本公开涉及一种用于流体曝气的扩散器。本公开还涉及一种可以设置在所公开的扩散器的进气管道中的清除阀。
定义
在说明书中，术语“包含(comprising)”应当理解为具有与术语“包括(including)”相似的广泛含义，并且应当理解为意味着包括所陈述的整体或部分或一组整体或部分，但不排除任何其他整体或部分或一组整体或部分。该定义也适用于术语“包含(comprising)”的变体，例如“包括”和“由….组成”。
背景技术：
在废水处理中，曝气过程向消耗废物的微生物供应氧气，从而帮助将其从水中去除。在进行该方法的过程中，曝气扩散器被用来从处理池中的浸没位置产生气泡。
一种已知类型的扩散器具有刚性主体，该刚性主体具有装配到该主体的上表面的弹性体薄膜。气体(通常为空气)被引入扩散器，并穿过该薄膜中的小缝隙在废水中形成气泡。在使用中，这种类型的扩散器在扩散器主体上壁的上表面和该薄膜的下表面之间提供小的空间或空隙，这个空间通过在该主体与薄膜之间在压力下引入空气来拉伸薄膜而形成。当薄膜被拉伸时，薄膜中的缝隙打开以允许空气逸出而形成气泡。
业已知道，空气通过管道系统提供给浸没在水中的扩散器网络，该管道系统连接于处理池的底部或连接于一个或多个可浸没的框架，该可浸没的框架提供重量以抵抗主要由于所容纳的空气而作用在扩散器上的浮力。
一些扩散器是细长的，其长度大大地大于其宽度。这种扩散器有时被称为条形扩散器。这种扩散器的薄膜通常在扩散器主体的大部分宽度和大部分长度上延伸。
在条形扩散器中，重要的是基本上沿着扩散器薄膜的整个长度向薄膜供应空气，并避免在薄膜不同部分处的大的气压差。
在不同的扩散器中以不同的方式解决了向薄膜提供空气的问题。一种类型的扩散器布置成安装在管道的顶部并平行于管道轴向延伸。管道顶部和扩散器主体中对齐的进气小孔使空气从管道内部穿过管道顶部的小孔，穿过扩散器主体上壁的孔并到达薄膜。因此，这种类型的扩散器除了扩散器本身以及形成必须形成并对准的多个小孔之外，还需要大量的管道系统，并且必须形成并对准的多个孔的形成，以允许空气从安装有扩散器的管道通到每个扩散器，一个这样的扩散器具有大约两米的长度，因此对于所需的每个两米的扩散器长度必须使用不同的扩散器。
沿着扩散器的长度向薄膜提供空气的另一种方法是通过这样的扩散器提供的：这种扩散器不需要沿着管道的长度进行安装，而是在扩散器主体内提供一个细长的腔室，从而使扩散器主体本身形成沿其长度分布空气的导管。这避免了将整个扩散器安装在管道顶上的布置的需要，并且避免了在管道和扩散器主体中设置并对准多个间隔开的孔，但是需要一种沿着其长度提供腔室或导管的扩散器主体结构。这种类型的扩散器主体通常限于大约四米的长度。
在上述两种类型的扩散器中，一个操作问题是废水可能进入导管中与停滞的液体混合并且将是潜在的问题，例如，当从处理池中取出扩散器以进行维护时。无论是导管由安装有扩散器主体的管道提供，还是导管由扩散器主体提供，这都会发生。
在一些扩散器中发生的另一个问题是，沿扩散器的长边将薄膜密封至扩散器是由在薄膜边缘上方延伸的扩散器的部件提供的。这可导致在扩散器使用中沿着薄膜的边缘聚积诸如砂砾之类的颗粒，而该颗粒不会由薄膜的拱起(膨胀)形状而脱落。已经证明这会影响扩散器的性能和寿命。
由aquatecmaxconptyltd生产的一种已知类型的扩散器，它的一个实施例在澳大利亚专利no.745191中进行了描述，该实施例利用挤压成形的基座和挤压成形的或片状的薄膜，该薄膜通过沿着其长边将密封部件插入到紧邻扩散器主体上表面长边延伸的细长凹槽中而密封到基座。该密封部件包括阻止从凹槽中移开的加厚部分或球状物，从而将薄膜连接于主体。加厚部分或球状物可以直接结合到薄膜中或结合到一个分离部件中，该分离部件类似于用于将昆虫筛网连接于框架上所用的长塞缝片。在扩散器的每个端部，还有其他密封装置防止空气逸出。该扩散器主体上表面的横截面是平坦的或凸形的(即，中心处比边缘处高)。该扩散器不包括导管，也不需要沿管道的长度方向进行安装，而是通常横向安装于管道上，并且依赖于当薄膜通过施加的气体压力被拉伸时在扩散器主体的上表面和薄膜之间的容纳空间，以允许空气从扩散器的中心通向端部。已经证明这种类型的扩散器在使用中是有效的。然而，已经认识到需要一种改进的或至少可替代的扩散器。
本说明书中对现有技术的引用不是并且不应当被认为是一种承认或任何形式的暗示，即所引用的现有技术形成澳大利亚或任何其他国家公知的一般常识的一部分。
技术实现要素：
根据本公开的第一方面，提供了一种细长的扩散器，包括：
包括扩散器主体的扩散器基座；
连接于所述扩散器主体的薄膜；
其中所述薄膜连接于所述扩散器主体，以便在工作压力下将气体引入扩散器中移动该薄膜的一部分使其不与扩散器主体接触，以在薄膜和主要或全部由扩散器主体提供的表面之间提供细长的密封的隔室，所述隔室具有：该薄膜与扩散器主体接触的第一横向侧边界面区域，该薄膜与扩散器主体间隔开的横向中间区域，以及该薄膜与扩散器主体接触的第二横向侧边界面区域，其中气体能从隔室通过薄膜，用于扩散器浸入其中的流体的曝气；并且·
其中界定所述隔室的所述扩散器主体表面包括凹陷部分，与在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间延伸的平面相比，所述凹陷部分凹陷离开所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间的所述薄膜，从而为隔室提供比从第一横向侧边界面区域延伸到第二横向侧边界面区域的平面所提供的横截面尺寸更大的横截面尺寸。
在一个实施例中，所述表面在第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域之间的横向距离的至少一部分上凹陷。
在一个实施例中，所述表面在第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域之间的横向距离的至少大部分上凹陷。
在一个实施例中，所述表面在第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域之间的横向距离的至少60％上凹陷。
在一个实施例中，所述表面在第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域之间的横向距离的至少75％上凹陷。
在一个实施例中，所述表面在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间的至少大部分横向距离上具有基本均匀的曲率。
在一个实施例中，所述表面在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间的至少75％横向距离上具有基本均匀的曲率。
在一个实施例中，所述表面在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间的至少85％横向距离上具有基本均匀的曲率。
在一个实施例中，当所述扩散器在基本未被施加气体压力的非活动情况下，所述薄膜在凹陷区域上接合所述扩散器主体的表面。
在一个实施例中，所述表面的横截面具有大体凹面形式。
在一个实施例中，所述扩散器提供用于将气体引入所述隔室的气体入口
在一个实施例中，所述扩散器仅向所述隔室中提供单个气体入口。
在一个实施例中，除隔室以外，扩散器主体不提供任何用于沿扩散器的长度分布气体的气体管道。
在一个实施例中，在扩散器主体和薄膜之间形成的隔室提供了唯一的或至少主要的分布通道，用于沿着扩散器的长度方向分布气体。
在一个实施例中，在扩散器主体和薄膜之间形成的隔室提供了用于沿着扩散器的长度方向分布气体的唯一分布通道。
在一个实施例中，在扩散器的第一端部区域处提供气体入口，并且在扩散器主体和薄膜之间形成的隔室提供了将气体从扩散器的第一端部区域分布至扩散器的另一个第二端部区域的主要方式。
在一个实施例中，该表面提供不超过一个或两个用于将气体引入到隔室中的入口。
在一个实施例中，在扩散器主体的轴向中心区域处提供气体入口，并且内部隔室在入口和该内部隔室的轴向端部之间分布气体。
在一个实施例中，当扩散器被定向成使得第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域在水平方向上间隔开时，表面的横向中央区域是该表面的最低部分。
在一个实施例中，扩散器在其第一轴向端部区域处提供气体入口，并且在其第二轴向端部区域处提供气体出口，从而内部隔室可用于将来自气体供给处的气体分配至另一个扩散器。
在一个实施例中，扩散器的长度为至少1米。
在一个实施例中，扩散器的长度为至少5米，至少6米，至少7米，至少8米，至少9米，至少10米，或至少11米。
在一个实施例中，扩散器的长度为至少12米。
在一个实施例中，扩散器的长度在5至7米之间
在一个实施例中，扩散器的宽度在大约8cm至大约50cm之间。
在一个实施例中，扩散器的宽度在大约8cm至大约30cm之间。
在一个实施例中，扩散器的宽度在大约10cm至大约20cm之间。
在一个实施例中，扩散器的长宽比至少约为12。
在一个实施例中，扩散器的长宽比至少约为20。
在一个实施例中，扩散器的长宽比至少约为30。
在实施例中，扩散器的长宽比至少约为50。
在一个实施例中，扩散器的长宽比至少约为70。
当基本没有气体压力提供给所述扩散器时，所述薄膜可以处于松弛或塌陷状态。在这种状态下，薄膜的基本上整个横向宽度可以搁置在基座表面上，从而不存在隔室。
当向扩散器提供第一、较低水平的气体压力时，薄膜可以膨胀但不拉伸以提供所述隔室，该隔室在这种状态下具有第一较小的横截面尺寸。即，薄膜的膨胀提供了所述隔室，包括所述隔室的所述横向中间区域，在该区域中薄膜与扩散器主体间隔开。
当向扩散器提供第二、较高水平的气压时，薄膜可以膨胀并且也被拉伸，以在隔室的横向中间区域增加该薄膜和扩散器主体之间的间距，因此在这种状态下隔室具有第二、较大的横截面尺寸。
在一实施例中，薄膜的至少一个轴向末端区域抵靠在扩散器基座的表面上而被密封。
在一实施例中，薄膜的至少一个轴向末端区域以如下方式被密封：薄膜抵靠在扩散器基座的表面上，使得薄膜的横向延伸区域被保持为大致凸形的横截面形状。
在一实施例中，将薄膜的至少一个轴向端部区域以如下方式密封：薄膜抵靠在扩散器基座的表面上，使得薄膜的横向延伸区域保持为大致凸形横截面形状，而与薄膜是否膨胀无关。
在一实施例中，将薄膜的至少一个轴向端部区域以如下方式密封：薄膜抵靠在扩散器基座的表面上，使得薄膜的横向延伸区域保持为大致凸形的横截面形状，该横截面形状基本上对应于当薄膜膨胀时在扩散器的轴向中心区域处该薄膜的对应的横向区域的横截面形状。
在一实施例中，薄膜的至少一个轴向端部区域以如下方式密封：薄膜抵靠在扩散器基座的表面上，使得薄膜的横向延伸区域被保持为大致凸形的横截面形状，该横截面形状基本上对应于当薄膜膨胀但未拉伸时在扩散器的轴向中心区域处该薄膜的对应的横向区域的横截面形状。
在一实施例中，内部隔室的至少一个轴向端部区域至少部分地由基座表面端部界定，所述基座表面端部的形状被设置为从比较靠近扩散器的相应端部的基本凸出的横截面形状到比较近扩散器的轴向中心的凹陷的横截面形状提供平滑过渡。
