CN103214108A - 高效喷射式曝气器 - Google Patents
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Abstract
本发明是对水处理中充氧用喷射式曝气器的改进。为克服目前喷射式曝气器在于进气管及进水管连接时存在的技术问题，本发明提供一种高效喷射式曝气器，包括储气室、动力喷嘴、外射流喷嘴，动力喷嘴与外射流喷嘴同心套合，在动力喷嘴与外射流喷嘴之间形成气液混合腔，在外射流喷嘴的喷嘴壁上开有空气吸入孔，其特征在于：该喷射式曝气器还包括用于与进气管固定的进气管抱卡及与进水管固定的进水管抱卡，进气管抱卡及进水管抱卡分别由上下卡部组成，上下卡部对合后形成圆柱管状。该新型喷射式曝气器结构合理、性能显著提高，可广泛应用于各种水体曝气操作中。
Description
技术领域
本发明是对水处理中充氧用曝气器的改进，尤其涉及一种结构独立、能够与供气管、供水管灵活安装并对曝气器性能有显著提高的高效喷射式曝气器。
背景技术
现有技术的曝气器主要有两种形式，一种为周围设置多个混合喷嘴的圆形碟式喷射式曝气器，例如中国专利CN2700318、CN201447385U、CN201634512U、CN201908001U等；一种单混合喷嘴喷射式曝气器，例如中国专利CN2825632、CN101993145A、CN202121525U等。上述两种类型的喷射式曝气器在与进气管、进水管连接时基本上是采用法兰盘连接，如果在一根进气管及一根进水管上连接一个喷射式曝气器相对来说操作还较为方便，只需在进气管及进水管的一端加装法兰盘即可实现连接。但是在实际应用中多是在一根进气管及一根进水管上安装多个喷射式曝气器，采用法兰盘连接则需要在进气管及进水管上分出多个支管，通过支管端部的法兰盘与喷射式曝气器进行连接，这无疑增加了施工成本，同时也增加了安装操作的技术要求。
另外，评价喷射式曝气器性能的关键在于氧的转移效率及喷嘴的使用寿命。氧的转移效率的高低取决于高速动力液流对空气的剪切效率，而喷嘴的使用寿命则与喷嘴材料、动力液流中污泥颗粒浓度的高低等因素有着直接关系。如何提高氧的转移效率，延长喷嘴的使用寿命成为提高喷射式曝气器性能的关键。
发明内容
为克服目前喷射式曝气器在于进气管及进水管连接时存在的技术问题，同时也为能够提高喷射式曝气器的性能，本发明提供一种高效喷射式曝气器。
本发明采用的技术方案为：高效喷射式曝气器，包括储气室、动力喷嘴、外射流喷嘴，动力喷嘴位于外射流喷嘴内部，两者同心套合，动力喷嘴的尾部外壁与外射流喷嘴的尾部内壁密封固定，在动力喷嘴与外射流喷嘴之间形成气液混合腔，在外射流喷嘴的喷嘴壁上开有空气吸入孔，其特征在于：该曝气器还包括用于与进气管固定的进气管抱卡及与进水管固定的进水管抱卡，进气管抱卡及进水管抱卡分别由上下卡部组成，上下卡部对合后形成圆柱管状；
所述的进气管抱卡的下卡部凸面与储气室顶部敞口密封固定，在进气管抱卡下卡部上设有进气孔与储气室贯通；
所述的动力喷嘴及外射流喷嘴的尾部与进水管抱卡上卡部凸面密封连接，并在该连接面设有进水孔与动力喷嘴内腔贯通；
所述的进水管抱卡上卡部部分凸面及外射流喷嘴的部分喷嘴壁与储气室底部敞口密封固定，所述的位于外射流喷嘴壁上的空气吸入孔位于储气室下方将储气室与前述的气液混合腔贯通。
所述的外射流喷嘴壁上的空气吸入孔，其距离外射流喷嘴尾部的长度略小于动力喷嘴口距离动力喷嘴尾部的长度。
所述的动力喷嘴及外射流喷嘴分别由喷嘴体及喷嘴口两部分组成，喷嘴口内腔为圆柱空腔。
所述的动力喷嘴及外射流喷嘴，其喷嘴体内腔直径由喷嘴尾部向喷嘴口方向逐渐收缩。
所述的动力喷嘴及外射流喷嘴，在动力喷嘴口内腔腔壁或动力喷嘴口内腔腔壁与外射流喷嘴口内腔腔壁中同时设有来复线。
所述的来复线数量为4、6或8条。
所述的来复线数量为6条。
所述的来复线线槽深度为喷嘴口内腔腔径的1/25-1/10。
所述的来复线线槽深度为喷嘴口内腔腔径的3/50。
所述的储气室、外射流喷嘴、进气管抱卡及进水管抱卡采用增强玻璃钢纤维制成，其外表面设有聚脲层。
本发明所提供的高效喷射式曝气器采用新型的环保材料实现超强的耐腐蚀和抗磨损性能，不但减轻了曝气器的自身重量，同时也提高了使用寿命；该曝气器增加抱卡结构，在与进水管及进气管连接时操作方便、密封性好，大大降低了施工成本；通过在喷嘴口内腔腔壁合理设置来复线不但解决了喷嘴口易堵塞、喷嘴口磨损严重的技术问题，而且增强了对空气的剪切效率，提高了氧转移率，增加了水流穿透力，达到对废水进行高效曝气的目的。该高效喷射式曝气器结构合理、性能显著提高，可广泛应用于各种水体曝气操作中。
