專利名稱：懸浮式曝氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種將空氣通入水體中的懸浮式曝氣器，尤其適用于活化污泥設(shè)備，它至少有一個(gè)沿著水面延伸的供氣導(dǎo)管，至少有一個(gè)底曝氣器，借助一個(gè)安裝在供氣導(dǎo)管上的浮體，和至少一根從供氣導(dǎo)管分貧出來的為將空氣引入到水體中的連接導(dǎo)管，以懸浮狀態(tài)安裝在水面下。
這種型式的懸浮式曝氣器已經(jīng)由本申請(qǐng)人，在兩個(gè)德國專利說明書2834899號(hào)和3227672號(hào)中作了闡述。必須認(rèn)識(shí)到這樣一個(gè)事實(shí)，即采用這種懸浮式曝氣器將空氣通到水體中，尤其是對(duì)于被稱為活化污泥設(shè)備中的沉淀和用生物凈化的水體中的方法，其特點(diǎn)在于靠非常低的能量輸入，即可有效地凈化水體。曝氣器的導(dǎo)管彼此間隔一段距離裝在要曝氣的設(shè)備的上部，從水面上可以看到的這些導(dǎo)管作著水平往復(fù)移動(dòng)。從這些導(dǎo)管上分貧出來的通向底曝氣器的連接導(dǎo)管，將空氣通到水面下的水體中。這里所說的空氣，一般包括多種氣體，也就是它也包括以特定方式供應(yīng)的O2或混合氣體。
由于供氣導(dǎo)管的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使得底曝氣器也在水面下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而掃過要曝氣的裝置的整個(gè)區(qū)域，形成一個(gè)非常均勻的氧氣排放。這些懸浮式曝氣器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)也稱之為曝氣器鏈，是通過底曝氣器的空氣排放自然地得到的。因此不需要有另外的驅(qū)動(dòng)裝置。曝氣器的其它細(xì)節(jié)可以從上面提到的兩個(gè)德國專利說明書中得到。
作為已有的方法，由于導(dǎo)管元件和裝在導(dǎo)管元件上的浮體，組成供氣管的軟管段，在通向底曝氣器的供氣導(dǎo)管分貧進(jìn)入水中的區(qū)域是不連續(xù)的。單個(gè)的軟管用管夾或其它類似物，用已知的方式緊固在導(dǎo)管上，導(dǎo)管呈T字形，豎直部分起連接件的作用，把連接導(dǎo)管通向底曝氣器。
盡管此系統(tǒng)的基本操作是由于懸浮式曝氣器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而得到的生物凈化作用，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)浮子的安裝方法有不利之處。這里必須注意到懸浮曝氣器應(yīng)有一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的長(zhǎng)度，例如30～50米，這樣才能在水池中從一端延伸到另一端，結(jié)果會(huì)有很大的力作用于供氣導(dǎo)管的管狀部位和管狀元件之間的連接點(diǎn)上，而管狀元件周圍有用泡沫塑料壓制成的浮體。這些力不僅在組裝時(shí)出現(xiàn)，而且操作時(shí)也同樣出現(xiàn)，于是常常使得連接點(diǎn)損壞，造成這些部位的導(dǎo)管漏損，而最終不能使用，例如當(dāng)它們整個(gè)地被扯開。于是整個(gè)懸浮曝氣鏈將因此截?cái)?，而最終危及整個(gè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和生化凈化作用，並且常常導(dǎo)致停頓而處于不能恢復(fù)的狀態(tài)。因此活化污泥必須用很麻煩的過程重新積累。修復(fù)這些損壞的連接點(diǎn)是很麻煩的，因?yàn)榛蛘咭獙⑺刂械乃诺?，或靠充氣船之類把它移到適合的地方，以便有可能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)工作。當(dāng)導(dǎo)管分離時(shí)污泥進(jìn)入導(dǎo)管是非常有害的，它將導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞。
