔膜曝氣器空氣氧利用效率也較高，且不易堵塞，但是安裝時需要專用的管道；穿孔管曝氣是在曝氣管道上直接開孔，讓空氣從孔中釋放出來的方法。這種方法十分簡便，製造成本低廉，但空氣氧利用效率低，曝氣不易均勻，管孔易堵塞。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種結構簡單合理、堅固耐用，安裝簡便，造價低廉，布氣均勻，不易堵塞，釋放的氣泡直徑小、分布範圍大的穿孔插入式曝氣頭。

本發明通過以下技術方案實現：

一種穿孔插入式曝氣頭，包括帶掛鈎的開孔蓋板、單孔橡膠膜片、帶掛鈎的開孔插座和橡膠墊片；

所述開孔蓋板中部開有中心孔，中部下端外周設有定位槽，邊緣向下延伸形成直掛鈎；

所述單孔橡膠膜片的中心開有一膜孔，外沿為o型實心密封圈；

所述帶掛鈎的開孔插座頂部為平板，平板的外周邊沿設有臺階，平板中部開有插座中心孔，平板下端沿插座中心孔圓周間隔均勻設有多個圓弧型的插頭，每個圓弧型的插頭底部設有圓弧型掛鈎；

所述橡膠墊片中心開有通孔；

所述橡膠膜片置於開孔蓋板的定位槽內，橡膠墊片套在插頭外周上，帶掛鈎的開孔插座的插頭插入穿孔布氣管的氣孔中，開孔蓋板的直掛鈎鉤住帶掛鈎的開孔插座臺階上的平板；橡膠膜片被夾緊於蓋板和開孔插座頂平板之間；帶掛鈎的開孔插座的圓弧型掛鈎穿過氣孔鉤住穿孔布氣管的內壁；橡膠墊片位於穿孔布氣管的上端；

所述單孔橡膠膜片的膜孔的孔徑為1～3mm，插座中心孔的孔徑為5～8mm。

為進一步實現本發明目的，優選地，所述圓弧型的插頭的個數為3個。

優選地，所述蓋板中心孔的孔徑為9～10mm。

優選地，所述穿孔布氣管上氣孔的孔徑比插頭的外徑大0.5mm。

優選地，所述插頭的外徑大於插頭的內徑2～3mm。

優選地，所述橡膠膜孔和插座中心孔的孔徑分別為2～3mm和6～8mm。

優選地，所述橡膠膜孔和插座中心孔的孔徑分別為1～2mm和5～7mm。

本發明橡膠膜片置於開孔蓋板的定位槽內，被夾緊於蓋板和開孔插座頂平板之間，並安裝於穿孔管的氣孔中；橡膠膜片中心開有一橡膠膜孔，膜片外沿為o型實心密封圈；安裝時先將橡膠墊片套在插頭上，將組裝好的穿孔插入式曝氣頭用力插入氣孔中，藉助圓弧插頭的彈力使掛鈎扣住氣孔的下沿，依靠受壓橡膠墊片的彈力和掛鈎的作用力，使開孔插座能夠緊扣到穿孔布氣管的內壁；橡膠墊片亦具有密封作用，穿孔布氣管內的空氣基本經由插座中心孔向外出氣；工程運行時，空氣經由穿孔布氣管上的氣孔、插座中心孔、橡膠膜孔，最後由蓋板中心孔向外擴散；需檢修時，將蓋板掛鈎向外掰開，即可將蓋板及橡膠膜片卸下。單孔橡膠膜片中心設有直徑為1～3mm的小孔，插座中心孔的孔徑為5～8mm，形成了從大孔進氣，小孔出氣的漸變過程，可使布氣均勻且防止氣孔堵塞。

本發明的有益效果是：該穿孔插入式曝氣頭不僅可用於反衝洗時的氣衝洗過程中的均勻布氣，也可用於向設施內曝氣供氧。由於從小孔出氣，可使布氣均勻，且可以通過增大插座中心孔的孔徑來防止氣孔堵塞，特別適用於汙水生物處理設施中氣衝洗時的供氣過程和曝氣供氧過程。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、結構簡單合理，採用插孔式安裝，安裝、檢修簡便；