在一实施例中，基座表面端部的形状被成形为当基本不提供气体压力且薄膜搁置在基座表面上时允许薄膜从比较靠近扩散器的端部的基本凸形横截面形状平滑过渡到比较靠近扩散器的轴向中心的凹陷横截面形状。
在一个实施例中，当薄膜膨胀时，基座表面端部的基本凸形的横截面形状对应于在扩散器的轴向中心区域处的薄膜的横截面形状。
在一个实施例中，当薄膜膨胀但未拉伸时，基座表面端部的基本凸形横截面形状对应于在扩散器的轴向中心区域处的薄膜的横截面形状。
在一个实施例中，当薄膜膨胀但未拉伸时，基座表面的沿其轴向长度的至少大部分的凹陷横截面形状通常对应于在扩散器的轴向中心区域处的薄膜的横截面形状的镜像。
在一个实施例中，至少一个基座表面端部由与所述扩散器主体分开制造的端部件构件提供，并且所述扩散器基座包括所述扩散器主体和所述至少一个端部件构件。
在一个实施例中，至少一个端部件构件在所述扩散器的端部区域处提供阻挡区域，所述阻挡区域至少部分地阻挡由所述扩散器主体的凹陷部分提供的凹陷。
在一实施例中，至少一个基座表面端部由扩散器主体的成形的表面提供。
在一个实施例中，扩散器包括用于使气体通过进入隔室的气体入口。
在一实施例中，至少一个基座表面端部提供所述气体入口。
在一实施例中，至少一个端部件构件提供所述气体入口。
在一个实施例中，扩散器包括与气体入口相关的逆止阀。
止回阀可以适于防止或减少进入空腔的液体向气体入口的流动。
在一个实施例中，扩散器包括与气体入口相关的故障关闭阀。
在一个实施例中，扩散器主体的横截面基本上是均匀的。
在一个实施例中，散器主体是拉挤成形或挤压成形的。
在一个实施例中，扩散器主体完全或主要由塑料、纤维增强或玻璃增强塑料、或金属制成。
在一个实施例中，扩散器主体底侧提供单个开口通道结构。
在一个实施例中，扩散器主体下侧基本上没有附加的横向支撑物或辐板。
在一个实施例中，所述扩散器是细气泡扩散器。
在一个实施例中，所述扩散器设置有用于将所述扩散器安装至支撑件的安装板。
在一个实施例中，所述安装板包括两个能够被连接以提供所述安装板的安装板部件。
在一个实施例中，两个安装板部件中的每一个在彼此分离时能够在沿所述扩散器主体长度的基本上任何期望的轴向位置处可操作地与所述扩散器主体接合，但是当连接在一起时，只能在预定的轴向位置从扩散器主体分离。
在一个实施例中，预定的轴向位置是扩散器的端部。
在一实施例中，每个安装板部件提供用于接合扩散器的第一侧部的接合结构。
在一个实施例中，每个安装板部件提供横向延伸的部分，该部分在使用中从由安装板部件所接合的扩散器的侧面朝向扩散器的另一个横向侧边延伸。
在一个实施例中，每个横向延伸部分的尺寸被确定为延伸大于扩散器的接合侧部分之间距离的一半，但小于扩散器的接合侧部之间的整个距离。
在一个实施例中，当所述安装板部件未连接时，两者均不在所述扩散器的接合侧部之间的整个距离上延伸，但是当它们被连接时，组合的两部件安装板在扩散器的接合侧部之间延伸，由此能够相对于扩散器保持在固定位置。
在一个实施例中，每个安装板部件提供用于与另一个安装板部件的连接结构相连接的连接结构
在一个实施例中，接合结构限制安装板部件在扩散器的横向上相对于扩散器运动，而允许安装板部件在扩散器的轴向上滑动。
在一个实施例中，两个安装板部件基本相同。
根据本公开的第二方面，提供一种细长的扩散器，包括：
包括扩散器主体的扩散器基座；
连接于该扩散器主体的薄膜；
其中，所述薄膜连接至该扩散器主体，以便在工作压力下将气体引入扩散器中移动该薄膜的一部分使其不与该扩散器主体接触，以在该薄膜和主要或全部由扩散器主体提供的表面之间提供细长的密封的隔室，并且其中气体能从该隔室通过薄膜，用于扩散器浸没在其中的流体的曝气；
其中，界定所述隔室的扩散器主体表面包括凹陷部分，该凹陷部分在使用中离开所述薄膜而凹陷，其有助于增加该隔室的横向截面面积，从而促进气体由隔室沿着扩散器的至少大部分长度分布。
在一个实施例中，所述隔室具有：所述薄膜与扩散器主体接触的第一横向侧边界面区域，所述薄膜与所述扩散器主体间隔开的横向中间区域；所述薄膜与扩散器主体接触的第二横向侧边界面区域。
在一个实施例中，所述扩散器主体表面的形状为所述隔室提供比在所述第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域之间延伸的平面的扩散器主体表面所提供的横截面尺寸更大的横截面尺寸。
根据本公开的第三方面，提供一种细长的扩散器，包括：
包括扩散器主体的扩散器基座；
连接于该扩散器主体的薄膜；
其中，所述薄膜连接至扩散器主体，以便在工作压力下将气体引入扩散器中移动该薄膜的一部分使其不与扩散器主体接触，以在该薄膜和主要或全部由扩散器主体提供的表面之间提供细长的密封的隔室，并且
其中，所述扩散器主体和薄膜的尺寸和构造被确定为以便所述隔室能够在无实质性拉伸所述薄膜的情况下形成。
根据本公开的第四方面，提供一种运行扩散器以曝气液体的方法，包括：
在液体的主体中提供扩散器，该扩散器包括扩散器基座和薄膜，其中当不向扩散器提供气体压力时，该薄膜基本无应力地装配在基座上；
在施加第一较低水平气体压力的情况下运行扩散器，以使薄膜弯曲而实质上不拉伸薄膜，并至少移动一些薄膜使其离开基座，从而在薄膜和基座之间形成内部隔室，该内部隔室用作在扩散器的大部分长度上分布气体的导管；并且
在基本沿扩散器的工作长度形成内部隔室之后，用第二足以拉伸薄膜的较高水平的气体压力运行扩散器，，从而打开其中的狭缝或小孔，用于在液体的主要部分内形成气泡。
在一个实施例中，该方法包括使用根据第一方面的扩散器。
在一个实施例中，该方法包括使用根据第二方面的扩散器。
在一个实施例中，该方法包括使用根据第三方面的扩散器。
在一个实施例中，在施加第一较低水平气体压力的情况下运行扩散器包括以比紧邻扩散器的流体的压力稍微大的气体压力来运行所述扩散器。
在一个实施例中，以施加的第二较高水平的气体压力运行扩散器包括：以比紧邻扩散器的流体的压力大至少2kpa的气体压力来运行扩散器。
在一个实施例中，以施加的第二较高水平的气体压力运行扩散器包括：以比紧邻扩散器的流体的压力大2至10kpa之间的气体压力来运行扩散器。s
根据本公开的第五方面，提供一种用于空气扩散器的进气管道的清除阀系统，包括：
能在第一控制位置和第二控制位置之间移动的清除控制元件，该第一控制位置用于在很少或没有待清除的积水的情况下关闭出水口，该第二控制位置用于响应待清除的水的存在而打开该出口；和
在使用中清除的水通过流体止回阀，所述流体止回阀是单向阀，其允许水从中沿清除方向流过，并且在使用中基本上防止水沿相反方向从其流过。
在一个实施例中，所述流体止回阀沿着水清除流动方向设置在出水口的下游。
在一个实施例中，所述清除控制元件包括浮子。
在一个实施例中，所述第一控制位置对应于所述浮子的非漂浮位置。
在一个实施例中，所述出水口包括能被所述浮子接合的阀座。
在一个实施例中，所述出水口包括所述流体止回阀的入口部分。
在一个实施例中，所述第二控制位置对应于所述浮子的漂浮位置。
在一个实施例中，所述流体止回阀包括柔性部分，该柔性部分能够由于在水清除流动方向上其上游侧的正的净流体压力而变形，成为打开的构造。
在一个实施例中，所述流体止回阀的所述柔性部分构造成沿着水清除流动方向的其下游侧的净流体压力为正的情况下保持在基本关闭的构造。
在一个实施例中，所述流体止回阀的所述柔性部分包括弹性体材料。
在一个实施例中，所述弹性体材料是一种橡胶。
在一个实施例中，所述流体止回阀被构造成提供狭槽，所述狭槽在不存在来自所述流体止回阀的任一侧的净压力的情况下是关闭的。
在一个实施例中，所述流体止回阀构造成使得沿着水清除流动方向在其下游侧存在正的净压力的情况下，所述狭槽保持关闭。
在一个实施例中，所述流体止回阀构造成提供狭槽，所述狭槽构造成通过沿着水清除流动方向在其上游侧施加的正的净压力而被强制打开。
在一个实施例中，所述狭槽由所述流体止回阀的两个相对的部分提供。
在一个实施例中，所述流体止回阀包括鸭嘴阀。
在一个实施例中，所述清除阀系统包括能定位在第一浮子约束位置以将浮子基本上保持在第一非浮起位置的浮子约束件。
在一个实施例中，通过在要从中清除水的容器中提供增加的空气压力，所述浮子约束件能够移动。
在一个实施例中，通过在要从中清除水的进气管道中提供增加的空气压力，所述浮子约束件能够移动。
关于第一方面描述的任何一个或多个特征和/或特性可以在细节上作必要修改后结合在第二方面的扩散器、第三方面的扩散器和/或第四方面的方法中。
关于第五方面描述的任何一个或多个特征和/或特性可以在细节上作必要修改后结合在第一方面的扩散器、第二方面的扩散器、第三方面的扩散器和/或第四方面的方法中。
根据本公开的第六方面，提供了一种用于空气扩散器的进气管道中的空气截止阀，该空气截止阀适于在空气扩散器薄膜发生故障发生时切断流向扩散器的空气。该空气截止阀包括：阀构件，该阀构件适于在流向扩散器的空气流量低于阈值水平时保持在打开的、非运行位置，响应于空气流超过阈值水平移动到关闭的、切断位置，并且在移动到关闭位置后，尽管空气流量水平下降到阈值水平以下，仍然保持在关闭位置。
附图说明
下面将参考附图详细描述实施例。这种详细描述的主要目的是指导对本发明的主题感兴趣的人如何将本发明付诸实践。但是，应该清楚地理解，不应认为这种详细描述的具体性质取代了前面的发明内容部分或所附权利要求的一般性。在所附的示意图中：
图1(a)是根据本公开实施例的用于流体曝气的扩散器的基座部分的立体图；
图1(b)是图1(a)所示扩散器的扩散器基座部分的剖视图；
图2是与图1所示的基座一起使用的弹性体薄膜的剖视图；
图3是示出当没有空气供应到扩散器时，包括图1的基座部分和图2的弹性体薄膜的扩散器的构造的示意性剖视图；
图4是示出当提供足够的空气以升高弹性体薄膜的一部分但不显著拉伸弹性体薄膜时图3的扩散器的构造的示意性截面图；
图5是示出当提供足够的空气以拉伸弹性体薄膜并运行扩散器时图3的扩散器的构造的示意性截面图；
图6是当没有空气被供应到扩散器时与图1至图5一致的扩散器的实施例的示意性立体图；
图7是当提供了足够的空气以拉伸弹性体薄膜并运行扩散器时图6的扩散器的示意性立体图；
图8是图6和7的扩散器的示意性立体图，其中省略了弹性体薄膜以显示内部结构；
图9(a)是图6至图8的扩散器的示意性立体图；
图9(b)是图6至图8的扩散器的示意性立体图，其中弹性体薄膜完全膨胀并且被部分切除以显示内部结构；
图9(c)是图6至图8的扩散器的示意性立体图，其中弹性体薄膜松弛(完全放气)并被部分切除以显示内部结构；
图9(d)是为了与图6至9(c)的扩散器一起使用而设计的弹性体薄膜的示意性立体图；
图9(e)是分离的弹性体薄膜的局部切除示意性立体图，但是示出了当适用于如图6至9(c)所示的扩散器上时其端部区域的示例形状；
图10(a)是如图8、9(b)和9(c)所示的锥形端部入口组件的示意性立体图；
图10(b)是图10(a)的锥形端部入口组件的分解图；
图10(c)是具有用于容纳如图10(a)和10(b)所示的锥形端部入口组件的切口的扩散器基座主体的端部区域的立体图；