另一個(gè)不利因素在于每次進(jìn)行修復(fù)時(shí)，修理工人要受傷，大多數(shù)受傷出現(xiàn)在當(dāng)軟管夾在結(jié)點(diǎn)處夾得很緊，而使改錐滑掉，或發(fā)生在軟管夾子突伸出的接頭邊緣上，這是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)闊o數(shù)可怕的細(xì)菌生長(zhǎng)在這種設(shè)備上，這些細(xì)菌會(huì)使裝配工人血液中毒。
此外，用泡沫塑料構(gòu)成的浮體是很貴的，因?yàn)樗菈鸿T在一個(gè)管狀T字形元件周圍，在其四周涂有瀝青之類的涂料。
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)上述類型的懸浮曝氣器，尤其是降低制造的成本，以及便于保養(yǎng)和維修，并且改善操作的可靠性。
對(duì)于上述類型的懸浮曝氣器，本發(fā)明的這一目的通過下面的措施來達(dá)到;供氣導(dǎo)管是由一個(gè)連續(xù)的軟導(dǎo)管組成而浮體至少由兩個(gè)成型元件組成為一個(gè)漂浮體裝在軟導(dǎo)管上，它們彼此連接，用成型元件確定的通道孔把軟導(dǎo)管整個(gè)地或局部地包圍起來。
根據(jù)第一個(gè)特點(diǎn)，供氣導(dǎo)管由一個(gè)連續(xù)的軟導(dǎo)管組成，這樣對(duì)制造提供了很多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檫@將不再需要切割軟管元件去適應(yīng)相應(yīng)的安裝位置的要求，而只需按安裝位置的要求提供一個(gè)指定的軟管長(zhǎng)度。懸浮體可以安裝在任意的地點(diǎn)，至于對(duì)穩(wěn)定問題也有明顯的優(yōu)點(diǎn)，就連續(xù)軟管的扯開或泄漏而言事實(shí)上是不可能的。因此也無需采用管狀的連接點(diǎn)了。同樣，組裝時(shí)的困難以及裝配工人會(huì)受傷的風(fēng)險(xiǎn)也不再存在了。
還有，浮體是由成型元件組成，因此用一種十分簡(jiǎn)便的方法將浮體安裝在軟導(dǎo)管的任何位置上。這些成型元件組成的浮體，從側(cè)向連接在供氣導(dǎo)管上，並且使元件彼此對(duì)接。這些浮體可以在現(xiàn)場(chǎng)容易地組裝。組裝時(shí)，兩成型元件只需從側(cè)向安裝在軟導(dǎo)管上，二者彼此鎖住或擰住或用其它類似方法固定。軟管穿過由成型元件上限定的通道孔並且可根據(jù)軟導(dǎo)管設(shè)定通道孔的尺寸使連接導(dǎo)管和浮體之間處于摩擦連接。兩個(gè)成型元件可以單獨(dú)制造。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以把兩半個(gè)成型元件沿著一條邊連接在一起，這樣軟導(dǎo)管放入在孔內(nèi)。最后，也可以想象預(yù)先把兩個(gè)成型元件彼此連接得到一個(gè)類浮體，並將軟導(dǎo)管在孔中穿過。通道孔不必需要是完整地包圍住的通道孔。在本發(fā)明范疇內(nèi)，浮體上側(cè)的通道孔可做成大致為半圓形的凹槽，或是3/4圓形凹槽。軟導(dǎo)管可以穿過此凹槽而延伸。
當(dāng)浮體被固定在軟導(dǎo)管上之后，在任何情況下，那些麻煩、昂貴和經(jīng)常處于危險(xiǎn)情況下安裝的“軟管夾”就可以取消了。作為成型元件，浮體可以用塑料容易地澆注或吹制而成，然后將成型元件密封，由于它們的結(jié)構(gòu)就可起到一個(gè)浮體的作用。這意味制作造價(jià)降低，並可使整個(gè)浮體在任何情況下都具有最佳外部形狀。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，兩個(gè)可以相互接連的塑料中空半殼作為浮體的成型元件。塑料是一種相當(dāng)能抗紫外線輻射、耐熱和耐水的材料，因而特別適于在粗陋作業(yè)的凈化設(shè)備中作為一種合乎需要的材料，采用兩個(gè)成型元件還具有一個(gè)附帶的好處，即這些元件達(dá)到了雙保險(xiǎn)的作用，因?yàn)槊慨?dāng)一個(gè)成型元件漏損時(shí)，另一個(gè)仍然可以取代，起承載作用。聚乙烯是生產(chǎn)浮體的適宜塑料。
