帶狀擴散器pcti的制作方法

專利名稱：帶狀擴散器pcti的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種膜帶狀擴散器，以及通過此膜帶擴散器將氣體擴散到液體內，和用于實現此目的的裝置。更為具體地說，它涉及一種用于廢水處理的膜帶狀擴散器和包括此擴散器的廢水處理裝置。
背景技術：
在處理家庭和工業廢水中，充氣是經常用于促進生物消亡以及將溶解和懸浮的廢棄物除掉的方法之一。將被稱為擴散器的充氣裝置安裝在人工或天然蓄積的廢水內的淹沒位置處，例如在廢水槽或污水池內。將空氣和/或其它處理氣體以氣泡形式輸送到擴散器中，并以大量的微小泡沫形式從所述擴散器中排出，并且這些氣體在大多數情況下由某種形式的氧組成或者是含有氧。當這些氣泡通過廢水上浮時，氣泡中的氧就溶解到廢水中。氧氣維持了在處理過程中被輸送到廢水中的細菌的生命進程，并且這些細菌消耗掉了廢棄物。其它處理氣體(包括蒸汽)以及某些液體并不一定要要有氧，也可以被通過擴散器，以實現各種用途，例如用于清洗擴散器。
將空氣和/或其它處理氣體輸送到擴散器的壓縮機或風機所消耗掉的電費，如果不是運行廢水處理設備的最大成本消耗，也是最大的成本消耗之一。因此，本領域的技術人員為提高擴散器系統的效率付出了很多努力，這不僅包括擴散器的本身還包括設備中擴散器的布局以及工作方式。此外，已經努力使擴散器簡單化、“耐用化”，由此來降低擴散器系統的成本和維護費用。這些努力已經導致了廢水處理設備和擴散器設計中的一系列改進。
持續研究和發展的焦點已經集中在了一種被稱為膜擴散器的廣受歡迎的擴散器上。膜擴散器通過將加壓的處理氣體穿過無數微小的毛孔而通入到廢水中，來產生微小的氣泡，其中所述毛孔延伸穿過相對薄但是具有足夠強度的、以例如管、矩形片或在平面圖中具有環形輪廓的盤的形式存在的橡膠材料。這些帶孔的橡膠介質、光潔的膜(dubbed membrane)通常以氣密方式，例如通過夾緊結構，被固定到被稱作擴散器體的合適的保持器上。
圖1-5描述了一種特別受歡迎的膜擴散器系統，這種系統已經由ITT企業的Sanitaire部所生產，并且其上代產品已經有十年歷史了。圖1-2示出了，在這種系統中具有擴散器1，該擴散器包括機體2，該機體2具有固定在環形斷面的氣體輸送管4的上表面上的馬鞍形狀的下壁面3。該機體還包括傾斜的圓錐壁5，該圓錐壁的上部內邊緣包括架6，在架6上擱置著支承板7。環繞支承板7的是機體的豎直側壁10，也就是架6的向上延伸部分，其外表面上具有螺紋11。具有向內突出的凸緣13的螺紋環12被安裝在螺紋11上。膜14包括中心部分15，以及位于其周邊的整體O形環部16，該O形環部與凸緣13的下側、側壁10的內表面和形成在板7的周邊緣內的臺階17保持密封接合。
在操作這種擴散器時，處理氣體從氣體輸送管4的內部20流過位于管道的頂部內的、作為流量調節器的孔口21。處理氣體通過位于機體的下壁面3內的進氣口22進入到擴散器中，然后通過位于機體內的正壓室23(plenum)，穿過位于支承板7內的氣體通道24，穿過形成于支承板7的上表面和膜14的下部氣體流入表面之間的氣腔25，最后穿過膜上的孔眼26，當氣體流經擴散器時氣腔25被充氣。
圖3-5示出了所述擴散器在廢水處理設備內的被安裝情況。這些附圖示意性地描述了具有側部31(僅僅只示出了一側)、端部32以及底部33的廢水處理池30。通過公知的固定在池底部33上的支持架(未示出)，將前述的許多氣體輸送管道4以平行排列的方式安裝在底部附近處。大量的擴散器1沿著氣體輸送管道4間隔地被安裝，并且這些管道通過總管道34和下水管35被連接到加壓的處理氣體源，例如一個或多個風機或壓縮機(未示出)。
在許多廢水處理設備中，廢水流經一系列的池，例如圖5所示的那樣。根據廢水的需求以及所要執行的特殊類型的處理，擴散器的密度，即擴散器的數目，也就是每單位池底面積上的擴散器的排放面積大小，對于不同的池或特定池可以不同。在特定的例子中，一部分池內可以不安裝擴散器，由此便于例如在充氣工設備內產生缺氧區。正如本領域的技術人員將容易理解的，在廢水處理設備中擴散器和氣體輸送管道還可以有許多不同的布置方式，并且在這些附圖中所描述的主題僅僅是作為例子而不是作為對現有技術全面的示意。
當從平面圖中看去時，圖1-5所示的擴散器具有圓形的外輪廓，因此被稱作膜盤擴散器。上面所示出的這種特殊的擴散器就系統的耐用性以及OTE(氧氣的傳輸效率)來講提供了非常高的性能，并且同樣地在全世界的許多國家內也得到了廣泛的認同。
許多其它的膜擴散器也得到了發展，這些膜擴散器包括基于管形膜的膜管擴散器，以及基于例如膜材料的矩形片的板形擴散器。通常，它們允許加壓處理氣體使膜表面部分發生適度的膨脹。由于盤和片薄膜邊緣的夾緊，因此，膨脹發生在這些邊緣的內部。或許能或許不能阻止膜盤擴散器的中心處發生膨脹。當采用板狀擴散器的矩形片膜時，膜和由此可能會發生膨脹的面積經常比盤擴散器大的多。因此，在板狀擴散器中，具有相對較大開口的某種重疊的(overlying)網格元件通常被包括在擴散器體內，并且被保持在膜的上表面上，從而控制膜發生膨脹的程度。
不管是由于所不希望發生的斷電情況或者是由于方法的原因而導致的故意的切斷，膜擴散器都可以承受氣流的中斷，從而導致膜的放氣。考慮到淹沒在廢水中以及施加在膜上的廢水的巨大重力，膜擴散器機體通常包括位于膜底部的某種類型的膜支撐，以便當膜不再被氣壓所支持時，防止在廢水重力的作用下膜發生損壞或移位。當氣體流動并且膜處于壓力下并且至少部分地被充氣時，在膜的支撐和下表面之間會產生空腔或氣腔。
另一類型的已得到發展的膜擴散器為帶狀擴散器。例如，參見美國專利US4029581和5868971；美國公開專利申請US2002/0003314A；國際公開申請(PCT)WO98/21151；以及Offenlegungschrift(德國公開申請)DE4240300A1。由于所述擴散器的膜和氣體排放表面通常的長寬比大于現有的普通類型的板狀擴散器，因此這種專門的帶適合于這種擴散器。例如，長寬比大約為4∶1或者大于4∶1，以及長寬比相當大的情況可以出現在帶狀擴散器中。
在具有這種較大的長寬比的地方，可以在限制寬的同時，使擴散器具有相當大的充氣面積。適當利用的擴散器面積可能是獲得理想的氧氣傳輸效率)或增大的OTE的水平的因素，從而在處理給定量的廢水的過程中帶來省電的效果。帶狀擴散器在使OTE的水平至少保持與盤形擴散器大約一致的同時，還保證了一種提高氧氣進入到廢水中的質量遷移率的方便方法。同時，在許多情況下，它能夠將帶狀擴散器內的膜的寬度限制到一足夠的范圍內，在此范圍內，可以減少重疊的網格元件并且節省它所附帶的制造成本。另外，和板狀擴散器一樣，帶狀擴散器包括膜和擴散器體，其中擴散器體包括膜支撐。
帶狀擴散器被認為是代表了用于進一步降低包括安裝在內的資本費用，降低包括充氣在內的生物廢水處理設備的操作成本的一條有前景的道路。人們相信，存在進一步改進帶狀擴散器的空間和需求，本發明所披露的內容和權利要求的主題的目的就在于滿足這種需求。

發明內容
我們認為本發明已部分地滿足了前述的一個或多個需求，本發明包括了下面將要描述多個方面和實施例。
根據一個方面，本發明包括帶狀擴散器，該帶狀擴散器包括彈性膜。該彈性膜具有至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比；氣體入流和氣體排出表面；以及從所述入流表面延伸穿過所述膜、并穿過橫跨所述排出表面的至少一部分上的所述氣體入流表面的氣體排出孔。同時，擴散器還具有擴散器體，它包括縱向延伸的膜支撐件，該支撐件具有至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比。此外，作為整體或附加的特征，擴散器具有當從橫斷面看去時的縱向延伸的供氣通道，它包括周向閉合的氣流封閉壁裝置(gas flow confining wall means)。壁裝置的至少一部分延伸在支撐件的下方，并且在沿著支撐件至少大部分長度上提供了用作支撐件的結構支撐。這種壁裝置除了支撐件外還包括一個或多個壁。膜、支撐件和通道各自的長度延伸在大致相同的方向上，并且至少當擴散器運行時，支撐件和膜限定了位于它們之間的縱向延伸的氣腔。
當與前述特征相組合時，許多其它特征代表了本發明的附加特征。這些各種組合，以下稱為實施例，代表了它們自己權利中的發明。
例如，上述擴散器可以包括若干沿著供氣通道縱向間隔配置的氣體噴射通道，所述氣體噴射通道從供氣通道的內部延伸穿過膜支撐件。
在某些優選實施例中，所述氣體噴射通道為過流斷面足夠小的通道，以在所述擴散器運行期間在所述通道上產生足夠的壓降，從而有助于增加各自通道間的氣流分布的均勻性，從而構成了流量調節孔。
在對前述任一實施例的改進中，膜具有氣體排出表面，當膜工作時，該表面由基本上位于界限(envelope)內的擴散器體所支撐，當從擴散器體和膜的橫向斷面看去時，所述界限具有連接兩點的基準線，在這兩點處氣腔具有水平最寬的寬度，位于每一所述點處的垂直于基準線的豎直邊線，平行于基準線、位于基準線上方并且與基準線間隔一段距離的頂線，所述距離大約為側邊間距的1/4，優選的為側邊間距的3/16，并且更優選的為側邊間距的1/8。在該改進的優選實施例中，基準線將兩點連接，在這兩點處支撐件和膜的氣體入流表面在氣腔的邊緣上相互接觸。
根據前述任一實施例，擴散器包括片狀材料的彈性膜，該彈性膜具有側部和端部，端部具有沿著其側部延伸的縱向邊緣，其中氣體排出孔從所述氣體入流表面處延伸穿過所述片材。
在任一實施例中，當從橫向斷面看去時，支撐件基本上比供氣通道更寬，優選的是支撐件的寬度比供氣通道的寬度寬至少1.5倍，更優選的是至少2倍，進一步優選的是至少2.5倍。
在任一實施例中，優選的是，擴散器體為由擠壓成形材料形成。
在任一前述實施例中，供氣通道除了與膜支撐件形成一體外還包括縱向延伸的封閉壁裝置。
在前述任一實施例中，供氣通道包括縱向延伸的封閉壁裝置，該裝置與膜支撐件分離地形成，但是被直接或間接固定在膜支撐件上。
在代表了本發明的第二方面的帶狀擴散器的另一更詳細的結構中，擴散器包括片材形成的彈性膜，該片材具有氣體入流和氣體排出表面、側部和端部，該端部具有沿著其側部縱向延伸的邊緣，至少大約為4，更優選的是至少大約為6，進一步優選的是至少為8，以及最優選的是至少為10的長寬比，以及位于所述排出表面的至少一部分上的氣體排出孔。由擠壓成形的材料形成的擴散器體，包括縱向延伸的膜支撐件，該支撐件具有至少大約為4，更優選的是至少大約為6，進一步優選的是至少為8，以及最優選的是至少為10的長寬比。還有縱向延伸的、周向封閉的供氣通道，所述供氣通道的至少一部分延伸在支撐件的下方，并且在沿著支撐件至少大部分長度上為其提供了結構支撐，當從橫向斷面看去時，該供氣通道除了支撐件外還包括壁裝置。膜、支撐件和通道各自的長度延伸在大致相同的方向上，并且至少當擴散器工作時，支撐件和膜限定了位于它們之間的氣腔。若干沿著供氣通道縱向間隔配置的氣體噴射通道，它們從供氣通道的內部延伸通過膜支撐件，所述氣體噴射通道為過流斷面足夠小的通道，以在所述擴散器工作期間在所述通道上產生足夠的壓降，從而有助于增加各自通道間的氣流分布的均勻性，因此構成了流量調節孔。所述膜具有氣體排出表面，當膜工作時，該表面由基本上位于界限內的擴散器體所支撐，當從擴散器體和膜的橫向斷面看去時，所述界限具有連接兩點的基準線，在這兩點處氣腔具有水平最寬的寬度，位于所述每一點處垂直于基準線的豎直邊線，平行于基準線、位于基準線上方并且與基準線間隔一段距離的頂線，所述距離大約為側邊間距的1/4，優選的為側邊間距的3/16，并且更優選的為側邊間距的1/8。
該第二方面的許多可選擇的更詳細的實施例代表了其權利范圍內的其它發明。以下為其中的一些。
供氣通道除了與膜支撐件形成一體外，還可包括縱向延伸的封閉壁裝置。
供氣通道可包括縱向延伸的封閉壁裝置，該裝置與膜支撐件分離地形成，但是被直接或間接固定在膜支撐件上。
作為密封實施例，另一實施例是根據第二方面得出的但是它還具有附加的特征，擴散器體具有第一和第二縱向側部，以及在每一所述側部處被固定的、第一縱向延伸的凹部的密封接合面。在與每一側部相鄰的一部分擴散器體內，具有縱向延伸的第一內固定件，該固定件構成了圍繞位于擴散器體的橫斷面內開口的壁。還具有第二外固定件，它包括第二縱向延伸的凹部密封接合表面，所述第二固定件還包括能夠插入到第一固定件中的部分，該部分當被插入時，具有與第一固定件的形狀相匹配的形狀，以將第一和第二凹部表面置于固定位置處，當將第二固定件插入到第一固定件中時，所述第一和第二縱向延伸的凹部密封接合面彼此相對。這個實施例中的膜包括沿著其每一縱向邊緣，具有適合的形狀和尺寸以與所述第一和第二凹部密封接合表面密封地接合的密封件。
此密封實施例具有許多可選擇的優選結構。例如第一和第二縱向延伸的凹部的密封接合面可分別朝下和朝上。
在另外的這些可選擇但是優選的密封實施例中，支撐件具有上表面，并且第一縱向延伸的凹部密封接合面位于包括支撐件上表面延伸部的一部分擴散器體內，并且從上表面向外和向下延伸。
在任一密封實施例中，當從橫向斷面看去時，第二固定件至少部分地象字母“J”的形狀。
此外，第一固定件包括縱向延伸在擴散器體內的狹槽，并且第二固定件包括一能夠通過縱向的滑動插入到狹槽內的部分。在剛才描述的實施例的優選形式中，設有用于在滑動期間減小摩擦的裝置，所述摩擦位于以下部件之間(a)第二固定件的任一表面或多個表面以及(b)第一固定件和/或密封件的任一區域或多個區域。這種裝置可以是一側或多層，例如由低摩擦材料形成的流體的、半固體或固定層或者實心件。這種層可以被插入到所述表面和所述區域的相鄰部件之間，也可選擇地附著在所述表面或區域部分上。在任一密封實施例中，可選擇的是，第二固定件延伸穿過狹槽基本上整個長度。
在密封實施例的任意一種形式中，第一和第二縱向延伸凹部密封接合面可以為弧形表面，并且膜的密封件可包括延伸在膜的縱向邊緣上的O形密封件。
這里有一組所謂的“凹部(depression)的實施例”，其可基本上包括前述任意方面或者實施例的特征，優選的是第一方面的特征，并且它還可以包括附加特征。在凹部的實施例中，若干氣體噴射通道沿著供氣通道縱向間隔地布置，并且從供氣通道的內部延伸穿過膜支撐件，膜支撐件具有當擴散器不工作時用于支撐膜的氣體入流表面的上表面，縱向延伸在所述上表面內的凹部，至少部分的氣體噴射通道具有被設置成與所述凹部的內部相通的出口。
在許多可選擇的凹部實施例中，若干所述出口開在所述凹部內。
在任意的凹部實施例中，當從橫向斷面看去時，凹部可包括成直線和/或弧形和/或其它形狀的表面。
此外，在任意的凹部實施例中，凹部在橫向方向上可能非常狹窄，并且膜具有足夠的抵抗力以抵抗在橫向方向上的拉伸，從而當安裝好的擴散器的氣體入流表面處于靜水頭壓力下，而擴散器處于非工作狀下時，膜不會塌陷在此出口上，由此在擴散器啟動期間膜的氣體入流表面不會堵塞所述出口。
在任意凹部實施例中，凹部可縱向地延伸在支撐件的上表面內，膜的端部密封和固定件可位于膜的端部上，并且膜的端部密封和固定件可包括突出部，當從橫向斷面看去時，該突出部在輪廓上與凹部充分地相匹配，從而對位于凹部內的膜施加向下的壓力，由此在所述端部處在膜內產生橫向張力，從而輔助膜在該端部處的密封。
在任意的前述實施例中可以提供或不提供位于膜端部處的膜端部密封和固定件。
用于本發明任意實施例中的特別優選的端部密封裝置在膜的端部處采用延伸跨過膜的、由彈性材料制成的帶來迫使膜緊貼在支撐上。可選擇的是，可通過將膜的下表面粘接到支撐的上表面和/或通過補充帶，例如金屬制成的、安裝在彈性帶的上表面上的金屬帶，來加強此帶的密封作用。
優選的是，前面任意實施例都可具有延伸在所述支撐件和膜的長度方向上的膜邊緣密封和固定件，以及位于膜的端部處的膜端部密封和固定件。
前述任意實施例中的特別優選的可選擇形式包括延伸在所述支撐件和膜的長度方向上的縱向的膜邊緣密封和固定件，并且具有與所述膜相接觸的第一表面和不與所述膜相接觸的第二表面，以及位于膜端部處的膜端部密封和固定件。至少所述端部密封和固定件的一部分緊壓在邊緣密封和固定件的第二表面上。下面這些實施例被作為固定的實施例。
在任意固定的實施例中，端部密封和固定件可在朝著膜支撐件上表面的方向上緊壓著邊緣密封和固定件。
另一種固定的實施例的選擇為具有位于在安裝好的擴散器內的所述端部密封和固定件，該擴散器至少部分地向下地緊壓著所述端部密封和固定件。
“突起的實施例”為對任意上面實施例的可供選擇的改進形式。在這些改進的一個例子中，擴散器具有在膜的縱向邊緣處從膜的一個或多個表面上突出的突起，所述膜的縱向邊緣沿著膜的長度延伸，并且具有橫斷面與突起相匹配的凹槽，所述表面為支撐件或其延伸部的一部分。并且所述突起和凹槽相互作用從而至少有助于將膜固定和/或密封到支撐件或其延伸部的所述表面上。