图11(a)是锥形端部入口组件的替代实施例的示意性立体图，其形状与图10(a)的锥形端部入口组件略有不同；
图11(b)是图11(a)的锥形端部入口组件的分解图；
图12是不包括进气口的锥形端部组件的示意性立体图；
图13(a)是在扩散器的轴向中心区域中使用的进气组件的示意性立体图；
图13(b)是图13(a)的进气组件的分解图；
图14(a)和14(b)是端部保持器组件的示意性立体图；
图15(a)是图9(d)的放大图；
图15(b)是图9(e)的放大图；
图16是示出了通过将弹性体薄膜连接到扩散器的基座部分上来组装扩散器的示意性立体图；
图17是用于将扩散器固定在地板上的固定装置的两个基板部件的示意性立体图；
图18是图17的两个基板部件连接在一起的示意性立体图；
图19是示出了图17和18的两个基板部件中的每一个分别与扩散器主体连接的示意性的端视图；
图20(a)，20(b)和20(c)示出了扩散器的替代实施例，其中，利用图13(a)和13(b)的进气组件将空气入口设置在轴向中心区域；
图21是处于使用状态的扩散器基座部分及相关薄膜的替代实施例的示意性剖视图；
图22是处于使用状态的扩散器基座部分及相关薄膜的又一替代实施例的示意性剖视图；
图23是锥形端部入口组件的替代实施例的示意性立体分解图，其与图10(a)，10(b)，11(a)和11(b)的锥形端部入口组件相似，包括用于清除积聚在入口管道中的水的放气阀；
图24是图23的锥形端部入口组件的示意性分解端视图，以虚线示出了一些内部细节；
图25是图23的锥形端部入口组件的示意性侧视图，其已组装且处于不活的、非空气流动状态，以虚线示出了一些内部细节；
图26是如图25所示的锥形端部入口组件的示意性端视图，以虚线示出了一些内部细节；
图27是图25所示的锥形端部入口组件的示意性纵向截面图；
图28是图25所示的锥形端部入口组件的示意性横向截面图；
图29是图23的锥形端部入口组件的示意性侧视图，其已组装并处于活动的、空气流动状态，以虚线示出了一些内部细节；
图30是如图29所示的锥形端部入口组件的示意性纵向截面图；
图31是图29所示的锥形端部入口组件的示意性横向截面图；
图32是锥形端部入口组件的替代实施例的示意性立体分解图，其与图23的锥形端部入口组件相似，但是具有清除阀的替代实施例；
图33是图32的锥形端部入口组件的示意性分解端视图，以虚线示出了一些内部细节；
图34是图32的锥形端部入口组件的示意性侧视图，其已组装且处于不活动、非空气流动的状态，以虚线示出了一些内部细节；
图35是图34所示的锥形端部入口组件的示意性纵向截面图；
图36是如图34所示的锥形端部入口组件的示意性横向截面图。
具体实施方式
现在将参考附图描述用于流体曝气的扩散器的实施例。
参考图1至图5，根据本公开的扩散器的一个实施例，总体上用附图标记10表示，其包括可以是弹性体薄膜的柔性构件20，以及扩散器基座主体30。
如图1(a)和1(b)所示(统称为图1)，在这个实施例中，扩散器基座主体30包括主表面32，该主表面在正常使用中是朝上的。主表面32设置在扩散器基座主体30的使用中的上壁34上。主表面32在使用中向下凹陷。在这个实施例中，至少主表面32的部分是弯曲的，使得至少一些主表面低于如果主表面是平面的情况。在这个实施例中，至少主表面32的部分是部分圆柱形的，尽管应当理解，可以使用其他曲率几何形状。类似地，在该实施例中，至少使用中的上壁34的部分是部分圆柱形的。扩散器基座主体30可以使用塑料、纤维增强或玻璃增强塑料或诸如铝的金属拉挤成形或挤压成形。它也可以由金属材料如不锈钢辊压成型，甚至3d打印。图1(a)中的折断线旨在表明可以切割该基座，或者以其他方式将基座制造成基本上任何可处理的长度。
扩散器基座主体30进一步包括第一和第二侧壁36、38，在使用中上壁34被支撑在第一和第二侧壁上。在这个实施例中，第一侧壁36和第二侧壁38基本平行，并且由上壁34横向间隔开。
从第一侧壁36和第二侧壁38中的每一个的底部区域伸出的分别向内指向的凸缘壁40、42。
扩散器基座主体30还包括用于将柔性构件20连接到扩散器基座主体30的第一连接区域44和第二连接区域46。在该实施例中，连接区域44、46基本上设置在上壁34与第一和第二侧壁36、38相交处，但是应当理解，在其他实施例中，它们可以完全设置在上壁34上或完全设置在第一和第二侧壁36、38上。
第一连接区域44和第二连接区域46中的每一个形成用于容纳图2所示的柔性构件20(将在下面进一步描述)的密封条25、26的对应凹槽45、47。
扩散器基座主体30可被视为具有形成内部通道48的大体矩形横截面，它是在扩散器基座主体30的底部开口，因而向内指向的凸缘壁40、42的横向内端被间隔开。但是，主表面32以及在该实施例中使用中的上壁34朝着通道48的中心凹进。此外，第一和第二连接区域44、46不符合矩形形状。当然，在不脱离本公开的范围的情况下，替代实施例可以具有不同的形状。
如图2所示，柔性构件20包括柔性材料片21，该柔性材料片21的尺寸适于配合在扩散器基座主体30上。柔性构件20具有大体上横向的中心区域22以及第一和第二横向侧边区域23、24。第一和第二密封条25、26设置在该侧边区域23、24或其附近，所述第一密封条25和第二密封条26在柔性构件20的长度方向上沿着该侧边区域23、24延伸。在这个实施例中，密封条25、26的形式为可变形的突出部分，在该实施例中，当它们从柔性材料片21进一步突出时变宽，以便于保持在凹槽45、47中，并且可以认为是球形的。在该实施例中，每个密封条25、26的较宽部分具有沿着该密封条延伸的内部空隙或通道27、28。该内部通道可以帮助密封条变形，并因此插入到凹槽45、47中，但是并非在所有实施例中都是必需的。
柔性构件20可以被认为具有使用时的内表面29a和使用时的外表面29b，密封条25、26从该内表面29a突出。
柔性构件20可以通过挤压成形来形成，同时密封条25、26一体地形成在其上。其他实施例可以提供与薄膜分开形成的密封条，例如，提供片状薄膜和分开的密封条，其可以被迫进入扩散器主体的凹槽中，以便将片材的横向边缘保持在凹槽中，例如，采用相当于塞缝片的方式，即，将防蚊纱窗材料片的边缘区域保持在用于门或窗开口的框架中的方式。
图3在横截面中示出了为了使用组装的扩散器10，并且柔性构件20覆盖在扩散器基座主体30的主表面32上。密封条25、26保持在凹槽45、47中。
将要理解的是，密封条25、26的较宽部分是可变形的，使得它们在被压进凹槽45、47的相对狭窄的开口时被压缩，然后膨胀以压在凹槽的内表面上，从而提供柔性构件20对扩散器基座主体30的密封连接。此外，密封条25和凹槽45的尺寸被确定为使得一旦柔性构件20已被安装到扩散器基座主体30上，密封条就被保持在凹槽中。如果需要，密封条25、26在凹槽45、47中的保持和/或密封可以通过如下方式而被增强：插入一个或多个基本上不可压缩的构件(例如实心杆或金属丝)，或通过应用进入内部空隙或通道27、28随后充分固化成基本上为固体的流体，或者通过施加适合于将柔性构件20粘结于扩散器基座主体30的密封剂材料。
柔性构件20与扩散器基座主体30的这种连接沿着扩散器10的横向侧边提供了有效的密封。应该理解的是，扩散器10可以是许多米长，这将在适当时详细描述。(将会意识到，需要在柔性构件20和扩散器基座主体30之间在端部以及沿着横向侧边提供密封，并且还需要提供使空气进入扩散器的入口，这些方面将在适当时候进行描述。)
图3所示的结构对应于基本上没有气体压力施加到扩散器10的状态。基本上，柔性构件20的整个宽度与扩散器基座主体30的主表面32接触。该柔性构件20松弛而不被拉伸。柔性构件20被设置成具有小缝隙或其他小孔，以允许空气从内侧29a通过到外侧29b，从而允许气泡形成。在柔性构件20的松弛而未拉伸状态下，这些小孔基本上是封闭的。因此，在这种状态下，柔性构件20沿着扩散器基座主体30的主表面32平滑地放置，而没有打开的缝隙或小孔，从而有效地防止了废水(或浸入有扩散器10的其他液体)进入，以防止液体进入扩散器或经由扩散器进入相关的管道系统。为了实现这一点，重要的是要为扩散器准确地确定柔性构件20尺寸：如果柔性构件20太松，多余的材料可能会导致其起皱和分裂，如果柔性构件20太紧，则缝隙将会在不施加空气拉伸柔性构件20的情况下而打开，这可能会导致意外的和不希望的液体进入。为了帮助确保在柔性构件20的整个寿命中具有适当的尺寸配合，重要的是提供一种在其使用寿命内将蠕变降至最小的柔性构件20。
图4以横截面图示出了组装的扩散器10，并且图4所示的构造对应于向扩散器10施加了足够的气体压力以使柔性构件20弯曲并膨胀但不显著拉伸的情况。柔性构件20的膨胀在柔性构件20和扩散器基座主体30的主表面32之间产生了充满气体的内部隔室50，其有效地形成了可以沿扩散器10的长度分布空气的管道或导管。形成该管道或导管时，不会使柔性构件20拉伸或受压，也不会打开其中的小孔或缝隙。然后，可以通过增加所施加的气体压力来增加内部隔室50的横截面尺寸以及由此形成的管道或导管的容量，如下所述。如图4所示，使柔性构件20膨胀成凸形轮廓的动作促进了在例如间歇曝气应用中(例如在定序间歇反应器(sbr)中或间歇排水延时曝气(idea)中)的非工作时间期间可能沉积在薄膜上的任何碎屑的去除。
图5在横截面中示出了组装的扩散器10，该扩散器具有与工作状态相对应的构造，其中，向扩散器10施加了足够的气体压力以使柔性构件20拉伸，从而孔眼或狭缝打开，空气可以从中穿过，并在扩散器10所浸入的液体中形成气泡。
与图4的情况相比，增加的施加气体压力导致柔性构件20的拉伸，这增加了内部隔室50的横截面尺寸，从而增大了它形成的管道或导管的容量。
应当理解，管道或导管或由内部隔室50形成的导管是用来沿扩散器10的长度分布气体/空气的。扩散器10在其端部之间不提供其他的管道或导管结构，并且没有其他管道用来在扩散器的端部之间分配气体。
将进一步认识到，主表面32的凹陷形状起着重要的作用。
内部隔室50由膨胀的(和/或)拉伸的柔性构件20和主表面32提供。在隔室50的任一横向侧边，该隔室由可以被视为柔性构件20和主表面32之间的最里面的接触点的横向侧边定界。这些横向侧边在图5中被标记为s1和s2。通过用图说明主表面32的凹陷性质，在图5中包括了在s1和s2之间的直线，如虚线52所示。通过比较虚线52和主表面32，可以看出，与使用在内部隔室50的横向侧边s1、s2之间延伸的直的或平坦的表面相比，主表面32的凹陷形状大大增加了内部隔室的横截面尺寸。
此外，内部隔间50的初始形成，是在不拉伸柔性构件20的情况下通过施加相对较低的气体压力有效地形成管道或导管，然后逐渐增加气体压力以拉伸柔性构件20来增加其提供的管道或导管的尺寸，有助于避免可能会损坏柔性构件20的变形或折痕，从而有助于使柔性构件20具有长的使用寿命。在所描述的实施例中，扩散器10在扩散器的端部处或附近的特征(将在下文中进行描述)也有助于避免对柔性构件20施加过大的应力。
柔性构件在大于周围流体压力的任何压力(但是不足以充分地拉伸柔性构件)下膨胀(没有实质性拉伸)。
