本實用新型涉及用于對液體環境充氣的設備，更具體而言，涉及一種用于曝氣池的曝氣環及包括其的曝氣器。

技術背景

在液體環境(例如魚塘、水族館、家用魚缸、微生物培養池、污水處理池等)中，有時需要充氣(包括充氧)，將氣體送入液體體系內，這類充氣設備稱為曝氣器，如果輸送的氣體主要是氧氣時，又稱為曝氣增氧設備。在培養微生物以凈化污水的體系中，曝氣增氧設備有許多種，其中最為普遍使用的是機器攪拌曝氣增氧設備和鼓風曝氣增氧設備。現在污水處理廠使用的大部分鼓風曝氣增氧設備是剛玉曝氣器(砂輪材質曝氣器的孔經燒結成型)和橡膠膜片曝氣器(橡膠膜片材質上通過機器打孔和激光打孔)等曝氣增氧設備。現有曝氣器的曝氣口(砂輪材質)都是固定孔，由于氣體中含有油分和灰分，剛玉曝氣器的曝氣口易堵塞，從而運行中的阻力迅速加大，電耗迅速增加，以致無法運行，因此，不可再生的剛玉曝氣器容易造成二次污染。對于橡膠膜片曝氣器，已有數據表明，機器打孔和激光打孔的橡膠膜片材質的曝氣口開孔運行阻力大，易老化撕裂，壽命短，長期運行氣泡不均勻，氧利用率不高，電能損耗大，適應性差，且維修困難，影響長期運行效果。

鑒于上述提及的曝氣口易堵塞、易撕裂、氧利用率不高、耗電多等問題，期望提供一種曝氣器能解決上述問題，實現高效、節能、可持續地運行。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種塑料環曝氣器和用于該曝氣器的曝氣環，以克服現有技術的問題。

為此，在本實用新型的第一方面，提供一種曝氣環，其為中空的截頭圓錐形，所述曝氣環的圓周面的延伸方向相對于水平方向成一個傾斜角度，所述傾斜角度的范圍是45°-75°，所述曝氣環厚度均勻，其圓周面的至少一面具有貫穿曝氣環周面分布的槽，其中槽的深度為0.01至1mm，槽的寬度為0.01至1mm。

另一方面，本實用新型還提供一種曝氣器，包括：

至少兩個曝氣環，其為中空的截頭圓錐形，所述曝氣環的圓周面的延伸方向相對于水平方向成一個傾斜角度，所述傾斜角度的范圍是45°-75°，所述曝氣環厚度均勻，其圓周面的至少一面具有貫穿曝氣環周面分布的槽，槽的深度為0.01至1mm，槽的寬度為0.01至1mm，所述曝氣環同軸地相互緊密地套合；

一個安裝盤，所述安裝盤包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面上設有支撐曝氣環的支架，使得至少兩個曝氣環和第一表面之間存在允許氣體流通的氣流空間，并且所述安裝盤在第二表面上設有用于連接進氣管道的管道接口，所述管道接口的一端連接進氣管道，另一端設有允許氣體流動至所述第一表面的氣孔；

一個緊固裝置，所述緊固裝置穿過最內側的曝氣環的中空部分安裝在所述安裝盤上，并且將所述曝氣環壓緊在安裝盤上。

本實用新型的曝氣器的優點是，曝氣孔通過曝氣環之間的緊密套合形成，結構緊湊、易于安裝，并且可以防止由于內側配合緊、外側易松動而出現的曝氣孔內緊外松、出氣不均勻的問題。此外，本實用新型的曝氣器有利于通過加大通氣量而將污染物沖出，使微孔重新處于“干凈”狀態。這樣，可以克服剛玉曝氣器，橡膠曝氣器等曝氣增氧設備固定開孔存在運行阻力大、易堵塞、易老化撕裂、氧利用率運行不高、耗電、維修困難、不可再生等問題。

