臭氧水机曝气桶装置密封性改进研究

2010-01-12付家波付丽娜郭本强

质量安全与检验检测 2010年6期

付家波付丽娜郭本强

(1.烟台出入境检验检疫局山东烟台 264006;2.百特环保科技 (烟台)有限公司)

1 前言

臭氧水机是全球使用非常普遍的臭氧杀菌设备,其中的气水分离装置为曝气桶,它依靠密封垫与曝气嘴之间的挤压实现密封。由于臭氧具有的强氧化能力,与其密切接触的曝气桶在材料选择是一个难题,加之结构设计上的问题,因此,长期运行后容易出现密封不良,使曝气桶失效,机器失去曝气能力,进而造成臭氧曝气超标或出现漏水等不良现象。为了提高曝气桶的可靠性和稳定性,延长曝气桶的寿命,解除消费者对机器漏水产生畏惧心理,使得臭氧水能够安全便利的应用于日常生活中,同时帮助相关企业尽快实现产品出口,烟台检验检疫局开发区办事处发挥政策、技术、人才等方面的优势,主动参与了出口臭氧水机企业标准的制修订、多项科研攻关和技术工艺改进,尤其是在充分论证和筛选的基础上,通过改进曝气桶密封方式的研究,研制出使用带顶针定位密封方式的新曝气桶装置,成功解决了曝气桶漏水、不曝气等问题,收到了检企双赢的良好效果。该装置在 2009获得国家实用新型发明专利[1]。

2 曝气桶的工作原理

臭氧水携带臭氧气从进水口 8流入,经过气水分离套 5能有效的分离出未溶于水的臭氧气。臭氧气向上运动,臭氧水流过气水分离套 5的顶端后从出水口 7流出,同时由于液位上升,浮子桶 3向上运动,当运动到上端的密封垫 2顶到出气孔 1时,气体被封住,不能排出 (见图 1)。随着臭氧气在液位上的积累,压力增加,使水位下降,浮力减小。当浮力小于浮子桶 3的重力时,浮子桶 3随水位下降,出气孔 1打开,臭氧气排出 (见图 2)。液位上升,浮力增大,浮子桶 3上升封住出气孔 1。经过水位和浮子桶 3的上升、下降,臭氧气被封住、排出,如此重复运动,连续不断地进行气水分离和气体排出。

图 1 密封垫 2顶到出气孔 1,气体被封住,不能排出。

图 2 浮子桶 3随水位下降,出气孔 1打开,臭氧气排出。

3 原曝气桶结构缺点

曝气桶的原理决定了曝气桶必然会上下运动,当运动到上端的密封垫 2顶到出气孔 1时,气体不能排出,此时密封垫 2受到出气孔 1的压力而变形,另外由于密封垫 2为硅胶材质,经过臭氧氧化后,硬度变硬,密封性能变差。由于浮子桶 3与曝气桶体 4之间有一定的空隙,浮子桶 3做上下运动过程中,会出现轻微的左右摇摆情况,所以密封垫 2每次与出气孔接触的位置会不同,经过长期的运行后,密封垫会被压出无数的圆环形凹坑,呈花瓣形压痕 (见图 3)。当出气孔 1与密封垫凹坑不能重合时,密封垫失去密封作用,曝气桶内的水位会一直升高,最后水从出气孔流出,致使曝气桶失效。曝气桶失效后,造成使用过程中曝气量增大,水流量略微减少及排污口有水持续排出等非正常现象的发生。

图 3 密封垫被压出的花瓣形压痕

4 新曝气桶结构特点

新曝气桶在结构上克服了原曝气桶的缺点,同时保持原曝气桶结构简单、曝气效果好的优点。具体改进是:在曝气密封垫 2上增加一个顶针 9(见图4、图 5)。顶针与出气孔之间只有 0.1mm间隙,所以浮子桶在上下运动过程中,顶针起导轨作用,每次浮子桶与出气孔的密封位置比较一致,避免了浮子桶摇摆造成出气孔与密封垫密封不良的情况。