2、價格低廉、堅固耐用；

3、釋放的氣泡直徑小、分布範圍大、布氣均勻性好；

4、可增大曝氣頭插座的直徑來防止氣孔堵塞。

附圖說明

圖1是本發明一種穿孔插入式曝氣頭的結構示意圖。

圖2是圖1的爆炸圖。

圖3是圖1中開孔蓋板的俯視圖。

圖4是圖1中單孔橡膠膜片的俯視圖。

圖5是圖1中帶掛鈎的開孔插座的俯視圖。

圖6是本發明穿孔插入式曝氣頭工作狀態示意圖。

圖中示出：開孔蓋板1、單孔橡膠膜片2、帶掛鈎的開孔插座3、橡膠墊片4、穿孔布氣管5、蓋板中心孔6、膜孔7、插座中心孔8、氣孔9、定位槽10、直掛鈎11、o型實心密封圈12、平板13、插頭14、圓弧型掛鈎15。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，一種穿孔插入式曝氣頭，包括帶掛鈎的開孔蓋板1、單孔橡膠膜片2、帶掛鈎的開孔插座3和橡膠墊片4。

如圖1-3所示，開孔蓋板1中部開有中心孔6，中部下端外周設有定位槽10，邊緣向下延伸形成直掛鈎11。

如圖1、2和4所示，單孔橡膠膜片2的中心開有一膜孔7，外沿為o型實心密封圈12。

如圖1、2和5所示，帶掛鈎的開孔插座3頂部為平板13，平板13的外周邊沿設有臺階，平板13中部開有插座中心孔8，平板13下端沿插座中心孔8圓周間隔均勻設有多個圓弧型的插頭14，每個圓弧型的插頭14底部設有圓弧型掛鈎15；優選圓弧型的插頭14的個數為3個。

如圖1和2所示，橡膠墊片4中心開有通孔。

如圖1和圖6所示，橡膠膜片2置於開孔蓋板1的定位槽10內，橡膠墊片4套在插頭14外周上，帶掛鈎的開孔插座3的插頭14插入穿孔布氣管5的氣孔9中，開孔蓋板1的直掛鈎11鉤住帶掛鈎的開孔插座3臺階上的平板13；橡膠膜片2被夾緊於蓋板1和開孔插座頂平板13之間；帶掛鈎的開孔插座3的圓弧型掛鈎15穿過氣孔9鉤住穿孔布氣管5的內壁；橡膠墊片4位於穿孔布氣管5的上端。單孔橡膠膜片的膜孔7的孔徑為1～3mm，插座中心孔8的孔徑為5～8mm；蓋板中心孔6的孔徑為9～10mm。

安裝時，先將橡膠墊片4套在插頭14上，將組裝好的帶掛鈎的開孔插座3插頭14用力插入穿孔布氣管5的氣孔9中，藉助圓弧插頭14的彈力使圓弧型掛鈎15扣住氣孔9的下沿，依靠受壓橡膠墊片4的彈力和圓弧型掛鈎15的作用力，使帶掛鈎的開孔插座3能夠緊扣到穿孔布氣管5的內壁；橡膠墊片4亦具有密封作用，穿孔布氣管5內的空氣基本經由插座中心孔8向外出氣。

帶掛鈎的開孔插座3下部為3片圓弧型的插頭14，插頭14的內徑即為插座中心孔8的孔徑，中心孔8為整個帶掛鈎的開孔插座的出氣通道，其孔徑的大小和插頭14的內徑相同；插頭14下端為帶圓弧型掛鈎15，圓弧型掛鈎15的內徑是指不包括材料本身的壁厚，外徑包括材料的厚度，大於插頭14的內徑2～3mm；穿孔布氣管5上氣孔9的孔徑比插頭14的外徑大0.5mm。