附圖說明

現將參照附圖詳細地描述本實用新型的優點、特征，在附圖中，各部件未必按比例繪制，其中：

圖1是根據本實用新型的曝氣器的一個實施方案的示意圖；

圖2是根據本實用新型的曝氣器的剖視圖。

具體實施方式

下面將詳細描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。應理解，以下實施方案僅是舉例性的，對本實用新型不構成限制。本實用新型的保護范圍由權利要求書限定。還應理解，在實施本實用新型的過程中，不必包括下述實施方案中的所有技術特征，這些技術特征可以有多種組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，詞語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所指示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所示的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本說明書中，為敘述的方便與簡明，以曝氣器中安裝盤的第一表面和第二表面處于水平方向的方位為準，此時認為曝氣器處于水平方向，與其垂直的方向定義為豎直方向，上述對于方向的限定不能理解為對本實用新型的限制。

本實用新型的曝氣環，其為中空的截頭圓錐形，曝氣環的圓周面的延伸方向相對于水平方向成一個傾斜角度，所述傾斜角度的范圍是45°-75°，所述曝氣環厚度均勻，其圓周面的至少一面具有貫穿曝氣環周面分布的槽，其中槽的深度為0.01至1mm，槽的寬度為0.01至1mm。

優選地，所述曝氣環的圓周面的延伸方向與水平方向形成的傾斜角度的范圍是55°-65°，更優選地，所述傾斜角度為58-62°。有利的是，由于曝氣環設有傾斜角度，則相鄰的曝氣環之間彼此作用有水平方向和豎直方向的力，使得曝氣環能夠在水平和豎直方向上被壓緊，從而降低曝氣環在曝氣過程中由于氣壓可能造成的曝氣環脫離安裝盤和曝氣環相互脫離的可能性。另外，所述槽的深度優選地為0.05-0.5mm，更優選0.07至小于0.1mm(即0.07-0.1mm，但是不包括0.1mm)。槽的寬度優選地與槽的深度相同，槽的寬度優選地為0.05-0.5mm，更優選0.07至小于0.1mm(即0.07-0.1mm，但是不包括0.1mm)。曝氣環的高度(按豎直方向上的距離計，而不是按斜面長度計)為0.5-2.2cm，優選0.8-1.8cm，更優選1.0-1.5cm；曝氣環的厚度為0.4-1.5mm，優選為0.5-1.25mm。

可選地，曝氣環的內圓周面具有貫穿曝氣環周面分布的槽，槽在截頭圓錐形的頂部和底部均有出口，中間沿截頭圓錐形的面延伸，優選以直線延伸。或者，曝氣環的外圓周面具有貫穿曝氣環周面分布的槽，或者曝氣環的圓周面兩面都具有貫穿曝氣環周面分布的槽。另外，優選地，槽在曝氣環上的延伸方向可交于一點，從而使槽的延伸方向形成一個圓錐體的周面。這樣的布置的優勢是，可以在曝氣環上布置盡可能多的槽，增加曝氣孔的數量，從而增加曝氣效率。

本實用新型的曝氣器包括至少兩個曝氣環，其為中空的截頭圓錐形，所述曝氣環的圓周面的延伸方向相對于水平方向成一個傾斜角度，所述傾斜角度的范圍是45°-75°，所述曝氣環厚度均勻，其圓周面的至少一面具有貫穿曝氣環周面分布的槽，槽的深度為0.01至1mm，槽的寬度為0.01至1mm，所述曝氣環同軸地相互緊密地套合；

一個安裝盤，所述安裝盤包括第一表面和第二表面，其中所述第一表面上設有支撐曝氣環的支架，使得至少兩個曝氣環和第一表面之間存在允許氣體流通的氣流空間，并且所述安裝盤在第二表面上設有用于連接進氣管道的管道接口，所述管道接口的一端連接進氣管道，另一端設有允許氣體流動至所述第一表面的氣孔；

