專利名稱：非均勻布孔的曝氣膜管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將氣體導入液體中的曝氣元件。主要涉及環(huán)保領域中利用液體對廢氣進行處理，或者利用氣體對污水進行處理的一種充氣元件。
技術背景 在環(huán)保領域的廢水和廢氣處理系統(tǒng)中，液體和氣體的混合是常見的措施。例如將煙囪排放的燃煤煙氣導入堿性吸收液中，利用堿性液體吸收燃煤煙氣中的二氧化硫后凈化排放；對工廠的排放污水進行強制曝氣，將空氣中的氧氣導入污水中，補充污水凈化過程中
需要的氧氣等等。最為普通的充氣元件是以剛性材料做成管狀或噴頭狀，在其工作面均勻布孔，通過這些密集的小孔將氣體均勻分布在液體中，以達到向液體中導入氣體的目的。但是在剛性材料上布孔孔徑相對較大，開孔率也比較低，充氣過程中產(chǎn)生的氣泡較大，而數(shù)量較少。這樣的運行動能消耗很大，效率卻不高。并且這些通孔極容易被堵塞，特別是充氣停止時，液體通過通孔逆向進入充氣元件內，液體所帶的固相物或結晶物會逐漸堵塞通孔。為提高充氣元件的效率，人們發(fā)展了中微孔或微孔充氣元件。它是將一些剛性材料經(jīng)特殊加工工藝形成許多連貫微氣泡的通孔，制成的充氣元件開孔率相對高而孔徑相對小，曝氣過程形成的氣泡較小而密度較高，從而大大提高運行效率。但是用這種方法制成的充氣元件結構復雜，部件極易損壞，再則它的微孔流道較長而不成規(guī)則的直線狀，故更容易堵塞，它不但要求在運行過程要控制液體不能逆向流進充氣元件，而且對氣體的凈化要求也較高，在使用中一般要定期進行再生處理，故在工業(yè)應用中存在許多限制。人們進一步發(fā)展了微孔曝氣軟管的氣體分布器，它是在有一定彈性的柔性材料上(諸如柔性塑料管，橡膠管)均勻布置高密度微孔，通過這些微孔進行曝氣，當分布器內部的壓力低于外部液體壓力時，氣體分布器的微孔呈封閉態(tài)，液體逆流進分布器的通路閉斷；當分布器內壓超過膜管外部液體壓力時，柔性的基材形變使微孔呈張開態(tài)，氣體順利通過微孔進入液體曝氣。當該曝氣元件外部有固相物料封堵時，可瞬間加大氣體分布器內部壓力。使氣體分布器元件體積增大，破壞外部封堵物的形狀，并由加壓的氣流沖刷微孔及微孔周圍的降積物。它比較由剛性材料制作成的曝氣元件，無論是充氣效率或防堵塞能力均有大幅提高，這種技術及制品已在廣泛領域充分推廣使用。但是它仍有一些缺陷，如中國專利200710132308. I針對現(xiàn)有技術提供了一種微孔關閉能力更好，防堵塞能力更佳的斜微孔曝氣軟管。公知的微孔曝氣管是在管狀柔性材料的管壁上全部均勻布置高密度微孔，以期取得最大的曝氣通量。這樣在曝氣時將周遭管壁上所有的微孔均勻打開，形成氣體通道所需要的能耗是很大的，而我們驚奇的發(fā)現(xiàn)并不是在柔性膜管的管壁上全部布置微孔對曝氣效率是最有利的，有時候卻適得其反。并且在管壁上的均勻布孔還將導致對液體曝氣的不均勻。我們知道將氣體導入液體中是一個溶解過程，氣相在液相中的溶解度很大程度上取決于兩相的接觸時間。由于氣相的密度遠遠小于液體，導致氣體很容易從液體中逃逸。公知的彈性膜管在曝氣時的截面是圓形的，這樣均勻布置在圓周的膜壁上的高密度微孔在打開對液體進行充氣時，圓周水平軸線底部出來的微泡在上浮時很容易和在它上面出來的微泡串泡而形成較大的微泡，較大的微泡的上浮速度比微泡快，在上浮過程中又迅速串泡形成更大的微泡。這樣就導致充氣到液體中的有效氣體來不及被液體充分接觸溶解就逃逸出液體，致使曝氣的能耗得不到高效利用。也正是由于彈性膜管在曝氣時的截面是圓形的，管壁上均勻布置的微孔導致在圓周上每行微孔間隔的完全不均勻，這種不均勻加劇了曝氣過程中的竄泡現(xiàn)象的發(fā)生。