在本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例中，兩個(gè)成型元件是互鎖的，這種可鎖性不僅有利于成型元件的組裝，及把浮體組裝在軟導(dǎo)管上，而且可以容易地拆掉浮體，移走壞了的部分，並可在任意地點(diǎn)再重新裝上浮體。
當(dāng)成型元件含有一條沿著供氣導(dǎo)管方向延伸的，並使兩成型元件彼此永遠(yuǎn)連接的公共的可彎折邊緣時(shí)，可使本發(fā)明得到進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。該彎折邊的優(yōu)點(diǎn)在于它使該兩個(gè)成型元件彼此以一種適當(dāng)?shù)呐渲藐P(guān)系保持著，使得將成型元件包住供氣導(dǎo)管，以及相互的連接變得更為簡(jiǎn)單。彎折邊可以做成腹板形狀，把兩半個(gè)成型元件彼此連接。然后容易地用浮體包圍住供氣軟管，用這種安裝方式可使彼此固定的元件自動(dòng)地卡緊，如上所述也可以設(shè)想，將兩個(gè)成型元件彼此永久地連在一起，然后浮體穿過導(dǎo)管，并裝在導(dǎo)管上。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，浮體含有至少一個(gè)接收孔，為了放入從軟管分貧出來的氣體分貧連接元件。在供氣導(dǎo)管是用橡膠材料組成的情況下，這些氣體分貧連接元件可以特定的，任意距離的安裝，並結(jié)果，水泡在水中滯留一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期，因?yàn)樗鼈冊(cè)诖怪狈较蛐枰粋€(gè)垂直水流加速作用。水體中的滯留時(shí)間，在氧氣的吸收基本方程中是一個(gè)確定的線性量。
此外，浮體的劍部結(jié)構(gòu)的有利處在于使浮體顯示了從水平流動(dòng)方向接收的能量有明顯改進(jìn)，使得整個(gè)水池中剩下來分別用于“攪動(dòng)”和輸送水的水平方向能量明顯地減少，因此以一個(gè)明顯的較慢的速度流動(dòng)通過整個(gè)污水池。還有有益之處在于，如所共知在一個(gè)具有不同曝氣區(qū)域的水池中，在各區(qū)域內(nèi)可以得到更多的差別。可以對(duì)特定過程例如脫氮作用之類的傳送加以改進(jìn)。
還有，劍部的一個(gè)有利處在于，浮體和懸浮曝氣器的明顯回動(dòng)或整個(gè)曝氣鏈分別發(fā)生在最大振幅位置，因?yàn)橥ㄟ^懸掛在浮體下的底曝氣器，浮體在最大偏移處按圓周方向繞軟管轉(zhuǎn)動(dòng)的。當(dāng)向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，劍部相應(yīng)旋轉(zhuǎn)並重新占有一個(gè)固定位置，此外，楔狀的劍部明確地分開垂直方向氣流，並能防止浮體停頓下來。因?yàn)樗羞@些情況，即使僅有一個(gè)非常小的氣流，鏈仍會(huì)以一種確定和可靠的方式作移動(dòng)。如果需要，水池的各部分可以均勻地供氣。綜上所述，由于在整個(gè)區(qū)域內(nèi)不論暫時(shí)或永久沒有被掃過，都不會(huì)出現(xiàn)彎彎曲曲流動(dòng)，所以沒有地方會(huì)看到例如“污泥沉積”。作為先有技術(shù)的曝氣鏈在有些情況下會(huì)看到鏈的彎彎曲曲運(yùn)動(dòng)，而本發(fā)明的浮體不會(huì)再發(fā)生這種運(yùn)動(dòng)。作為發(fā)明設(shè)計(jì)的成果，鏈?zhǔn)且岳K索振動(dòng)的基本方式進(jìn)行著明顯的往復(fù)擺動(dòng)。
此外，明顯的流動(dòng)使得造成氣泡快速上升的局部垂直水流不再形成。形成垂直水流的底曝氣器的恒定漂移使垂直水流減小。