附图说明
附图为本发明所提供的高效喷射式曝气器的结构剖视图。
图中，1、储气室，2、动力喷嘴，3、外射流喷嘴，4、气液混合腔，5、空气吸入孔，6、进水孔，7、进气管抱卡下卡部，8、进气管抱卡上卡部，9、进水管抱卡上卡部，10、进水管抱卡下卡部，11、进气孔，12、来复线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如附图所示，高效喷射式曝气器，包括储气室1、动力喷嘴2、外射流喷嘴3，动力喷嘴2位于外射流喷嘴3内部，两者同心套合，动力喷嘴2的尾部外壁与外射流喷嘴3的尾部内壁密封固定，在动力喷嘴与外射流喷嘴之间形成气液混合腔4，在外射流喷嘴3的喷嘴壁上开有空气吸入孔5。
如附图所示，该曝气器还包括用于与进气管固定的进气管抱卡及与进水管固定的进水管抱卡，进气管抱卡由进气管抱卡上卡部8、进气管抱卡下卡部7组成，进水管抱卡由进水管抱卡上卡部9、进水管抱卡下卡部10组成，当两抱卡的上下卡部对合后形成圆柱管状分别实现对进气管及进水管的卡紧固定。
如附图所示，进气管抱卡下卡部7凸面与储气室1顶部敞口密封固定，在进气管抱卡下卡部7上设有进气孔11与储气室1贯通。
如附图所示，动力喷嘴2及外射流喷嘴3的尾部与进水管抱卡上卡部9凸面密封连接，并在该连接面设有进水孔6与动力喷嘴内腔贯通。
如附图所示，进水管抱卡上卡部9部分凸面及外射流喷嘴3的部分喷嘴壁与储气室1底部敞口密封固定，位于外射流喷嘴壁上的空气吸入孔5位于储气室下方将储气室与前述的气液混合腔4贯通。
安装时，进气管与进水管上下排列，在进气管安装喷射式曝气器的位置打出通孔，通孔与进气管抱卡下卡部7上的进气孔11对应，利用喷射式曝气器的进气管抱卡将喷射式曝气器与进气管连接固定。在进水管安装喷射式曝气器的位置打出通孔，通孔与进水管抱卡上卡部9上的进水孔6对应，利用喷射式曝气器的进水管抱卡将喷射式曝气器与进水管连接固定。
为加强喷射式曝气器与进气管、进水管的密封性，在进气管抱卡与进气管、进水管抱卡与进水管的结合面上设置密封圈加强密封性。做为实际安装时的一种更简便方式是在进气管抱卡下卡部7及进水管抱卡上卡部9的内表面分别涂抹一层玻璃胶，将抱卡与管路粘结，然后抱卡锁紧固定。采用该方式可以快速在管路上依次安装多个喷射式曝气器。
工作时，高压动力液流经进水孔6进入到动力喷嘴内部有动力喷嘴口喷出进入到气液混合腔4中，此时储气室1内的气体经空气吸入孔5也进入到气液混合腔4内，高速动力流将空气进行剪切形成含有大量细小水泡的气液混合动力流经外射流喷嘴3喷出。
由上述描述可知，当高速动力液流由动力喷嘴口喷出时，在动力喷嘴口附近会产生一负压区，利用该负压区可以将储气室内的空气快速吸入到气液混合腔内。因此，如附图所示，在设置外射流喷嘴壁上的空气吸入孔5时，空气吸入孔5其距离外射流喷嘴3尾部的长度略小于动力喷嘴喷嘴口距离动力喷嘴2尾部的长度。采用该设置后，在动力喷嘴喷出高速动力液流的同时，储气室内的空气可快速被吸入到气液混合腔内，是高速动力液流与空气进行充分接触。
由上述的描述可知，喷射式曝气器性能的高低与气液混合腔内高速液流对空气的剪切效率有关，针对该问题，本发明提供的喷射式曝气器采用下列手段用以提高空气剪切效率。
如附图所示，本发明提供的喷射式曝气器中的动力喷嘴及外射流喷嘴分别由喷嘴体及喷嘴口两部分组成，喷嘴体内腔直径由喷嘴尾部向喷嘴口方向逐渐收缩，而喷嘴口的内腔设置为圆柱空腔。在喷嘴口内腔设置为圆柱空腔的前提下，在喷嘴口内腔腔壁上设置来复线12。
在喷嘴口内腔腔壁上设置来复线后可以将高速液流由单纯的高速直线前进变成高速旋转前进，液流在前进的过程中进行旋转可以对气液混合腔内的空气形成紊乱，对空气的剪切效率产生大幅提高，使高速液流在气液混合腔内与更多的气体混合形成含有大量微小水泡的动力液流。
同时，由于动力液流中含有大量微小的污泥颗粒，在喷嘴口内腔中设置来复线可使喷嘴的耐磨性大大提高，同时也解决了喷嘴易堵塞的问题。
来复线的设置可以单纯在动力喷嘴喷嘴口内腔内设置，也可以同时在外射流喷嘴的喷嘴口内腔内设置，在外射流喷嘴口内腔内设置来复线后可以使喷出的水流方向性更好，穿透力增强，使水流在曝气池中产生剧烈紊流的射速流，大量的氧气随微气泡溶解在水中，从而提高了氧的高效转移。