一個緊固裝置，所述緊固裝置穿過最內側的曝氣環的中空部分安裝在所述安裝盤上，并且將所述曝氣環壓緊在安裝盤上。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述安裝盤外緣處具有周壁，周壁在豎直方向從第一表面向遠離第一表面方向延伸，所述周壁的內側與水平方向之間形成的角度與曝氣環的傾斜角度相對應，使得所述周壁的內側能夠完全貼合與其相鄰的曝氣環的外圓周面。這有利于曝氣環在安裝盤上的固定，防止曝氣環與安裝盤脫離。

根據本實用新型的一個實施方案，所述安裝盤的周壁的高度等于曝氣環的高度(按豎直方向上的距離計)。然而，所述安裝盤的周壁的高度也可大于或小于曝氣環的高度。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述緊固裝置完全貼合與其相鄰的曝氣環的內圓周面。所述緊固裝置可選地為楔形塞與螺栓的組件，該楔形塞的側壁相對于水平方向的傾斜角度等于曝氣環的傾斜角度。所述緊固裝置還可以與所述安裝盤一體形成的一個板狀構件，以用于固定曝氣環。

另外，應注意，不同曝氣環的高度優選地是相同的，可替代地，也可以采用不同高度的曝氣環。

優選地，本實用新型的曝氣器包括多個套裝在一起的曝氣環。不言而喻，在這種實施方案中，各曝氣環的直徑不同，但是足以保證它們可以以大環套在小環上的方式套裝，并以它們各自具有的槽與相鄰的曝氣環的光滑表面配合形成曝氣孔。因此，優選地，曝氣環的圓周面單面開槽；如果槽開在內圓周面，則所有的曝氣環均將槽開在內圓周面；如果槽開在外圓周面，則所有的曝氣環均將槽開在內圓周面。更為優選地，曝氣環的外圓周面開槽，以允許有更大的操作和加工空間。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述安裝盤的第一表面上的支架可以是與第一表面一體成型的凸棱、網狀隔板等。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述緊固裝置被安裝到安裝盤的基本中間位置。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述曝氣器還包括間隔環，間隔環是圓周面兩面均為光滑表面的曝氣環。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述間隔環被放置在相互貼合的兩個表面均分布有槽的相鄰兩個曝氣環之間。以此方式，間隔環可以將兩個相向分布有槽的表面隔開，從而在間隔環與曝氣環之間形成曝氣孔。可選地，間隔環具有彈性，通過增大進氣壓力，使得間隔環發生彈性變形，從而調整間隔環與曝氣環之間的間隙，將堵塞的污物吹出。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述安裝盤第二表面上還設有加強筋，用于增加安裝盤的強度，防止安裝盤變形扭曲等。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述曝氣器還包括固位裝置，所述固位裝置穿過安裝盤和曝氣環，防止所述安裝盤與曝氣環相對竄動。

根據本實用新型的一個優選實施方案，所述曝氣器還包括預應力圈，所述預應力圈有彈性，設置在緊固裝置與曝氣環之間，或者設置在安裝盤的內周壁與曝氣環之間，所述預應力圈優選地由橡膠或塑料制成。預應力圈厚度為0.2-0.5mm，優選0.25-0.40mm，其直徑按實際需要確定。當增大進氣壓力，曝氣孔中的壓力隨之增加，曝氣環之間的相互作用力也隨之增加，則預應力圈被壓縮可發生彈性變形，相應地，曝氣環之間的間隙變大，曝氣孔中的污物被吹出，從而達到凈化曝氣孔的目的。由于預應力圈具有彈性，隨著壓力減小，預應力圈可恢復原位，曝氣環之間的間隙也隨之恢復，曝氣器以原有的曝氣孔大小曝氣。事實上，前述間隔環為彈性時，也可以起預應力圈作用。