在另一突起的實施例中，膜支撐件具有縱向邊緣，從支撐件或其延伸部的表面突出有突起，所述突起沿著所述支撐件或延伸部的長度上延伸，并且突起與膜相接觸并且在此接觸的附近處壓迫膜，以至少用于幫助將膜固定或密封到支撐件的表面或它的延伸部上。
根據基于前面任意實施例的許多“裙邊實施例”，膜支撐件包括上表面，和縱向延伸呈裙邊形式的延伸部，該裙邊從所述上表面的側部懸垂，這些裙邊分別具有膜接觸表面，這些表面從與它們鄰接的上表面部分優選以至少大約30度的角度，更優選以至少大約45度的角度，并且進一步優選以大約60度向下傾斜。下面將對許多裙邊實施例的可選擇和優選的改進進行說明。
膜支撐件具有與裙邊相鄰的上表面，該裙邊在安裝好的擴散器內通常是水平的。
在安裝好的擴散器內，裙邊通常是豎直的。
作為選擇，膜支撐件具有與裙邊相鄰接的上表面部分，在安裝好的擴散器內，所述上表面部分通常為水平的，而所述裙邊通常為豎直的。
根據另一選擇，上表面和裙邊的膜接觸表面通過過渡表面彼此相連，當從橫斷面看去時，該過渡表面在兩連接表面之間的方向上提供了平緩的改變。例如，過渡表面可以是普通的彎面。
在另一邊緣實施例中，裙邊具有外部膜接觸表面，并且膜支撐表面還包括以與裙邊相連、縱向延伸的帶狀式的延伸部，當從橫向斷面中看去時，該帶具有與裙邊的膜接觸表面成角度的下表面，并且該帶被設置成位于膜支撐件部分的下方，其中支撐件的上表面位于該膜支撐件的該部分內。
本發明的另一方面包括用于將氣體以氣泡的形式分配到液體中的氣體擴散系統。所述系統可以包括池，該池具有用于盛裝液體的底部和向上延伸的側部，管網，它們基本上位于目標水平的池內液體水平面的下方。所述管網包括一根或多根總管，一根或多根支管，其中支管與總管(多根總管)相通，以接收來自總管的流動氣體，還具有周向封閉的壁裝置，以接收、限制和輸送所述流動的氣體。該系統還包括多個擴散器，該擴散器分別包括擠壓成形的擴散器體，擴散器體分別包括縱向延伸的膜支撐件，該支撐件具有至少大約為4，更優選的是至少大約為6，進一步優選的是至少大約為8，以及最優選的是至少大約為10的長寬比，該支撐件具有各自支撐件的長度尺寸，并被定向在與支管的長度相同的總的方向上，以及除了膜支撐件外，支撐件還具有縱向延伸的氣體封閉壁裝置。在此實施例中，支管構成了擴散器體的供氣通道以將流動的氣體輸送到擴散器中。在整個擴散器各自長度的大部分上，膜支撐和供氣管具有相連接的關系，從而使膜支撐既可與供氣管成一體，又可與供氣管分離地形成但是會以任何適當的方式與供氣管相連。固定在擴散器體上的彈性膜分別具有氣體入流和氣體排放表面，以及側部和端部，端部具有沿著其側部上的縱向邊緣，和至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少為8，以及最優選至少為10的長寬比，和位于至少一部分氣體排放表面內的氣體排放孔。至少在擴散器工作時，支撐件和膜形成縱向延伸的氣腔，該氣腔代表除了支管內部的空間外的氣體空間并且使氣體排放到氣體排出孔。在擴散器中，沿著支管位于縱向間隔的位置處設有多條氣體噴射通道，所述氣體噴射通道延伸穿過支管的壁裝置，將支管的內部和氣腔之間連通，并且若干氣腔中的每一個都由沿著所述腔的長度間隔設置的若干所述通道來供給。
在此系統中，液體可以為廢水，該廢水含有懸浮的固體物質，所述氣體可以為含氧氣體，并且所述池可以為廢水處理設備中的充氣池。
系統優選地包括若干連接到一根或多根總管上的支管，同時每一若干所述支管都包括若干所述擴散器。縱向延伸的氣體封閉壁裝置可以代表了管網的支管部分。
此系統的又一實施例可以包括縱向的膜邊緣密封和固定件，該邊緣密封和固定件延伸在所述支撐和膜的長度方向上，并且端部密封和固定件位于膜的端部處，至少部分所述端部密封和固定件緊壓在所述邊緣密封和固定件上。
在另一備選擇但是優選的實施例中，端部密封和固定件向內地緊壓在所述邊緣密封和固定件上。
在又一供選擇但是優選的實施例中，端部密封和固定件向下地緊壓在所述邊緣密封和固定件上。
下面描述的其它實施例被認為是代表了附加的發明。
優點本發明某些實施例中的優點在于，帶狀擴散器可采用多個體來形成，而這些擴散器體開始是與管道分別形成的，其中擴散器體最終將支撐在管道上以進行處理氣體的輸送。這樣的優點在于，當在例如擴散器體的制造工廠中，將擴散器體和管道進行組裝時，管道將對擴散器體進行補強。然而，也可以這樣的方式來形成這些擴散器體，即它們將與具有不同尺寸和樹脂類型的、許多形式的塑料管中的任一個相匹配，其中樹脂類型的管道為在商業中價格合理、容易獲得的常用商品。因此，與管道分別形成的擴散器體還具有另一優點，即它允許擴散器的制造商提供不帶有管子的擴散器體，并且同樣也允許建造擴散器管網系統的承包商購買那些不帶有管子的擴散器體，并且承包商可以采用從本地所獲得的管子來與所述擴散器體匹配。這樣就減小了必須從擴散器制造工廠運輸到安裝地點的那些部件的物理體積，其中這種運輸包括國內或國際上的長距離運輸，從而降低了輸送成本。同樣，承包商需要支付的價格也不需要包括管道的成本，因此承包商就能夠在整個系統的成本中獲取很大一部分利潤，從某種程度上講，這些利潤是建立在包含于安裝中的價值上的，而這些價值是通過購買管子以及將擴散器體安裝的到管子上來獲得的。
然而，本發明也包括了帶擴散器的其它獨特的實施例。在這些實施例中的某些中，供氣管是擴散器整體的一部件。由于擴散器體不再需要在任一處被固定到供氣管上，因此這就排除了在擴散器制造工廠或者安裝地點處對潛在勞動力的需求。這樣就可避免了溶劑焊接(solvent welding)具有的一些缺點，其中溶劑焊接為一種在實踐中很受歡迎的、將塑料部件固定到安裝地點處的方法。當管道和擴散器體整體形成時，就可以避免由溶劑焊接或聲波焊接所產生的成本和需要，其中上述焊接方法為在制造工廠中用于將分別制造的管道和擴散器體相連接的本發明的一些實施例中所采用的合適的方法。
不像某些現有技術中的帶狀擴散器，本發明的整體管和分離管的實施例，當在工廠制造或安裝時，分別提供了封閉的氣流通道和與包括膜的氣體入流表面的腔相分離的通道，其中所述氣流通道與位于膜的正下方處的氣腔中的氣流通道相分離。在封閉的氣流通道和腔之間具有多個，例如兩個或更多氣體傳輸連接件的地方，腔和膜需可以相當的長，并且在膜的大部分長度而優選是在整個膜的長度上接收和排出處理氣體。這與現有技術中的膜帶和膜盤擴散器相比就潛在地降低了制造和安裝成本。
讓我們來考慮一下包括多列擴散器在內的設備的設計，其中多列擴散器被連接到共同的總管上，并且其中這些列中的至少部分并且優選的是大部分包括多個帶狀擴散器，例如大體上與圖6中一致的設計中。在氣腔和封閉的流道之間存在的多個氣體傳輸連接件的的各擴散器，對促進處理氣體在擴散器列中沿著膜的大部分長度或者所有長度上的排放非常有益，其中封閉的流道位于整體形成或單獨形成的供氣管內。
此外，在本發明的某些特別優選的實施例中，在封閉通道和腔之間具有氣體傳輸連接，它包括沿著擴散器的長度間隔布置的、具有限制的過流斷面的孔口。如果孔口的過流斷面被充分地限制，那么這些孔口就能夠在沿著腔的長度方向上提高處理氣體的分布均勻性。因此，這就提供了比現有技術中的特定的盤形和/或帶狀擴散器更高的擴散效率。如前面的段落和圖6中所討論的，這個潛在的優點對那些具有多個列，并且每列上包含多個擴散器的設備特別有價值，這包括這種由共同主管供給的多個列。
不論管道是與擴散器體分別形成還是整體形成，管道都能夠為所形成的組合提供很大的機械強度和穩定性。一些現有技術中的帶狀擴散器系統包括與擴散器體的長度相垂直延伸的供氣管。與這些相比，本發明的優選實施例具有這樣的供氣管，即它們無論是分別形成還是整體形成，它們最長的尺寸都能延伸在與擴散器體和膜的長度相同的方向上。這些本發明優選的擴散器從擴散器體與供氣管的連接處側向地延伸的程度，無需和那些垂直定向的擴散器中的一樣大。因此，這些優選實施例在它們側部的最遠端處不會產生很長的力臂，通過這樣的力臂，破壞性的作用力會施加在位于管道和單獨形成的或整體形成的擴散器體之間的連接點上，所述破壞性的作用力可能由運行中的廢水處理池內的水流產生，也可能由在廢水處理池內工作的人員無意間造成。
盤形擴散器系統的擴散器體和膜通常通過批量成形過程來制造，例如通過壓模。而本發明在節約了生產成本的前提下，通過連續的方法，例如各種類型的基礎方法，來制造膜和/或擴散器體，還可包括整體的供氣管。
在某些實施例中，出于精簡運輸的目的，根據本發明所構造的擴散器系統可以在工廠中容易地組裝出來。根據本發明的系統提供了在廢水處理設備和其它設備中容易并且快速安裝的優點。
本發明很好地說明了成組的帶狀擴散器的安裝，它包括以端對端的關系被安裝的兩個或多個擴散器，以及標準生產線的產生。
當根據本發明的產品通過擠壓成形時，然后根據用戶設計的充氣系統很容易地改變其長度。
根據本發明的帶狀擴散器，至少在它們的最優選的實施例中，當它們與每單位底面面積上的潛在的高氣體排放面積聯合使用時，就可以提供足夠高的氧氣傳輸效率，從而提供比膜盤形擴散器更低的成本，因此也就產生更高的利潤比。
本發明所有的實施例不必具有上面所有的優點，也不必具有這些優點的組合。此外，用戶、制造商和其它本領域的技術人員可以通過本發明所披露的內容和/或通過本發明所得到的經驗來識別那些本來就包括但是上面沒有進行討論的優點的一些實施例。


圖1-5披露了現有技術。
圖1為已知的盤形擴散器的局部剖面圖。
圖2為圖1的擴散器的分解透視圖。
圖3為包括許多與圖1和圖2中的擴散器類似的廢水處理池的縱向剖面示意圖。
圖4為圖3的池的平面圖。
圖5為與圖3和圖4類似的連成一排的三個池的平面圖，如此布置是為了提供連續的廢水流并且擴散器的密度也逐漸減小。
圖6為根據本發明的包括帶狀擴散器的廢水處理池的平面視圖。
圖7為圖6中的帶狀擴散器中的一個的一部分的放大的局部俯視圖。
圖8為沿著圖7的剖面線8-8剖開的剖面圖。
圖9為圖8中的擴散器體的透視圖。
圖10為圖9的放大部分的橫向剖面圖，它還示出了擴散器膜和作為擴散器的邊緣固定和密封裝置的一部分的填充帶。
圖11為圖10的擴散器和邊緣固定和密封裝置的改進形式的局部橫向剖面圖。
圖11(a)為處于非壓縮狀下的圖10和圖11中的填充帶的橫向剖面圖。
圖12為另一邊緣固定和密封裝置的橫向剖面圖。
圖12(a)為對圖12的邊緣固定和密封裝置的改進實施例，其中已經加入了低摩擦元件。
圖13為根據本發明的帶狀擴散器的另一形式的橫向剖面圖。
圖14為帶狀擴散器的又一形式的擴散器體的縮小的側視圖。
圖15為圖14的帶狀擴散器體的透視圖。
圖16為沿圖15中的剖面線16-16剖開的剖視圖。
圖17為圖14-15的擴散器體的橫向剖面分解圖，并且還示出了擴散器體支架、膜和端部夾緊和密封裝置。
圖18為圖17的一部分擴散器的橫向剖面圖，其示出了邊緣固定件和密封裝置。
圖19為圖17-18所示的這種類型的擴散器列的透視圖。
圖20為圖17-18或17-19中所示的這種類型的多排擴散器的縮小了的側視圖，其中多排擴散器端對端地相連。
圖21為圖17-18或17-19的擴散器的改進的分解的端部視圖，它示出了端部夾緊和密封裝置的另一形式。
圖22為沿著圖21的剖面線22-22剖開的剖面圖。
圖23為圖21中的基準線23-23之間的圖21的夾具的局部俯視圖。
圖24為根據圖17-18或17-19的擴散器的改進形式的透視和局部剖面圖，其具有位于通道內的氣體通道。
圖25為與圖24中類似但是具有斷面不同的通道的另一改進形式的透視和剖面圖。
圖26為圖17-18或17-19的擴散器體的改進形式的分解的橫向剖面圖、其具有膜和另一種形式的邊緣固定和密封裝置。
圖27為圖26的擴散器的端部視圖，它還示出了端部夾緊和密封裝置。
圖28為與具有改進的夾緊裝置的、與圖27中類似的擴散器的局部透視圖。
圖29為圖28的擴散器的局部側視圖。
圖30為對圖26的擴散器的改進后的結構的局部橫向剖面圖，其中擴散器具有位于其支撐件的側部處的向下延伸的裙邊。
圖31為與圖30中類似的、其中裙邊向內傾斜的擴散器的端部視圖，并且還示出了端部夾緊和密封裝置以及支架。
圖32為圖31中的支架的局部透視圖。
圖33為對圖30的擴散器的又一改進，其中裙邊支撐著向內定向的凸緣。
圖34與圖30類似，除了虛線示出了處于膨脹條件下的膜之外。
圖35為對圖17-18或17-19的擴散器的又一改進的橫向剖面圖的一半，其示出了另一邊緣固定和密封裝置。
圖36為對圖17-18或17-19的擴散器的另一改進的橫向剖面圖的一半，其示出了另一邊緣固定和密封裝置。
圖37為根據本發明的另一形式的擴散器的橫向剖面圖的一半，該擴散器具有包括“T”形插入物的不同類型的邊緣固定和密封裝置。
圖38為類似于圖37的擴散器的橫向剖面圖的一半，該擴散器具有另一形式的帶有膜突起的邊緣固定和密封裝置、和位于膜體上的、相匹配的、斷面形狀為榫頭形的凹槽。
圖39為圖37和38的擴散器的局部橫向剖面圖，但是它具有另一種形式的邊緣固定和密封裝置，該邊緣固定和密封裝置包括不具有突起的膜、榫頭形的凹槽和具有三角形斷面的實心插入物。
圖40為除了邊緣固定和密封裝置已經從擴散器體的側部移向上表面外，其余與圖39中大體類似的擴散器的局部橫向剖面圖。
圖41為除了邊緣固定和密封裝置的插入物是中空的外，其余與圖40中類似的擴散器的局部透視圖。
圖42為圖41插入物的端部和用于此插入物的端蓋的分解透視圖。
圖43為根據本發明的擴散器體又一形式的透視圖。
圖44為與圖43的擴散器體相匹配的端部緊固件的透視圖。
圖45為與圖44中的兩個端部緊固件相匹配的圖43中的擴散器體的組件的縮小側視圖。
圖46為圖45中的組件的局部側視圖，在此圖中加入了膜和端部緊固件。
圖47為具有另一種形式的擴散器體和膜以及另一邊緣固定和密封裝置的擴散器的縮小的分解橫向剖面圖的一半。
圖48為圖47中的擴散器以及與擴散器體相匹配的端部固定裝置的局部分解俯視圖。
圖49為圖48中所示出的部件組裝后的、以及另一端部固定和密封裝置的局部俯視圖。
圖50為根據本發明的帶狀擴散器的另一實施例。
圖51為沿著圖50的剖面線51-51剖開的圖50中的擴散器的橫向斷面，同時具有用于此擴散器和第二擴散器(只示出了其一部分)以形成多個擴散器列的支撐裝置。
圖52為圖50中的擴散器的端部固定件的分解透視圖。
圖53為用于圖50中的擴散器中的膜、以及為示出它的示例性制造方法而一部分被分解的膜的局部透視圖。
圖54為根據本發明的又一擴散器體設計的橫向斷面圖，該擴散器體具有與圖12類似的邊緣固定和密封裝置。
圖55為根據本發明的另一擴散器的橫向分解剖面圖，該擴散器是對圖26中擴散器的改進。
圖56為與圖8中類似的擴散器的橫向斷面圖，但是在此擴散器中膜發生膨脹，并且基準線用于示出操作界限，膜可以被限制在此操作界限內。
圖57為具有與圖54類似的擴散器體的擴散器的橫向斷面圖，但是它具有不同的端部和密封裝置，該裝置包含橡膠帶和在帶的輔助下的粘接。
圖58為圖57的帶的俯視圖。
圖59為圖57的帶的側視圖。
圖60為圖57的帶的仰視圖。
圖61為沿著圖60的剖面線61-61剖開的剖視圖。
圖62為與圖57類似的擴散器的橫向斷面圖，其具有另一種端部固定和密封裝置，該端部固定和密封裝置采用與圖57-61類似的帶以及輔助夾緊裝置。
具體實施例方式
在說明書和權利要求書中以單數形式出現的裝置和方法元件的地方，同樣也可以根據這些元件的屬性包括復數的情況也是可行的。在同樣的情況下，以復數出現的這些元件也同樣包括單數的情況。
本發明可以用于擴散器系統中，即，用于將氣體的微小氣泡以及可能加入的液體和/或蒸汽穿過膜擴散器排放到水體中的系統，其中水體可以包含固體或其它氣體。
因此，本發明可以應用于任何需要將氣體的微小泡沫導入到液體的過程中，例如，為了達到任何目的將氣體簡單排放到液體中的過程，所述目的不一定包括氣體和液體之間的化學反應，例如，氣體脫附、氣體溶解、漂浮過程，防凍和魚養殖。本發明還可用于在支持與液體和/或在液體內的任何類型的化學反應的情況下將氣體排放到液體中，例如，中和、酸化、堿化、例如在飲用水處理中殺死細菌，以及/或者支持細菌繁殖，例如在發酵(例如酵母的生產)中，和在進行任何類型的生物廢水處理中，例如磷的去除、氮的去除、特別是通過活性污泥過程進行的懸浮的或溶解的廢棄物的需氧的和/或厭氧分解。特別優選的實施例是廢水處理過程，該過程至少部分地包括充氣，其中氣體被排放到含有懸浮和溶解固體的廢水中，并且至少一部分被排放的氣體為含氧氣體，例如空氣。
進行處理的液體可以包括任何需要進行這種處理的處理材料。在這些液體中可以為含水的液體，例如廢水、飲用水、酸浸液以及其它液體。存在于氣體處理下的水中的固體可以包括例如，礦石、淤泥以及其它沉積物、細菌和其它生物。事實上任何氣體都可以通過擴散器排放和/或輸入道接收來自擴散器的氣體的液體中。這些氣體包括含氧氣體/制氧氣體，例如氧氣、空氣、含氧豐富的空氣和臭氧，以及其它”氣體”(包括蒸汽)，例如氯氣、氮氣、蒸汽和其它形式的水蒸汽。