根据空气的流量和扩散器的情况，例如由来自沉淀物和生物薄膜中的污物导致的扩散器的状况，在高于周围流体压力约2kpa至约15kpa的压力范围内，薄膜拉伸并且扩散器扩散空气。
未拉伸的柔性构件与基座之间的隔室的形成使得空气能够在柔性构件需要拉伸之前在扩散器相当长的轴向长度上分布。这有效地提供了在柔性构件和底座之间形成的轴向延伸的导管，因而不必提供用来沿扩散器的大体长度分布气体的单独形成的导管(例如在基座中或下方形成的封闭导管)。
通过与在(授予aquatecmaxcon的)澳大利亚专利第745191号中公开的类型的扩散器(其中需要拉伸柔性构件(薄膜)以在柔性构件和基座之间提供隔室以便该隔室可充当导管)进行比较，沿着与根据本公开的扩散器可达到的长度相似的长度分配气体的尝试导致薄膜变得不稳定和颤动(快速和不规则地振荡)，从而导致空气分配不良并且薄膜快速疲劳。
在扩散器基座主体30的特定实施例中，扩散器基座主体30的宽度为大约15.5cm。凹陷表面32(在该实施例中为部分圆柱形)的曲率半径约为扩散器基座主体30宽度的两倍。壁厚大部分约为3-4mm(尽管某些区域，例如邻近凹槽46、47的壁厚更大)。当然，可以使用其他尺寸和形状，包括更薄的材料，厚度仅为1毫米。
图6至9(c)示出了根据本公开的扩散器的实际实施例。由于图6至图9(c)的实施例与图3至图5的示意性横截面图一致，因此使用相应的附图标记。应当明白，图3至图5的示意性截面图未示出除柔性构件20和扩散器基座主体30之外的扩散器10的构件，但是图6至图9(c)的确包括其他构件。
应当理解，虽然为了便于图示所示的轴向长度相当短，但是图示的扩散器10的轴向长度与其横向宽度相比可以非常大。举例来说，在一个成功测试的实施例中，扩散器10的宽度约为15.5cm，而长度约为12米，因此长度约为宽度的75倍。为了便于运输，实际实施例的长度可以被限制为大约6米，尽管在某些情况下更长的长度(可能长达大约12米)是可行的。
图6在示意性立体图中示出了扩散器10处于没有空气流的状态。柔性构件20沿着扩散器10的大部分长度与凹陷的主表面32接触，这对应于图3中所示的构造。然而，应当注意，在扩散器10的端部60、61处，柔性构件20的端部区域由固定夹1400保持并密封，该固定夹1400的横截面形状基本上对应于图4中所示的柔性构件20的膨胀但不拉伸的形状——即，柔性的构件20的横向中心区域22向外(在该实施例中对应于向上的方向)延伸超过侧边区域23、24。此外，柔性构件20在端部(凸部)和轴向中心(凹部)形状之间平滑且逐渐地过渡。在一个实施例中，这种逐渐过渡由成形的端部件(1000、1200，但未在图6中示出)容易实现，这将在适当时候进行描述。被支撑的柔性构件的形状的逐渐过渡由在没有气体压力的情况下柔性构件20可以塌陷于其上而不会引起皱折或其他应力诱导特征的表面(将在适当的时候对其进行详细描述)来提供。
还应当注意到，扩散器设置有进气口1250和多个安装板装置1700，以便于方便地安装到水池底部，框架或希望的某些其他物体或结构。
图7在示意性立体图中示出了扩散器10处于充满工作空气流的状态。柔性构件20膨胀并拉伸，使得轴向中心区域基本上处于图5所示的横截面构造。然而，在上文中对图6进行了讨论，柔性构件20的端部区域基本上保持在对应于图4所示的膨胀但未拉伸的形状的构造中。因此同样，沿着扩散器10的大部分长度，端部区域(保持在膨胀但未拉伸的形状)与中央区域(对应于图5所示膨胀并拉伸形状)之间存在一个过渡。这个过渡相当平缓，因为它是膨胀且未拉伸的形状与膨胀并拉伸的形状之间的过渡。应当理解，在相同轴向长度的过渡区，但在未膨胀的形状(图3)和完全膨胀并拉伸的形状之间提供过渡的过渡区将可能明显地不那么平缓，并在柔性构件20的过渡区域上承受相当大的应力。
图8在示意性立体图中示出了如图6和7所示的扩散器10，但是省略了柔性构件20，以便可以看到扩散器10的内部细节。图8中所示的内部特征在图9(b)和9(c)中也可以看到，图9(b)和9(c)示出了柔性构件20被部分切除而不是被省略。此外，图9(a)示出了在扩散器10的一端61提供进气口，而另一端62被塞住(遮盖)。
对于扩散器10的大部分长度，在使用中面对柔性构件20的内表面29a的表面包括主表面32，该主表面具有例如图1所示的凹陷的横截面形状。
然而，在扩散器10的轴向端61、62，扩散器基座表面34倾斜以在凹陷的表面形状和端部表面形状之间提供平缓过渡，该端部表面形状通常对应于柔性构件20膨胀但未拉伸而略微鼓起的形状，如图4所示。如上所述，这允许在柔性构件20的轴向中心和端部形状之间进行平缓过渡，从而有助于减小柔性构件20上的应力并减少对其过早损坏。
在所示的实施例中，第一端部过渡部和第二端部过渡部由成形的端部件1000、1200提供，成形的端部件也分别在图10和图12中单独示出。
每个成形的端部件1000、1200包括阻塞部分1010、1210和锥形区域1020、1220。
阻塞区域1010、1210的形状和尺寸设置成基本填充由凹陷的主表面32提供的凹进部分的轴向较短长度，并且进一步提供延伸超过凹进部分的第一支撑表面部分1012、1212以支撑膨胀但未拉伸形状的柔性构件20的端部区域。因此，阻塞区域可以具有与图4所示的内部隔室50的形状的横截面形状基本相同的横截面形状(如图12中能够看到的)。
锥形区域1020、1220与阻塞区域1010、1210邻接，并提供基座接合表面1022、1222和第二支撑表面部分1024、1224，该基座接合表面1022、1222的形状使其与扩散器基座主体30的凹陷的主表面32紧密相符，第二支撑表面部分1024、1224使用中从第一支撑表面部分1012、1212延伸到扩散器基座主体30的凹陷的主表面32。锥形区域1020、1220随着其远离阻塞区域1010、1210延伸而在高度和横向宽度上均减小。
可以以任何期望的方式将成形的端部件1000、1200连接到扩散器基座主体30。作为非限制性示例，这可以通过使用合适的胶水或粘合剂、密封剂、双面胶带、溶剂焊接材料或紧固件(螺钉或夹子)来实现。也可以使用某些类型的夹持元件将它们固定在适当的位置，以在扩散器端部保持柔性构件(薄膜)与扩散器其余部分的密封连接。如果需要，可以根据需要使用适当的密封件(例如o形圈或其他密封件)来提供扩散器(包括内部隔室50)的密封完整性。如在其他地方所提示的，如果需要，由成形的端部件1000、1200提供的锥形形状可以由扩散器基座主体30的适当成形的端部区域提供。
在扩散器10的第一端61使用的成形的端部件1000提供了与其一体形成的进气装置1050。该进气装置1050包括通道1030，该通道1030延伸通过成形的端部件1000，并且具有：作为第二支撑表面部分1024中的开口而提供的气体出口1032，和由与通道1030流体连通并突出到扩散器10外面的管道连接件1036提供的气体入口1034。管道连接件1036适合于连接到空气供应管道或软管，并且可以包括任何合适类型的连接，例如，凸型或插头型(spigot-type)连接，或凹型或插座型(socket-type)连接。此外，可以使用任何期望类型的连接固定装置，例如可以使用螺纹的或其他类型的软管或管道接头。
进气口1050可以设置有止回阀1060(有时称为逆止阀)，以防止可能有不希望进入内部隔室50的任何液体流入到向扩散器供气的气体供应管道(未示出)中。许多类型的止回阀本身是已知的，并且可以使用任何合适的止回阀装置(例如，球形止回阀，薄膜式止回阀，回转止回阀等)。在所示的实施例中，止回阀1060是设置在开口1032处的升降式止回阀，并且包括阀碟或举升件1062，其可从由开口1032形成的阀座上抬起，并通过连接到阀碟或举升件1062的阀杆1064保持在开口中，该阀杆被保持在安装在开口中的导向件1066中。可以在阀碟1062和开口1032之间提供密封件1068，以在止回阀1060关闭时增强密封。升降式止回阀的工作方式将被本领域技术人员理解，并且将不进一步详细描述。
在这个实施例中，为了容纳进气口的管道部分，并允许将包括管道部分的成形的端部件1000装配到扩散器主体30上，扩散器主体30使用中的上壁34在扩散器10的端部处(或每个端部)设有切口1070，在该切口1070处装配有带管道的成形的端部件。图10(c)示出了扩散器主体30的端部区域，其中设置有切口1070。切口1070是通过在扩散器主体30的两个剩余侧边区域1072、1074之间去掉一些使用中的上壁34而形成的。在这个实施例中，侧边区域1072、1074每个都包括形成使用中的上壁34的连接接区44、46和邻接的侧部结构部分。也就是说，去掉使用中的上壁34的横向中心区域中的一部分以提供切口。
成形的端部件1000还可包括故障关闭阀，该故障关闭阀在薄膜故障的情况下将切断流向故障的扩散器的气流，从而保持待维护的供给系统的其余部分中的气体压力，并且使曝气系统中其余的扩散器正常运行。众所周知，扩散器薄膜(例如，柔性构件20)的故障会导致大量空气通过不起作用的扩散器逸出，在一定程度上损害其他连接的扩散器所进行的曝气过程，从而导致有故障扩散器的格栅必须与曝气过程隔离。
适用于这种用途的故障关闭阀可以包括一种实际上是气体熔断阀(gasfusevalve)的阀，其本身是已知的一种阀，用于响应于不期望的巨大的气体流量而阻止气体从中流过。适用于这种用途的故障关闭阀可包括阀构件，当空气流量低于阈值水平(该阈值水平高于正常工作空气流量水平)时，阀构件保持在打开(实际上不工作)位置，并且响应于空气流量超过阈值水平，该阀构件移动到关闭(或空气切断)位置，然后即使由于阀的操作而导致空气流量水平下降，阀构件也仍保持在该关闭位置。在一个实施例中，该阀可以包括具有锥形表面的构件，该锥形表面布置成响应于高于阈值水平的空气流量而移动至与互补的锥形表面接合，接合位置对应于阀构件的关闭位置。锥度可以是一种“自保持”锥度，例如莫尔斯锥度，使得在激活(关闭)后，即使是由于阀的操作而空气流量水平下降(降至零和/或低于阈值水平)，阀也仍保持在关闭状态。在一个替代方案中，该阀可包括门状阀构件和闩锁装置，该门状阀构件通常是打开的并且布置成响应于高于阈值水平的空气流量而移动到关闭位置，该闩锁装置使得闸门状阀构件在激活后即使由于阀的操作而空气流量水平下降(降至零和/或低于阈值水平)，仍保持在关闭位置。尽管故障关闭阀可以被结合到成形的端部件1000中，但是这种阀可以被设置在扩散器的空气供应系统中的其他地方。
成形的端部件1200用于塞住扩散器10的第二端62，因此不包括进气口或内部通道。然而，如果期望连续连接两个或更多个扩散器10，从而使得一个扩散器向下一个接续的扩散器供应气体，于是供应气体的扩散器可以在其第二端具有提供气体出口(未显示)的成形的端部件。在这种情况下，提供出口的扩散器的第二端的成形的端部件可以与所示的成形的端部件1000相似或相同，但不带止回阀(当然，作为气体出口而不是气体入口)。