根據本實用新型的一個優選實施方案，在安裝盤的內周壁和緊固裝置上分別設有用于部分容納預應力圈的凹槽。

本實用新型的塑料環曝氣器中，各部件(例如曝氣環、安裝盤、管道接口、緊固裝置等)可以采用塑料、橡膠和延展性金屬(例如鋁、鋼、合金等)制成。

本實用新型的塑料環曝氣器各部件可以采用本領域已知的方法制造，例如采用注塑等方法制造。各部件的組裝方式基于其各自結構和功能不言自明，在此不作贅述。

本實用新型的塑料環曝氣器可以用于各種液體環境(例如魚塘、水族館、家用魚缸、微生物培養池、污水處理池等)中，對液體環境充氣(包括充氧)。

以下結合附圖對本實用新型作進一步示例性說明。

下面根據圖1-2描述根據本實用新型實施方案的一種曝氣器，其中本實施方案中的曝氣器為直徑為300mm塑料環曝氣器。如圖1所示，曝氣器01包括：安裝盤1、曝氣環2和緊固裝置3，緊固裝置3被安裝到安裝盤1的基本中間位置，不同直徑(本文中該直徑為截頭圓錐形的小端的直徑)的曝氣環2相互緊密地套合，最內側的曝氣環2與緊固裝置3貼合，最外側的曝氣環2與安裝盤1的內周壁貼合，從而在安裝盤1上形成曝氣器。如圖所示，緊固裝置3從曝氣環2的中空部分穿過，借助于螺栓4和螺母6安裝到安裝盤1上，使得緊固裝置3壓緊曝氣環2。可選地，緊固裝置3可以與安裝盤1一體成型，然后將曝氣環2套緊在緊固裝置3上。還可以將緊固裝置3設置成壓緊在套合的曝氣環2的上表面上。曝氣器01還包括固位裝置10，例如鋼釘，其穿過曝氣環2和安裝盤1的周壁將二者固定，從而能防止其間的相對竄動。

參照圖2，圖2例示了本實用新型的曝氣器的剖視圖。曝氣環2為中空的截頭圓錐形，其優選地由塑料、橡膠或者柔性金屬例如鋁制成。如圖所示，曝氣環2的橫截面為梯形，所述曝氣環2的圓周面相對于水平方向成一個傾斜角度α，所述傾斜角度α的范圍是45°-75°，優選地55°-65°，在本實施方案中，傾斜角度為60°。優選地，曝氣環2厚度均勻(槽的深度不計)，高度(豎直方向上的距離)相同，在其圓周面的一面具有貫穿曝氣環圓周面分布的槽。不同直徑的曝氣環依次緊密地相互套合，從而在相鄰的曝氣環之間形成曝氣孔。在本實施方案中，在曝氣環2的外圓周面的一面具有槽，內圓周面為光滑表面，槽的深度為0.01至1mm，更優選地，槽11的深度為0.07mm至小于0.1mm，本實施方案槽的深度為0.08mm。槽的寬度優選地與槽的深度相同。應理解，曝氣環的內圓周面具有槽，外圓周面為光滑表面；或曝氣環的內、外圓周面均具有槽。優選地槽在曝氣環的周面上均勻分布。以本實施方案為例，槽在曝氣環2的外圓周面上均勻分布，帶有槽的外圓周面和與其相鄰的曝氣環的光滑內圓周面緊密貼合，從而在兩個曝氣環之間形成環形分布的曝氣孔。當槽在曝氣環2的內圓周面上分布時，則帶有槽的內圓周面和與其相鄰的曝氣環的光滑外圓周面緊密貼合，從而在兩個曝氣環之間形成環形分布的曝氣孔。若相向的內、外圓周面均具有槽，則可在兩個曝氣環之間放置一個間隔環，即內、外圓周面均光滑的曝氣環，從而形成上述環形分布的曝氣孔。如圖所例示的，由于曝氣環2的圓周面存在一個傾斜角度，相鄰曝氣環之間的相互作用的力可以被分解為水平分力和豎直分力，使得能夠在水平方向和豎直方向壓緊曝氣環。此外，槽在曝氣環2的外圓周表面上以能夠構成圓錐體周面的形式延伸。

