申请日2017.05.27
公开(公告)日2017.07.14
IPC分类号F16K15/06; F16K27/02; C02F3/00
摘要
本发明提供了一种曝气管的止回结构，属于污水处理设备技术领域。它解决了现有的止回结构弹簧易被永久压缩变形，失去止回功能的问题。本曝气管的止回结构包括两端分别为进气端和曝气端的接头管体、止回阀芯、回位弹簧、止回阀杆和止回阀座，止回阀座固连在曝气端上，曝气端处还设有曝气通道，接头管体上具有过气口，止回阀芯在回位弹簧的作用下始终将过气口密封，止回阀座上开设有导流限位沉孔，回阀杆的端部穿设在导流限位沉孔内且与导流限位沉孔的底壁之间具有间隙，止回阀杆受力通过滑动能够与导流限位沉孔的底壁相抵靠。本曝气管的止回结构的回位弹簧的压缩变形很微小，对于密封效果的影响几乎可以忽略，始终具有止回的效果。
权利要求书
1.一种曝气管的止回结构,包括两端分别为进气端(1a)和曝气端(1b)的接头管体(1)、以及均设置在接头管体(1)内的止回阀芯(2)、回位弹簧(4)、止回阀杆(3)和止回阀座(5)，所述止回阀座(5)固连在曝气端(1b)上，所述曝气端(1b)处还设有与外界连通的曝气通道(6)，所述回位弹簧(4)套设在止回阀杆(3)上且两端分别与止回阀芯(2)和止回阀座(5)相抵靠，所述接头管体(1)上具有连通进气端(1a)和曝气端(1b)的过气口(1a1)，所述止回阀芯(2)在回位弹簧(4)的作用下始终将过气口(1a1)密封，其特征在于，所述止回阀座(5)上开设有导流限位沉孔(5a1)，所述止回阀杆(3)的端部穿设在所述导流限位沉孔(5a1)内且与导流限位沉孔(5a1)的底壁之间具有间隙，所述止回阀杆(3)受力能够沿自身轴线方向滑动且通过滑动能够与导流限位沉孔(5a1)的底壁相抵靠。
2.根据权利要求1所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀杆(3)穿入导流限位沉孔(5a1)内的一端端面为平面，所述导流限位沉孔(5a1)的底壁为平面。
3.根据权利要求1或2所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀杆(3)的端部与导流限位沉孔(5a1)的底壁之间的间隙大小为1～20mm。
4.根据权利要求1或2所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀杆(3)的外侧壁与导流限位沉孔(5a1)的内侧壁之间具有空隙。
5.根据权利要求4所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀杆(3)的外侧壁与导流限位沉孔(5a1)的内侧壁之间的空隙大小为1～10mm。
6.根据权利要求1或2所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述导流限位沉孔(5a1)的内侧壁上具有若干球形槽，所述球形槽内设有滚珠(7)，所述球形槽的开口处的直径小于滚珠(7)的直径，所述滚珠(7)部分伸出球形槽外且与止回阀杆(3)的外侧壁贴靠。
7.根据权利要求1或2所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀座(5)上还具有凸出的导流柱(5a)，所述导流限位沉孔(5a1)开设在导流柱(5a)上，所述导流柱(5a)呈锥台状，所述止回阀杆(3)与止回阀芯(2)的连接处呈圆弧过渡连接，所述回位弹簧(4)的一端紧配合套接在所述止回阀杆(3)与止回阀芯(2)的连接处，另一端紧配合套接所述导流柱(5a)上。
8.根据权利要求1或2所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀芯(2)的外侧壁与接头管体(1)的内壁之间贴靠密封，所述止回阀座(5)呈柱状，所述止回阀座(5)的外侧壁上开设有若干沿周向分布的曝气槽一(6a)，所述曝气槽一(6a)贯穿所述止回阀座(5)的两端，所述曝气端(1b)的内侧壁上开设有若干沿周向分布的曝气槽二(6b)，所述曝气槽二(6b)一端贯穿所述曝气端(1b)的端部，另一端延伸至所述密封台阶(1a2)处，所述止回阀座(5)固连在曝气端(1b)的端口处且所述曝气槽一(6a)和曝气槽二(6b)一一对应设置，所述曝气槽一(6a)和曝气槽二(6b)合围形成上述曝气通道(6)。
9.根据权利要求8所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述止回阀座(5)上还具有凸出的环形安装凸沿(5b)，所述环形安装凸沿(5b)的外侧面与所述止回阀座(5)的外侧壁齐平，所述曝气槽一(6a)贯穿至所述环形安装凸沿(5b)。