图11(a)和11(b)示出了类似于成形的端部件1000的成形的端部件1100，但其变化是形状稍有不同。即，端部件1100的阻塞区域1110比端部件1000的阻塞区域1010在轴向上延伸得更多，并且相应地，第一支撑表面部分1112在扩散器的轴向(长度)方向上比第一支撑表面部分1012延伸得更远(但是，类似于第一支撑表面部分1012，被设置为支撑其膨胀但未拉伸形状的柔性构件20的端部区域)。此外，锥形区域1120在轴向上比成形的端部件1000的锥形区域1020短，并且第一和第二支撑表面部分1124、1112之间的边界是弯曲的，而不是像第一和第二支撑表面部分1024、1012之间的边界那样基本上是笔直的，因此第一和第二支撑表面部分1124、1112在轴向上重叠。
图14(a)和图14(b)示出了保持夹1400的实施例，其是端部密封部件的实施例。
在这个实施例中，保持夹1400包括端部夹紧部分1410，该端部夹紧部分1410适于将柔性构件20的端部区域压靠或夹持在扩散器的端部上。因此，能够在柔性构件20与扩散器主体和/或锥形端部件的端部之间提供密封。
在这个实施例中，保持夹1400包括沿轴向延伸的上夹持部分1420(其在扩散器的轴向上略微延伸并且在该实施例中为短距离)。在使用中，该轴向延伸的上夹持部分1420在靠近柔性构件20的端部的区域放在柔性构件20上，并且适于将柔性构件20的这部分压靠或夹持在扩散器主体30的表面上和/或在扩散器的轴向或长度方向上延伸的成形的端部件1000、1200上。在该实施例中，在使用中轴向延伸的上夹持部分1420将柔性构件20的对应部分压靠在成形的端部件1000、1200的第一支撑表面部分1012、1212上。
在这个实施例中，保持夹1400还包括轴向延伸的下夹持部分1430(其在扩散器的轴向上略微延伸并且在该实施例中为短距离)。在使用中，轴向延伸的下夹持部分1430在柔性构件20端部的区域位于其下方，并且适于将柔性构件20的该部分向上压靠或夹持在扩散器主体30的表面上和/或在扩散器的轴向或长度方向上延伸的成形的端部件1000、1200上。在该实施例中，轴向延伸的下夹持部分1430的轮廓形成为遵循扩散器基座端部的底表面的曲线，在该实施例中，在扩散器的入口端，该底表面由在切口1070每侧上的扩散器主体30的侧边区域1072、1074的端部区域，以及在侧边区域1072、1074之间延伸的成形的端部件1000的端部的底表面提供。因此，轴向延伸的下夹持部1430包括轮廓适合侧边区域1072、1074的下表面的第一和第二横向侧边部分1433、1436，以及轮廓适合成形的端部件1000的下表面的横向更中心部分1439。
保持夹1400还包括用于将它相对于扩散器10的其余部分连接的连接装置。该固定装置可包括一个或多个孔，每个孔用于接收穿过其中的紧固构件。在这个实施例中，提供了两个这样的孔1412、1414，每个孔用于容纳紧固件，例如螺纹紧固件，例如从中穿过的螺钉1413、1415。
应当理解的是，仅包括端部夹紧部分或轴向延伸的夹紧部分中的一个的端部密封部分可以(在某些实施例中)足以提供合适的端部密封。在所示的实施例中，保持夹1400既包括端部夹紧部分1410又包括轴向延伸的上、下夹紧部分1420、1430，这被认为有助于提供坚固的密封并有助于扩散器的组装，包括在放置紧固件和定位保持夹1400的过程中保持薄膜的端部。轴向延伸的夹持部分1420，特别是在抵靠在柔性构件的外表面29b上的表面处，基本上对应于在柔性构件20未拉伸而膨胀时的柔性构件的形状，也能够有助于避免对柔性构件施加不适当的应力。
图15(a)示出了柔性构件20的长度1500，该柔性构件20已被制造或定制(例如，用横截面均匀的挤压件制成)，以使用成形的端部件1000,1200和保持夹1400固定于特定长度的扩散器基座主体30。
柔性构件20的长度1500以适合于绕过或越过扩散器基座主体30的端部和成形的端部件1000、1200的轴向外端的形式提供端部区域1510。在这个实施例中，端部区域1510没有沿柔性构件20的大部分长度1500延伸的密封条25、26。如果柔性构件20的长度1500是由横截面均匀的挤压件制成的，则密封条25、26的端部可以简单地切掉或修剪掉。端部区域1510还设有孔1512、1514，以使紧固构件(例如，螺钉1413、1415)从中穿过。孔1512、1514可以在将柔性构件20的长度1500连接到扩散器基座主体30之前形成在适当的位置，或如果适当考虑到柔性构件20的特性，孔1512、1514可以在连接到扩散器基座主体30和保持夹1400的定位之后，例如，通过插入螺钉或例如使用加热的锥子等单独的步骤制成。另外，相对的端部区域1520可以对应于端部区域1510。
图15(b)示意性地示出了当使用成形的端部件1000、1200和保持夹1400将柔性构件20固定到扩散器基座主体30时柔性构件20的长度1500的横向一半的形状，但没有示出扩散器10的其他部件。
参考图16，可以如下进行柔性构件20的长度1500与扩散器基座主体30的密封连接。应当理解，图16仅示出了一端，但是另一端的布置可以对应，并且根据下面的描述对于本领域技术人员将是显而易见的。在这个实施例中，可以通过将柔性构件20的密封条(25、26，但未在图16中示出)插入(并固定)到扩散器基座主体30的相应的凹槽45、47中来进行密封连接，然后围绕扩散器主体的端部，包括围绕成形的端部件1000的终端(阻塞区域)，来包裹端部区域1510(轴向长度短，并且没有密封条25、26)，然后通过在扩散器基座主体30和成形的端部件1000的轴向端上施加并固定保持夹1400，将柔性构件20的端部区域1510保持与其他部件的密封连接。围绕扩散器主体的端部包裹端部区域1510将包括端部区域1510的一些拉伸。组件由穿过保持夹1400中的孔1412、1414，穿过薄膜中的孔1512、1514，进入扩散器基座主体30的凹槽45、47的螺钉1414、1415固定。保持夹1400所施加的夹紧力可以根据需要通过调节(拧紧或松开)螺钉来增加或调节，以提供所需的密封。
扩散器10可以包括用于将扩散器安装到处理槽的底板或安装到框架(未示出)的安装板1700。
图17至图19示出了用于将扩散器安装至处理槽的底板或安装到框架的两部件安装板1700的实施例。
在这个实施例中，两部件安装板1700包括两个基本相同的安装板部件1700a、1700b。
参照一个安装板部件1700a，每个部件1700a，1700b包括用于容纳扩散器10的至少一些侧面区域的凹槽1710，使得安装板部件可以沿着接合的侧面区域在扩散器10的轴向滑动。
在所示的实施例中，凹槽用于容纳向内指向的凸缘壁40、42之一的一部分。
每个安装板部件1700a、1700b具有在使用中从凹槽1710伸出的横向向内指向的部分1702，伸出的距离是朝向未与凹槽1710接合的扩散器10的侧面的距离的一部分，从而在使用中它从扩散器的接合侧基本上横向向内延伸，但是跨过的距离小于扩散器10的整个宽度。
每个安装板部件1700a、1700b还包括在使用中从凹槽1710相对于扩散器横向向外伸出的横向向外指向的部分1704。横向向外指向的部分1704提供了固定结构1706，在这个实施例中，该固定结构1706为加强孔的形式，用于将安装板1700方便地固定于安装结构，诸如处理槽的底板或用于将扩散器安装在其上的框架。
安装板部件1700a还包括用于接合另一个安装板部件1700b的接合结构。在这个实施例中，该接合结构包括用于接合于另一个安装板部件1700b的互补凹进部分内的凸块1720，和用于接收另一个安装板部件1700b的凸块的互补凹进部分1730。
在这个实施例中，凹槽1710，凸块1720和凹进部分1730在基本平行的方向上延伸。
在使用中，安装板部件1700a，随着第一侧向内指向的凸缘壁40接合在其凹槽1710内，可以沿第一侧向内指向的凸缘壁40在扩散器的轴向上滑动，而另一安装板部件1700b，随着第二侧向内指向的凸缘壁42接合在其凹槽1710内，也可以沿第二向内指向的凸缘壁42在扩散器的轴向上滑动。
因此，在使用中，两个安装板部件1700a、1700b可以彼此接近(或远离)滑动。
因为横向向内指向的部分1702不在扩散器的整个宽度上延伸，所以可以将其沿着扩散器10的长度基本上在任何所需的轴向位置处放置在扩散器10的通道48中。因此，每个安装板部件1700a、1700b可以沿着扩散器10的长度基本上在任何期望的轴向位置定位成与扩散器接合。
在使用中，将安装板部件1700a、1700b在扩散器10的轴向位置处定位成与扩散器10的相对侧接合，该轴向位置靠近希望设置安装板的位置，且每个安装板部件1700a、1700b的凸块1720向另一个安装板部件延伸。
当安装板部件1700a、1700b滑入接合时，每个安装板部件的凸块1720被容纳在另一个安装板部件的互补凹进部分1730中，并且其配合足够紧密以防止两个安装板部件1700a、1700b的相对横向运动。
因此，两个安装板部件1700a、1700b有效地提供了单个安装板，该安装板能够用于通过使用固定结构1706安装扩散器。
两部件安装板1700提供一种安装板，其可以在所需的轴向位置处迅速地连接到扩散器基座主体30上，而不必插入端部并从端部滑动到所需位置。随着扩散器的轴向长度增加，这变得越来越有益。
图19示出了在特定实施例中的安装板部件1700a、1700b如何能够与，例如，扩散器主体30接合。每个凹槽包括加宽的区域1712，用于通过部分插入凹槽1710中并且然后旋转安装板部件1700a、1700b使得凸缘壁40、42完全插入凹槽1710中，以使安装板部件1700a能够与向内指向的凸缘壁40、42完全接合。
还应当注意的是，当安装板1700组装好且水平时，横向向外指向的部分1704是从横向向内指向的部分1702垂直偏移并高于横向向内指向的部分1702的位置。因此，当在孔1705中使用诸如螺钉或螺栓(未示出)等紧固件以向下推动向外指向的部分1704时，将向凹槽1710与凸缘壁40、42之间的连接处以及在凸块1720和凹进部分1730之间的连接处施加基本相反的扭矩(或旋转力)。这些力有效地将安装板部件1700a、1700b锁定在一起，并且一旦紧固了紧固件，就可以防止其相对于扩散器主体滑动。
应当理解，一种变型可以在两部件安装板的一个组件上提供两个凸块，并在另一个组件上提供两个互补的接纳凹进部分。另外的变型可以提供不同数量的凸块和互补的容纳凹进部分，包括在两部件安装板的一个组件上具有单个凸块，而在另一个组件上具有单个互补的容纳凹进部分的可能性。
两个部件安装板的两个部件，例如1700a、1700b，的相同的布置有助于降低制造成本，例如通过仅需要单个模具而不是两个不同的模具用于通过注塑来制造。此外，零件例如1700a、1700b每个比类似的单件安装板小，从而允许使用更小的注射模具并铸模，从而降低了成本。此外，两部件安装板具有两个相同的部件，例如1700a、1700b，意味着可以将任何两个部件一起使用以提供已组装的安装板，避免了由于工人无意中选择了无法组装在一起的两个部件或者为确保零件以可用的成组或成对提供而浪费时间的可能性。
图20(a)至20(c)示出了变型2000，其中气体在扩散器的轴向中心区域而不是从端部被输入扩散器中。在这个实施例中，扩散器2000设置有位于中心的气体入口。在这样的实施例中，两端可以具有用于封闭端部的成形的端部件，使得两个成形的端部部件可以与图12的成形的端部件1200相似或相同。可选地，成形的端部件可以允许空气通过，用于在任一端或两端连接其他扩散器。中心气体入口可以包括止回阀，并且在图13(a)和13(b)中示出了一个示例。