如圖2所示，安裝盤1包括第一表面11和第二表面12，在本實施方案中，第一表面11上設有支架8，支架8用于支撐相互套合的曝氣環2，并且支架8與第一表面11之間存在間隙，形成允許氣體流通的氣流空間9。另外，支架8還可以是與第一表面一體成型的凸棱形式，由于凸棱高于第一表面，因此支撐在凸棱之上的曝氣環2和第一表面11之間也能夠形成了一個空間，以允許氣體流動，氣體進入該氣流空間后通過環形分布的曝氣孔曝氣。第一表面11上還設有周壁，周壁在安裝盤1的外緣處從第一表面11向遠離第一表面方向延伸，其高度優選地大體上等于曝氣環2的高度，且內周壁13與水平方向之間形成的角度優選地等于曝氣環2相對于水平方向的傾斜角度，以便內周壁13能夠與最后側的曝氣環2的外圓周面完全貼合。應理解，周壁的延伸高度并不受限于曝氣環的高度。還應理解的是，曝氣環2并不限于通過內周壁13將其壓緊至安裝盤，它還可以通過其他方式，例如通過上述固位裝置，例如鋼釘，或者利用繩索將曝氣環系至安裝盤，等等。因此，安裝盤的內周壁也可以豎直的，普通技術人員可以根據自己的技能作出選擇，在本文中不再一一描述。

再次參照圖2，安裝盤1的第二表面12上配置有管道接口7，用于連接進氣管道，優選地通過螺紋連接。應理解，可以采用任何適合的連接方式，此處不再贅述。第二表面12上還設有加強筋(未示出)，用于增加安裝盤1的強度，防止安裝盤變形扭曲等。管道接口7上設有至少一個氣孔，進入管道接口的氣體可以通過氣孔導入到第一表面，從而通過上述形成的氣流空間經由環形分布的曝氣孔曝氣。優選地，氣孔沿管道接口的外周對應于氣流空間大體上均勻分布。應領會，氣孔的尺寸不應過小，否則會產生氣體壓降，降低通氣速度，影響曝氣效果。

有利的是，塑料環曝氣器01還包括預應力圈5，其為具有彈性的圈狀物，當與曝氣環接觸時，其高度優選地不超過曝氣環的寬度，但應理解，預應力圈的高度是不受曝氣環限制的。預應力圈5優選地由橡膠、硅膠等材料制成。由于預應力圈5具有彈性，它可以被安置在緊固裝置3和/或內周壁13上，從而被設置在緊固裝置3與曝氣環2之間、曝氣環2和內周壁13之間，當進氣量增加和/或氣壓增大時，預應力圈可以響應進氣量和/或氣壓以調整間隙。優選地，緊固裝置3和內周壁13上分別設有用于部分容納預應力圈5的凹槽。

在使用過程中，氣體通過進氣管道進入管道接口7，經由氣孔導入到由曝氣環2和第一表面11之間的氣流空間9中，進氣流向相互套合的曝氣環2，然后經由曝氣環2之間(或者曝氣環與間隔環之間)形成的環形分布的曝氣孔曝氣。以此方式形成的塑料環曝氣器，由于其有效曝氣面積大、結構簡單、曝氣孔可變，因此具有曝氣量大、維護維修方便、可重復利用率高等優點。另外，可以防止由于內側配合緊、外側易松動而出現的曝氣孔內緊外松、出氣不均勻的問題。

雖然在上文展示和描述了示例各種實施方案，但對本領域技術人員顯而易見的是，可以在不背離所附權利要求書所定義的本實用新型范圍的前提下作出修改和變化。