根據一個實施例，從擴散器中排出的氣體可以包含含有微小水滴或蒸汽的薄霧。這種水滴或蒸汽可以是例如由通常的液態物質，例如酒精、其它溶劑和/或鹽酸、醋酸或蟻酸組成，并且可選擇地是用于減輕或者防止擴散器的堵塞。
在擴散器系統的基礎元件中還包括任何適合的氣體源，用于輸送從擴散器排出的氣體。氣體源可以包括例如池、氣體發生器或大氣。
在大多數情況下還設有氣體推進系統，該氣體推進系統可以為任何類型，并且使氣體在壓力引導下流向擴散器又從擴散器中排出。該擴散器可以包括，例如容積式壓縮機或者優選的是離心風機。
在需要的地方還會配置氣體凈化設備，例如氣體輸送過濾器(例如，清潔進入到風機中的大氣空氣的進氣過濾器)和/或出口過濾器(例如在壓縮機出口處用于將由壓縮機帶來的油過濾掉的濾油器)。
這種系統通常包括任何類型的蓄水池，例如象湖或池的自然水體。更典型的是，蓄水池可以是人造的，例如具有一個或多根浮動管網(floating grid)的瀉湖(lagoon)，其中每個管網包括多個擴散器，這些管網可以被錨固和/或為可移動的。在多數情況下，并且優選的是，這些蓄水池可以為金屬制成的池或者，優選的是由混凝土制成的池。
氣體將從氣體推進系統通過輸送管被導入的液體池中。這些管通常包括位于地面上或地下的管道(yard piping)，它們將氣體從氣體推進系統輸送到池中。管道可以由合成樹脂制成，但是優選的是采用不銹鋼制成。輸送管通常還包括下水管，下水管可以由合成樹脂制成，但是優選的是采用不銹鋼制成，并且它們將氣通過液體表面從管道向下輸送到淹沒的管網系統中。
管網系統通常包括由合成樹脂或者不銹鋼制成的總管，從其上引出擴散器氣體輸送管道。總管和氣體輸送管可以由不銹鋼制成，優選的是采用合成樹脂制成。氣體輸送管道的優選形式為由剛性的PVC制成并且符合ASTM D3915、晶格(cell)124524的屬性。
一特別優選的例子為安裝在底面上的管網擴散器系統，在這種系統中，由金屬(例如不銹鋼)或者其它材料制成的支架連接在池底處，并且支承著水平布置的合成樹脂總管和輸送管道，該總管和輸送管道位于底面上方一小段距離處，并且氣體輸送管道通常垂直于總管并且通常氣體輸送管道也相互垂直并且也垂直于液體表面。然而，本發明事實上可應用于任何其它類型的裝置中，例如擺動安裝支架擴散器系統中，在這種系統中，為了安裝擴散器或者是其它的用途，擴散器支架從蓄水池、通常為池中升起，或者通過另外的方式，在擴散器系統中，至少部分氣體輸送管道固定地沒入到池底。
作為擴散器系統中的典型結構，不管是底部安裝型或其它類型，用于將氣泡排放到蓄水池內的液體中的擴散器都與氣體輸送管道相連，并且被分散到至少部分的蓄水池中。與已知的帶狀擴散器一樣，本發明的擴散器包括被稱為擴散器體的結構部件。擴散器體通常包括加長的膜支撐件，以及用于將氣體吸納到擴散器中并且將氣體輸送到膜的氣體流入表面中的裝置。在本發明中，至少部分氣體輸送管和至少部分擴散器體以一種或多種新穎的方式彼此相連。
本發明具有新穎性的特征之一為膜支撐和輸送管之間的方向關系。它們的縱向尺寸在相同的總(general)方向上延伸。在整個它們各自的長度的大(substantial)部分上，膜支撐和輸送管道具有相互連接的關系，從而膜支撐可與輸送管道形成一體，也可與輸送管道單獨形成，但是以任何適合的方式與輸送管道相連。膜支撐和輸送管道之間的數目關系可以分別為一對一、多個對一個、一個對多個以及多個對多個的關系。在膜支撐和輸送管道之間可以提供任何理想的空間關系。例如，支撐可以安裝在上部，例如管道的頂部，和/或下部，例如管道的底部，和/或側部(例如側向地延伸)，例如從管道上懸掛。
如橫向斷面中所示，可將擴散器體設計成各種形狀。擴散器體的擠壓成形為選擇斷面的形狀提供了極大的自由度。優選的是，將單個膜支撐件相對于供氣管的中心軸線對稱布置并且位于一體的氣體輸送管道或者連接部件之上，其中連接部件例如可以為鞍狀裝置(saddlearrangement)，在擴散器體形成后管道可以連接在凹座上。在上述類型的某些實施例中，管道或連接件的任一側的空間為開放的，或者優選的是，由延伸在管道或連接件與支撐外部例如它縱向邊緣的附近之間的連接腹板(bracing web)將此空間部分地關閉。
然而，在其它實施例中，支撐為箱體斷面的上表面。在一種所謂的“蓋板”設計形式中，“箱體”具有完全敞開的內部，并且擴散器體的整個內部為供氣管。然而另一種“箱體”設計具有內部加固體體(bracing)。在一些情況中，加固體和支撐的相鄰部分以及箱體的底部限定了表示供氣管的氣體通道；在其它情況中，管道為元件。在這些實施例中，管道可以與加固體一體形成，但是具有明顯不同于加固體的特征。
采用非對稱設計也是可行的。例如，正如上面所指出的，膜支撐部件相對于供氣管的中心軸線為非對稱布置，即“側鞍形”布置，其中支撐部件部分和全部地偏移于管道的側面。可以采用在單根供氣管上安裝多個支撐與的膜的設計，即兩個或三個支撐和膜以平衡排列的方式安裝在單根供氣管上。也可以考慮采用多根管道和多組支撐和膜的設計。
在本發明的任何實施例中，膜支撐可以采用多種形狀。正如在橫向斷面中所示的，它可以為“單片狀”，這表示它以單片的固體層形成。可選擇的是，它可以包括相間隔的上下層，在上下層之間帶有由桁架、蜂巢或其它結構的“支撐體”(bracing)。這些層的厚度可以變化并且在它們之間包括用于增加它們剛度的加強填充物。
如在橫向斷面中看見的，實際上支撐著膜的支撐件表面的那部分可以具有不同的形狀。對于特定的支撐件，此部件可以基本是平面狀或者基本上為弧形，或者可以包含平面和弧形的特征。表面可以相對較平或者是幾種形狀的結合體。為了各種用途，例如輔助密封，和/或將膜固定在支撐上，可以采用，例如突起、凹槽、溝道或者其它凸起或凹形表面的特征。對于相同或其它的目的，這些表面特征可以成形為能夠與膜上互補的形狀特征相接合。
優選地是，膜支撐件的膜支撐表面部分具有帶有任何合適曲率半徑的大致為弧形的表面。此弧形表面可以具有變化或恒定的半徑。其具有一個或多個長半徑，當不處于操作狀態時，該半徑優選地至少為膜被支撐的橫向距離間隔的大約70％上，更優選地至少為大約80％上，進一步優選地至少為大約90％上，最優選地為基本上所述整個距離間隔。在這個主要的部件內，一個半徑/多個半徑優選地至少為大約8英寸、更優選地至少為大約10英寸，進一步優選地至少為大約12英寸，并且在特別優選的實施例中，大約為18英寸。
從具有弧形膜支撐中可以獲得至少一個并且可能是更多潛在的優點。當支撐具有弧形的上表面時，便于膜更好地固定/密封。在整個形狀上都為弧形的支撐件增加了該部件在“y”軸上的尺寸，從而增加了此部件的硬度或縱向軸彎曲模量。因此，這就從總體上提高了擴散器體的縱向抗彎曲性能和強度。
為了任何適當的用途，其它部件可以包含或附屬于膜支撐件中。例如，支撐腿或裙邊(skirt)可以從一個或多個位置處，例如支撐件的縱向邊緣處懸垂，以加強擴散器體，和/或輔助將膜密封或固定于擴散器體上。這種支撐腿或裙邊可以定向成基本上垂直的方向上也可以向內傾斜，即朝著擴散器體的中心軸線，或者向外傾斜，即遠離于此軸線。裙邊或它們的延伸部可以向內和大致水平地彎曲。
裙邊的膜接觸表面和膜支撐件上表面的連接部分之間的角度優選地是至少大約為30度，更優選地是至少為60度，并且進一步優選地是至少為60度的向下角。
裙邊和/或其延伸部還可以包括用于輔助將膜密封和/或固定于其上的表面特征。就相同或其它的目的而言，這些表面特征可以成形為與膜上的互補形狀相接合的特征。
如果膜將以上述的方式從基本上水平的支撐件的上表面延伸到基本上垂直的裙邊或其它側部分處，那么優選設有從上表面延伸到側表面并且沿著支撐表面的側面縱向延伸的過渡表面。正如在橫向斷面看到的，此過渡表面可以是光滑的，例如弧形，或者可以呈臺階狀，例如多邊形，并且可以具有或者不具有凸脊或者例如可用于輔助密封的其它表面特征。優選地是，支撐表面和過渡表面同為弧形。另外，過渡表面的半徑優選地為支撐表面半徑的一部分，例如大約為支撐件的上表面的相鄰部分的半徑的1/4或更少，優選地是大約1/7或更少，并且更優選地是大約為1/10或更少。
在不偏離本發明的精神的前提下，可以應用這里未示出以及未討論的其它擴散器體結構和元件。
擴散器體可以采用補強構造或者不采用補強構造，例如，采用定向或非定向的纖維、嵌入在形成擴散器體的合成樹脂內的網絲或布。用于本發明的擴散器體可以通過任何適當的方法制造，例如層疊、噴涂、注模和擠壓的方法。本發明的優點在于，上述供氣管和膜支撐件的方位關系使這些物體適合通過擠壓，例如傳統的擠出方法、拉擠，以例如PFG(拉擠“玻璃纖維”)和共同擠壓(例如，在相同部分的擠出中，由多種材料形成外部高強度的層和較低成本的較低強度芯，)。
任何具有合適強度和耐用性的合成樹脂都可用于形成擴散器體，例如PVC(聚氯乙烯，優選地用于擠出)、聚酯(優選地用于擠拉)、ABS(丙稀晴-丁二烯-苯乙烯)、具有PVC表皮的ABS和具有ABS表皮的ABS。對于PFG樹脂來說，一些示意性但非限定性的屬性包括彎曲模量為2-2.8×106磅/平方英寸；拉伸模量(1200000+磅/平方英寸)；耐熱性(熱變形)＞350F。也可以采用其它樹脂。樹脂可以含有各種添加劑，例如填料(例如TiO2)、增塑劑、自由基抑制劑和紫外線穩定劑。
擠出是形成擴散器體元件的特定組合的一種特別方便的方法，事實上，該方法可用在任何類型的帶狀擴散器裝置中，并且特別適用于底面上的裝置中。更特別的是，擠出便于在帶狀擴散器中形成縱向供氣管道，該管道至少部分地并且優選地是基本上整個與擴散器體形成一體。
同樣方便的在于構成加長的供氣管和加長的膜支撐件的結合體，此結合體的供氣管與至少大約一半長度的支撐件一體形成，優選地是與至少大約3/4長度的支撐件一體形成，并且更優選地是與大約整個長度的支撐件一體形成。這些范圍中的每一個包括這種可能性，即部分的支撐件可以被切掉，以使管道稍微比支撐件和/或擴散器體的一端或兩端處的其它擴散器體元件長。最優選地是，管道和支撐件具有相同的長度。
擠出還便于構成位于擴散器體的加長擴散器膜和加長支撐件之間的加長氣腔，該氣腔放置于內部具有供氣管的擴散器體部件上，其中供氣管延伸在氣腔至少大約一半的長度上，優選地是延伸在至少大約3/4的長度上，更優選地是延伸在氣腔的基本上整個長度上。這樣，就能通過擠出來方便地形成擴散器體，其中在擴散器體內，氣腔具有與氣管道即供氣管相同的長度。
當通過擠壓來形成擴散器時，就沒有必要使供氣管在由擴散器體所橫貫的距離間隔內與擴散器相分離，這樣就減少或消除了承包商在本地市場內獲取管道的需要。
采用擠出，就可以在大致相同的方向上加長氣腔和供氣管。
在具有被擠出的擴散器體的擴散器中，氣腔可以在相當于氣管的至少主要部分的長度的距離上以非中斷的方式延伸。然而，氣腔的長度可以超過氣管的長度，反之亦然，例如當在擠出之后切割掉二者之一的長度部分時。
擠出還是形成擴散器體的一種方便的方法，對于每一膜支撐件，該擴散器體包括若干供氣管。如果必要或者需要，這些管道中的兩根或多根可以具有它們自己的多組氣體噴射通道，這些通道與擴散器的氣腔相通。多根供氣管能夠提供，不管是在同一時刻或者不同時刻，通過幾根管道，向膜輸送不同氣體、蒸汽或液體的機會。例如，一根這樣的管道可以連續或間斷地向氣腔輸送充氣處理氣體((aerationprocess gas)，同時在相同的擴散器中另一管道可以連續地或間斷地向相同的氣腔輸送清潔流體，以清洗膜。或者幾個管道中的每一根，都可以用于在相同或不同的時間，向相同的膜輸送相同的氣體、或者相同的混合氣體、或者具有殘留液體的氣體和/或蒸汽(多種蒸汽)。此外，可以將一根或多根管道淹沒用于至少部分地計算擴散器中的任何浮力。
此外，擠出也是一種形成不包含有氣管的擴散器體的方便方法，該擴散器體在成形后被附著或者連接在供氣管上，正如這里所示出的一樣。結合附圖將在這里對多種實施例進行說明。
根據本發明的擴散器體還包括任何適當形狀或形式的噴氣管，它們通過膜支撐件從供氣管的內部延伸。它們可以但并非必須是沿著供氣管以縱向的間隔距離被布置；例如它們可以位于支撐件的水平中心線上，和/或它們可以沿著除了中心線外的一條或多條線布置，不論是相對于中心線平行地延伸或者還是以一個或多個角度延伸，或者是不以直線延伸，例如它們可以隨機地分布。
這些通道將氣體從供氣管的內部向氣腔中輸送。噴射通道可以具有任何適當形狀的流道斷面，例如，圓形、橢圓或矩形，并且其形狀和/或尺寸也可是固定的或變化的。如果是固定的，在完成擴散器體結構的擠出后，這些通道通常由熱壓或冷壓或者鉆孔的方法形成。如果是變化的，那么這些通道在它們的出口處可設有可變開度的閥，例如擋板閥或彈性體“鴨嘴閥(duck-bills)”。
在管道和支撐件不是一體成形的地方，在一些實施例中，噴氣通道可以橫跨于管道的壁和構成支撐件的壁。穿過這兩個不同壁的通道部分可以具有大不相同的流道橫斷面。當從橫斷面看去時，在管道和壁一體成形的地方，以及它們部部件由單一、共同的壁部件限定的地方，這些通道可僅僅橫跨于一個而不是兩個壁。
在特別優選的實施例中，氣體噴射通道具有充分小的過流斷面，以在擴散器操作過程中，在送氣管和腔室之間的通道上產生足夠的壓差，從而適量地使各自管道間的氣流的分配增加或者使氣流的分配大致均勻，這樣就構成了流量調節孔口。通常，由以一定間隔分布在氣腔長度的至少大部分上分布的氣體噴射通道，并且優選地是由足夠小的過流斷面的通道所分配的位于膜帶擴散器的小孔之間的氣流分配的越均勻以在這些通道和孔之間產生氣流分配的高度均勻性，那么氣體向液體傳輸效率就越高。
可選擇地是，擴散器體可以包括一個或多根形成于膜支撐件的膜支撐表面內的通道，用于當膜在靜水壓下塌陷(collaps)于支撐上時，幫助擴散器啟動。當設有這種通道時，其位置設置為氣體噴射通道開在它內。該通道可以具有任何合適的橫斷面，例如矩形或弧形，并且可由任何適當的方式形成，例如當最初形成支撐時，由例如擠出的支撐件上表面的部分形狀來形成，或者在最初形成擴散器體后通過所述表面內來研磨形成。在此推薦，使通道具有足夠的寬度，從而使由噴射通道輸送穿過通道到達膜的下側處的氣體將會進入到足夠大的膜面積處，從而作用于膜下側上壓力將會在膜上產生足夠的作用力，從而克服其自身的彈力和作用于其上的液體的靜壓力，而從其位于支撐件的非工作狀態的位置處升起。這種通道還便于，例如提供空間，從而在此空間內通道的出口處安裝止回閥，其中止回閥在膜處于非工作狀態下能夠在無氣流的情況下關閉，在氣流開始出現或恢復的情況下打開。
擴散器體可以具有任何理想的寬度，其長寬比與帶擴散器的長寬比一致。例如，如果寬度至少為大約4或6英寸，那么對應的長度至少為大約10或12英寸或者更多。通常，必須從實際出發來選擇擴散器體的寬度，在此寬度下膜鼓起的傾向很小，即在沒有泵的情況下，不能夠在非工作狀態下，彈性地充分收縮、平順地貼在膜支撐件的上表面上。
通過擠出來形成擴散器體的主要優點之一在于，它們可以容易和經濟地以任何長度形成。優選的是，擴散器體的長度至少為6英，尺或者更優選為8英尺，或者進一步優選至少大約為10英尺，并且優選的是長度大約在16英尺以上，或者更優選的是大約在20，或者進一步優選的是在24英尺以上或更長。
加長的膜基本由橡膠固體聚合材料制成，雖然它們也可以含有有機或物價的固體，例如碳黑，以及液體，例如增塑劑。這種聚合材料可以包括天然原料或者合成原料的聚合體以及它們的混合物。可以考慮具有合成的和/或天然的組分的均聚物、共聚物、嵌段共聚物、和接枝的聚合物。在各種類型的合成聚合物中，優選的是，從EPDM(優選的是三元乙丙橡膠)、硅膠、山都平(Santoprene)(tm)型的熱塑料和聚氨酯橡膠、丁納橡膠-N、氯丁橡膠和腈的熱塑性塑料中選擇的人造橡膠。這些材料被描述為“橡膠性的”，這是因為無論是天然的和/或合成的，它們都具有在變形即在壓力作用下伸長之后彈性恢復的屬性，并且因此，術語“橡膠性的”包括例如熱固塑料和/或熱塑人造橡膠。
本發明中所采用的人造橡膠膜可以被模制，但是優選的還是被擠出為單層，該單層可以包括但是優選地是不含有增強纖維。作為選擇，膜可以包括模制或擠出橡膠性材料層，所述橡膠性材料層內或之間具有或不具有纖維加強物，其中纖維加強物例如為編織材料或無紡布材料，例如含有天然和/或合成纖維的布或網，例如棉、聚酯、聚丙烯、玻璃纖維或纖維B(tm)。
表面特征可以加入到膜上，用于幫助膜固定和/或密封于擴散器體上，下面將會詳細描述這部分。這些特征可以在開始模制或擠出期間加入，例如通過在膜原料的延伸長度(running length)的邊緣上擠壓，或者在開始模制或擠壓之后才加入，例如通過將其粘接到先前模制好的膜原料的邊緣上，或者以其它方式加入。