如上所述，本文公开的扩散器被设计成通过形成细长的内部隔室而形成其自身的“管道”，沿着该内部隔室可沿扩散器的长度分布空气，从而无需传统的管道或软管，也无需完全或几乎完全由扩散器基座主体限定的导管。
通过将凹陷的或凹形的曲线而不是平坦的或典型向上的或凸形的曲线结合到形成内部隔室的边界一部分的扩散器主体的部分中，增强了扩散器经由内部隔室沿着扩散器的长度分布气体的能力。凹陷部分可以，但不是必需，在形成内部隔室边界的部分的主体的整个表面上延伸，但是至少在优选的实施例中，与提供平坦的表面来限定内部隔室相比(所有其他条件都相同)，应足以增加内部隔室或“管道”的横截面尺寸。
这种导管或“管道”效果意味着，扩散器与许多(可能是任何一种)以前市售的细气泡带状扩散器相比，可具有明显更长的轴向长度。已经证明根据本公开的扩散器成功地将空气输送到至少12m长的扩散器的端部。根据本发明的扩散器避免了分布气体中过高的局部速度的发生，否则局部速度过高会导致在薄膜上的牵引，从而导致薄膜颤动并以不稳定的方式作用。
此外，使用较长的扩散器允许更少的软管或管道连接、以及更少的部件被使用，这能够提高成本效率以及组装和/或安装的效率。
当然，如果需要或必须满足所要曝气的反应器的尺寸，则所公开的扩散器也可以具有较短的长度。它们可以是任何形状，包括矩形、正方形和圆形，或者它们的组合，例如氧化槽。
与横截面形状更复杂的扩散器主体相比，本文公开的扩散器基座主体的横截面形状是简单的，例如通过挤压成形或拉挤成形更容易形成(例如，由于主体本身界定了一个内部导管)。
此外，一些已知的扩散器使用由塑料制成的主体，其包括管状的或中空的扩散器主体，其使用时具有足够的浮力，由此产生的升力需要大量压载物或更多或更大的约束力(与本文中描述的至少一些实施例相比)以在使用时将扩散器保持在原位。
至少一些实施例的另一个有益特征是，除了在安装支撑件(安装板)处，扩散器的底面不受限制。它不包括任何额外的横向支撑物、辐板或内部导管部件，它们将会增加其保持或捕获可能腐烂的生物材料的可能性。业已知道对于一些市场上可买到的扩散器的轮廓在其导管部分内不合需要地捕获混合液。
至少一些实施例的另一个有益特征是，扩散器将柔性构件20膨胀成凸形轮廓(如图4所示)的动作，促进了在非运行时间可能沉积在薄膜上的任何碎屑的去除。应当注意，扩散器10整体上具有从膨胀的薄膜的顶部向下倾斜(如图所示)的轮廓，并且没有向上延伸的外部突起，这种突起可能会捕获碎屑并且在柔性构件(薄膜)膨胀时阻止碎屑从薄膜去除。(从扩散器冒出气泡的动作有助于从薄膜和扩散器的上表面转移碎屑材料，但在一些已知的扩散器中，这已经证明不足以避免碎屑被捕获。)
图21和22示出了替代实施例2100、2200，其中，界定内部隔室的凹陷表面比图1至图16和图20所示的凹陷表面凹陷更多并具有更大的曲率。对于给定的扩散器宽度，这能够提供具有更大横截面尺寸的内部腔室2150、2250，并且因此得到由内部腔室有效地形成的管道或导管。例如，在横向方向上的曲率半径可以约为扩散器的宽度的一半的量级。尽管这种类型的实施例在某些情况下可能是有用的，但是通常不希望具有太窄的扩散器，因为这可能不利地影响气泡分布，而具有如图21或22所示的横截面形状的内部隔室的适当宽度的扩散器可能比期望的更具有浮力。因此，选择适当的横截面形状可以包括沿扩散器长度分布气体的平衡能力、扩散器宽度、浮力和其他因素。
图1至图5的实施例的横截面形状被认为适用于各种典型的废水曝气应用，在内部隔室中提供足够的横截面面积，用于为长达12m的扩散器分布空气，这种最大长度的扩散器很可能是易于处理和运输的，同时避免不必要的浮力和相关的上升。
当然，关于该实施例描述的以上特征或功能仅以示例的方式提供。在不脱离本发明范围的情况下，可以进行修改和改进。
下面描述一些设想的变化、替代实施例以及在不脱离本公开的范围的情况下可以并入的变化的示例。
薄膜与扩散器基座在端部可以使用不同连接/密封。用于在条形扩散器的端部处密封薄膜和基座的许多不同类型的装置和设置本身是已知的，并且在各种变型或替代实施例中，可以使用任何合适的已知类型。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用螺纹夹、弹性夹、密封剂、胶水等中的任何一个或多个。
薄膜与基座在横向侧边具有不同的连接/密封。已经详细描述了球状物的接合(无论是与薄膜一体形成还是作为单独的塞缝片状的密封条提供)，但是应当理解，还有其他已知的配置用于沿条形扩散器的横向侧边密封薄膜和基座，并且在变型或替代实施例中，可以使用任何合适的已知类型。例如，在扩散器领域中，在本身已知的边缘密封的一种替代形式中，可以将薄膜沿着或邻近于其横向侧边夹紧于基座。在这样的布置中，在施加一个或多个夹持构件的动作之前或至少部分地作为该动作的结果，薄膜的横向侧边区域可以叠合在基座的横向侧边区域上或以其他方式在形状上与基座的横向侧边区域相符。
在使用扩散器给废水曝气时有时会出现的问题是，当温暖的湿空气进入向扩散器供气的管道系统时，水可能凝结在从鼓风机或压缩机向扩散器输送加压空气的管道(包括降液管)壁上。冷凝物可能积聚在管道的低洼区域中，并可能随着时间的推移而积聚，从而引起问题，尤其是当积水的高度达到扩散器薄膜的高度时。这些问题可能包括对通过管道系统的空气分布的不利影响，包括扩散器的气流的减少以及扩散器薄膜背面(内侧)的结垢。在间歇曝气应用中，这个问题可能会加剧。可以使用合适的手动清除阀系统手动清除水。这将依赖于工厂操作员定期执行这种清除。
参照图23至31，将描述一种阀装置，该阀装置能够允许自动清除来自向扩散器供给空气的管道系统中的水。应当理解，所公开的阀装置可以具有其他用途，特别是在从浸没的空气(或其他气体)供应管中清除水的情况下。
参考图23至31，总体上由附图标记2300表示的阀装置包括浮阀装置和鸭嘴阀装置，它们共同作用以允许从空气扩散器的供给管道中清除水，同时防止扩散器和供给管道所浸没在其中的水进入供给管道。
如图23和图24的分解图所示，阀装置2300包括浮子部件2310，该浮子部件在图示的实施例中外部形状大体上为圆柱形，并具有锥形的下端区域2312。在所示的实施例中，锥形的下端区域2312的形状基本上是圆锥形的。
在使用中，浮子部件2310设置在管状浮子导向件2320内，该管状浮子导向件2320设有狭槽或孔口2322，以允许要被清除的水从中通过。在所示的实施例中，狭槽2322包括的第一和第二较高的轴向延伸的狭槽2322a，它们在该实施例中径向上相对，以及较低的轴向延伸的狭槽2322b。在所示的实施例中，狭槽2322a，2322b各自具有约45度的角度范围(沿浮子引导向2320的横向圆周方向)，并且较低的轴向延伸的狭槽2322b与每个较高的轴向延伸的狭槽2322a具有大约45度的角度间隔。较低的轴向延伸的狭槽2322b允许积聚在空气供给管道的底板上的水流到清除出口，这将在适当的时候进行描述。
阀装置2300还包括鸭嘴阀2330。鸭嘴阀2330包括第一端部区域2332，该第一端部区域提供鸭嘴阀2330的入口端，并且在使用中也可以被认为是界定了阀装置出口2333，通过阀装置出口2333可以清除水。第一端部区域2332还提供向外延伸的凸缘2332a。鸭嘴阀2330还包括第二端部区域2334，该第二端部区域提供鸭嘴阀2330的出口端。鸭嘴阀2330的第二出口端部区域2334包括相对的弹性体部分，所述弹性体部分适于由来自上游(鸭嘴阀进口端)方向的过大压力而被强制分开以允许流体流过鸭嘴阀，但相对的弹性体部分一起偏置到阀关闭配置以抵抗或阻止流体沿相反方向流过鸭嘴阀。在所示的阀装置2300中，鸭嘴阀由epdm橡胶或类似的挠性弹性体材料一件式地构造，并且具有在4mm至6mm之间的工作直径，尽管实施例包括具有高达约20mm或更大的工作直径的鸭嘴阀。应当理解，鸭嘴阀的结构和操作本身是已知的，因此在此将不进行详细描述。
阀装置2300还包括鸭嘴保持器2340，该鸭嘴保持器用于相对于阀壳体部分2350(并且在所示实施例中，相对于要清除水的管道等)保持鸭嘴阀2330。鸭嘴保持器2340提供第一端部区域2342，中间区域2343和第二端部区域2344。
中间区域2343具有圆柱形外壁，该圆柱形外壁设置有螺旋形外螺纹，其有利于连接到阀壳体部分2350。
在使用中，位于中间区域2343上方的第一端部区域2342的外径比中间区域2343略小，并提供了一个凸缘容纳凹部2347(如图24所示)，用于容纳鸭嘴阀2330的向外延伸的凸缘2332a。凸缘容纳凹部2347的深度略小于凸缘2332a的厚度，使得当凸缘2322a位于凸缘容纳凹部2347中时(凸缘2332a的下表面接合该凹部的底部)凸缘2332a的最上部可以向上突出超出凹部一小段距离，并且凸缘2332a的上表面比鸭嘴保持器2340的上表面略高并且略突出。举例来说，在一个实施例中，凸缘的厚度为2mm，凸缘容纳凹部2347的深度为1.75mm。这允许将凸缘的上表面压靠在由阀壳体部分2350提供的表面上(如下所述)，以达到密封部2332a的效果，同时通过具有位于凸缘容纳凹部2347中并由其支撑的凸缘2332a的大部分厚度来帮助防止凸缘2332a的不期望的变形。
在使用中低于中间区域2343的第二端部区域2344提供六边形的外部构造，以利于使用操作螺栓的六角头或六角螺母所使用的这种类型的旋转紧固工具将鸭嘴保持器2340紧固到阀壳体部分2350和从阀壳体部分2350松开。
鸭嘴保持器2340设置有基本上轴向延伸穿过其中的通道2346。在使用中，通道2346容纳鸭嘴阀2330的一部分并允许水流过。轴向通道2346具有足够的直径以给鸭嘴阀2330提供间隙，因此其操作不会受到损害。凸缘容纳凹部2347可以被认为是通道2346的加宽的上部终端。
应当理解，在所示的实施例中，止回阀装置2300被并入成形的端部件2400中，该成形的端部件2400适合于将空气供给到扩散器的第一端，并且在形式和功能上与上述成形的端部件1000具有许多相似之处，应该认为成形的端部件1000的描述并入到成形的端部件2400的描述中。此外，应当理解，以下关于成形的端部件2400的描述(与清除阀装置有关描述除外)，可以与上述成形的端部件1000和其他成形的端部件直接相关。
成形的端部件2400提供与其一体形成的进气装置2450。该进气装置2450包括通道2430，通道2430延伸穿过成形的端部部件2400，并且通道2430在支撑表面部分2424中具有作为开口2432提供的气体出口，和由与通道2430流体连通的管道连接部2436提供的气体入口2434。管道连接部2436适于与空气供应管道或软管连接，并且可以包括任何合适类型的连接，例如，凸型或插头型连接，或凹型或插口型连接。此外，可以使用任何期望类型的连接固定装置，例如螺纹或其他类型的软管或管道连接。
