專利名稱：自激振蕩微孔曝氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝氣器，尤其是一種微孔曝氣器。
背景技術(shù)：
在石化、印染、紡織、造紙、制藥等工業(yè)污水和城市生活污水生化處理工藝中，曝氣器由于能提供生化水處理所需的溶解氧而得到廣泛引用。目前常見的曝氣器采用膜片式微孔曝氣器，例如申請?zhí)枮?010101682404的中國專利申請公開說明書，公開了一種膜片式微孔曝氣器，包括基座、螺紋連接在基座上的頂蓋和橡膠膜片，其中頂蓋將橡膠膜片壓制在基座的上部，橡膠膜片中開有許多封閉式的微孔。通氣時，壓縮空氣通過管路進(jìn)入曝氣器的基座內(nèi)，在空氣壓力的作用下，橡膠膜片微微向上鼓起，氣體從未空中通過形成小氣泡，向污水處理池中提供溶解氧，以進(jìn)行生化處理。在實際應(yīng)用中，由于在一定的壓力下曝氣，導(dǎo)致污水曝氣池中的攪動很低，大多氣泡直接從頂部冒出，導(dǎo)致氧的利用率很低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有膜片式微孔曝氣器的攪動能力較弱、氧利用率較低、曝氣效果較差的不足，本發(fā)明提供一種增加曝氣池的紊流強(qiáng)度、提高氧的利用率、提升曝氣效果的自激振蕩微孔曝氣器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種自激振蕩微孔曝氣器，包括基座、連接在基座上的頂蓋和橡膠膜片，其中頂蓋將橡膠膜片壓制在基座的上部，所述橡膠膜片中開有微孔，所述基座下部開有供氣口，所述自激振蕩微孔曝氣器 還包括自激振蕩結(jié)構(gòu)，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)包括上噴嘴、自激振蕩腔和下噴嘴，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的上噴嘴與所述供氣口連通，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的下噴嘴與進(jìn)口管連通，所述進(jìn)口管與外接氣源連通，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的上噴嘴內(nèi)徑比所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的下噴嘴內(nèi)徑大。進(jìn)一步，所述自激振蕩腔的頂部設(shè)有錐形碰撞壁，所述上噴嘴位于所述錐形碰撞壁的中部。該錐形碰撞壁有利于氣流在自激振蕩腔內(nèi)形成渦環(huán)；當(dāng)然，碰撞壁的截面形狀也可以為其他形狀，例如三角形等，只要外徑上大下小即可。更進(jìn)一步，沿著所述上噴嘴從下到上，所述錐形碰撞壁的外徑逐漸變大。該方式的渦環(huán)效果較為理想，可使自激振蕩腔內(nèi)只產(chǎn)生一對沿軸線對稱的渦環(huán)，使渦環(huán)結(jié)構(gòu)較合理，使氣流產(chǎn)生穩(wěn)定的，周期性的激振，有明顯的主頻段，使激振脈沖效果最好。當(dāng)然，也可以采用其他方式。再進(jìn)一步，所述進(jìn)口管的內(nèi)徑沿著遠(yuǎn)離所述自激振蕩腔方向逐漸由小變大。在進(jìn)口管內(nèi)對氣流進(jìn)行加速，也有利于提升紊流效果。所述上噴嘴與所述下噴嘴的中心線位于同一直線上，以減少曝氣過程能量損失，降低曝氣能耗。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:該微孔曝氣器設(shè)有振蕩結(jié)構(gòu)，由管道輸送的壓縮空氣達(dá)到一定壓力和流速的，當(dāng)氣體壓力和流速達(dá)到一定數(shù)值時，氣體經(jīng)過振蕩結(jié)構(gòu)，可以使通過微孔曝氣托盤內(nèi)部空間傳送到微孔膜片的流動是隨時間變化的瞬態(tài)流動。這種流動存在著壓力行波，使達(dá)到微孔膜片的氣流有一定程度的脈動，進(jìn)而使普通微孔曝氣器溢出的氣泡速度有一定程度的差異，進(jìn)一步使水流呈現(xiàn)強(qiáng)烈的紊流的狀態(tài)。