10.根据权利要求1或2所述的曝气管的止回结构，其特征在于，所述进气端(1a)的过气口(1a1)处具有密封台阶(1a2)，所述止回阀芯(2)呈圆形片状，所述止回阀芯(2)的表面包覆有一层密封橡胶垫(8)，且包边处呈圆弧过渡连接，所述止回阀芯(2)在回位弹簧(4)的作用下始终抵靠在密封台阶(1a2)上。
说明书
一种曝气管的止回结构
技术领域
本发明属于污水处理设备技术领域，涉及一种曝气管的止回结构。
背景技术
曝气管是一种新型的曝气设施。又称压缩空气曝气。通常在A/O及A2/O工艺、CASS工艺、百乐克工艺及改良氧化沟工艺采用这种曝气方法，其原理为利用鼓风机将空气通过输气管道输送到设在池底的曝气装置中，以气泡形式弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。曝气装置按其应用工艺不同，其型式主要包括膜片式微孔曝气器和旋混曝气器等，其中膜片式微孔曝气器又分为管式微孔曝气器和盘式微孔曝气器两种，此外，还有一种单孔膜曝气器主要用于曝气生物滤池。
现有的曝气管均是采取在进气口处安装止回阀，其主要目的是防止管式曝气器在停开机时，污水倒流至管式曝气器内，造成曝气支承管与橡胶膜片之间进入污水产生污泥而堵塞。如中国专利申请(申请号：201220129972.7)公开了一种具有止回阀的曝气装置，所述曝气装置包括：上层曝气盘片、下层曝气盘片、曝气盘片支撑托盘、固定螺纹接口、曝气管道;具体连接关系如下：曝气盘片支撑托盘，其一面设置有下层曝气盘片，在下层曝气盘片的上面设置有上层曝气盘片，其中，下层曝气盘片孔径为d1，刚玉材质;上层曝气盘片为一层，该上层曝气盘片孔径为d2，曝气盘片支撑托盘的另外一面以气体连通的方式与固定螺纹接口相耦接，固定螺纹接口与曝气管道相连通，所述曝气装置还包括有止回阀，止回阀设置于固定螺纹接口中，其用于确保曝气装置内经常充满空气，使得污泥和污水不易进入腔内堵塞曝气孔，下层曝气盘片孔径d1和上曝气盘片孔径d2满足3>d12/d2>0.8，其中d1在10-50微米范围内取值，d2在100-150微米范围内取值。
现有的曝气管中采用的止回阀结构均是常用的止回阀结构，如中国专利申请(申请号：201120318083.0)公开了一种止回阀，它包括阀座、固定架、阀杆、弹簧，所述的阀杆的一端设有阀芯，所述的阀芯装于阀座内，另一端与固定架相连，所述的阀杆另一端上设有弹簧，所述的阀芯的外周上设有一凹台，所述的凹台与阀座的内端面相接。
现有的曝气管中的止回结构均存在以下问题：曝气管在工作过程中，空气从曝气管中源源不断的输送到曝气池中，曝气管中的止回阀的阀芯压缩弹簧打开进气口，阀杆一端穿出阀座外，由于曝气管工作的特殊性，一般曝气管均是处于长期开机运行中，因此，止回阀的阀芯是一直处于打开状态的，止回阀的弹簧一直处于被压缩状态，在长期运行过程中，进气口处气体对阀芯的压力均是通过弹簧来承受，弹簧容易被永久压缩变形，不能复原，从而失去止回的功能，管式曝气器在停开机时，污水倒流至管式曝气器内，造成曝气支承管与橡胶膜片之间进入污水产生污泥而堵塞，影响后续曝气处理的效果。从而使得现有的曝气管需要不定期的进行检修，更换止回结构。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种曝气管的止回结构，本发明所要解决的技术问题是：如何防止止回结构失效，保证曝气处理的效果。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种曝气管的止回结构,包括两端分别为进气端和曝气端的接头管体、以及均设置在接头管体内的止回阀芯、回位弹簧、止回阀杆和止回阀座，所述止回阀座固连在曝气端上，所述曝气端处还设有与外界连通的曝气通道，所述回位弹簧套设在止回阀杆上且两端分别与止回阀芯和止回阀座相抵靠，所述接头管体上具有连通进气端和曝气端的过气口，所述止回阀芯在回位弹簧的作用下始终将过气口密封，其特征在于，所述止回阀座上开设有导流限位沉孔，所述止回阀杆的端部穿设在所述导流限位沉孔内且与导流限位沉孔的底壁之间具有间隙，所述止回阀杆受力能够沿自身轴线方向滑动且通过滑动能够与导流限位沉孔的底壁相抵靠。