进气口2450设有止回阀2460(有时称为逆止阀)，该止回阀包括阀碟或举升装置2462，该阀碟或举升件2462可被抬起离开由开口2432形成的阀座，并且由连接于该阀碟或举升件2462上的阀杆2464保持在开口2432中，该阀杆2464被保持在设置在开口2432中的阀杆导向件2466中。直径大于阀杆2464的阀杆保持器2467在使用中连接于阀杆2464的底部，以便将阀杆保持在阀杆导向件2466的一部分中，该部分具有足够大的直径以容纳阀杆2464，但是阀杆保持器2467不能通过，从而限制了举升件2462的向上行程。
密封件2468设置在举升件2462与开口2432之间，以在止回阀2460关闭时增强密封。
如图24以及图25和26所示，成形的端部件2400提供了基本水平延伸的凹槽2470，扩散器基座的上壁的边缘可以容纳在其中以便于成形的端部件2400连接于扩散器基座。在所示的示例中，凹槽2470的形状可以做成接纳界定切口1070的扩散器主体30的上壁34的边缘，如上述的图10(c)所示。
阀装置还包括阀壳体部分2350，在这个实施例中，阀壳体部分2350被设置为将空气馈送到扩散器的进气装置2450(或气体供给管道)的一部分。阀壳体部分2350提供用于安置管状浮子导向件2320的底部的上部圆形凹槽2352，和用于容纳大部分鸭嘴保持器2340的下部圆形凹槽2354。下部圆形凹槽2354在其内壁上提供内螺纹，以便将鸭嘴保持器2340拧入下部圆形凹槽2354中。下部圆形凹槽2354的上部2356的直径减小，在使用中容纳鸭嘴保持器2340的第一端部区域2342的至少一部分和使用中该上部包括凸缘2332a的鸭嘴阀的上部。小的肩部2358设置在上部圆形凹槽2352和下部圆形凹槽2354的上部2356之间，鸭嘴阀2330的上部尤其是对应于鸭嘴阀2330的向外延伸的凸缘2332a上表面的部分在使用中被鸭嘴保持器2340压靠在该小肩部2358上。当将鸭嘴保持器2340拧入下部圆形凹槽2354中时，鸭嘴保持器2340和下部圆形凹部2354的螺纹接合通过螺纹连接的紧固而提供了凸缘2332a紧靠肩部2358的牢固、密封接合。凸缘2332a的大部分厚度位于凸缘容纳凹部2347中并由其支撑基本上防止了凸缘2332a的不期望的变形(以及可能会影响密封性的阀装置出口2333的跟着发生的变形)。鸭嘴保持器2340的第一端部区域2342的轴向长度和下部圆形凹部2354的上部2356的轴向长度的尺寸设计成在凸缘2332a和肩部2358之间提供良好的密封，同时当鸭嘴保持器2340的中间区域2343完全拧紧到下部圆形凹槽2354(的主要、更宽的部分)中时避免第一端部区域2342过度受力紧压在肩部2358(并可能损坏)的可能性。
上部圆形凹槽2352和下部圆形凹槽2354流体连通以提供可以清除水的出口通道。然而，应当理解，该出口通道在小的肩部2358处的最小直径大于鸭嘴阀2330提供(在使用中)的阀装置出口2333的直径，因此鸭嘴阀的开口有效地提供了阀装置出口2333。如下所述，在使用中，这提供了浮子部件2310的锥形的下端区域2312可以抵靠密封的部分，该部分由弹性体、橡胶或其类似物制成，帮助提供有效的密封。
出口优选地基本上设置在扩散器空气馈送通道的最低点，并且有效地在空气馈送通道的底板或最低部分中提供出口。
图25是图23的实施例的组装后且处于不活动的、非空气流动状态的示意性侧视图，以虚线示出了一些内部细节，图26是其示意性端视图，也用虚线示出了一些内部细节。
图27和28分别是分别对应于图26和25中的截面b-b和a-a的示意性剖视图，示出了当空气进给系统和扩散器处于不活动的、非空气流动状态时各个部件的组装和构造。
在图25至28所示的不活动的、非空气流动配置中，扩散器止回阀2460关闭，并且举升件2462和阀杆2464处于其最低位置。在这种构造中，阀杆保持器2467的底部轻轻地放置在浮子部件2310的顶部上，从而增强了锥形的下端区域2312对由鸭嘴阀2330所提供的阀装置出口2333的密封，并且此外即使在存在可能需要从空气馈送通道清除的水的情况下，也保持密封。
即使在不活动的、非空气流动配置中，当空气馈送通道外部的水的水头压力大于空气馈送通道内的空气的压力时，鸭嘴阀2330也有效地防止水进入空气馈送通道，因为鸭嘴阀的弹性“唇”形成了水密密封，这种密封不会因外部水压而破坏。
图29是图23的实施例的示意性侧视图，其已组装并处于活动的、空气流动配置，以虚线示出了一些内部细节。
图30是与图27的视图相对应的示意性纵向剖视图，但是示出了活动的、空气流动配置，图31是与图28的视图相对应的示意性横向截面图，但是示出了活动的、空气流动配置。
如图29至31所示，当将空气供应到扩散器时，扩散器止回阀2460打开，举升件2462和阀杆2464处于其升高位置。在这种构造中，阀杆保持器2467的底部被升高以离开浮子部件2310的顶部，如果有需要清除的积水，则允许浮子部件由于其浮力而升高。浮子部件2310的升高位置在图29至31中示出。在该升高位置中，浮子部件2310的锥形的下端区域2312不再抵靠密封(也不接触)由鸭嘴阀2330所提供的阀装置出口2333。从而阀装置出口2333有效地被打开，在进气通道的底板上的积水和鸭嘴阀2330之间提供了一条流体通道。在供气状态下，空气馈送通道被加压(通常压力足以将空气通过扩散薄膜排出到正在处理的周围水中)到大于扩散器和空气供应通道外部的水的水头压力，而空气供应通道内部的空气压力迫使水在清除动作中通过鸭嘴阀2430被清除。
当要被清除的水从空气馈送通道排出时，空气馈送通道中的水位降低，并且浮在积水上的浮子部件2310相应下降。当所有待清除的水已从空气馈送通道排出时，浮子部件2310使其锥形的下端区域2312重新座落在鸭嘴阀2330所提供的阀装置出口2333上，有效地密封了出口并防止通过清除阀装置2300不希望地排出空气。空气馈送通道中的气体压力可以帮助迫使浮子部件与阀装置出口2333密封接合。
因此，所描述的实施例可以提供一种清除阀，当施加气压时，该清除阀自动清除来自空气供气管道中积聚的水，控制的加压空气从中不希望的排出，并且即使在空气馈送通道未加压的情况下也可以防止水的进入。
浮子部件2310是清除控制元件的示例，该清除控制元件可在第一控制位置和第二位置之间移动，在所述第一控制位置浮子部件不浮动，用于在很少积水或没有积水要清除时关闭出水口。在所述第二控制位置，浮子部件由于存在要清除的水而浮起，从而使出水口(在该实施例中为阀装置出口2333)保持打开状态，从而水能够通过该出水口而被清除。
鸭嘴阀2330是止回阀的示例，在使用中水通过该止回阀被清除，并且是单向阀，其允许水沿清除方向从其流过，并且在使用中基本上防止水从中反向流动。
图32至图36示出了阀装置的替代实施例，其总体上由附图标记3200表示，其中，浮子部件为球形浮子3210的形式，而不是具有锥形的下端区域2312的大体圆柱形的构件(在图23至31中标为2310)。图32和33示出分解图，而图34至36示出在没有空气供应至扩散器且没有积聚需要清除的水的情况下的内部细节和构造。因此，球形浮子3210位于出口上并阻塞出口。最初的考虑表明，与具有锥形的下端区域2312的大体圆柱形的构件(在图23至35中指定为2310)相比，使用球对出口的密封性较差。还应理解，如图所示，与图23至图31的实施例相反，在扩散器止回阀2460的关闭构造中，扩散器止回阀2460的举升件2462和阀杆2462的位置没有向浮子部件提供向下的力以将浮子部件保持倚靠在出口上(尽管如果需要，可以调节阀杆和相关部件的尺寸以提供这种力)。
将会意识到，另外的变化是可能的。
在所述清除阀装置的实施例中，所述清除阀设置在与扩散器空气止回阀(例如1060、2460)基本相同的位置，并且用于扩散器空气止回阀的阀杆的管状导向件延伸到空气馈送通道的底板并用作管状浮子导向件2320。但是，应该意识到，清除阀装置并不需要设置在扩散器空气止回阀处或其附近，而是可以设置在空气馈送通道中任何希望的位置。
此外，浮子部件不限于所描述的形状，并且可以是任何适当的期望形状。浮子部件可以是中空的以提供期望程度的水浮力，和/或可以由具有适当比重的材料制成或构造，目前认为该材料具有小于水的密度的80％的密度。
此外，如果需要，可以在浮子导向件(例如浮子导向件2320)中提供弹性部件(例如螺旋弹簧)或其他偏置机构，以向下轻轻地偏压该浮子部件，从而改善浮子部件紧靠出口的密封性，同时又不阻止在有待清除的水存在时(至少在阀装置不处于活动的、气体流动状态时)浮子部件浮起。
此外，尽管已经提供了合适的组件的示例，但是替代方案是可能的。例如，在所描述的实施例中，鸭嘴保持器被描述为通过螺纹连接连接到阀壳体部分，但是诸如胶合或压入配合的替代方案也是可能的。
1.一种细长的扩散器，包括：
包括扩散器主体的扩散器基座；
连接于所述扩散器主体的薄膜；
其中，所述薄膜连接于所述扩散器主体，以便在工作压力下引入扩散器中的气体位移薄膜的一部分使其不与所述扩散器主体接触，以在所述薄膜和主要或全部由所述扩散器主体提供的表面之间提供细长的密封的隔室，所述隔室具有：所述薄膜与所述扩散器主体接触的第一横向侧边界面区域，所述薄膜与所述扩散器主体间隔开的横向中间区域，以及所述薄膜与所述扩散器主体接触的第二横向侧边界面区域，其中气体能从所述隔室通过所述薄膜，用于所述扩散器浸没在其中的流体的曝气；
其中，界定所述隔室的所述扩散器主体表面包括凹陷部分，与在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间延伸的平表面相比，所述凹陷部分在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间凹陷离开所述薄膜，从而为所述隔室提供比从第一横向侧边界面区域延伸到第二横向侧边界面区域的平表面所提供的横截面尺寸更大的横截面尺寸。
2.根据权利要求1所述的细长的扩散器，其中，所述表面在所述第一横向侧边界面区域所述第二横向侧边界面区域之间的横向距离的至少75％是凹陷的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述表面在所述第一横向侧边界面区域和所述第二横向侧边界面区域之间的至少大部分横向距离上具有基本均匀的曲率。
4.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，当所述扩散器在基本未被施加气体压力的不活动情况下，所述薄膜在所述凹陷区域上接合所述扩散器主体的表面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述表面的横截面具有大体凹形形状。
6.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器提供用于将气体引入所述隔室的气体入口，并且仅向所述隔室提供单个气体入口。
7.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，在所述扩散器主体与所述薄膜之间形成的所述隔室提供唯一的分布通道，用于沿着所述扩散器的长度方向分布气体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，在所述扩散器主体的第一轴向端部区域提供气体入口，并且所述内部隔室在所述入口和所述内部隔室的第二轴向端之间分布气体。