正如平面圖中所示，雖然膜的形狀可以進行某些變形，但帶狀擴散器膜通常會采用直的、平行的側面。膜的端部可以具有變化的形狀，例如半圓形和切去四角的端部。
優選的是，膜的長寬比大約至少為4，更優選大約至少為6，進一步優選大約至少為8，并且最優選至少為10。長度的范圍在大約4到40英尺之間，更優選大約為4到20英尺之間，進一步優選大約為5到15英尺之間，并且最優選大約為5到10英尺之間。寬度的范圍大約為4到12英寸之間，更優選大約為6到12英寸之間，并且進一步優選大約為8到10英寸之間。其厚度范圍大約為0.0625到0.125英寸之間，更優選大約在0.07到0.11英寸之間，進一步優選大約為0.08到0.1英寸之間。然而，應該理解的是，這些尺寸僅僅是示例性的。此外，特定的膜的厚度可以從一個位置到另一個位置發生變化，例如，為了提高氣體從其孔排出的均勻性，或者對膜的一部分進行加強。例如，膜的厚度可以從它邊緣處的大約0.8英寸平穩地上升到沿中心線的大約0.1英寸。
通過基本的聚合物設計、對處理步驟和條件以及所采用添加劑的配方的選擇，本領域的技術人員能夠調整這些聚合物的相關屬性，包括彈性，例如拉伸模量、硬度計(durometer)、蠕變(creep)、切割伸長(cut growth)、添加劑穩定性保持能力，例如阻止增塑劑或其它成分析出、抗氧化、抗臭氧或者抗其它所需化學制品，以及其它屬性。
用于本發明膜的一種三元乙丙橡膠成分是一種擠出混合物，其重量百分比構成為大約50％的Uniroyal EPSYN 2506熱固性三元乙丙橡膠聚合物，大約25％的N774中粒度碳黑填充物，大約15％的SUNPAR 2280增塑劑油，該增塑劑油是一種高分子量的油，用于防止析出，和大約10％的傳統的熟化封裝材料，它包括過氧化藥物基熟化劑或硫磺基熟化劑，所有這些都在螺桿泵混合器中被混合在一起。
在擠出后，膜可以任何傳統的方式被熟化，例如在烤爐中，以例如大約350°F，在鹽浴中，以例如大約390°F，或者在微波爐中以250°F的烘烤溫度。
熟化后的人造橡膠特性的示例性但非局限性的例子包括大約500磅/平方英寸的彈性模量；每ASTM D 412大約1200磅/平方英寸的拉伸模量；在斷裂處伸長的百分率為每ASTM D 412大約350％；抗氧化每ASTM D1171的Test A；硬度約為58；比重大約為1.25或更少。
用在本發明的膜中的另一種可擠壓出三元乙丙橡膠，為美國俄亥俄州的肯特市的Elbex公司生產的生產號為E70-6615-2B三元乙丙橡膠，它的重量百分比構成為45-63％的人造橡膠成分三元乙丙橡膠，30％-40％的增強纖維，5-10％的增塑劑和2-5％的硫化以及各種其它的附加劑。已知這種材料具有以下屬性炭黑著色物理屬性美國試驗材料協會(ASTM)測試方法典型值硬度，楊氏模量 D224058拉伸模量，磅/平方英寸D412 1550磅/平方英寸拉伸率，％ D412 350
％壓縮形變，％D395(22小時，70℃) 25％熱老化 D573(70小時，70℃)硬度的變化(Dur) 61(+3pts)拉伸模量的變化，％ 1426磅/平方英寸(-8％)拉伸模量的變化，％ 290％(-20％)抗氧化 D1149(72小時@50億分率) 無裂縫防水(升)D471(70小時@100℃) +1％低溫脆度D2173(-40℃) 通過規格ASTM D2000 M4BA610，A13，B13，C12，EA14，F17低油成分最大值12％上述值根據標準的測試平臺(slab)和按鈕獲得的。
成片狀的膜材料被沖壓以形成氣體排出的小孔。這些小孔可具有如平面圖中所示的任何適當形狀，例如圓形、矩形(例如優選的是為狹縫)、星形或十字形或者其它形狀。小孔可以任何適當的隨機的或有次序的方式分布在膜的氣體排放表面上，這種分布方式可以包括居中或非居中定位的非狹縫區域，例如用于執行下面將要進一步說明的閥的功能。
孔可以任何方式成形，例如通過冷針或熱針沖壓，對于山都平(santoprene)(tm)人造橡膠和類似的產品以及具有氨基的人造橡膠來說，熱針沖壓更為有益。然而，對于優選的EPDM膜來說，人們認為最好的形成孔的方法為狹縫沖壓，例如采用鋼尺沖模來形成大量的短的、直線的切口，或者優選由剪切沖壓來形成孔。與圓孔相比，狹縫就抗堵塞程度、隨著氣壓變化改變開口大小的能力、當無氣流通過時至少關閉一定程度的能力、孔形成的復制能力、調整DWP的容易性、調整沖壓模式容易性，和沖壓操作的經濟性來說比圓孔強。
本發明優選的實施例包括沿著多排在縱向上彼此間隔、端對端排列的剪切沖壓狹縫。這些排為相互平行且平行于膜的長度方向上、在橫向上彼此間隔并且分布在膜的寬度上的多條直線。狹縫的長度和端與端的縱向間隔優選地分別為0.03英寸和0.05英寸。這些排之間的橫向間隔優選地為0.15英寸。位于相鄰排上的狹縫相互交錯。在優選的示例性和非限制性的實施例中，膜寬大約為12英寸，它具有以中心線為中心并沿著中心線延伸的大約1英寸的統一寬度的未沖壓面積作為截至閥，并且在沿著未沖壓的面積兩側具有大約3.5英寸的統一寬度的沖壓面積，其內具有如上所述的位置和尺寸的狹縫，并且在沿著膜的縱向邊緣處具有每個大約為2英寸寬的未沖壓的邊緣。
在膜的端部并沿其縱向邊緣，可以設有任何適當的機械裝置，以將膜固定并且密封在擴散器體上。在這些用在密封膜的端部的裝置中，有各種類型的金屬、橡膠和/或塑料的夾緊裝置，例如夾桿、夾子、夾緊帶(band clamps)、螺釘緊固件、U形夾和其它類型的夾具，這些夾具可以具有表面突起以幫助固定和/或保持密封。夾在膜的端部上的U形斷面的金屬夾桿是一種特別有利的工具。該端部也可以采用粘合在膜和支撐件上的帶來進行密封，并且帶密封可以同任何類型的機械夾具結合使用。
可以采用許多不同的裝置來將膜的縱向邊緣密封到擴散器體上。這些裝置包括各種類型的金屬和/或塑料的夾具，例如夾桿或者法蘭、U形夾和其它類型的夾具，它們可以具有表面突起從而幫助它們固定和/或保持在適當位置處。卷曲于膜的邊緣和膜支撐件邊緣處的金屬夾是一種特別有利的工具。和端部一樣，邊緣也可以采用粘合在膜和支撐件上的帶來進行密封，并且帶密封可以同任何類型的機械夾具結合使用。
在附圖和下文中披露了端部和邊緣的固定和密封裝置的所述的和許多其它的實施例，并且在不偏離本發明的精神下也可以采用許多其它裝置。
相接觸的膜和擴散器體部分可以具有任何恰當的類型的結構，以在將它們固定和密封在一起時彼此有效地進行配合。例如，在擴散器體中可以具有與膜中的成形部件相接合的形狀互補的凹槽。另外，在擴散器體上還可以具有與膜內的凹槽相配合或不相配合的突起。在某些條件下，這些類型的結構本身可能就足以將膜固定和密封在擴散器體上的適當位置處，或者可能與上述端部和邊緣固定和密封裝置一起結合使用。
采用與膜成一整體或分離的鎖定/壓緊部件可以將膜固定在擴散器體內的凹槽中。一體的鎖定部件的例子包括可壓縮的或不可壓縮的球形突起、圓形邊緣部件和鴿尾形邊緣部件。無論是中空的或者非中空的，還是桿形的插入物、帶狀的插入物，例如具有鋸齒面(多鋸齒面)的，和花鍵狀的繩索(spline cords)，示例性的分離鎖定/壓緊部件都可以包括“T“形斷面和矩形、盒狀/菱形、圓形或其它形狀的部件。還可以采用許多其它的結構。根據膜的機械屬性，優選并且非常重要的是，將鎖定/壓緊部件設計成不具有鋒利的邊緣、倒角或者其它潛在的應力升高部。
優選的是，擴散器體和膜的連接處的幾何形狀，要使得膜的氣體流入表面上的氣體壓力以及所導致的膜的伸長會增加位于膜和擴散器體之間接合處的密封壓力。這種類型的實施例將在附圖和下面的描述中得到示出。
例如，上述的結構中的一個或多個將會用于沿著膜的縱向邊緣處的固定和密封。在某些實施例中，膜可以具有形成在氣體流入表面內的突起，所述突起位于從膜的邊緣向內的充分的距離處。作為實例，考慮多支架(multi-bay)擴散器。其中，一個膜縱向和橫向地延伸在擴散器體上，該擴散器體包括若干并排的支架(bay)，些支架具有沿著它們的邊緣將它們彼此連接的連接件，并且每一個支架都具有自己的膜支撐表面和供氣管。例如，在這種類型的三支架擴散器中，可以在位于中間支架和它的兩個相鄰支架之間的兩個連接件中的每一個內設置膜的固定/密封凹槽，以及沿所述兩個外部支架的每一個的外邊緣處設置凹槽。這個實施例中的膜將會具有與上述4個凹槽相對應的4個突起，并且這些突起中的兩個將會位于從膜的邊緣向內的足夠大的距離處。這種結構允許在擴散器內具有相當大的寬度，而不會造成膨脹的膜在豎直方向上的過度的偏移。
在實際中，本發明可以運用于任何類型的設備中，在這些設備中膜擴散器是很有用的，特別是在廢水處理設備中。
根據本發明的擴散器可以被連接到供氣總管上，并且以任何適當的連接方式彼此串聯，無論是以柔性或剛性的連接方式。例如，柔性連接可以通過使擴散器具有向外突出的毛刺裝置來實現，該毛刺裝置通過粘接、螺紋連接或其它密封方式固定在擴散器供氣管的端部內，并且通過將軟管夾緊于毛刺裝置上。軟管的另一端可以被夾緊到位于總管或另一擴散器上的另一毛刺裝置上。剛性連接則不需要毛刺裝置。相反，例如，可以將剛性接頭通過粘接、螺紋連接或密封聯接到供氣管的端部內。類似裝配的總管或第二擴散器可以通過任何適當的連接方式與第一次所述的接頭相連，例如由W.Winkler和W.Roche擁有的美國專利5714062中所披露的連接類型。在采用剛性連接的地方，支撐擴散器的支架或其它裝置可以被固定到這些連接件上。
這種擴散器是通用的，這是因為它們在充氣面積與底面面積比(“填充因數”)的變化非常大的工設備中是有用的，其中曝氣面積與底面面積比可以為例如大于25％或大于30％直至大約60％，并且在設備的負荷中變化很大。
如上所述，它們可在存在氧氣需求梯度(oxygen demand gradients)以及通量流速(flux rate)顯著變化的設備中方便地使用。
可使實施例具有變化的DWP(動態濕壓)、高效率以及在膜的氣體入流表面上氣體的分布極好的均勻性。
此外，本發明還可以用在混合系統中，這種混合系統具有這里所披露的帶狀擴散器，以及其它類型的擴散器和/或位于相同的池中的混合器。
由于膜支撐與供氣管在同一方向上延伸，因此在某種程度上支撐可以從供氣管中獲得強度，但是對于現有技術中具有膜和相對于管橫向延伸的膜支撐的擴散器來說就不可能獲得此強度。
在所考慮的各種實施例中，它們具有大約10到18英寸的DWP(在2標準立方英尺/分鐘處)，并且在氣體以大約1到4標準立方英尺/分的范圍內流經膜的地方顯示出大約超過0.5英寸的膜偏移，和/或具有大約為10到18英寸的DWP，此DWP可以承受超過100磅/平方英尺的介質拉伸應力。
現在將結合附圖對各種特殊的實施例進行說明。這些實施例旨在示例并不對所附權利要求的范圍構成限制。
附圖中所示的優選實施例的說明圖6-13圖6到13示出了帶狀擴散器40，它代表了一種由本發明所構思的改進形式的帶狀擴散器，此擴散器安裝在與圖4類似的池中。這些擴散器安裝在供氣管4的頂部，并且沿著所述管道的同一方向延伸。圖7為一擴散器40的加長部分以及一部分與其相連的供氣管。圖8為圖7擴散器的橫斷面，在優選實施例中，它代表了池30內的所有擴散器。每一擴散器都具有擴散器體41，該擴散器體具有鞍形的下壁42，該下壁42位于供氣管4的頂部，并且通過例如溶劑焊接(solvent welding)、超聲波焊接或者機械工具等任何可行的方法將其固定在供氣管4的頂上。擴散器體也可包括支撐壁43和具有起伏上表面45的膜支撐腹板44，其中腹板44包括窄形的通道46。由下壁42、支撐腹板44和傾斜的支撐壁43包圍的腔47可以保持敞開，這樣就可由池里的水填充，從而就可以降低擴散器浮起的任何趨勢。
如圖7-10所示，在膜支撐腹板44的每一縱向邊緣處都具有凸緣50。這些凸緣幫助膜55的定位。每一凸緣50的上表面51和膜支撐腹板上表面45之間的空間限定了狹縫52。該狹縫具有中心軸線，在此實施例中，該中心軸線被定位在與支撐腹板上表面45相同的方向上。狹縫52具有相對壁，凹槽53形成于那些壁中的一個內。在附圖10最能看清楚，這些部件的尺寸被設置成當膜的邊緣部分56和填充帶54到位時，由填充帶54將膜壓入到凹槽53中，該填充帶54在由與凸緣50的下表面51之間的過盈配合所產生的壓力下被保持。在過盈量較大以及填充帶54在潤滑劑，例如在將會被水沖走的肥皂溶液的作用下被壓入到預定位置的地方，填充帶和膜的邊緣部分56將會在較高的壓力下被置入到凹槽53內，因此就將膜55的縱向邊緣，即邊緣部分56牢固地保持在適當位置處，從而沿著膜的縱向邊緣提供了氣密性密封。
如圖7和8所示，膜55在端部夾具60的作用下被固定到擴散器體41上。這些圖僅示出了一個這種端部夾具，但是應該理解的是，這種夾具存在于本發明的實施例中的擴散器體的每一端部處。在圖7和圖8中所示的代表性的夾具包括下表面61，此下表面與支撐腹板上表面45的輪廓一致。優選的是，位于夾具下表面61內的凸出部與通道46共同作用，以將膜在夾具的端部處橫向地伸展，從而幫助其密封于夾具的端部處。
這些端部夾具同樣也具有豎直的內表面62，該內表面62與凸緣50的端部和填充帶54相鄰。這樣，夾具可以在支撐腹板的上表面45的端部處壓在膜的端部上，凸緣50終止于距腹板上表面的端部有一小段距離的地方，該距離大致等于端部夾具的水平厚度。該夾具通過任何適當的固定裝置被保持在適當位置處，在此實施例中，采用的固定裝置為與夾具和支撐腹板44中的孔對應的六角頭自螺紋螺釘63。這就在膜的端部處提供了氣密性的密封。
在此實施例中，處理氣體從從供氣管4的內腔20通過多組位于氣管頂部內的排氣口65流出。這些排氣口65與多個氣流調節孔66一致沿著管道間隔布置，后者的位置如圖9所示。當處理氣體流經孔66并且使膜局部發生膨脹時，氣腔形成于膜支撐腹板的上表面和膜55的入流下表面之間。氣體通過部分膜內的穿孔26(參見圖7)從氣腔流出，其中該膜位于凸緣50之間。在氣腔的閉合管路的長度方向上，設置多個如圖所示的孔有助于擴散器所獲得的空氣分布的均勻度。
優選的是，在由填充帶54和凹槽53所夾緊的膜的邊緣部分56處，以及在與孔66相對應的膜的縱向中心帶內無穿孔。當切斷氣流時，所述中心帶用作阻止廢水流入到淹沒的擴散器和管道系統中的止回閥。
在一優選實施例中，上述孔66的直徑范圍大約在0.0625到0.3725英寸之間，優選的是大約從0.125到0.25英寸。優選的是，多個孔沿擴散器體的長度方向分布。孔的密度，即孔的數目與膜的氣體排放面積之比，優選地大約為膜的氣體排放面積的每72到240平方英寸上分布有一個孔，并且優選的是每72到120平方英寸上分布有一個孔。膜的氣體排放面積是膜的上表面的平方英寸的數目，其中所述膜的上表面存在有工作穿孔。
優選的是，在膜支撐的長度的至少40％上，更優選的是大約50％上，進一步優選至少60％上分布有兩個或更多個孔，以及更優選的是氣腔的長度的大約40％上，更優選50％上，以及進一步優選60％上分布有兩個或更多個孔。這樣，沿著支撐件或氣腔的長度上的第一個這樣的孔和最后一個這樣的孔之間的距離優選的是至少等于支撐件或氣腔的長度的大約40％，更優選為50％，進一步優選為60％。
在有三個、四個、五個或更多孔的地方，在沿著支撐件或氣腔的那部分出現了孔的長度上，至少是大部分孔的間距，優選的是至少大約75％的孔，進一步優選的是基本上所有的孔的間距基本上都是均勻的。然而，間距的均勻性也不是必要的。對氣體沿著氣腔長度分布的均勻性產生明顯幫助的值都可以運用，其中所述值包括孔到孔的間距值、多孔的數量、孔的直徑(多個直徑)值、孔的分布值以及孔的密度值，以及上述值的任意組合。
圖11和11(a)披露了對圖6-10所示實施例的改進。這里，除了已經加入的基本上為豎直的側壁70，已經重新定向了凸緣并將其從膜支撐腹板44的縱向邊移到側壁70上之外，擴散器體與圖6-10所示的部件基本上都相同。彎曲的過渡部69和側壁70表示支撐腹板上表面45的整體延伸部。側壁70的下端連接到傾斜支撐壁43的外端部上，該支撐壁43具有向下的傾斜角，但是其它都與圖6-10的支撐壁類似。該實施例包括指定為鞍形壁42的部件、供氣管4和狹窄的通道46，但是為了簡化的原因，這些部件都從圖11中省去了。
圖11中重新定向的凸緣71和圖8中的凸緣50一樣都是用于輔助膜定位用的。這里，膜的附圖標記為82并且具有增加的寬度，這樣它能從彎曲過渡部69周圍的上表面處延伸到凸緣71內。雖然僅僅在附圖中示出了一個這樣的凸緣，但是應該理解的是在擴散器體的另一側上還具有類似的凸緣。
側壁70和每一凸緣71的內表面72之間的空間限定了狹槽73。該狹槽具有中心軸線，在此實施例中，該中心軸線被定向成與支撐腹板的上表面45完全不同的方向上，例如位于大致豎直方向上。側壁70和內表面72代表了此狹槽的相對壁，并且凹槽74形成于這些壁的一個中，例如側壁70中。這些部件以圖10中所討論的方式來設定尺寸，這樣當膜的邊緣、未打孔部分83和填充帶54位于適當位置處時，由填充帶54將膜壓入到凹槽74中，該填充帶54通過與凸緣71的下表面72之間的過盈配合所產生的壓力被保持。因此與圖7和8所示的那些夾具類似的夾具(未示出)在膜的端部處提供了氣密性密封的同時，在沿著膜的縱向邊緣也提供了氣密性密封。