發(fā)明內容本實用新型的目地在于為克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種對液體進行微泡充氣的高效率低能耗的微孔曝氣元件一非均勻布孔的曝氣膜管。包括由柔性材料制成的膜管本體，膜管本體在曝氣狀態(tài)時呈圓管狀，其縱向截面呈圓形，膜管的使用長度是任意的。膜管的壁厚在0. 2mnT0. 6mm。在充氣前或關閉充氣后,膜管閉合成扁面狀,膜管上的微孔閉合成一字，一字長度在0. 5mnTl. 5mm。其特征是在柔性膜管壁上分布的高密度曝氣微孔不是均勻分布的。 作為本實用新型的設置，高密度曝氣微孔非均勻分布在膜管本體的中軸線以上部位，膜管本體的中軸線以下部位不設置曝氣微孔。這樣，在膜管處于工作狀態(tài)時，不設置曝氣微孔的膜管部位不構成對液體充氣。作為本實用新型的進一步設置，所分布的曝氣微孔構成與膜管的中軸線平行的多條平行線，平行線的數(shù)量在8 34條，優(yōu)選在14 22條。每條平行線之間的間隔距離從下向上遞減。在膜管本體的中軸線部位距離間隔最大，在膜管本體的上頂部部位間隔距離最小。每條平行線之間的間隔距離在最大在18mm，最小在1mm。實質上曝氣微孔構成的平行線的間隔距離等值于膜管充氣工作狀態(tài)時，每行曝氣微孔之間在膜管本體弧線上的長度。作為本實用新型的更進一步設置，所分布高密度曝氣微孔在一條平行線上的角度都與中軸線成固定角度，曝氣微孔由微切口構成，一條平行線上的曝氣微孔的切口角度相同。而每條平行線上的曝氣微孔的切口角度不同。切口角度分布在1° 30°。作為本實用新型的更進一步設置，彈性膜管在使用安裝時是有安裝方向的。在安裝使用時，曝氣微孔密度高的部位方向向上，曝氣微孔密度低的部位方向向下。與現(xiàn)有技術相比，由于本實用新型曝氣膜管的非均勻高密度微孔分布，在元件上避免了曝氣過程中的細泡的竄泡現(xiàn)象，延長了氣體在液體中的停留時間。使有效氣體在液體中被充分溶解，可以達到在曝氣效率更高的前提下能耗更少的曝氣要求。微孔在膜管本體上的不同角度的分布使柔性膜管的微孔打開比起現(xiàn)有的微孔曝氣軟管的打開只需要消耗更少的能量且不引起細泡的竄泡。達到在曝氣效率更高的前提下能耗更少的曝氣要求。下面結合具體實施例及附圖對本實用新型作進一步說明。

圖I為本實用新型具體實施例外觀示意圖。圖2為附圖I A-A剖視圖。圖3為附圖I ( I部位)局部放大圖。
具體實施方式
如圖I所示，非均勻布孔的曝氣膜管包括由柔性材料制成的膜管本體(1)，膜管本體(I)在曝氣狀態(tài)時呈圓管狀。如圖2所示其縱向截面呈圓形。如圖I所示，在膜管本體(I)上非均勻分布有貫穿管壁的高密度曝氣微孔(2)，高密度曝氣微孔(2)非均勻分布在膜管本體(I)的中軸線(3)以上部位。不設置曝氣微孔的膜管部位(4)不構成對液體充氣。所分布的曝氣微孔(2)構成與膜管的中軸線(3)平行的多條平行線，每條平行線之間的間隔距離從下向上遞減。在膜管本體(I)的中軸線(3 )部位距離間隔最大，在本例中的間隔距離為16mm，并向上遞減至膜管本體(I)的上頂部部位，間隔距離為1.5mm。如圖3所示，分布的高密度曝氣微孔在一條平行線上的角度都與中軸線成固定角度，但每條相互平行線上所布置的高密度曝氣微孔的角度各不相同。角度的選擇對柔性膜管上的微孔打開所需要的能耗至關重要。是根據(jù)工藝上對柔性曝氣膜管的性能需要，由所