该来复线的设置如同枪膛中设置的膛线，但是其条数、深度又与膛线不同，因为该装置中射出的是高速液流，不同于枪膛中射出的子弹，本申请提供的喷射式曝气器经过实验后得出效果如下：
实验参数：来复线的条数分别为4、5、6、8条，喷嘴口内腔直径25mm，来复线深度分别为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm。
结果如下：
由上表格可以看出，氧转移率随来复线条数的最初增加而提高，而随着来复线条数的继续增加，氧转移率反而下降。氧转移率随来复线深度的变化也呈现上述规律，即随着深度的初期增加而提高，后期深度的增加反而降低了氧转移率。
在该实施例中，我们可以看出，当喷嘴口内腔直径为25mm时，来复线的条数定为6条、深度定为1.5mm时，即深度为喷嘴口内腔直径的3/50时，氧转移率最高，可达到38%。
来复线的设置与喷嘴口的长度也有一定的关系，由于在喷射式曝气器中，喷嘴口的长度相对较短，因此喷嘴口长度因素不参加评价。
上述的每次实验结果是在动力液流以相同的速度进入到动力喷嘴内为基础进行评价。
由于喷射式曝气器的工作环境以水环境为主，尤其是在进行废水池处理时，曝气器很容易遭到腐蚀，本发明提供的喷射式曝气器其储气室、外射流喷嘴、进气管抱卡及进水管抱卡采用增强玻璃钢纤维制成，其外表面设有聚脲层。采用上述材料后，曝气器的重量大幅减轻、抗腐蚀性及耐磨性显著提高，可以有效延长曝气器的使用寿命。
Claims (10)
1.高效喷射式曝气器，包括储气室、动力喷嘴、外射流喷嘴，动力喷嘴位于外射流喷嘴内部，两者同心套合，动力喷嘴的尾部外壁与外射流喷嘴的尾部内壁密封固定，在动力喷嘴与外射流喷嘴之间形成气液混合腔，在外射流喷嘴的喷嘴壁上开有空气吸入孔，其特征在于：该喷射式曝气器还包括用于与进气管固定的进气管抱卡及与进水管固定的进水管抱卡，进气管抱卡及进水管抱卡分别由上下卡部组成，上下卡部对合后形成圆柱管状；
所述的进气管抱卡的下卡部凸面与储气室顶部敞口密封固定，在进气管抱卡下卡部上设有进气孔与储气室贯通；
所述的动力喷嘴及外射流喷嘴的尾部与进水管抱卡上卡部凸面密封连接，并在该连接面设有进水孔与动力喷嘴内腔贯通；
所述的进水管抱卡上卡部部分凸面及外射流喷嘴的部分喷嘴壁与储气室底部敞口密封固定，所述的位于外射流喷嘴壁上的空气吸入孔位于储气室下方将储气室与前述的气液混合腔贯通。
2.根据权利要求1所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的外射流喷嘴壁上的空气吸入孔，其距离外射流喷嘴尾部的长度略小于动力喷嘴口距离动力喷嘴尾部的长度。
3.根据权利要求1所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的动力喷嘴及外射流喷嘴分别由喷嘴体及喷嘴口两部分组成，喷嘴口内腔为圆柱空腔。
4.根据权利要求3所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的动力喷嘴及外射流喷嘴，其喷嘴体内腔直径由喷嘴尾部向喷嘴口方向逐渐收缩。
5.根据权利要求3所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的动力喷嘴及外射流喷嘴，在动力喷嘴口内腔腔壁或动力喷嘴口内腔腔壁与外射流喷嘴口内腔腔壁中同时设有来复线。
6.根据权利要求5所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的来复线数量为4、6或8条。
7.根据权利要求5所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的来复线数量为6条。
8.根据权利要求5所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的来复线线槽深度为喷嘴口内腔腔径的1/25-1/10。
9.根据权利要求5所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的来复线线槽深度为喷嘴口内腔腔径的3/50。
10.根据权利要求1所述的高效喷射式曝气器，其特征在于：所述的储气室、外射流喷嘴、进气管抱卡及进水管抱卡采用增强玻璃钢纤维制成，其外表面设有聚脲层。
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