圖11和11(a)示出，分別在壓縮形式和未壓縮形式下，用在兩種不同的、剛好前述已提及過的實施例中的填充帶54和75。在每一種情況下，填充帶具有側部76，該側部從彎曲的背部78向彎曲的鼻部77縮小。該鼻部具有比緩慢彎曲、較長半徑、較大表面積的背部具有更短的半徑，從而也就具有更小的表面積。如圖11(a)所示的未壓縮的部件從鼻部到背部的距離更長，并且側部到側部的距離更窄。彎曲背部的半徑在部件的壓縮下變得更長。
可選擇的是，填充帶54和75可以被替換為具有類似形狀的剛性帶。無論是彈性的還是剛性的帶，當這些帶被設置成適當的尺寸時，當膜套于其上時背部的曲率幫助阻止填充帶的移位，這是因為填充帶的彎曲背部允許它當膜試圖抽出時產生微微地旋轉，從而使帶更緊密地卡入凹槽內并且更牢固地將膜固定住。
圖11中的實施例與圖6-10所示的實施例類似，用于使處理氣體通過一系列位于供氣管頂部內的排氣口，并通過一系列流量調節孔從供氣管的內部流出。這些部分的布置也已在前述的實施例中討論過了。當處理氣體流經孔并且局部地使膜膨脹時，氣腔形成在膜支撐腹板上表面45和膜82的被穿孔的中心部84之間。氣體通過膜部分84從氣腔流入到廢水中。
圖12為圖6-10中所示實施例的優選形式。它示出了沿著膜的縱向邊緣和它的端部將膜密封和固定的不同方式。該實施例除采用了不同的膜夾緊裝置外，基本上保留了與圖11中實施例中所保留的圖6-10中實施例的相同的特征。雖然附圖僅示出了一個位于擴散器一側上的邊緣固定和密封裝置，但是應該理解的是在擴散器的每一側上具有類似的裝置。
在圖12的實施例中的部件中，與其它實施例的區別就在于側壁87，它比圖11中的側壁70稍微短些，并具有下垂(dependent)的肋88。擴散器體的一部分89包括第一凹弧形密封接合面90，在本實施例中它具有正朝著下方的凹部。部分89例如可以為支撐腹板上表面45的延伸部，并且優選的是從此表面向外和向下延伸。
在一部分擴散器體內，例如在部分89內，具有第一固定件，例如鍵槽91。
保持件93(keeper)包括第二固定件，例如鍵94，和第二凹弧形密封接合面96。在此實施例中，面96的凹部正朝著上方并且是為J形件95的一部分。第二固定件可通過鎖緊的方式與第一固定件相互匹配，或者其它的方式與第一固定件相互作用，由此保持件93和第二弧形表面96被固定在固定位置96內，并且以彼此相對的關系將第一和第二凹面固定。
根據特別優選的實施例，第二固定件可以位于凹槽92內，并且至少部分的保持件93可在凹槽92內插入以及縱向地滑動。因此，在此優選實施例中，在保持件可從擴散器體的端部通過縱向滑動，插入到凹槽92內，并且特別優選的是保持件能夠在凹槽的整個長度上運動。
以相對位置定向的表面90和96共同作用以將密封件固緊，該密封件優選的為與其形狀互補的密封件，優選為O形環密封件100。密封件100為“連接在”膜101上，該密封件包括粘接的或其它方式加入的密封件，在它最優選的形式中它包括位于膜上的與其一體成形的密封件。
用于密封膜的端部的各種不同的方法可以與前述實施例中的每一個共同采用，包括圖12的實施例中的。然而，用于此實施例中的優選的端部夾具裝置為帶箍102。該帶箍優選地為彈性帶的形式，例如不銹鋼帶。可以以任何理想的方式將其固定在擴散器體上，但是優選包括與擴散器體的下垂的肋88相接合的鉤形件103，理想的是它可以具有與其配合的制動件(未示出)。此帶的其余部分延伸在擴散器體一側的周圍，并且橫跨于擴散器的頂部，并且可通過相應鉤形件終止，該相應鉤形件與位于擴散器體的另一側處的類似下垂肋相接合處。
圖12(a)示出了對圖12實施例可選擇和優選的改進，它便于將保持件93插入到狹槽92中。在此實施例中，提供了一種裝置，用以減少保持件93的任何一個或多個面以及狹槽92和/或膜密封件100的一個或多個面之間的摩擦。這種裝置可以為位于保持件和/或狹槽和/或密封件的一個和多個面之間的一層或多層低摩擦材料層，這些層可以在上述的滑動運動中處于非滑動接觸中。
這樣，例如如圖12(a)所示，低摩擦層97可以應用于與狹槽92的右側相接觸的保持件93的右部垂直面，以及與密封件100的表面的大約4點鐘位置到9點鐘位置處相接觸的保持件93的凹形面上。該層優選的是，在滑動過程中它和與其相接觸的任何狹槽和/或密封部分之間的摩擦系數，都小于由所述層所覆蓋的相鄰結構的摩擦系數。這樣，例如，如果層在滑動中僅僅只與密封件接觸，那么它只需要其與密封件之間的摩擦系數，小于密封件和與密封件相鄰的那部分保持件之間的摩擦系數小。
在各種物理形式和狀態下的各種材料都可以形成低摩擦層。例如，可以采用天然和合成的聚合物和非聚合物，特別是具有滑動特性的那些材料。這些材料可以以實心腹板的形式被應用，例如具有可粘接的帶，或者作為厚的或薄的膜生成元素被噴射，該膜生成生成元素一旦放于適當位置處就可以或可以不從液體物質轉變成半固態或固態物質。也可以采用例如油、蠟、肥皂和天然樹脂的固體、半固體和液體材料，以及例如石墨和PTFE(聚四氟乙烯)粉末的顆粒固體潤滑劑。
當上面的一些實施例想要將粘接的低摩擦層應用到保持件和/或狹槽和/或密封件中時，這些層不需要粘接到它們中的任何一個上。例如，此層可以為成形的實心件，該實心件被簡單地插入到這些部件中的兩個或多個之間。例如，可以將具有弧形橫斷面和滑動表面的薄的、相對較硬的加長件，插入到保持件以及狹槽和密封的相鄰表面之間。
圖13披露了本發明的另一實施例，由于擴散器體可以被擠出，因此它與上述實施例類似。在此實施例中，流量控制孔至少部分地構成了穿過供氣管壁的孔。
在此具體實施例中，擴散器體包括由任何可接受的技術，例如通過熱加工成形，即聚合物片狀材料的熱彎曲，但是優選的是通過擠出，而分別形成的兩部件。左邊的擴散器體部件106包括底部107，該底部具有例如通過溶劑焊接或者聲波焊接固定于供氣管4上的下表面108。底部107用作用于可選擇的、優選的大致為豎直支撐腿109的支撐，而豎直的支撐腿109支撐著側向延伸的膜支撐架110。架110可以包括可選擇的裙邊，該裙邊從離管道4的中心最遠的架110的端部懸垂。底部107、支撐腿109(當存在時)、架110和裙邊111(當存在時)優選地全部為單一的擠出整體件。
具有底部116、下表面117、可選擇的優選的大致豎直的支撐腿118和側向延伸的膜支撐架119的類似的右部擴散器體部件115也同樣結合在供氣管4的頂部，其中膜支撐架可包括也可不包括可選擇的懸垂裙邊120。部件115優選為部件106的對稱擠出部件。這兩個部件固定在管道上，優選的是固定在管道的頂部附近，這兩個部件沿著一排相間隔的氣孔21的相對兩側延伸，氣孔優選是沿著管道的頂部延伸。
架110和119如圖所示，例如可以是共平面的，從而為膜125提供了平的或平面的支撐。作為選擇，它們可以具有彼此成一小角度的平面(未示出)，或者可具有曲面(未示出)，以共同為膜提供弧形的支撐。
膜的未穿孔的側部127可以任何適當的方式連接到體上。然而，在具有裙邊111和120的地方，側部127可以從支撐架110和119的上表面延伸到彎曲的過渡表面121上。優選的是，然后側部127從裙邊111和120的外表面向下延伸至它們的邊緣附近。在任何適當的固定裝置或工具，例如彈簧金屬夾128的幫助下，膜側部可氣密性地固定到擴散器體的邊緣上，在設有裙邊時，這種固定可以用于裙邊的遠端處。
雖然優選的是采用分別成形的分離部件106和115，但是根據對本實施例的改進(未示出)形式，可以用例如注模成型件、或由層疊或噴涂積層技術形成的玻璃纖維加強樹脂件，來取代所述兩個分離部件，這些部件包括兩個部分的所有特征。在另一種情況下，在支撐腿109和118之間的空間的端部提供氣密性的封閉結構。如果采用分離的部件106和115，可以由適當形狀的簡單塞形件(未示出)來提供此封閉結構，該塞形件優選的是與架的上表面齊平并且在縱向方向上具有足夠大的區域，從而為夾具或其它固定裝置提供所支承的區域，以便在膜的端部上提供氣密性的封閉結構。在用一個部件代替兩個分離部分的地方，可由與此部件成整體的端壁來提供此封閉結構，并且該端壁在水平方向上跨接在支撐腿109和118之間。
在附圖13的實施例以及它上述可選擇和替換的形式中，來自管道4的處理氣體穿過孔21。與這些實施例相關的是，孔與孔之間的間距、孔的數目、孔徑(孔的多個直徑)、孔的分布和孔的密度可以相同或不同，優選的是相同，正如那些在附圖6-10中描述的。然而，有助于使氣體沿著擴散器的長度方向的分布均勻的這些參數的任意組合都可以采用。
從孔中排出的處理氣體流入氣體通道129內。此通道包括位于支撐架110和119的內邊緣之間的側部空間，還包括位于支撐腿110和119之間的側部空間，假設這些部件都存在的情況下。然后氣體，優選的是在膜的局部膨脹下，從膜的穿孔中心部126排放出去。如果需要，可將穿孔從橫置于通道129上方的膜的中間縱向帶中省去，以便在氣流在中斷期間，幫助阻止廢水通過膜發生回流。
圖14-20圖14-20示出了示例性的擴散器體和完整的擴散器，在擴散器中具有整體的擴散器體和供氣管。圖14和15分別是擴散器體133的側視圖和透視圖，該擴散器體133包括具有端部135的弧形支撐架134。在圖14中，圖形被截斷，以表示擴散器體可以比由圖中所示部件的長高比表示示出的擴散器更長。凹槽136沿著支撐件134的每一邊137延伸。支撐件與供氣管138、傾斜的支撐腹板140、支撐腿142以及形成于窄壁139底面的底部143一體成形，其中供氣管由圓形斷面的窄壁139所限定。窄壁的每一側和各自的腹板140以及支撐件134的下表面部分限定了腔141，該腔可以被密封，但是為了不對擴散器提供浮力，因此優選的是保持敞開以允許廢水進入。多組孔將管138的內部和支撐件134的上表面之間連通。
圖16示出了在制造或安裝時包含于擴散器體內的供氣連接。此圖包括沿穿過擴散器體、支撐件134的中軸線、供氣管138的窄壁139和底部143的豎直平面剖開的局部剖面。在此實施例中，供氣連接包括緊連接配合件148，它具有毛刺狀的凸脊149和圓形的殼(mail)連接，并且該配合件以與氣流窄壁139的內表面緊配合的關系被插入。在配合件148和窄壁139之間存在氣密性連接，該連接例如可通過溶劑焊接或聲波焊接來完成。
圖17示出了圖14和15的擴散器體以及其它擴散器部件的端部視圖。在這些附加部件中，具有加長的矩形膜151，該膜151帶有沿著膜的縱向兩邊緣形成的整體O形環密封152。O形環與支撐134內的凹槽136相匹配。
還具有膜的端部密封件153。在此實施例中，它是為U形斷面的沖壓片狀金屬或塑料夾具。圖19和20也示出了此斷面。夾具153具有弧形的下表面154和與膜的O形環152一致的凹槽155。為了將夾具153保持在預定位置處，設置了帶箍156，該帶箍156具有匹配于夾具的弧形輪廓的中央弧形部件157。在例如螺母160和螺紋部件161的作用下，帶箍156上的端部突起和相配合的夾緊裝置159能夠迫使夾具的下表面在膜的端部處與膜的上表面緊貼，并且將膜壓在夾具和支撐件之間。
螺紋部件可具有任何適當的形狀和尺寸，并且優選為錨固于池的底面內桿，以便支撐位于底面上方一小段距離距離處的支架162和擴散器。雖然在圖17中只示出了一個支架，但是通常支架可以位于在每一擴散器的端部處，并且在擴散器很長的地方，還可以在端部之間安裝額外的支架。擴散器通過支撐腿142和底部143支撐在支架上，其中支撐腿142和底部143支撐于支架的上表面上。
可采用任何適當類型的膜縱向邊緣密封件，以便在膜151和支撐134之間沿著膜的縱向邊緣提供氣密性密封。正如由本發明其它實施例所示，由于邊緣密封部件可以采用具有不同于O形環斷面的其它類型的斷面的構造，并且邊緣密封可采用具有無邊緣結構的膜，例如采用具有普通邊緣的膜也會起作用，因此不必要非得采用整體的O形環152。然而在本實施例中，膜邊緣密封件是彈性、防腐蝕的彈簧金屬夾166，它的一個例子請參見圖18，應該理解的是，這種夾可以沿著膜和擴散器體的兩縱向邊緣中每一邊緣放置。夾166具有覆蓋于支撐件的左邊緣137、凹槽136和位于凹槽136內的O形環152的上部169，該上部169延伸在O形環的上部內表面的周圍并將該上部內表面夾住。夾子166的端部在膜的一端部處與夾具153的內表面相鄰，并且與另一相同夾子的內表面相鄰，該相同夾具(未示出)位于膜的另一端部處。
雖然圖17中的支架162的寬度僅夠支撐一單個擴散器，但可以提供能夠支撐多排并列擴散器的更寬的支架，如圖19所示。此圖示出了與圖14-18示出的實施例類似的三列擴散器。所示的三列擴散器中的每一列包括擴散器體133和具有邊緣密封夾166的膜151以及端部密封夾具153，后者通過支架174上的帶箍156被保持在適當位置處。
圖20示出了無論是如圖17所示單獨安裝在它們自己的支撐上，還是如圖19所示的以并行排列的方式布置在共同的支撐上，這些擴散器是怎樣在縱向分布的多組支架162或174上端對端地連接起來的。在此圖中，第一和第二擴散器176和177構成了縱向連接的一列彼此相連的多個擴散器。支撐架162或174位于各自擴散器的每端上。根據擴散器的長度，必須在擴散器的端部之間提供額外的支架或者其它支撐。可將排成列的擴散器或者沒有排成列的擴散器連接到供氣總管178上，并且在適當的地方，在軟管夾180的幫助下通過軟管179將擴散器與供氣總管彼此相連。無論擴散器是否排成列，擴散器的遠端或者位于一條直線上的最后一個擴散器的遠端，在這種情況下，即所述端為距總管178最遠的擴散器和它的供氣管的端部的情況下，所述端可以具有氣密塞，或者具有與液體凈化系統或與第二總管相連的連接。
圖21-25可采用如圖21-23所示的其它形式的端部夾具。此實施例具有擴散器體133，該擴散器體帶有支撐件134、具有一體的O形環152的膜151和縱向邊緣密封件(未示出)，在結合附圖14-20下對所有的這些部件進行說明。此實施例的端部夾具184與前述實施例中的夾具類似，具有弧形下表面185和用于容納O形環152的凹槽186，其中夾具可以為鑄造金屬或模制塑料制成的夾具。該夾具具有底部187和在它的整個長度上延伸的間隔側部188。這些側部188具有位于其內表面之間的凹部189，該凹部以縱向間隔的間距被包含孔191的多組跨接部190所中斷。螺釘192延伸穿過孔191和膜，并被擰入到支撐件134內的孔193中，在必須要進入底座194內的地方延伸，以將夾具和膜固定到位于膜每端處擴散器體上。如圖22所示，當安裝夾具時，夾具底部187可以具有部分地穿過膜151上表面的凸脊195。這些凸脊優選是較鈍的，而不是鋒利的，從而使它們劃破膜的趨勢達到最小。
圖24和25示出了怎樣將一個或多個凹槽設置于擴散器的膜支撐134內以輔助擴散器的起動，該擴散器包括但是不局限于這里的任一實施例。這些實施例的目的在于當擴散器首次起動和/或在停機后再次起動時，氣體入流到膜上時輔助處于非操作狀態下的膜脫離它的支撐而升起。為此，從孔口排出的氣體需要接觸到相當大的膜的氣體入流表面積，其中膜的氣體入流表面積基本上大于孔口的斷面面積。優選的是，若干孔口都獲得這種接觸。
為此，將一個或多個孔口布置成可將氣體排放到位于支撐內的一個或多個凹部。因此，可以是將一單孔置于一單個凹部內，將多個孔口置于它們各自的凹部內，將多個孔口置于相同的凹部內，以及這些布置的組合。所提供的凹部在至少一個方向上具有限制的寬度，從而處于非操作狀態下的膜可以跨接在由此產生的間隙上。該跨接帶處于由入流到相當大的膜表面積上的空氣所產生的壓力下，其中所述膜表面積超過孔口或多個孔口的過流斷面面積。擴散器以足夠大的承受壓力的膜表面積與孔口的過流斷面面積之比而進行設計，從而使膜在克服自身的彈力和施加于其上的水的靜壓力的作用，而從位于支撐上的非操作位置脫離升起。
帶狀擴散器，優選的是具有擠出擴散器體的擴散器，所述擴散器體上的孔以一條的或多條縱向的列縱向分布，無論是否有位于擴散器體的縱向邊緣之間的中間孔的列，這種帶狀擴散器都具有能夠實現上述構思的非常有利的條件。如上所述，將一列或多列這樣的孔口置入同一凹部或多個凹部內。因此，凹部(多個凹部)可以通過在擴散器體的膜支撐上擠壓或研磨出縱向延伸的通道，膜跨接于此通道上，已知膜的彈性和由于靜水壓的作用使膜承受向下壓的力。
圖24和25示出了如上所述的縱向延伸的通道。在這些實施例中的每一個中，擴散器體133包括支撐134、帶有氣流窄壁139的供氣管138以及縱向間隔的多組孔口144(在每個圖中僅示出了一個)，其中孔口與前述實施例中的類似。在圖24中，通道199基本上在它的橫向斷面上為矩形。但是在圖25中，通道200具有大致成弧形的橫斷面。由于可以采用任何提供了獲得足夠大的膜入流表面積的斷面，因此這些圖僅僅是示例性質的。