如果劍部作成是按相對(duì)于浸入方向上的浮體定傾中心，位于其重可在通向底曝氣器的連接導(dǎo)管和供氣導(dǎo)管之間設(shè)置連接點(diǎn)。倘若就象所述那樣，浮體上有為這些分貧連接元件而設(shè)的接收孔，那就有可能使接收孔與氣體分貧連接元件直徑相適應(yīng)，使得在連接導(dǎo)管與浮體之間至少在垂直向下方向建立摩擦連接。由于這種摩擦連接，使底曝氣器的重量在供氣導(dǎo)管和分貧連接元件之間連接點(diǎn)形成的張力直接傳送到浮體，故所述連接點(diǎn)將不再承受任何張力，象自行車氣門那樣安裝在軟管上的氣體分貧元件將不會(huì)脫落。沿軟管的縱向，接收孔可以是一個(gè)橢圓形，所以氣體分貧連接元件在接收孔的這一方向會(huì)有少許運(yùn)動(dòng)。
氣體分貧連接元件和連接導(dǎo)管之間可采用軟管夾來連接，然而用快速鎖合連接具有更多有利之處，因?yàn)檫@將便于安裝工人用一只手安裝，而另一只手因安裝受傷的危險(xiǎn)不再存在。
在另一個(gè)本發(fā)明的非常有利的實(shí)施例中，浮體上設(shè)有一個(gè)劍部，它突伸到水中，並沿軟導(dǎo)管方向延伸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種形狀的浮體對(duì)于驅(qū)動(dòng)懸浮曝氣器提供了明顯的好處。大量實(shí)驗(yàn)已表明靠這一方法，即使在氣體驅(qū)動(dòng)明顯地減小很多的情況下，曝氣鏈還能保持移動(dòng)。設(shè)計(jì)成這種方式的浮體，顯示出從垂直水流和水平水流方向接收能量都有顯著的改進(jìn)，當(dāng)攪拌作用在水池的曝氣部分或被通氣的整個(gè)水池時(shí)，垂直水流速度可明顯下降，例如下降到0.1～0.2米/秒，而遷移運(yùn)動(dòng)也并不停止。當(dāng)以小氣泡供氣時(shí)，通常測(cè)得的垂直水流速度約為0.7米/秒，由于使垂直水流速度減小，從底曝氣器出來的氣泡在水中滯留時(shí)間，現(xiàn)在可以明顯的延長(zhǎng)，這是因?yàn)槌藲馀菟俣燃s為0.3米/秒外，水泡在水中滯留時(shí)間主要由垂直向上的水流速度決定，它超過氣泡速度並在本發(fā)明的部位只相當(dāng)于0.2米/秒。心之上，這就使劍部有一個(gè)確定的位置。
如果浮體從劍部水平過渡到變成為一個(gè)具有橢圓橫截面的水平部分，並且基本上浮在水面上，其優(yōu)點(diǎn)，例如與圓截面相比較，這種特定形狀使浮體的位置非常穩(wěn)定。隨后浮體帶著它變?yōu)閯Σ康南卤砻妫行У刈湓谒嫔?，即使在浸入?cè)有小的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于迅速增加的位移，將在那里引起一個(gè)明顯的浮力。這將最終導(dǎo)致一個(gè)非常穩(wěn)定的作用。浮體上部，即在水面上可見到的部分，與浮體位于水下部分之比，最佳值在1∶2到1∶5之間。換言之，浮體浸入水中的部分相對(duì)較大，可易于承受水平和垂直水流的力，並把它們轉(zhuǎn)化為整個(gè)曝氣鏈的移動(dòng)，浮體的橢圓部分的水平方向尺寸應(yīng)與整個(gè)浮體的高度相適應(yīng)。
為在供氣導(dǎo)管上安裝浮體，除了鎖定元件或螺紋連接外，可以設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)管夾之類的元件，放在浮體的四周。這種夾子穿過浮體劍部的一個(gè)凹槽中延伸出去。最后，在作為漂浮體並以防水方式密封的浮體成型元件上不妨設(shè)置一個(gè)氣壓調(diào)節(jié)孔，此孔不與水接觸，例如象一條縫孔設(shè)計(jì)在浮體的上側(cè)。這個(gè)孔用以防止氣體從成型元件中泄出，例如夏季作業(yè)，當(dāng)浮體過熱時(shí)，以避免這些元件爆裂。
參照下列附圖，將對(duì)本發(fā)明作更為詳盡的闡述

圖1.是一示意圖，說明裝有本發(fā)明的懸浮曝氣裝置的污水池的原理圖。
圖2.是裝在供氣導(dǎo)管上的裝配好的懸浮體。
圖3.是圖2中沿Ⅱ-Ⅱ線截取的透視圖，說明按照本發(fā)明的半個(gè)成型浮體，和裝有氣體分貧連接件的軟導(dǎo)管的一部分。
圖4.說明懸浮曝氣鏈的換向過程的時(shí)序。