當(dāng)壓縮空氣經(jīng)入口通入振蕩腔時，腔內(nèi)流體與進(jìn)入的壓縮空氣之間發(fā)生動量交換，形成一定厚度的不穩(wěn)定剪切層，剪切層被射流夾帶產(chǎn)生漩渦，向下游傳播。當(dāng)具有初始振蕩的壓縮空氣與不斷生成的旋渦一起到達(dá)下游碰撞壁時，在碰撞區(qū)誘發(fā)一定頻率的壓力擾動波。該擾動波又以高速向上游反射至腔室入口，當(dāng)這種擾動波的頻率與射流初始振蕩的頻率相接近時，整個流體的振蕩被迭力口，放大。重復(fù)上述過程，即在腔室出口處出現(xiàn)了被調(diào)制了的振蕩射流。自激振蕩微孔曝氣器的圓柱形振蕩腔起著簡單諧振器的作用。當(dāng)射入腔室壓縮空氣的頻率與腔室結(jié)構(gòu)、幾何尺寸決定的旋渦波的頻率相接近時，空氣產(chǎn)生諧振，幅值被放大，并一起向出口傳播，將壓縮空氣的穩(wěn)態(tài)壓力與這兩種波動壓力迭加，可得出自激振蕩微孔曝氣器在腔室內(nèi)流動壓力的數(shù)學(xué)模型為:P = p0+pAcoskax+pBcoskvx (I)式中-.Pa=Pa,11 ; pB = Pb,x ； p0為穩(wěn)態(tài)壓力；pA1為行波壓力幅值；Ρ 為旋禍波壓力幅值；腔室內(nèi)流體波動速度的數(shù)學(xué)模型為:
權(quán)利要求
1.一種自激振蕩微孔曝氣器，包括基座、連接在基座上的頂蓋和橡膠膜片，其中頂蓋將橡膠膜片壓制在基座的上部，所述橡膠膜片中開有微孔，所述基座下部開有供氣口，其特征在于所述自激振湯微孔曝氣器還包括自激振湯結(jié)構(gòu)，所述自激振湯結(jié)構(gòu)包括上嗔嘴、自激振蕩腔和下噴嘴，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的上噴嘴與所述供氣口連通，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的下噴嘴與進(jìn)口管連通，所述進(jìn)口管與外接氣源連通，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的上噴嘴內(nèi)徑比所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的下噴嘴內(nèi)徑大。
2.如權(quán)利要求I所述的自激振蕩微孔曝氣器，其特征在于所述自激振蕩腔頂部設(shè)有錐形碰撞壁，所述上噴嘴位于所述錐形碰撞壁的中部。
3.如權(quán)利要求2所述的自激振蕩微孔曝氣器，其特征在于沿著所述上噴嘴從下到上，所述錐形碰撞壁的外徑逐漸變大。
4.如權(quán)利要求I 3之一所述的自激振蕩微孔曝氣器，其特征在于所述進(jìn)口管的內(nèi)徑沿著遠(yuǎn)離所述自激振蕩腔方向逐漸由小變大。
5.如權(quán)利要求I 3之一所述的自激振蕩微孔曝氣器，其特征在于所述上噴嘴與所述下噴嘴的中心線位于同一直線上。
全文摘要
一種自激振蕩微孔曝氣器，包括基座、連接在基座上的頂蓋和橡膠膜片，其中頂蓋將橡膠膜片壓制在基座的上部，所述橡膠膜片中開有微孔，所述基座下部內(nèi)腔為供氣腔，所述自激振蕩微孔曝氣器還包括自激振蕩結(jié)構(gòu)，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)包括上噴嘴、自激振蕩腔和下噴嘴，所述自激振蕩結(jié)構(gòu)的上噴嘴與供氣口連通，所述供氣口與所述進(jìn)口管連通，所述自激振蕩腔的下噴嘴與進(jìn)口管，所述進(jìn)口管與外接氣源連通，所述自激振蕩腔的上噴嘴內(nèi)徑比所述自激振蕩腔的下噴嘴內(nèi)徑大。本發(fā)明能增加曝氣池的紊流強(qiáng)度、提高氧的利用率、提升曝氣效果。
文檔編號C02F7/00GK103253761SQ201310130139
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者孫毅, 于江忠, 單繼宏 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)