例如如圖12、12(a)、17、18和21所示，前面的實施例中的整體O形環152為從膜的表面上突出的、幫助將膜固定在擴散器體上和/或在膜和擴散器體之間提供氣密性密封的突起。然而，在本發明的各種實施例的任一個中，這種突起可以采取各種形式，并且在適當的條件下，也可不需要這種突起。在下面的實施例中將會對不同形式的突起以及不需要這些突起的擴散器的多個實施例進行說明。
圖26-29圖26和27披露了與具有圖17中的擴散器體類似的擴散器體203的實施例，所述擴散器體具有帶有縱向邊緣205的支撐204。由圖26所提供的分解視圖示出了向內的、位于距膜206的縱向邊緣207不遠處的縱向延伸的突起208。這些突起可具有任意合適的數目和形狀。例如，在每一膜的邊緣207附近處具有一個或多個V形突起。優選的是，在每一邊緣附近處具有兩個或更多個這種突起。更優選的是沿著膜的每一縱向邊緣207具有一對突起，以及在每對突起內突起之間存在橫向間隔。
縱向延伸的凹槽209位于膜支撐204的上表面上。這些凹槽可以為任何適當的數目和形狀，從而無論是什么樣的突起位于膜內，凹槽都可以在數目和形狀上與其相配并且與其密封地接合。例如，可將一個或多個V形槽設置于支撐204內。凹槽(多個凹槽)位于支撐邊緣204的附近處和/或膜邊緣207的附近處。優選的是，在每個邊緣的附近處具有兩個或更多個凹槽。進一步優選的是，在這些邊緣處，存在一對彼此橫向間隔的凹槽。
本實施例包括膜邊緣固定件，例如，U形夾210和膜端部固定件215。如圖27所示，當組裝分解部件時，在這些部件的輔助下，膜被固定并密封地接合到支撐204上。當將膜安裝到支撐上時，部件215可以為例如具有與膜的上表面形狀一致的下表面的夾具部件。優選的是，部件215為具有夾具端部216的U形斷面夾。
在端部固定件215的一端216處，底壁212與一個膜的邊緣固定件210的內邊緣211相鄰。底壁212延伸穿過膜206的上表面，并以與膜206的上表面相壓的關系，延伸至另一端部216與另一邊緣固定件的內邊緣211相鄰的位置處。這些部件相鄰接的目的，是為了使氣體在固定件端部216和內邊緣211彼此相鄰的膜端部處泄漏的可能性最小。為了相同的目的，優選的是形成夾210的材料與端部固定件215的底部212具有厚度相同。
可以任何適當的方式來提供底壁與膜的上表面之間的這種相鄰接和相壓的關系。然而，優選的是采用蝸輪緊固件217來實現，該蝸輪緊固件具有包括普通的蝸輪(未示出)的齒輪體218和包括普通的陰螺紋(未示出)的牽引帶219(draw-band)。緊固件217延伸在整個擴散器的周圍，包括穿過U形膜端部固定件215的凹部和圍繞在膜兩邊的外表面周圍的邊緣固定件210。這將幫助邊緣固定件210固定在適當位置處。當緊固件217優選地位于擴散器的每一端部上時，它們可以位于這些端部的中間處，例如如果需要額外的幫助來使固定件210就位。
圖28和29披露了對圖26-27中實施例的改進，該實施例具有另一種形式的緊固件。該實施例與先前的實施例中的擴散器體203、支撐204、支撐縱向邊緣205、膜206、膜縱向邊緣207、突起208、凹槽209、邊緣固定件210、夾具211、以及帶有底壁212和夾具端216的端部固定件215完全相同。圖28和29中另一種蝸輪緊固件222具有普通的齒輪體223和內部齒輪(未示出)，但不具有單根牽引帶，而是具有第一和第二帶部件224和225，一個固定在齒輪體上，而另一個與蝸輪螺旋接合。這些帶部件分別具有自由端，鉤形件226和227形成于其上。這里，緊固件222不是延伸在整個擴散器的周圍，而是延伸穿過U形膜端部固定件215凹部，并且中終止于鉤形件226和227。由于這些鉤形件支撐這兩個膜邊緣固定件210的外表面，因此這個緊固件還幫助所述固定件的就位。正如在前述實施例中那樣，緊固件22可以位于擴散器的端部處，如果需要，沿著擴散器位于其中間位置處。
圖30圖30為對圖26中實施例的另一種改進，它示出了擴散器體203和支撐204。這里，圖26中的擴散器體的縱向邊緣205由裙邊230代替。該裙邊從膜支撐件的鄰接部的上表面處向下傾斜，優選的是以至少大約30度的角度向下傾斜，并且更優選的是以大約至少45度的角度向下傾斜，并且進一步優選的是以大約至少60的角度向下傾斜。在安裝好的擴散器內的所述鄰接部可以是并且通常是大致水平的，所述大致水平意味著更接近水平而不是垂直。例如，裙邊可以是大致豎直的，該豎直意味著相對于水平而言更接近豎直，并且如圖所示，因此可以有一定的傾斜或者是嚴格意義上的垂直。
通過彎曲部231將裙邊230連接到膜支撐上，并且該裙邊終止于頂部233內并具有彎曲的過渡表面232。表面232提供了從膜支撐的大致水平的上表面處到裙邊的基本上豎直的外表面的平滑過渡。縱向延伸的凹槽234位于裙邊230的外表面上。膜235具有位于支撐的彎曲過渡表面232上的彎曲過渡部分236。膜的多孔中央部分237從表面232開始在支撐上上升一段短的距離。膜的其余部分，無孔的邊緣部分238覆蓋在過渡表面232和裙邊的豎直外表面之上。在縱向邊緣239和膜過渡部分236之間為縱向突起240，該縱向突起密封地與縱向凹槽234相配合。縱向延伸的夾241用于幫助邊緣部分238和膜的突起240以氣密性的關系接合在裙邊230上。這里還可以采用任何適當的膜端部固定裝置(未示出)。
圖31-32圖31-32中的實施例示出了傾斜的裙邊的一個例子。這里具有擴散器體203、支撐204、彎曲部231、頂部233、縱向凹槽234、膜235、縱向邊緣239、縱向突起240和縱向延伸夾241。然而，此實施例中的裙邊244從豎直方向以相對小的角度向內傾斜，例如可達大約40度，優選為可達大約30度，并且進一步優選可達大約20度。擴散器可以位于每一端上，如果需要，還可以位于中部，并具有任何適當類型的支撐，例如該支撐包括與圖17所示類似的加長支架245，它具有橫向間隔的凹槽246。具有齒輪體218和牽引帶219的普通蝸輪緊固件217可以位于擴散器的每一端部，并且作為選擇，位于中部位置處。這種緊固件至少部分地用作膜的端部固定件，無論是出現在擴散器的端部或其它地方，緊固件都可以幫助夾241和突起240置于適當位置處。在此連接中，帶219可以通過所選擇的狹槽246被擰入，并且延伸在支架245的底部，并以緊貼于支撐壓著膜所暴露的表面的方式將整個擴散器包圍，并且通過夾子在裙邊對膜施加側向向內的作用力。
圖33在此實施例中，膜的邊緣部分從膜支撐件的大致面朝上的、大致水平的表面處，繞過擴散器體的側部，向位于支撐件的上表面的水平表面下方的、擴散器體的大致面朝下的、大致水平的表面延伸。膜被壓緊在此面朝下的表面上。裙邊不是必須的，但是在具有裙邊的地方，它可以支撐附加的部件，例如大致向內定向的凸緣，該凸緣包括面朝下的表面。
作為示例但不局限的實施例，本實施例與圖30中具有擴散器體203、支撐204、裙邊230、彎曲部分231和平滑的彎曲過渡表面232的實施例類似。然而，圖30中的實施例具有頂部233，而本實施例在其裙邊的下端處具有凸緣247。凸緣是基本水平的。優選的是，它可以至少大約45度的角度從裙邊的鄰接部向內傾斜，并且更優選的是，以至少大約60度的角度從邊緣的鄰接部向內傾斜，如圖所示在安裝好的擴散器內，該鄰接部基本是豎直的。裙邊緣優選是為水平的。
彎曲部248將裙邊238和凸緣247相連，并且具有彎曲的過渡表面249，從而為從邊緣大致豎直的外表面向凸緣的大致水平面提供了平滑的過渡。在凸緣頂部250和彎曲部248之間，為用于密封地容納膜255的可相配的縱向突起261的縱向凹槽251。
在此實施例中，膜具有第一彎曲過渡部256、第二彎曲過渡部257、多孔的中央部258和無孔的邊緣部259。無孔的邊緣部從第一彎曲過渡部256上向膜的縱向邊緣260延伸。
和前述實施例一樣，可以采用任何裝置來將膜的邊緣固定在凸緣247上，并且可以采用縱向延伸的夾子262來達到此目的。也可采用任何適當的端部固定裝置。
圖34在眾多的前述實施例中，例如在圖12、13和30-33的實施例中，處于靜止狀態的膜在至少向外和向下的方向上，從膜支撐的大致水平的表面處延伸到彎曲過渡面上，直到某角度已經改變為基本向下，其中膜的下表面以此角度延伸。例如，該角度已經改變了大約至少30度，更優選的是改變了至少大約45度，更優選的是改變了大約至少60度。膜優選的是延伸至，或者甚至是超過擴散器體的大致豎直的側部。該側部可以為其整個表面基本上都是豎直的部件，或者僅僅為具有表面部分的部件的大致豎直部分，而表面部分是或者不是大致豎直的。例如，側部可以是膜支承件自身的圓形邊緣，或者為擴散器體的各種附件，例如，如圖30-33所示的帶有或不帶有凸緣的裙邊的圓形邊緣。
考慮到這種情況，其中膜側向地延伸穿過彎曲過渡表面，并延伸至上述角度已發生改變的位置處，并在此位置的上方不固定在擴散器體上，并且在此位置處固定在擴散器體上，或者在超過此位置處固定在擴散器體上。在這些情況下，處于操作狀態下的膜發生膨脹并由此進行伸展，會使膜的下表面緊壓在彎曲過渡表面上。可將擴散器體構造為能夠利用此壓力來形成或至少幫助形成位于膜的下表面和過渡表面之間的縱向延伸的氣密性密封。還可將擴散器體構造為利用位于這些面之間的摩擦接合，以在某種程度上幫助克服膨脹的膜向內拉器縱向固定件以及從其上分離的趨勢。雖然本發明在實際中不需要利用這些優點中的任一個，但是優選實施例能夠提供一個或多個這樣的優點。
可以多種方式來進行擴散器設計和設置操作條件以獲得這些優點。通常，彎曲過渡部的半徑分別增加或降低將會造成表面和膜的下表面之間的密封壓力減小或增加。提高作用于膜底部的氣壓也可能增加密封壓力，反之，會使密封壓力降低。有益的是，雖然一般而言，在所討論的實施例中，增加膜上的壓降將會增加發生泄漏的趨勢，特別是在膜對張力具有很強阻力的地方，但是增高膜底部的壓力卻能夠幫助密封。
通常，增大或減小沿著過渡表面的膜方向的角度變化將會使接觸距離，即在膜的下表面和彎曲過渡表面發生接觸的側向方向上的距離增大或減小。增大接觸距離將會增加這些表面之間密封的完整性。同時還能增強這些表面之間的摩擦接合。此外，位于過渡表面和膜下表面之間的面接觸壓力能夠通過改變膜的厚度和/或拉伸模量來增大或減少，從而增加或減少摩擦接合。增大的摩擦接合力將降低膜從它的縱向邊緣固定裝置中脫離的趨勢。
通過將前述優點中的一個或兩個加入到包括特定類型的密封結構和/或特定類型的膜的縱向邊緣固定裝置的擴散器設計中，就能夠在想要或需要的地方提供更具完整性的密封和固定。此外，在特定情況下利用這些技術將會實現更充分的密封完整性，而不需要使用膜突起和支撐凹槽。在圖34中示出了此實施例。
正如圖30中的實施例中的一樣，此示意性的實施例的擴散器可以包括，擴散器體203、支撐204、彎曲部231、彎曲過渡表面232和具有頂部233的裙邊230。然而，此實施例與圖30的實施例的區別在于在裙邊230中沒有縱向凹槽，并且在它的膜265中也沒有縱向突起。膜265包括中央穿孔部266、無孔的邊緣部267、縱向邊緣268和下表面269。
當沒有發生膨脹時，該膜至少在向外和向下的方向內從大致水平的支撐表面270延伸穿過彎曲過渡表面232，直到膜的下表面延伸的角度已經基本上發生變化。在此實施例中，當膜延伸到側部272上的位置271處時，角度的變化大約為70度，其中在此情況下側部是垂直的。該角度的變化等于位于過渡表面232的上邊緣處起始傾斜位置276處的膜的下表面角位置和膜在位置271處角位置之間的差值，其中膜下表面處的角位置大約為從水平向下20度，而位置271處的角位置為垂直的。當膜沿著過渡表面232向位置271延伸時，膜的向外和向下的彎曲產生了這種變化。膜265的邊緣部267在位置271的上方沒有被固定在擴散器體上。
正如可以從其它實施例中看到的，可將膜固定到擴散器體上的無論出現任何理想角度變化的地方，例如位置271處。例如，還可以參見圖37-39、43和46。然而，在本實施例中，膜沿著擴散器體的大致豎直的側部272向下延伸越過位置271并且位于其頂部233的周圍。膜在縱向固定裝置，在此實施例中為彈性夾子274的作用下被固定在預定位置處。
在操作中膜發生膨脹，這時如275所示，使膜265的下表面269緊壓在彎曲過渡表面232上。這至少幫助膜的下表面和過渡表面之間形成縱向延伸的氣密性密封。這些面間的摩擦接合幫助膨脹的膜在某種程度上克服其脫離夾子274的趨勢。
采用具有插入物的凹槽可以有利地幫助不具有突起的擴散器體的膜邊緣的固定。同樣，可以采用具有各種形狀的、帶或不帶與膜相分離的插入物的凹槽。各種凹槽形狀可以同具有或不具有突起的膜一起使用。
圖35例如，圖35示出了對稱擴散器體280一半，其中擴散器體280具有支撐腿281、與氣體輸送管283成一體的傾斜支撐282、多組縱向間隔的孔口284以及縱向延伸的支撐表面285。位于支撐表面285的每一條邊上的縱向延伸的凹槽286具有開口287和基本上平行的平面側壁288，側壁288之間間隔距離與開口大致同寬。此擴散器的膜289具有位于其中部的穿孔(未示出)。未穿孔的邊緣部分290被彎曲成U形并且通過插入物，例如楔形物291固定在適當位置處，該楔形物有足夠寬以至于能將膜緊緊地壓在凹槽側壁288上。
圖36圖36中示出的另一例子包括許多與圖35中類似的特征，該擴散器包括擴散器體280、支撐腿281、支撐282、管283、孔口284和支撐表面285。然而，位于支撐表面286的邊緣上的縱向延伸凹槽295具有底切壁。因此，這些凹槽的內部297比它們的開口296寬，并且可以為例如圓形的斷面。此實施例中的膜298具有無孔口的邊緣部分，這部分被大致彎曲成O形。這里同樣提供了插入物，并且它們的寬度比凹槽開口的寬度和膜的兩倍厚度的差值還寬。這些插入物可以是圓形的并且優選的是為圓形斷面。任一插入物和/或膜具有足夠大的組合彈力，從而它們能夠通過開口296安裝，或者如果它們沒有足夠大的彈力使它們以這種方式安裝，那么可以將膜放置在擴散器體上并且首先將邊緣從側部插入到凹槽內。然后，可以將插入物從擴散器體的端部放入到凹槽中。可將潤滑劑用于任一這些安裝模式中，優選的是水基潤滑劑。優選的是，插入物300具有足夠大的斷面，從而能夠與膜的彎曲邊緣部分299和至少凹槽內部297的大部分表面之間產生接觸。
圖37結合根據本發明擴散器體設計的另一形式，所述附圖中示出了另一凹槽形狀。在圖37中可以看到成縱向延伸的盒形部件的對稱擴散器體303的一半。如橫向斷面中所示，它具有與平坦的底壁305連在一起倒圓的角304、基本上垂直的側壁306和代表弧形支撐件307的頂壁。供氣管308和傾斜的支撐壁309與頂壁和底壁307和305形成一體。這些部件可以作為單一擠出件而制成。在擠出過程中，縱向延伸的凹槽311可以形成于側壁306內。通過例如鉆孔，可以在沿著頂壁307的長度方向上形成縱向間隔的多個孔口310。
凹槽311例如可以類似于楔形榫頭和榫接頭的榫眼斷面。這些凹槽具有開口312和比開口寬的梯形內部313。
此實施例中的膜317具有穿孔的中央部分318和未穿孔的邊緣部分319，其中邊緣部分319延伸到凹槽311內又從凹槽中延伸出，并且被彎曲成與凹槽相匹配的梯形形狀。提供了例如為T形部件的插入物320。這些T形插入物的頭部比凹槽的開口寬度減去膜317的厚度的兩倍之差還寬。任一插入物和/或膜具有足夠大的彈力，從而它們能夠安裝通過開口312，或者如果它們沒有足夠大的彈力使它們以這種方式安裝，那么可以將插入物從擴散器體的端部放入到凹槽中。如果需要的話，可以采用潤滑劑。優選的是，T形插入物的頭部300足夠寬，從而能夠在膜的彎曲邊緣部分319和凹槽311的內部317的至少大部分表面之間產生接觸。
將膜支撐307連接到相鄰側壁306上的那些擴散器體303上部倒圓角304，可以具有這樣的半徑和范圍從而提供與其它實施例，例如圖30-34中的那些的類似彎曲過渡部。這樣，如果需要，在本實施例中使膜317緊壓著這些彎曲過渡部，以幫助保持密封的完整性并且防止膜的邊緣從凹槽311中拖出。
圖38除了膜324包括榫頭形斷面的突起325外，本實施例與圖37中所示的實施例相同。這些突起形成在膜的下表面上，并且在不允許在膜內產生橫向松動的前提下填充凹槽311的斷面。
圖39在這副圖中，擴散器包括圖37的擴散器體303的所有部件，其中示出了角304、側壁306、支撐307和一個凹槽311。此圖還包括膜317，它具有穿孔的中央部318和未穿孔的邊緣部319。然而，在此實施例中，插入物326為三角形斷面并且是實心的。它的底部327與梯形凹槽311的最寬的壁328相平行。