首先參照?qǐng)D1闡述包括本發(fā)明的懸浮曝氣器裝置的一套設(shè)備的基本構(gòu)成。在此圖中標(biāo)號(hào)1示意地表示一個(gè)已引入待凈化污水的污水池。用往污水池通氧氣的方法將污水進(jìn)行生物凈化。為此，懸浮曝氣器在整個(gè)水池內(nèi)是這樣放置，以使它們能在污水表面上一定寬度內(nèi)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在圖1中用懸浮曝氣器的擺動(dòng)趨勢(shì)示出。在本申請(qǐng)中懸浮曝氣器既指在水池中從一端向另一端延伸的軟導(dǎo)管3，也還指彼此以一定距離間隔安裝在所述軟導(dǎo)管上的浮體4，以及安裝在軟導(dǎo)管上的連接導(dǎo)管5和底曝氣器26。
底曝氣器26是公知的陶瓷管或類似物，它們還附加了配重塊，並且該底曝氣器26是從連接導(dǎo)管上懸掛下來。所供氣體通過供氣導(dǎo)管3，借助連接導(dǎo)管5通向底曝氣器，然后從中排放出小氣泡到水里，也就是正好在距水池底約5到30厘米處。排放出的氣體在上述污水池中，引起懸浮式曝氣系統(tǒng)的往復(fù)擺動(dòng)，因此底曝氣器也以擺動(dòng)掃過池底的最大部分，因而對(duì)于懸浮曝氣器，可以在指定位置均勻地排放氣體和局部地水循環(huán)，而不需要另外的驅(qū)動(dòng)器?？赡艹练e的污泥，再次被池底上部的曝氣器的擺動(dòng)而提起，這樣污泥就不會(huì)逐漸減少而沉積在池底上。
圖示的節(jié)流閥27允許個(gè)別調(diào)整各個(gè)曝氣器的供氣量，因此可有選擇地在池中形成強(qiáng)曝區(qū)。弱曝區(qū)或無任何曝氣的區(qū)域。如人所共知，這就允許進(jìn)行一些特殊的處理，例如進(jìn)行脫氮或其它類似的處理。
不用說，圖1中所示的懸浮體以及連接導(dǎo)管5和底曝氣器26，當(dāng)然是安裝在所示的所有供氣導(dǎo)管上。為了簡(jiǎn)化圖1中僅畫出三個(gè)這樣的部件。如果這種水池是作為一個(gè)活化污泥池，在池子的廢水口額外提供一個(gè)緩解區(qū)。
還有，還可以在那里設(shè)置污泥收集通道，如本申請(qǐng)人在以前提出的專利申請(qǐng)中所闡述的那樣。
根據(jù)本發(fā)明，供氣導(dǎo)管3設(shè)計(jì)為連續(xù)的軟導(dǎo)管，浮體可以從側(cè)面連接在這些連續(xù)軟導(dǎo)管3上。雖然可將導(dǎo)管擰到浮體的一個(gè)孔中。而在圖2中所示實(shí)施例中，懸浮體設(shè)計(jì)為成型元件6和7，它們形成一個(gè)漂浮體。成型元件6和7為軟導(dǎo)管3確定了一個(gè)通道孔9，它們彼此用鎖緊元件連接在一起，鎖緊元件將參照?qǐng)D2所示，作更為詳盡的說明。另外其形狀象一個(gè)軟管夾子之類的緊固帶8，可將兩個(gè)成型元件6和7固定在一起。
圖3示出了兩個(gè)成型元件中的一個(gè)，清晰地說明了所推薦的浮體的構(gòu)造。此圖中所示成型元件6，是用塑料(如聚乙烯)制成，與構(gòu)成圖2中所畫浮體的第二個(gè)成型元件7(未示出)相適配。起放置對(duì)應(yīng)的另外一個(gè)成型元件上凸起部分(未示出)的凹槽10和11，沿著在成型元件6中形成的通道孔9也就是在所述的通道孔的上面和下面延伸。凹槽10和11是如此作成，當(dāng)與相應(yīng)在另一成型元件上形成的凸起部分彼此壓緊時(shí)，這兩個(gè)元件是互鎖的。至少下凹槽10不是沿著成型元件的全長(zhǎng)延伸的，但是它們的終端都在成型元件前端的兩側(cè)上。
接收孔12沿浮體的延伸方向呈橢圓形，它形成在凹槽10的端部和成型元件的端部之間的一半長(zhǎng)度處。接收孔12是由上部13和下部14所限定，從通道孔9的周邊向下看去，上部13是一個(gè)擴(kuò)大的部分，接著是一個(gè)半圓截面的下部14。不必說，第二個(gè)成型元件必須具有相應(yīng)的形狀，這樣在兩個(gè)成型元件被合在一起之后，得出的接收孔的上部是橢圓形的，而下部14是圓形的。在組裝狀態(tài)下氣體分貧連接元件15穿過這個(gè)接收孔。在軟管端部，氣體分貧連接元件設(shè)有一個(gè)墊圈16，連接元件連著該墊圈16一起穿過軟管壁，插入到對(duì)應(yīng)開口處的孔口內(nèi)，然后墊圈16緊靠在軟管壁內(nèi)側(cè)。螺母18可用螺紋17擰住。螺母從外側(cè)靠在軟管壁上，當(dāng)螺母牢固地?cái)Q緊時(shí)，軟管壁被牢牢夾住在內(nèi)墊圈16和對(duì)著墊圈16的螺母18之間所以這是一個(gè)類似自行車氣門的緊固方式，不需要額外的硫化作用。