在曝气管处于停机状态时，在回位弹簧弹力的作用下，止回阀芯始终密封过气口。当曝气管处于开机状态时，从进气端进入的空气能够克服回位弹簧的弹力顶开止回阀芯打开过气口，空气从曝气通道中排出，从而对曝气池中的污水进行曝气充氧处理。在曝气管停机时，止回阀芯压缩回位弹簧，由于止回阀杆的端部是穿设在止回阀座上的导流限位沉孔内的，止回阀芯被顶开后，止回阀杆移动其端部与导流限位沉孔的底壁抵靠，过气口处气体对阀芯的压力一部分由回位弹簧承受，而回位弹簧承受的力只需能够保证止回阀芯离开密封台阶将过气口打开即可，大部分气体压力是由止回阀杆抵靠在导流限位沉孔的底壁来抵消承受的，从而使得回位弹簧能够受到较小的冲击压力，有效降低了回位弹簧永久变形系数，在长期运行过程中，回位弹簧基本不会发生压缩变形或即使压缩变形也很微小，对于密封效果的影响几乎可以忽略，在曝气管停机时，回位弹簧能够即刻复原，始终具有止回的效果，从而有效防止污水倒流至曝气管内，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续污水处理曝气效果。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀杆穿入导流限位沉孔内的一端端面为平面，所述导流限位沉孔的底壁为平面。将止回阀杆的端面和导流限位沉孔的底壁均设置为平面，在曝气管开机运行时，止回阀杆的端面与导流限位沉孔的底壁之间为平面接触，稳定性较好，不易偏斜晃动，防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数，保证在曝气管停机时，回位弹簧能够即刻复原，始终具有止回的效果，从而有效防止污水倒流至曝气管内，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续曝气处理效果。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀杆的端部与导流限位沉孔的底壁之间的间隙大小为1～20mm。止回阀杆的端部与导流限位沉孔的底壁之间的间隙大小设置在上述的范围内，能够保证正常的曝气过程的进气需求的同时，将回位弹簧的压缩量控制在最佳的范围内，从而使得回位弹簧能够受到最小的冲击压力，从而将回位弹簧永久变形系数控制在最小范围内，几乎不会发生压缩变形，在长期运行过程中，回位弹簧的变形造成的影响基本可以忽略，在曝气管停机时，回位弹簧能够即刻复原，始终具有止回的效果，从而有效防止污水倒流至曝气管内，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续曝气处理效果。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀杆的外侧壁与导流限位沉孔的内侧壁之间具有空隙。止回阀杆的外侧壁与导流限位沉孔的内侧壁之间具有空隙，能够保证止回阀杆移动的顺畅性，能够保证止回阀芯能够正常打开，止回阀杆能够顺畅的与导流限位沉孔的底壁抵靠，使得回位弹簧承受较小的冲击压力，降低回位弹簧永久变形系数，同时又能够保证停机时回位弹簧能够即刻复原，不会因卡涩一直被压缩，始终具有止回的效果，从而有效防止污水倒流至曝气管内，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续曝气处理效果。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀杆的外侧壁与导流限位沉孔的内侧壁之间的空隙大小为1～10mm。止回阀杆的外侧壁与导流限位沉孔的内壁之间的空隙大小设置在上述的范围内，能够在保证止回阀杆顺畅移动、回位弹簧能够即刻复位的同时，使得止回阀杆在移动的过程中不易发生径向的窜动，防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数，保证在曝气管停机时，回位弹簧能够即刻复原，始终具有止回的效果，从而有效防止污水倒流至曝气管内，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续曝气处理效果。