開孔蓋板1上開有中心孔6，兩壁帶有掛鈎11，安裝時用手將蓋板1連同橡膠膜片2對準插座中心孔8用力往下按，使開孔蓋板上的直掛鈎11扣住帶掛鈎的開孔插座3的開孔插座頂平板13下沿，依靠受壓橡膠膜片2的彈力和直掛鈎11的作用力使得開孔蓋板1連同橡膠膜片2緊扣到插座頂部平板13上，空氣經由穿孔布氣管上的氣孔9、插座中心孔8、橡膠膜孔7，最後由蓋板中心孔6向外擴散；檢修時，將直掛鈎11向外掰開，即可將開孔蓋板1及單孔橡膠膜片2卸下。

該穿孔插入式曝氣頭可用於向汙水生物處理設施中氣衝洗時的供氣過程和曝氣供氧過程，其用途的不同取決於橡膠膜孔和插座中心孔孔徑的大小。橡膠膜孔7的孔徑範圍一般在1～3mm之間，插座中心孔8的孔徑範圍對應在5～8mm之間；採用穿孔管布氣時，其孔徑要求不小於5mm。當對水處理設施進行氣衝洗，所需橡膠膜孔7和插座中心孔8孔徑較大，分別為2～3mm和6～8mm，故採用較大孔徑時可用於氣衝洗過程；而為保證較高的氧利用率，要求氣泡直徑足夠小，因此採用較小孔徑時，分別為1～2mm和5～6mm，該穿孔插入式曝氣頭適用於對水處理設施進行充氧曝氣。

本發明工作時，空氣經由穿孔布氣管5上的氣孔9、插座中心孔8、橡膠膜孔7，最後由蓋板中心孔6向外擴散；壓縮空氣經插座中心孔8，通過單孔橡膠膜片2上中央細小的直徑為1～3mm的橡膠膜孔7，呈微小氣泡狀不斷流出，由於單孔橡膠膜片2外沿為o型實心密封圈，可形成均勻的氣墊層，空氣在這裡呈紊流狀態，因此在壓力作用下，呈紊流狀態的壓縮空氣通過橡膠膜孔7流出，可形成較大範圍的扇形微小氣泡流；最終通過開孔蓋板1的中心圓孔6進入池內，使得氣衝洗過程中或曝氣布氣均勻，反衝洗或曝氣效果良好。

由於開孔蓋板1的中心圓孔6和插座中心孔8直徑比較大，故不易被堵塞；當供氣管道中的空氣夾帶有小的固體顆粒而堵住單孔橡膠膜片2中央微小的橡膠膜孔7時，該處的空氣壓力迅速變大，使橡膠膜孔7的孔徑隨之撐大，當橡膠膜孔7的孔徑撐大到比雜質顆粒粒徑稍大時，雜質顆粒就可以被壓縮空氣吹脫帶入水中，此時單孔橡膠膜片2又恢復正常工作狀態，因此，單孔橡膠膜片2的橡膠膜孔7不易堵塞。故整個穿孔插入式曝氣頭的效果為使氣衝洗或曝氣時布氣均勻，且不易被堵塞。

現有技術中微孔曝氣器氧利用效率高，但其結構複雜，安裝檢修不方便，而且製造成本較高；

單孔膜曝氣器空氣氧利用效率也較高，且不易堵塞，不怕生物陶粒濾料堆壓，但是其結構特殊，安裝時需要專用的管道；

穿孔管曝氣是在曝氣管道上直接開孔，讓空氣從孔中釋放出來的方法。這種方法十分簡便，製造成本低廉，但空氣氧利用效率低，曝氣不易均勻，管孔易堵塞。

相比於以上三種曝氣，本發明結構簡單，安裝檢修方便，釋放的氣泡直徑小、分布範圍大，且不易堵塞，氧利用效率較高，造價低廉，具體體現如下：

(1)本發明曝氣頭安裝在原有穿孔管的氣孔之中，不需要額外特殊管件，結構簡單；採用插入式安裝，安裝檢修方便且造價低廉；

(2)本發明曝氣頭單孔橡膠膜片膜孔尺寸較小，曝氣均勻且不易堵塞；

(3)本發明曝氣頭採用單孔橡膠膜片和o型實心密封圈設計，曝氣時可形成均勻的氣墊層。在壓力作用下，呈紊流狀態的壓縮空氣通過橡膠膜片中央細小的膜孔呈微小氣泡狀不斷流出，形成較大範圍的扇形微小氣泡流，氧利用效率高。