圖40這里，包含了圖39中的擴散器的大量部件。在這些部件中，有擴散器體303，該擴散器體303具有邊角304、側壁306和支撐件307。然而，在此實施例中，具有任意斷面，例如三角形斷面的凹槽331，該凹槽位于支撐件中靠近其邊緣332處，而不是位于擴散器體的側壁內。然后，同前面的實施例一樣，插入物326的底部333平行于梯形槽斷面的最寬部分334。膜335不需要與圖39中的膜317同寬。邊界336位于膜335的穿孔和未穿孔部分之間(穿孔未示出)。正如同圖41-42中的實施例一樣，邊界336距支撐件表面的上方一小段距離。插入物326與膜的未穿孔部分接觸。
圖41-42除了它的插入部339是中空的，并具有三個以整體組件相連的連接板340外，此擴散器與圖40中的相同，其中連接板可通過擠出方便地成形。位于連接板之間的中間空心部341節省了材料并且使插入物更易于插入，同時還保留了將膜固定在適當位置處的足夠的粗糙度。如果需要的話，還可將塞子342安裝在插入物339的每一端上。
圖43-46作為一組，這些附圖披露了另一擴散器的設計，該擴散器包括具有新穎性的擴散器體346。在圖43中最能清楚地看出，它呈具有基本上方形邊角347的擠出成形的盒狀。這些邊角將底壁348、兩個基本上豎直的側壁349和代表了膜支撐件350的可選擇的弧形頂部以一體的組件的方式連接起來。傾斜的內支撐腹板351和352與頂壁和底壁形成一體，并且在頂壁和底壁以及那些腹板之間限定了供氣管353。供氣管353通過多組縱向間隔的孔口354與膜支撐件上表面355連通，其中孔口延伸穿過膜支撐件。側腔356位于支撐腹板351、352以及相鄰側壁349之間。
擴散器體可以包括任意適當的膜縱向邊緣固定裝置357，優選地為類似于圖38的實施例中的那些榫頭凹槽。邊緣固定裝置可以位于任何適當位置處，包括例如支撐件的上表面355，但是優選的是位于大致豎直的側壁349內。
這些擴散器還可以包括圖44中所示的模制端部緊固件361，每個緊固件包括主體部分362、中部突出部363和兩相鄰的外部突出部364和365、兩通道366和367，其中每一通道采用位于中部突出部和每一外部突出部之間的平行壁以形成狹小空間。突出部的底部368、側部369和頂部370以及通道的位置和尺寸，被設置成可以使它們緊貼地安裝在擴散器體346的供氣管和側腔356的可用空間內，同時傾斜的支撐腹板351、352緊貼地安裝在通道內。
端部緊固件361側部373的底部邊緣構成了側部凸緣374。這些側部凸緣可以裝配有任何合適的安裝結構，例如安裝孔375，以將擴散器連接到任何合適的裝置上，從而將其支撐和/或固定在處理池內，例如位于支架或直接固定到池的底部。端部固定件可選擇地但是優選地包括某些形式的膜縱向邊緣固定件。優選的是，這里所采用的固定件位于緊固件側部373內，并且為使用在擴散器體上的固定件、例如所設置的榫頭凹槽的延伸部，從而當端部緊固件安裝到擴散器體346內時，它們將會與凹槽357一起用于膜的固定。
如圖45所示，當將這兩個緊固件安裝到擴散器體346的相對端上時，端部緊固件的上表面377被設計成與膜支撐表面355相齊平。緊固件361和體346可以任何有效的方式相互連接在一起。此連接可以通過螺釘、螺栓、突跳鎖合(snap-action catch)或其它裝置來實現，這可能需要在擴散器體和緊固件之間提供輔助密封。如果通過優選的溶劑或聲波焊接來使這些部件結合在一起，那么就不必提供輔助密封。
在圖45中，附圖標記380表示位于每一端部緊固件361的主體部分362和擴散器體346的相應端部之間的邊界。附圖標記381表示突出部363、364和365的端部。
端部緊固件和擴散器體以這種方式被結合，從而在每一中央突出部363和供氣管353之間提供氣密性連接。供氣管通過氣密性連接與供氣管接頭378暢通地相通，而所述氣密性連接是通過主體362和位于它的封閉端379內的開口實現的。特定擴散器的一個接頭378將會與供氣管直接或間接相連，并且另一接頭將會與另一擴散器或者水凈化管路相連，或者被蓋住。
任何形式的適用于所選擇的膜的縱向邊緣固定件的膜都可以安裝在圖45的擴散器體上。例如，如圖46所示的膜382可以具有與圖38中所示的那些榫頭形突起類似的突起。這些突起形成于膜的下表面上，并且在不會在膜內發生顯著的橫向松動的前提下，定位和填充于凹槽357和376的斷面中。可以采用多種不同的膜端部固定件，但是在此實施例中，采用的是蝸輪緊固件。它的帶384完全地圍繞在膜的端部，以及與其封閉端部379相鄰的每一端部緊固件361的端部處。
擴散器體的側腔356和突出到腔內的端部緊固件突出部364和365可以被打開或關閉，以允許來自擴散器周圍環境的氣體或液體進入。因此這些腔可以是空的或者含有填充材料，例如增重或補強的材料或者來自擴散器所沒入的池中的液體。
圖47-49這些圖示出了對稱的加長擴散器體388的一半，該擴散器體具有部分地與蛋糕烘烤盤的形狀類似的橫斷面。該擴散器體以這種方式被擠出，從而具有整體的底壁389、側壁390和代表了膜支撐件391的頂壁。這個擴散器體的中空的內部表示一整體的供氣管，當擴散器工作時，該供氣管通過孔口393(僅示出了一個)與形成于支撐件391上方處的氣腔(未示出)相通。在兩個支撐件邊緣394的每一個(僅示出了一個)的附近處為縱向延伸的凹槽395，它具有開口396和內部397以及外部側表面398。所述內部比開口更寬并且例如可以具有圓形的斷面。
提供了加長的膜402，它具有穿孔的中央部分403、未穿孔的邊緣部分404，以及懸掛于邊緣部分內的突起405。這些突起包括狹窄的頸部406和擴大部分407。這些突起分別在斷面形狀上與凹槽開口396及內部397相匹配。優選的是，突起具有極大的斷面，從而當安裝時，它們能夠使自身與凹槽內部的大部分表面相接觸。這些突起沿著膜402的相對的縱向邊緣彼此間隔，從而突起對準于沿著擴散器體的每一邊緣設置的凹槽395。
假定在凹槽開口、內部、頸部和擴大部之間存在著正確的尺寸關系，以及膜材料具有足夠大的彈力，那么膜可以被置于擴散器體的頂部并且將突起向下按入到凹槽的適當位置處。否則，則要通過將突起從擴散器體的端部處導入到凹槽內來完成膜的安裝。在任一例子中，如果需要的話都可以使用潤滑劑。
這些擴散器體可以配備有任何適當類型的端部連接件，例如分別包括主體409、突出部410、中空的內部(未示出)的模制的連接件408，其中中空的內部通過主體的另一封閉端412以及位于接頭上毛刺與進氣接頭411相通，所有的這些部件都披露在圖48-19內。在此實施例中，主體409的外表面優選地具有與擴散器體的輪廓388基本一致的輪廓，同時突出部410的外表面具有基本上與擴散器體的內表面的輪廓基本一致的輪廓，從而便于當將這兩個連接件固定在擴散器體的相對端上時形成氣密性密封。可以采用任何適當的裝置將連接件固定在適當位置處，例如自帶攻螺釘、溶劑粘固劑或聲波焊接。
圖49示出了端部連接件、膜和安裝在擴散器體上的示例性的膜端部固定裝置。在此圖中，416表示位于擴散器體和端部連接件的主體409之間的邊界。附圖標記417表示突出部410的端部。端部固定裝置可以為任何適當的類型，例如較寬的蝸輪夾具418。
圖50-53這些附圖中的擴散器422包括部分地位于擠出的主要部分424上的擴散器體423，當從上方看去時，主要部分424大致為矩形。它具有代表了膜支撐件425的上壁、和下壁426。在支撐件425和下壁426之間為多組并行排列的通道427、428、429、430以及431。這些通道由上壁、下壁、多組通道間隔壁434、435、436和437，以及側壁438所限定，其中所有這些部件都為共擠出成形的部件。中央通道429表示供氣管。因此，它包括多組縱向間隔并延伸穿過支撐件425的孔口432。
擴散器體423也部分地位于模制的端部緊固件441上，當從上方看去時該端部緊固件大致為半圓形。在圖52中以垂直分解的形式示出了這些緊固件中的一個的上面半個和下面半個。
每個端部緊固件包括主體444、中央氣流通道446和兩個側部突出部447和448，其中主體又包括中央突出部445。當圖52所示的模制的端部緊固件的上下半被正確組裝時，它們就不會在豎直方向上彼此分離，中央和側部突出部446-448將分別會與通道428、429和430的端部內表面相一致并且形成緊貼配合的關系。可以采用溶劑、聲波焊接或其它任何方法以將端部緊固件與主要部分的每一端相連，由此形成橢圓形的擴散器體。
這些端部緊固件中的至少一個，可選擇地為兩個(附圖中僅示出了一個)包括供氣接頭449。在安裝有此供氣接頭的地方，在主體444的內部(未示出)內的一個或多個突出部，優選地至少是中央突出部445將會與其相通。
此擴散器包括橢圓形膜部分452，該膜452可由模制的半圓形和部分453制成，而此部分453通過搭接、硫化或其粘接頭455被結合到擠出的矩形中間部件454的每一端部處。膜邊緣456具有與圖17中類似的O形環密封件457，但是該密封件在膜部件453和454的整個邊緣上延伸。
通過縱向固定裝置，例如夾緊帶461將此膜部分地固定在擴散器體上。這些固定裝置具有凸緣462，凸緣上懸垂有O形環密封件457以及膜的邊緣部分456，該邊緣部分卡在凸緣462內的凹槽463、以及位于支撐件425內的相應凹槽464內。
通過半圓形的端部夾具465將膜端部固定在擴散器體上，其中端部夾具具有與夾緊帶461的橫向斷面類似的徑向斷面。與所述帶類似，端部夾具465在它們的凸緣466內具有凹槽(未示出)。這些凹槽和位于端部緊固件441的上壁內的相應凹槽467將膜端部453內的O形環容納于其內。
設置夾緊帶461和端部夾具465的尺寸，并且以在膜和擴散器體的周向上提供氣密性密封的這種方式將它們固定到組裝后的擴散器體的主要部分424端部緊固件441上。為此可以采用任何適當的緊固裝置，例如被擰入到支撐件425內的六角頭自螺紋螺釘468。當膜由通過孔432排放的氣體膨脹時，膜的氣體入流表面被氣壓所抬高，如圖51中所示，在氣體入流表面和支撐件425之間形成了氣腔469。
在氣體處理池中，任何適當的裝置都可用來支撐此實施例的擴散器。一個便捷的方法就是在擴散器的側壁438上提供榫形的榫頭472。支撐塊473具有與榫頭472相匹配的榫眼，以及垂直的中心孔(未示出)。這些孔將帶螺紋的支撐桿474的上端容納，而支撐桿474的下端被固定在處理池(未示出)的底部(未示出)。擴散器通過帶螺紋的豎直調整輪475被支撐在所述桿上，通過調整輪擴散器可以被調整水平。當想要將這種類型的擴散器并排布置時，可以采用雙榫眼的支撐塊476，其中榫眼位于各自的支撐塊的每一側上，并且榫形的榫頭477位于附加的擴散器，即第二擴散器478的側壁上以支撐所述擴散器列。
圖54中示出了擴散器體481的一種特別優選的形式。其為一種被擠出成形的組件，包括整體形成的元件、類似于公稱直徑為4英寸的塑料管的中間部分482、位于管頂部處的橫置弧形膜支撐件483、縱向間隔的孔口484和沿著支撐件的每一縱向邊緣的彎曲過渡表面485。例如，此支撐件可以具有大約18英寸的半徑以及包括過渡表面在內的大約10英寸的寬度。例如，過渡表面可具有3/4英寸的半徑。同樣為整體組件的部件的是支撐腹板486，它在管的每一側處以例如大約與豎直方向成64度的角度延伸，大約從管的赤道線488處向上延伸至膜的邊緣固定裝置489，這與圖12中的擴散器類似。此附圖的端部固定件，或者其它任何適當的端部固定裝置都可以運用到本實施例中，并且也可以采用任何適當的擴散器支撐裝置。
在具有彎曲過渡表面的任一實施例中，其中過渡表面還指位于彎曲過渡部分上方的表面，如各個實施例中所示，所述表面可在整體是平滑的。然而，為了增強膜與擴散器體之間的固定和/或密封，可以在當膜膨脹時與膜接觸的這些彎曲過渡表面內形成凸脊。通常，優選的是這些凸脊具有鈍的而非鋒利的邊緣，并且這些凸脊延伸在擴散器體的整個長度上。當對擴散器體擠出成形時，可以方便地將它們作為整體部件形成。
圖55然而，如圖55的分解視圖所示，凸脊可以用于擴散器體的其它部分處能夠具有類似優點的地方。此圖披露一種與圖26中的擴散器體類似的擴散器體493、具有縱向邊緣495的支撐件494的實施例。圖55示出了一些位于支撐件494上縱向延伸的突起498，這些突起位于支撐件邊緣497向內的一小段距離處。這些突起可具有任意合適的數量和形狀。例如，具有倒“U”或“V”形的一個或多個突起，并且當具有倒“V”形時，優選的是其邊緣為鈍的。優選的是，有兩個或更多的所述凸起靠近各邊497。更優選的是，沿著每一縱向邊緣497上具有一對突起，在每對突起中，它們彼此間隔。
此實施例包括膜的邊緣固定件，例如U形夾499和膜的端部固定件(未示出)。當組裝擴散器時，通過所述固定件將膜496固定并且密封地接合到支撐494上。
圖56根據本發明的優選實施例，在膜的正常的操作溫度和壓力條件下，可將擴散器體的尺寸和結構設置成能夠成，無論膜具有何種屬性都能將其約束在指定的操作界限(envelope)內。通過圖56示出了具有膜支撐504的擴散器體503，和具有膜的氣體入流表面506和氣體排出表面507的膜505。圖56示出了采用與圖8中類似的擴散器的實施例的原理，但是此原理可應用到本發明的其它實施例中。
根據此實施例，當膜505膨脹時，它的氣體排放表面507基本上由擴散器503保持在界限內，當從例如圖55中的擴散器體和膜的橫斷面看去時，該界限具有連接在兩點B1-B2之間的基準線。這兩點為在位于膜下方的氣腔508的邊緣處，擴散器體和膜的氣體入流表面彼此相接觸的點。界限的豎直側邊509在所述點B1-B2的每一點處垂直于基準線。三個具有共同的基準線B1-B2的界限的頂線510(1/8)，510(3/16)和510(1/4)分別與基準線相平行并且位于基準線的上方，并界限的頂線到基準線的距離可為側邊之間距離的大約1/4，優選的是大約為側邊距離的3/16，最優選的是大約為側邊距離的1/8。
特定的體是否滿足在膜正常的操作溫度和壓力條件下將給定的膜限制在上述任一操作界限內的最佳條件的結構和尺寸，可以通過實驗來確定。例如，將與可控制的空氣源相連的完整的擴散器沒入到具有透明側部的淺池中，其中通過透明的側部可以觀測到膜的狀況。可根據需要設置池的深淺，只要深度足以覆蓋膜的頂部即可，當充氣時，該深度至少大約為12英寸。在發生膨脹和未發生膨脹的情況下，測量膜的頂部的高度。在膜典型的操作條件或等同于通常的操作條件下，當空氣以一定的速率、溫度和在膜上的壓降被輸送到膜上時，對膨脹后的膜的頂部的高度進行測量。如果由處于膨脹和未膨脹狀態下的頂部的高差除以擴散器氣腔的寬度所得值在大約小于或等于1/4的范圍內，那么擴散器體就是符合要求的。
對于上述值基本上大于1/4的不符合要求的擴散器，可以通過本領域技術人員熟知的許多的方法和簡單的實驗使其符合要求。例如，可以對被調整的部件進行下面的調整和測試來確定是否調整量已經足夠或者應該增加。可以增加膜的厚度和/或模量、增加穿孔量、選擇使氣體更容易排放的孔的形狀，安裝限制膨脹的裝置，或者在預拉伸條件下將模夾緊于擴散器內。
圖57-62已經提到并示出了許多膜的端部密封裝置，例如包括帶或金屬帶在內的那些密封件。這里的附圖示出了優選的端部密封裝置，此裝置采用人造橡膠材料制成的帶，并且可帶有或部帶有輔助粘接。這些帶可以由任何天然和/或合成的人造橡膠制成，這些人造橡膠與在擴散器操作過程中出現的材料和其它環境因素的接觸時相當穩定。
本實施例的特別優選形式見圖57。它與圖54中的類似，具有擠出成形的擴散器體515，該擴散器體具有一體成形的類似塑料管的中心部分516、橫置的弧形膜支撐件517、縱向間隔的孔口518、彎曲的過渡表面519和從管的大約赤道線522附近延伸至膜邊緣固定裝置523上的支撐腹板520，這與圖12中的類似。本實施例的端部固定裝置包括膠粘劑和人造橡膠帶。
這種帶可以通過將一層或多層粘接層施加到支撐上表面的端部或多個部分和/或膜的下側上來實現。然而，在本實施例中，這種結合由加長件提供，例如在其每一大部分表面上，優選的是在整個所述表面上具有非常高的粘合力的彈性聚合帶528。此位于支撐的上表面和膜下側之間的部件在膜的端部橫向地延伸在膜527上，以將膜粘接到支撐上。優選的是帶在過渡表面、支撐件517和相對的過渡表面519的整個寬度上，從左邊的過渡表面519的一個下頂部529處延伸到下頂部530處。
雖然某些粘接帶，例如5900系列3M雙面VHB(非常高的粘接性)的粘性閉孔泡沫塑料帶，可以提供足夠的粘接強度以在不需要其它端部密封輔助的條件下使膜就位，但是優選的是，并且也是本發明的特征，為采用人造橡膠帶，例如本圖和附圖58-61中示出的橡膠帶534來增加帶的保持力。正如下面還要說明的，此帶的端部具有固定于狹槽536內的固定裝置535，在每一腹板520中有一個這樣的固定裝置。