不用說，事先不必決定安裝這些氣體分貧連接元件的位置。這種安裝以及在軟導(dǎo)管中開孔的措施是可能在現(xiàn)場(chǎng)完成的。以后，通過用管塞將現(xiàn)有的軟管孔堵住的方法，可以容易地改變安裝位置。采用這種方法在任意其它的場(chǎng)所安裝一套這種新的裝置都是可行的。
氣體分貧連接元件可用剛性的塑料管組成，這是很容易制造的。該管子穿過接收孔12的下部14延伸出去，而螺母18安置在該孔的擴(kuò)大的上部13。接收孔沿著浮體延伸方向呈橢圓形，結(jié)果氣體分貧連接元件在這一方向會(huì)有一些浮動(dòng)。然而，從擴(kuò)大的上部13到下部14的過渡變化防止了施加在軟導(dǎo)管和分貧連接元件之間連接點(diǎn)上的任何張力，因?yàn)槌霈F(xiàn)在氣體分貧連接元件的垂直張力，通過螺母18引入到浮體中，因而被阻止。在其它方向上也可能會(huì)有一些浮動(dòng)，以避免其它力的作用。
氣體分貧連接元件15的長(zhǎng)度是這樣選定的，在它低于浮體的部位處凸出一個(gè)連接件19，使連接導(dǎo)管5可用人們已知的方法，通過連接件19的快速鎖合作用與氣體分貧連接元件15連接。每一浮體最好包含有兩個(gè)上述的用于接收氣體分貧連接元件的接收孔，每一個(gè)底曝氣器通過兩根連接導(dǎo)管端部，連接到一個(gè)相關(guān)的浮體。
如圖2中所畫，浮體包括一個(gè)下部劍形部分，在下文中將以劍部20標(biāo)記。浮體在液面上的部分21是與劍部20形成為一整體。如圖2中所示，當(dāng)兩半個(gè)組合起來后，上部21的橫截面是橢圓形的，寬度B和浮體的總高H之比約為1∶1，在水面上的浮體與浸在水中浮體部分之比，在正常負(fù)載下約為1∶2到1∶5之間。
一個(gè)非常穩(wěn)定的漂浮位置，是靠浮體上的劍部結(jié)構(gòu)和漂浮在水面上橢圓形元件的結(jié)構(gòu)獲得的。在一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)中，浮體的定傾中心M高于重心S，因而總能自動(dòng)地得到一個(gè)固定的漂浮位置。浮體伸到水中的劍部20的設(shè)計(jì)影響著水的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)有較小的水的運(yùn)動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)開始運(yùn)動(dòng)的浮體，以及軟導(dǎo)管3，作前后運(yùn)動(dòng)。換言之，盡管氣體或氧氣供應(yīng)量減少，而導(dǎo)致較低的垂直和水平的水流速度，懸浮曝氣鏈的擺動(dòng)仍可以保持一種可靠的遷移運(yùn)動(dòng)作用。
此外，劍部的結(jié)構(gòu)使懸浮曝氣器在它最大偏移處實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定的回動(dòng)。因此，將不會(huì)有停頓，或產(chǎn)生使部分水池內(nèi)處于不曝氣危險(xiǎn)的彎彎曲曲的運(yùn)動(dòng)。