選擇的柔性曝氣膜管本體的徑向彈性模量所決定的，在本例中所分布的曝氣微孔(2)最大角度為16度，最小角度為3度。
權利要求1.非均勻布孔的曝氣膜管，包括由柔性材料制成的膜管本體(I)，在膜管本體(I)上非均勻分布有貫穿管壁的高密度曝氣微孔(2)，其特征在于所述的高密度曝氣微孔(2)非均勻分布在膜管本體(I)的中軸線(3)以上部位，所述的微孔構成與膜管的中軸線平行的多條平行線，每條平行線之間的距離從下向上遞減，所述的高密度曝氣微孔(2)在一條平行線上的角度都與中軸線成固定角度，而每條相互平行線上所布置的高密度曝氣微孔(2)的角度各不相同。
2.根據(jù)權利要求I所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述的膜管本體(I)的中軸線(3)以下部位(4)，不設置曝氣微孔。
3.根據(jù)權利要求I所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述曝氣微孔(2)構成的與膜管中軸線(3)平行的平行線的數(shù)量在14 22條。
4.根據(jù)權利要求3所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述曝氣微孔(2)構成的姆條平行線之間的間隔距離最大在18mm,最小在1mm。
5.根據(jù)權利要求I或4所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述曝氣微孔(2)構成的每條平行線之間的距離間隔是不同的，在膜管本體(I)的中軸線(3)部位距離間隔最大，在膜管本體(I)的上頂部部位間隔距離最小。
6.根據(jù)權利要求I所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述曝氣微孔(2)由微切ロ構成，一條平行線上的曝氣微孔的切口角度相同。
7.根據(jù)權利要求I所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述曝氣微孔(2)由微切ロ構成，每條平行線上的曝氣微孔的切口角度不同。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述曝氣微孔(2)由微切ロ構成，切口角度分布在1° 30°。
9.根據(jù)權利要求I所述的非均勻布孔的曝氣膜管，其特征在于所述膜管本體(I)在安裝使用時曝氣微孔(2)密度高的部位方向向上，曝氣微孔(2)密度低的部位方向向下。
專利摘要一種將氣體導入液體中的曝氣元件—非均勻布孔的曝氣膜管。包括由柔性材料制成的膜管本體(1)，膜管本體(1)在曝氣狀態(tài)時呈圓管狀，其縱向截面呈圓形，在膜管本體(1)上非均勻分布有貫穿管壁的高密度曝氣微孔(2)，其特征在于所述的高密度曝氣微孔(2)非均勻分布在膜管本體(1)的中軸線(3)以上部位。與現(xiàn)有技術相比，由于本實用新型曝氣膜管的非均勻高密度微孔分布，在元件上避免了曝氣過程中的細泡的竄泡現(xiàn)象，延長了氣體在液體中的停留時間。達到在曝氣效率更高的前提下能耗更少的曝氣要求。
文檔編號C02F7/00GK202569979SQ201220125578
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權日2012年3月29日
發(fā)明者陳懷洲 申請人:陳懷洲