人造橡膠帶534可由任何適合的彈性體制成，優選的是采用具有大約楊氏硬度為60-70的EPDM橡膠并且可以為任意的形狀。正如所示出的，帶在圖58的平面視圖中為矩形，并且例如大約有一英寸寬、大約12.5英寸長。固定裝置535例如可以是帶的一部分，這部分為帶的加大部分但是具有可壓縮斷面，例如位于帶的每一端部處的圓柱形斷面部件。這些圓柱形部件的半徑例如大約為1/4英寸，并且所述圓柱形部件中的一個從帶的一端向內相距一定間隔，從而提供了大約1英寸長的引入端接頭540。
如圖57所示，帶534在膜527的端部處以縱向的張緊力被拉伸在膜的上表面上，帶的固定裝置535固定在擴散器體515上，例如像狹槽536孔內，該狹槽例如位于擴散器體的下側，優選地位于腹板520內。狹槽536的寬度，在本實施例中大約為例如3/8英寸，被設置成允許固定裝置535受到壓迫時進入到狹槽內，并且一旦插入狹槽就將固定裝置保持在適當位置處。在插入了其它固定裝置后，并且當帶處于張緊狀態下時，引入端接頭540幫助實現其相鄰的固定裝置的插入。
如果需要的話，膜527的端部和/或支撐515的端部可具有形成在它們各自下表面和上表面內的匹配的突起(未示出)，例如鋸齒形圖案的突起、該突起具有相對于膜和/或支撐的長度的垂直方向設置的齒狀凸脊。如圖59-61所示，因此，帶534可選擇地在它的下表面內具有匹配的突起列541。如果相對于膜和/或支撐上的鋸齒形圖案恰當地設置突起541的位置，那么突起541就可以幫助膜相對于支撐的定位和密封。
圖62如本圖所示的另一優選實施例，除了省去了帶528并且加入了補充的金屬帶545外，其它都與圖57中的相同。金屬帶545延伸在人造橡膠帶534的整個頂部表面上。金屬帶還可以延伸在整個擴散器(未示出)的周圍。優選的是，該金屬帶在固定到擴散器體下側處的端部546處終止。例如，金屬帶的端部可以為任意恰當的形狀，例如彎曲形，從而將它們限制在形成于擴散器體下側內的孔中，優選的是該孔536與用于限制聚合帶534的端部的孔相同。為了容納金屬帶的端部，孔536需要比前面實施例中的稍寬。張緊件，例如螺栓和螺母547或者蝸輪(未示出)都可以包括在金屬帶內，從而將其緊密地貼合在聚合帶的上表面上。
本領域的技術人員將會認識到，前述的內容只是本發明的發明者對現有技術作出貢獻所實施的許多不同結構中的其中幾個示范性實施例。因此，本發明應該包括所有落入到所附權利要求的范圍內的實施例以及它們的等同物。
權利要求
1.帶狀擴散器包括A.彈性膜，它具有(1)至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比，(2)氣體入流表面和氣體排出表面，以及(3)氣體排出孔，該氣體排出孔從所述氣體入流表面延伸穿過所述膜和所述氣體流出表面，該氣體流出表面橫跨所述氣體排出表面的至少一部分，B.擴散器體，其包括縱向延伸的膜支撐件，該支撐件具有至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比，C.縱向延伸的供氣通道，當從橫斷面看去時，其包括周向閉合的氣流封閉壁裝置(1)所述壁裝置的至少一部分延伸在支撐件的下方，并且在沿著支撐件至少大部分長度上為其提供了結構支撐，(2)所述壁裝置除了支撐件外還包括一個或多個壁，D.膜、支撐件和通道各自的長度延伸在同一方向上，E.至少當擴散器運行時，支撐件和膜限定了位于它們之間的縱向延伸的氣腔。
2.如權利要求1所述的擴散器，包括若干沿著供氣通道縱向間隔設置的氣體噴射通道，所述氣體噴射通道從供氣通道的內部穿過膜支撐件延伸。
3.如權利要求2所述的擴散器，其中所述氣體噴射通道為過流斷面足夠小的通道，以在所述擴散器運行期間在所述通道上產生足夠的壓降，從而有助于增加各自通道間的氣流分布的均勻性，從而構成了流量調節孔。
4.如權利要求1、2或3所述的擴散器，其中膜具有氣體排出表面，當膜工作時，該表面由基本上位于界限內的擴散器體所支撐，當從擴散器體和膜的橫向斷面看去時，所述界限具有A.連接兩點的基準線，在這兩點處氣腔具有水平最寬的寬度，B.位于每一所述點處的垂直于基準線的豎直邊線，C.平行于基準線、位于基準線上方、并且與基準線間隔一段距離的頂線，所述距離大約為邊線間距的1/4，優選的為邊線間距的3/16，并且更優選為邊線間距的1/8。
5.如權利要求4所述的擴散器，其中基準線連接兩點，在這兩點處支撐件和膜的氣體入流表面在氣腔的邊緣上相互接觸。
6.如權利要求1所述的擴散器，包括片狀材料的彈性膜，它具有側部和端部，端部具有沿著其側部延伸的縱向邊緣，其中氣體排出孔從所述氣體入流表面處延伸穿過所述片材。
7.如權利要求1所述的擴散器，其中當從橫向斷面看去時，支撐件基本上比供氣通道更寬，優選的是支撐件的寬度比供氣通道的寬度寬至少1.5倍，更優選的是至少2倍，進一步優選的是至少2.5倍。
8.如前述任一項權利要求所述的擴散器，其中擴散器體為由擠出材料形成。
9.如前述任一項權利要求所述的擴散器，其中供氣通道除了與膜支撐件形成一體外，還包括縱向延伸的封閉壁裝置。
10.如前述任一項權利要求所述的擴散器，其中供氣通道包括縱向延伸的封閉裝置，該裝置與膜支撐件分離地形成，但是被直接或間接固定在膜支撐件上。
11.帶狀擴散器包括A.片材形成的彈性膜，它具有(1)氣體入流和氣體排出表面，(2)側部和端部，端部具有沿著其側部縱向延伸的邊緣，(3)至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比，(4)位于所述排出表面的至少一部分上的氣體排出孔，B.由擠出成形的材料形成的擴散器體，它包括縱向延伸的膜支撐件，該支撐件具有至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比，C.縱向延伸的、周向封閉的供氣通道(1)所述供氣通道的至少一部分延伸在支撐件的下方，并且在沿著支撐件至少大部分長度上為其提供了結構支撐，(2)所述供氣通道當從橫向斷面看去時，除了支撐件外還包括壁裝置，D.膜、支撐件和通道各自的長度延伸在同一方向上，E.至少當擴散器工作時，支撐件和膜限定了位于它們之間的氣腔，F.若干沿著供氣通道縱向相互間隔的氣體噴射通道，它們從供氣通道的內部穿過膜支撐件延伸，所述氣體噴射通道為過流斷面足夠小的通道，以在所述擴散器工作期間在所述通道上產生足夠的壓降，從而有助于增加各自通道間的氣流分布的均勻性，因此構成了流量調節孔，G.所述膜氣體排出表面，當膜工作時，被基本上位于界限內的擴散器體所支撐，當從擴散器體和膜的橫向斷面看去時，所述界限具有(1)連接兩點的基準線，在這兩點處氣腔具有水平最寬的寬度，(2)位于所述點的每一點處的垂直于基準線的豎直邊線，(3)平行于基準線、位于基準線上方并且與基準線間隔一段距離的頂線，所述距離大約為側邊間距的1/4，優選大約為側邊間距的3/16，并且更優選大約為側邊間距的1/8。
12.如權利要求11所述的擴散器，其中供氣通道除了與膜支撐件形成一體外，還包括縱向延伸的封閉壁裝置。
13.如權利要求11所述的擴散器，其中供氣通道包括縱向延伸的封閉壁裝置，該裝置與膜支撐件分離地形成，但是被直接或間接固定在膜支撐件上。
14.如權利要求1所述的擴散器，其中A.擴散器體具有(1)第一和第二縱向側部，以及在每一所述側部處被固定的、第一縱向延伸的凹部的密封接合面，(2)在與每一側部相鄰的一部分擴散器體內的，縱向延伸的第一內固定件，該固定件呈壁狀，該壁圍繞位于擴散器體的橫斷面內的開口部，(3)第二外固定件，它包括a.第二縱向延伸的凹部密封接合表面，和b.所述第二固定件還包括一部分1.該部件被插入到第一固定件中，2.當將其插入時，具有與第一固定件的形狀相匹配的形狀，以將第一和第二凹部表面保持在固定位置處，(4)當將第二固定件插入到第一固定件中時，所述第一和第二縱向延伸的凹部密封接合面彼此相對，以及B.膜包括沿著它的每一縱向邊緣，具有適合的形狀和尺寸以與所述第一和第二凹部密封接合表面密封地接合的密封件。
15.如權利要求14所述的擴散器，其中第一和第二縱向延伸的凹部的密封接合面分別朝下和朝上。
16.如權利要求14所述的擴散器，其中支撐件具有上表面，并且第一縱向延伸的凹部密封接合面位于包括支撐件上表面延伸部的一部分擴散器體內并且從上表面向外和向下延伸。
17.如權利要求14所述的擴散器，其中當從橫向斷面看去時，第二固定件至少部分地象字母“J”的形狀。
18.如權利要求14所述的擴散器，其中第一固定件包括縱向延伸在擴散器體內的狹槽，并且第二固定件包括通過縱向滑動插入到狹槽內的部分。
19.如權利要求18所述的擴散器，其中第二固定件延伸穿過狹槽基本上整個長度。
20.如權利要求14所述的擴散器，其中第一和第二縱向延伸凹部密封接合面為弧形表面，并且膜的密封件包括延伸在膜的縱向邊緣上的O形密封件。
21.如權利要求1所述的擴散器，其中A.若干氣體噴射通道沿著供氣通道縱向間隔地布置，并且從供氣通道的內部延伸穿過膜支撐件，B.膜支撐件具有當擴散器不工作時用于支撐膜的氣體入流表面的上表面，C.縱向延伸在所述上表面內的凹部，D.至少部分的氣體噴射通道具有被設置成與所述凹部的內腔相通的出口。
22.如權利要求21所述的擴散器，其中若干所述出口開在所述凹部內。
23.如權利要求21所述的擴散器，其中當從橫向斷面看去時，凹部包括成直線的表面。
24.如權利要求21所述的擴散器，其中當從橫向斷面看去時，凹部包括弧形表面。
25.如權利要求21所述的擴散器，其中A.凹部在橫向方向上非常狹窄，并且膜具有足夠的抵抗力以抵抗在橫向方向上的拉伸，從而當安裝好的擴散器的氣體入流表面處于靜水頭壓力下，但擴散器處于非工作狀態下時，膜不會塌陷在所述出口上。B.由此在擴散器啟動期間膜的氣體入流表面不會堵塞所述出口。
26.如權利要求21所述的擴散器，其中A.凹部縱向地延伸在支撐件的上表面內，B.膜的端部密封和固定件位于膜的端部上，C.膜的端部密封和固定件包括突出部，當從橫向斷面看去時，該突出部在輪廓上與凹部充分地相匹配，從而對位于凹部內的膜施加向下的壓力，D.由此在所述端部處在膜內產生橫向張力，從而輔助膜在該端部處的密封。
27.如權利要求1所述的擴散器，包括位于膜的端部處的膜端部密封和固定件。
28.如權利要求1所述的擴散器，包括A.縱向的膜邊緣密封和固定件，它延伸在所述支撐件和膜的長度方向上，B.位于膜的端部處的膜端部密封和固定件。
29.如權利要求1所述的擴散器，包括A.縱向的膜邊緣密封和固定件，它延伸在所述支撐件和膜的長度方向上，并具有(1)與所述膜相接觸的第一表面(2)不與所述膜相接觸的第二表面，B.位于膜端部處的膜端部密封和固定件，C.至少所述部分的端部密封和固定件緊壓在邊緣密封和固定件的第二表面上。
30.如權利要求29所述的擴散器，其中所述端部密封和固定件在朝著膜支撐件上表面的方向上緊壓著邊緣密封和固定件。
31.如權利要求29所述的擴散器，其中位于安裝好的擴散器內的所述端部密封和固定件至少部分地向下地緊壓著所述端部密封和固定件。
32.如權利要求1所述的擴散器，其中具有在膜的縱向邊緣處從膜的一個或多個表面上突出的突起，所述膜的縱向邊緣沿著膜的長度延伸，還具有橫斷面與突起相匹配的凹槽，所述突起位于部分支撐件或支撐件的延伸部的表面上，并且所述突起和凹槽相互作用從而至少輔助將膜固定和/或密封到支撐件或其延伸部的所述表面上。
33.如權利要求1所述的擴散器，其中膜支撐件具有縱向邊緣，以及從支撐件或其延伸部的表面突出的突起，所述突起沿著所述支撐件或延伸部的長度上延伸，并且突起與膜相接觸并且在此接觸點的附近處壓迫膜，以至少用于輔助將膜固定或密封到支撐件的表面或它的延伸部上。
34.如權利要求1所述的擴散器，其中膜支撐件包括A.上表面，和B.呈縱向延伸的裙邊形式的延伸部，該裙邊從所述上表面的側部懸垂，C.這些裙邊分別具有膜接觸表面，這些表面從與它們相鄰的上表面部分優選以至少大約30度的角度，更優選以至少大約45度的角度，并且進一步優選以大約60度向下傾斜。
35.如權利要求34所述的擴散器，其中膜支撐件具有與裙邊相鄰的上表面，該裙邊在安裝好的擴散器內是大致水平的。
36.如權利要求34所述的擴散器，其中位于安裝好的擴散器內的裙邊緣是大致豎直的。
37.如權利要求34所述的擴散器，其中膜支撐件具有與裙邊相鄰的上表面，所述裙邊為位于安裝好的擴散器內的大致為水平的邊緣，以及位于安裝好的擴散器內的大致為豎直的裙邊。
38.如權利要求34所述的擴散器，其中所述上表面和所戶裙邊的膜接觸表面通過過渡表面彼此相連，當從橫斷面看去時，該過渡表面在所連接表面之間提供了方向上的平緩的改變。
39.如權利要求38所述的擴散器，其中過渡表面大致是彎曲的。
40.如權利要求34所述的擴散器，其中A.裙邊具有外部膜接觸表面，以及B.膜支撐表面還包括以與裙邊相連、縱向延伸的凸緣形式的延伸部，當從橫向斷面中看去時，該凸緣(1)具有與裙邊的膜接觸表面成角度的下表面，(2)被設置成位于膜支撐件部分的下方，其中支撐件的上表面位于該膜支撐件的該部分內。
41.一種用于將氣體以氣泡的形式分配到液體中的氣體擴散系統，包括A.池，該池具有用于盛裝液體的底部和向上延伸的側部，B.管網，它們基本上位于池內的液體表面的預期水平面下方，所述管網包括(1)一根或多根總管，以及(2)一根或多根支管，其中支管為a.與總管(多根總管)相通，以接收來自總管的流動氣體，b.具有周向封閉的壁裝置，以接收、限制和輸送所述流動的氣體，C.多個擴散器，分別包括(1)擠出成形的擴散器體a.分別包括縱向延伸的膜支撐件，該支撐件具有至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比，b.具有各自支撐件的長度尺寸，該支撐件被定向在與支管的長度相同的總的方向上，c.除了膜支撐件外，還具有縱向延伸的氣體封閉壁裝置(2)固定在擴散器體上的彈性膜，該彈性膜分別具有a.氣體入流和氣體排放表面，b.側部和端部，端部具有沿著其側部的縱向邊緣，c.至少大約為4，更優選至少大約為6，進一步優選至少大約為8，以及最優選至少大約為10的長寬比，d.位于至少一部分氣體排放表面內的氣體排放孔，(3)至少在擴散器工作時，支撐件和膜形成縱向延伸的氣腔，該氣腔a.代表除了支管內部的空間外的氣體空間b.將氣體輸送到氣體排出孔，D.多條氣體噴射通道(1)位于沿著支管上的縱向間隔的位置處，(2)穿過支管的壁裝置，(3)將支管的內部和氣腔之間連通，(4)其中若干氣腔中每一個都通過若干沿著那些腔上間隔設置的所述通道來供給。
42.如權利要求41所述的用于分配氣體的氣體擴散系統，其中所述液體為廢水，該廢水含有懸浮的固體，所述氣體為含氧氣體以及所述池為廢水處理設備中的充氣池。
43.如權利要求41所述的用于分配氣體的氣體擴散系統，包括若干連接到一根或多根總管上的支管，以及若干所述支管中的每一個都包括若干所述擴散器，其中縱向延伸的氣體封閉壁裝置代表了管網的支管部分。
44.如權利要求41所述的用于分配氣體的氣體擴散系統，其中支管構成了擴散器體的供氣管，以將流動的氣體輸送到擴散器并且通過擴散器各自長度的大部分上，膜支撐和供氣管具有相連接的關系，從而使膜支撐可與供氣管成一體，或者與供氣管分離地形成但以任何適當的方式與供氣管相連。
45.如權利要求14所述的擴散器，其中設有用于在滑動期間減小摩擦的裝置，所述摩擦位于以下部件之間(a)第二固定件的任一表面或多個表面以及(b)第一固定件和/或密封件的任一區域或多個區域。
46.如權利要求45所述的擴散器，其中所述用于減小摩擦的裝置包括一層或多層插入到所述表面和所述區域的相鄰部分之間的低摩擦材料層，并且該低摩擦材料層可選擇地附著在所述表面或區域部分上。
47.如權利要求27所述的擴散器，包括端部密封裝置，該裝置包括在膜的端部處延伸跨過膜的、由人造橡膠材料制成的帶。
48.如權利要求27所述的擴散器，包括端部密封裝置，該端部密封裝置包括將膜的下側粘接到支撐上表面上的粘性粘接。
49.如權利要求47所述的擴散器，包括端部密封裝置，該密封裝置包括安裝在人橡膠造帶的上表面上的補充帶。
50.如權利要求32所述的擴散器，其中所述突起和凹槽具有榫頭狀斷面。
全文摘要
本發明披露了一種膜帶狀擴散器，它可用于例如活性污泥設備中對廢水的充氣。這些擴散器具有膜、擴散器體和在同一方向上的被加長的氣管。這些管可以被連接到擴散器體上或與擴散器體形成一體。當膜膨脹時，氣腔形成于膜下方，這些氣腔獨立于氣管但通過例如沿著膜支撐的長度方向分布的通道與氣管連通。優選的是，通道過流斷面交小，從而有助于增加沿著膜長度的氣流分布的均勻性。本發明還披露了形成膜和擴散器體之間的邊緣和端部密封的方法。
文檔編號C02F3/20GK1674976SQ03819043
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月13日 優先權日2002年8月13日
發明者T·卡斯帕, M·舍嫩貝爾格, B·勞本斯坦, J·賴利, J·克拉爾 申請人:Itt制造企業公司