回動(dòng)過程的時(shí)間順序用圖表示在圖4中。圖4I說明鏈沿著所示箭頭方向運(yùn)動(dòng)，即還沒有達(dá)到回動(dòng)點(diǎn)。在漂浮運(yùn)動(dòng)時(shí)，底曝氣器的運(yùn)動(dòng)落后于浮體4，在不工作時(shí)浮體4處于底曝氣器的垂直上方位置。此后，上升氣泡產(chǎn)生的氣流偏向劍部，從而支持即保持著浮體以致整個(gè)懸浮曝氣鏈的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)曝氣鏈到達(dá)它的最大偏移位置，如圖4Ⅱ所示，浮體停止運(yùn)動(dòng)。在該基本停擺的位置供氣導(dǎo)管伸展，使得在導(dǎo)管中形成恢復(fù)力。這些力大于水流施加在浮體上的壓力。靜止的起始狀態(tài)表示在圖4Ⅱ。由于在此狀態(tài)下浮體不能繼續(xù)向圖的右方移動(dòng)，所以底曝氣器擺動(dòng)並通過劍的下方。其結(jié)果減小了在圖4-I中由上升氣泡作用在劍上的，使它產(chǎn)生更大偏移的水流壓力，而最終將底曝氣器26引導(dǎo)到在圖4中浮體4劍部的右側(cè)的靜止?fàn)顟B(tài)。在到達(dá)此狀態(tài)后，氣泡繼續(xù)從底曝氣器升起，而此時(shí)水流的作用是使底曝氣器所產(chǎn)生的流動(dòng)作用在劍部的右側(cè)上。結(jié)果，有一個(gè)如圖4-Ⅳ中箭頭所示的返回運(yùn)動(dòng)。就這樣，每次都發(fā)生一個(gè)確定的和明顯的回動(dòng)過程。
若有一股強(qiáng)氣流驅(qū)動(dòng)時(shí)，也能獲得明顯的好處。傳統(tǒng)的懸浮曝氣器在過量氣體驅(qū)動(dòng)下，會(huì)出現(xiàn)鏈的停頓，就象一個(gè)乒乓球在一個(gè)空噴咀上停滯那種現(xiàn)象，而本發(fā)明的浮體在試驗(yàn)過程中不再觀察到這種現(xiàn)象。
本發(fā)明的浮體結(jié)構(gòu)，明顯地簡(jiǎn)化了操作和制造，以至采用這些懸浮曝氣器的整體設(shè)備中，也明顯地簡(jiǎn)化了本發(fā)明中曝氣鏈的組裝、保養(yǎng)和維修。例如，作為供氣用的供氣導(dǎo)管3，是一根具有相應(yīng)尺寸的連續(xù)軟管，在要安裝底曝氣器的那些相應(yīng)的位置處安裝氣體分岔連接元件。為此目的只需要在軟管上打一些孔。因此在每種情況下都可獲得最佳的連接狀況。
隨后，將兩半個(gè)成型元件從側(cè)向在適當(dāng)位置上連接起來和把它們適當(dāng)?shù)乇舜藟壕o，即可非常容易地把浮體固定在軟管上，這樣，兩半個(gè)成型元件互鎖在一起，處于圖2所示的組裝狀態(tài)。然后可將一根附加的固定帶8繞在兩個(gè)成型元件的周圍。為了安裝固定帶，在浮體的中間位置，劍部20上具有一個(gè)凹槽部分22，借助該凹槽22固定帶可以緊緊地繞住浮體的周圍，尤其是在浮體的橢圓部分。這樣組裝后，氣體分岔連接元件的自由端19突出在劍部20的下面，使得連接導(dǎo)管5能容易地與之連接，並用相應(yīng)的快速鎖合或用管夾把它固定。
所有浮體被組裝好之后，底曝氣器通過連接導(dǎo)管接好，設(shè)備就可以運(yùn)轉(zhuǎn)了。
不用說，浮體不一定要用兩個(gè)成型元件組成一個(gè)浮體，並讓它們彼此徹底分開。也就是說，可以沿著兩個(gè)成型元件6和7的上或下邊緣相接觸處，提供一條連續(xù)的柔性可彎折邊緣，這樣兩個(gè)元件6和7即可相對(duì)打開。當(dāng)然，也可以設(shè)計(jì)比只有兩個(gè)元件更多的元件，把它們組裝成一個(gè)浮體4。
最點(diǎn)，必須注意到，在成型元件上可提供一個(gè)壓力調(diào)整孔，這點(diǎn)沒有更詳細(xì)地示出。這些孔可以在溫度起變化時(shí)，調(diào)整密封成型元件中的壓力。
權(quán)利要求
1.一種用于將空氣通入水體中的懸浮式曝氣器，尤其適用于活化污泥設(shè)備，包括至少一根沿著水面延伸的供氣導(dǎo)管；至少一個(gè)底曝氣器，它通過一個(gè)安裝在所述供氣導(dǎo)管上的浮體和至少一根從所述供氣管上分岔出來的連接導(dǎo)管以懸掛的方式安裝在水面下，將氣體引入到水面下的所述水體中；其特征在于所述供氣導(dǎo)管是由一根連續(xù)的軟導(dǎo)管(3)組成，而所述浮體至少包括二個(gè)成型元件(6、7)，它們組成一個(gè)漂浮體，被安裝在所述軟導(dǎo)管上，彼此互相連接著；由所述成型元件所確定的通道孔(9)全部地或部分地包在所述軟管(3)的周圍。