9.根据权利要求8所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器在其第二轴向端部区域提供气体出口，以便所述内部隔室能用于将来自气体供应部的气体分布至另一扩散器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器的长度为至少6米。
11.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器的宽度在约10cm至约20cm之间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器的长宽比为至少约20。
13.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，当基本没有气体压力提供给所述扩散器时，所述薄膜处于松弛或塌陷状态，因此不存在所述隔室；当向扩散器提供第一、较低水平的气体压力时，所述薄膜膨胀但不拉伸以提供所述隔室，该隔室在这种状态下具有第一较小的横截面尺寸；当向扩散器提供第二、较高水平的气压时，所述薄膜膨胀并且也被拉伸，以增加所述薄膜和所述扩散器主体之间在隔室的横向中间区域的间隔，因此在这种状态下所述隔室具有第二、较大的横截面尺寸。
14.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，在至少一个轴向端部区域所述薄膜相对于所述扩散器基座的表面被密封，使得无论所述薄膜是否膨胀，所述薄膜的横向延伸区域被保持在大致凸形的横截面形状。
15.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述内部隔室的至少一个轴向端部区域至少部分地由基座表面端部界定，所述基座表面端部的形状被设置为从比较靠近扩散器的相应端部的基本凸形的横截面形状到比较靠近扩散器的轴向中心的凹陷的横截面形状提供平滑过渡。
16.根据权利要求15所述的细长的扩散器，其中，至少一个基座表面端部由与所述扩散器主体分开制造的端部件构件提供，并且所述扩散器基座包括所述扩散器主体和所述至少一个端部件构件。
17.根据权利要求16所述的细长的扩散器，其中，至少一个端部件构件在所述扩散器的端部区域处提供阻塞区域，所述阻塞区域至少部分地阻塞由所述扩散器主体的凹陷部分提供的凹陷。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器包括用于使气体通过进入所述隔室的气体入口和与所述气体入口相关的逆止阀。
19.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器主体的下侧提供单个开口通道结构。
20.根据权利要求1，任一项前述权利要求所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器是细气泡扩散器。
21.根据前述权利要求中任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器设置有用于将所述扩散器安装于支撑件的安装板，所述安装板包括两个安装板部件，其能够连接以提供所述安装板。
22.根据权利要求21所述的细长的扩散器，其中，两个安装板部件中的每一个在彼此分离时能够在沿所述扩散器主体长度的基本上任何所希望的轴向位置与所述扩散器主体可操作地接合，但是当连接在一起时，只能在预定的轴向位置从扩散器主体脱离。
23.根据权利要求21或22所述的细长的扩散器，其中，当所述安装板部件未连接时，两者均不在所述扩散器的接合侧部之间的整个距离上延伸，但是当它们被连接时，组合的两部分安装板在扩散器的接合侧部之间延伸，并且能够由此相对于所述扩散器保持在固定位置。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的细长的扩散器，其中，每个安装板部件提供连接结构，用于与另一个安装板部件的连接结构相连接，并且所述两个安装板部件基本相同。
25.根据前述权利要求中的任一项所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器的进气管道提供清除阀，所述清除阀包括：
能在第一控制位置和第二控制位置之间移动的清除控制元件，所述第一控制位置用于在很少或没有待清除的积水的情况下关闭出水口，所述第二控制位置用于响应存在待清除的水打开出口；和
在使用中通过清除的水的流体止回阀，所述流体止回阀是单向阀，其允许水从中沿清除方向流过，并且在使用中基本上防止水沿相反方向从中流过。
26.一种细长的扩散器，包括：
包括扩散器主体的扩散器基座；
连接于所述扩散器主体的薄膜；
其中所述薄膜连接于所述扩散器主体，使得在工作压力下引入扩散器中的气体位移薄膜的一部分使其不与扩散器主体接触，以在所述薄膜和主要或全部由所述扩散器主体提供的表面之间提供细长的密封的隔室，并且其中气体能从所述隔室通过所述薄膜，用于所述扩散器浸没在其中的流体的曝气；
其中，界定所述隔室的所述扩散器主体表面包括凹陷部分，该凹陷部分在使用中凹陷离开所述薄膜，其有助于增加所述隔室的横截面面积，从而便于由所述隔室沿着所述扩散器的至少大部分长度分布气体。
27.根据权利要求26所述的细长的扩散器，其中，所述隔室具有：所述薄膜与所述扩散器主体接触的第一横向侧边界面区域，所述薄膜与所述扩散器主体间隔开的横向中间区域；所述薄膜与所述扩散器主体接触的第二横向侧边界面区域。
28.根据前述权利要求27，任一项权利要求所述的细长的扩散器，其中，所述扩散器主体表面的形状为所述隔室提供比在所述第一横向侧边界面区域和第二横向侧边界面区域之间延伸的平面的扩散器主体表面所提供的横截面尺寸更大的横截面尺寸。
29.一种细长的扩散器，包括：
包括扩散器主体的扩散器基座；
连接于所述扩散器主体的薄膜；
其中，所述薄膜连接于所述扩散器主体，使得在工作压力下气体引入扩散器中位移薄膜的一部分使其不与所述扩散器主体接触，以在所述薄膜和主要或全部由所述扩散器主体提供的表面之间提供细长的密封的隔室，并且，
所述扩散器主体和所述薄膜的尺寸和构造被确定为使得在没有实质性拉伸所述薄膜的情况下能够形成所述隔室。
30.一种运行扩散器以曝气液体的方法，包括：
在液体的主体中提供扩散器，所述扩散器包括扩散器基座和薄膜，其中当不向所述扩散器提供气体压力时，所述薄膜基本无应力地装配在所述基座上；
用施加第一较低水平的气体压力运行扩散器，以使所述薄膜弯曲而不显著地拉伸该薄膜，并且位移至少一些所述薄膜离开所述基座，从而在所述薄膜和基座之间形成内部隔室，所述内部隔室用作在所述扩散器的大部分长度上分布气体的导管；
在基本沿着所述扩散器的工作长度形成内部隔室之后，用第二较高水平的气体压力运行所述扩散器，该压力足以拉伸所述薄膜，从而打开其中的狭缝或小孔用于在液体的主体内形成气泡。
31.根据权利要求30所述的运行扩散器以曝气液体的方法，其中，所述方法包括使用根据权利要求1至29中任何一项或多项所述的扩散器。
32.根据权利要求30或31中任何一项所述的运行扩散器以曝气液体的方法，其中，用施加第一较低水平的气体压力运行所述扩散器，包括以稍微大于紧邻所述扩散器的流体压力的气体压力来运行所述扩散器，并且用第二较高水平的气体压力运行扩散器包括：以比紧邻所述扩散器的流体压力大至少2kpa的气体压力运行所述扩散器。
33.一种用于空气扩散器的进气管道中的清除阀系统，包括：
能在第一控制位置和第二控制位置之间移动的清除控制元件，所述第一控制位置用于在很少或没有待清除积水的情况下关闭出水口，所述第二控制位置用于响应于待清除的水的存在而打开所述出口；和
在使用中清除的水流过的流体止回阀，所述流体止回阀是单向阀，其允许水沿清除方向从中流过，并且在使用中基本上防止水沿相反方向从中流过。
34.根据权利要求33所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀沿着水清除流动方向设置在出水口的的下游。
35.根据权利要求33或34所述的清除阀系统，其中，所述清除控制元件包括浮子。
36.根据权利要求35所述的清除阀系统，其中，所述第一控制位置对应于所述浮子的非浮起位置。
37.根据权利要求35或36所述的清除阀系统，其中，所述出水口包括能被所述浮子接合的阀座。
38.根据权利要求33至37中任一项所述的清除阀系统，其中，所述出水口包括所述流体止回阀的入口部分。
39.根据权利要求35或从属于权利要求35的任何权利要求所述的清除阀系统，其中，所述第二控制位置对应于所述浮子的浮起位置。
40.根据权利要求33至39中任一项所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀包括柔性部分，所述柔性部分能够由于沿着水清除流动方向在其上游侧的正的净流体压力而变形，成为打开的构造。
41.根据权利要求40所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀的所述柔性部分构造成在沿着水清除流动方向在其下游侧的正的净流体压力的情况下保持在基本关闭的构造。
42.根据权利要求40或41所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀的所述柔性部分包括弹性体材料。
43.根据权利要求33至42中任一项所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀被构造成提供狭槽，所述狭槽在不存在来自所述流体止回阀的任一侧的净压力的情况下是关闭的。
44.根据权利要求43所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀构造成使得在沿着水清除流动方向存在施加于其下游侧的正的净压力的情况下，所述狭槽保持关闭。
45.根据权利要求44所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀构造成提供狭槽，所述狭槽构造成由沿着水清除流动方向施加在其上游侧的正的净压力而被强制打开。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的清除阀系统，其中，所述狭槽由所述流体止回阀的两个相对的部分提供。
47.根据权利要求33至46中任一项所述的清除阀系统，其中，所述流体止回阀包括鸭嘴阀。
48.根据权利要求35或从属于权利要求35的任何权利要求所述的清除阀系统，其中，所述清除阀系统包括能定位在第一浮子约束位置以将浮子基本上保持在第一非浮动位置的浮子约束件。
49.根据权利要求48所述的清除阀系统，其中，通过在要从中清除水的容器中提供增加的气体压力，所述浮子约束件能够移动。
50.根据权利要求49所述的清除阀系统，其中，通过在要从中清除水的进气管道中提供增加的气体压力，所述浮子约束件能够移动。
技术总结