在上述的曝气管的止回结构中，所述导流限位沉孔的内侧壁上具有若干球形槽，所述球形槽内设有滚珠，所述球形槽的开口处的直径小于滚珠的直径，所述滚珠部分伸出球形槽外且与止回阀杆的外侧壁贴靠。在导流限位沉孔呈内侧壁上设置滚珠，滚珠与止回阀杆的外侧壁贴靠，从而对止回阀杆的移动起到导向作用，能够保证止回阀杆移动的顺畅性，止回阀杆能够顺畅的与导流限位沉孔的底壁抵靠，使得回位弹簧承受较小的冲击压力，降低回位弹簧永久变形系数，同时又能够保证停机时回位弹簧能够即刻复原，不会因卡涩一直被压缩，始终具有止回的效果。同时滚珠与止回阀杆的外侧壁贴靠，对止回阀杆具有一个径向限位的作用，使得止回阀杆在移动的过程中不易发生径向的窜动，防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀座上还具有凸出的导流柱，所述导流限位沉孔开设在导流柱上，所述导流柱呈锥台状，所述止回阀杆与止回阀芯的连接处呈圆弧过渡连接，所述回位弹簧的一端紧配合套接在所述止回阀杆与止回阀芯的连接处，另一端紧配合套接所述导流柱上。锥台形导流柱的设置，配合止回阀杆与止回阀芯连接处的圆弧过度结构，回位弹簧的两端分别紧配合套接在导流柱和止回阀杆与止回阀芯的连接处，从而对回位弹簧的两端起到一个限位，回位弹簧本身与止回阀杆之间也不会发生窜动，进一步防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀芯的外侧壁与接头管体的内壁之间贴靠密封，所述止回阀座呈柱状，所述止回阀座的外侧壁上开设有若干沿周向分布的曝气槽一，所述曝气槽一贯穿所述止回阀座的两端，所述曝气端的内侧壁上开设有若干沿周向分布的曝气槽二，所述曝气槽二一端贯穿所述曝气端的端部，另一端延伸至所述密封台阶处，所述止回阀座固连在曝气端的端口处且所述曝气槽一和曝气槽二一一对应设置，所述曝气槽一和曝气槽二合围形成上述曝气通道。止回阀芯的外侧壁与接头管体的内壁之间贴靠密封，能够进一步提高止回阀芯带动止回阀杆移动的稳定性，不易发生径向的窜动，进一步防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。而通过曝气槽一和曝气槽二的相对结构设置，能够合围形成曝气通道，保证过气口的空气能够从曝气通道中出气，进入曝气池中进行正常的曝气处理，同时曝气槽一和曝气槽二之间能够形成一个腔状的结构，强度也较高。
在上述的曝气管的止回结构中，所述止回阀座上还具有凸出的环形安装凸沿，所述环形安装凸沿的外侧面与所述止回阀座的外侧壁齐平，所述曝气槽一贯穿至所述环形安装凸沿。止回阀座一般均是通过胶粘在接头管体上的，环形安装凸沿的设计，增加了止回阀座与接头管体接触面积，增加了连接的牢固性，使得导流限位沉孔本身也不易相对止回阀杆有所偏移，进一步防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。同时环形安装凸沿的设计，使得止回阀座整体形成一个筒状的腔体结构，强度较高。
在上述的曝气管的止回结构中，所述环形安装凸沿和导流柱的凸出方向一致。环形安装凸沿与导流柱的凸出方向一致，结构的紧凑性更好。
在上述的曝气管的止回结构中，所述进气端的过气口处具有密封台阶，所述止回阀芯呈圆形片状，所述止回阀芯的表面包覆有一层密封橡胶垫，且包边处呈圆弧过渡连接，所述止回阀芯在回位弹簧的作用下始终抵靠在密封台阶上。止回阀芯的表面包覆有密封橡胶垫，从而使得止回阀芯的密封效果更好。同时包边处呈圆弧过渡连接，而包边处是与接头管体的内侧壁贴靠的，减小了两者之间的接触面积，保证了止回阀芯和止回阀杆移动的顺畅性以及回位弹簧复位的及时性，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续曝气处理效果。
与现有技术相比，本曝气管的止回结构具有以下优点：
1、通过导流限位沉孔与止回阀杆的配合结构设计，止回阀芯被顶开后，止回阀杆移动其端部与导流限位沉孔的底壁抵靠，过气口处气体的大部分气体冲击力是由止回阀杆抵靠在导流限位沉孔的底壁来抵消承受的，使得回位弹簧能够受到较小的冲击压力，有效降低了回位弹簧永久变形系数，在长期运行过程中，回位弹簧的压缩变形很微小，对于密封效果的影响几乎可以忽略，回位弹簧能够即刻复原，始终具有止回的效果，从而有效防止污水倒流至曝气管内，能够有效的防止污水倒流至曝气管内而造成堵塞，保证了后续曝气处理效果。
2、止回阀杆外侧壁与导流限位沉孔的内侧壁之间的结构配合设计，能够使得止回阀杆在移动的过程中不易发生径向的窜动，防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。
3、回位弹簧两端与导流柱以及止回阀杆与止回阀芯的连接处的结构配合设计，回位弹簧本身与止回阀杆之间也不会发生窜动，进一步防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。
4、止回阀芯本身的结构设计以及与接头管体内侧壁时间的配合结构设计，能够进一步提高止回阀芯带动止回阀杆移动的稳定性，不易发生径向的窜动，进一步防止回位弹簧由于偏斜局部受力较大，从而使得回位弹簧受力较为均匀，也保证回位弹簧承受较小的冲击压力，进一步降低了回位弹簧永久变形系数。