2.按照權(quán)利要求1所述的懸浮式曝氣器，其特征在于提供兩個(gè)塑料的，可互相連接的，中空和密封的半殼作為所述浮體(4)的所述成型元件(6、7)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述成型元件(6、7)是可以互鎖的。
4.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述成型元件(6、7)含有一條公共的彎折邊緣，它沿著所述供氣導(dǎo)管延伸，並使成型元件彼此永遠(yuǎn)連接在一起。
5.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述浮體(4)至少有一個(gè)接收孔(12)，用來接收從所述軟導(dǎo)管(3)突伸出來的氣體分岔連接元件(15)。
6.按照權(quán)利要求5所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述接收孔(12)的直徑是與所述氣體分貧連接元件(15)的直徑相匹配的;當(dāng)沿著垂直方向向下施加力(張力)時(shí)，在所述氣體分貧連接元件和所述浮體(4)之間形成為傳遞力的接合點(diǎn)。
7.按照權(quán)利要求5和6所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述連接導(dǎo)管(5)是用管夾的方式連接在所述氣體分貧連接元件上的。
8.按照權(quán)利要求5和6所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述連接導(dǎo)管(5)是用一個(gè)快速鎖合裝置連接到所述氣體分貧連接元件(15)上的。
9.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述浮體(4)設(shè)有一個(gè)劍部(20)，它向水中突伸，並沿著所述軟導(dǎo)管(3)的方向延伸。
10.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的懸浮式曝氣器，其特征在于把浮體(4)做成為其定傾中心(M)在相對(duì)于浸沉方向上是位于其重心(S)之上的。
11.按照權(quán)利要求9所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述浮體(4)從其劍部(20)進(jìn)入一個(gè)橢圓部分(21)，當(dāng)從橫截面觀察，橢圓部分位于一水平平面，並基本漂浮在水面上。
12.按照權(quán)利要求11所述的懸浮式曝氣器，其特征在于在正常負(fù)荷時(shí)所述浮體位于水面之上所述部分與位于水面下的所述部分的垂直方向比值，在1∶2到1∶5的范圍。
13.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述劍部(20)中至少設(shè)有一個(gè)凹槽(22)，固定元件(8)在其中延伸，用以將所述成型元件固定在一起。
14.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的懸浮式曝氣器，其特征在于所述中空體內(nèi)充滿著泡沫塑料。
全文摘要
一種懸浮式曝氣器，用于將氣體引入水體中，尤其適用于活化污泥設(shè)備，包括至少一根沿著水面延伸的供氣管，至少一個(gè)底曝氣器，以懸掛的方式安裝在水面下，通過一個(gè)安裝在供氣管上的浮體和至少一根從供氣管分岔出來的連接導(dǎo)管，把氣體引入水體。為簡(jiǎn)化裝置和改進(jìn)此類型懸浮式曝氣器的作用，供氣管用一根連續(xù)軟導(dǎo)管組成，而浮體用至少二個(gè)成型元件組成一個(gè)漂浮體并安裝在軟導(dǎo)管上，成型元件確定的通道孔全部地或部分地包在軟管周圍。
文檔編號(hào)B01F13/00GK1053415SQ9110027
公開日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1991年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月17日
發(fā)明者雷恩哈特·V·諾迪斯克杰登 申請(qǐng)人:雷恩哈特·V·諾迪斯克杰登