CN104857904A - 一种空化发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水力空化技术领域，尤其涉及一种空化发生器。本发明提供的空化发生器，包括动力装置、水力空化器和储水罐，其中水力发生器上的空化板上设置有多个文丘里式通孔，即在通孔的两端设置扩孔结构，这样当水流从空化管进入空化板上的通孔时，流道截面积变小，水流速度增加，水流压力减小，当降至水的饱和蒸汽压以下，发生空化形成空泡，继而空泡随着水流流出空化板，水压升高，空泡溃灭，伴随着空泡溃灭的瞬间形成冲击波和微射流，产生高温高压；与现有的直孔空化板相比，空化效果更好，空化效率更高；并且，多个所述空化板级联在一起，并在所述空化管内均匀分布，形成多级空化发生器，大大提高了能量利用率，提升了空化效果。
Description
技术领域
本发明涉及水力空化技术领域，尤其涉及一种空化发生器。
背景技术
目前，如图1和图2所示，水力空化技术的空化效率和空化器密切相关，在外界条件一定的情况下，空化器的结构、尺寸、孔数和孔径等参数是决定空化效率的主要因素；现有的空化器通常其上的空化板23’上的通孔22’大多均为直孔，空化效果较差。
因此，针对以上不足，需要提供一种空化效率高、空化效果好的空化发生器。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：传统的空化发生器空化效率较低、空化效果差。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空化发生器，包括动力装置、水力空化器和储水罐，所述水力空化器的入口与动力装置连接，出口与储水罐连接，所述动力装置用于对进入水力空化器内的水提供动力，所述水力空化器包括空化管，所述空化管内安装有空化板，所述空化板上设置有多个通孔，从所述空化管入口进入的水通过所述通孔流到空化管出口，所述通孔的两端设置有扩孔结构。
其中，所述空化管内安装有多个空化板，多个所述空化板在所述空化管内均匀分布。
其中，多个所述空化板沿所述空化管内的水流方向每一块空化板上通孔的孔径逐渐扩大。
其中，所述动力装置与所述储水罐相连。
其中，所述动力装置为循环泵。
其中，多个所述通孔在所述空化板上均匀分布。
其中，所述扩孔结构的夹角为20-40°。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种空化发生器，包括动力装置、水力空化器和储水罐，其中水力发生器上的空化板上设置有多个文丘里式通孔，即在通孔的两端设置扩孔结构。当水流从空化管进入空化板上的通孔时，流道截面积变小，水流速度增加，水流压力减小，当降至水的饱和蒸汽压以下，发生空化形成空泡，继而空泡随着水流流出空化板，水压升高，空泡溃灭，伴随着空泡溃灭的瞬间形成冲击波和微射流，产生高温高压；与现有的直孔空化板相比，本发明提供的孔板，在通孔的两端设置扩孔结构，在孔的入口处设置扩孔，减少了水流与孔板碰撞导致的能量损失；在孔的出口设置扩孔，使空泡溃灭更加充分，具有扩孔结构的空化板的空化效果更好，空化强度更高、空化效率也更高。
附图说明
本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术中的空化板的主视图；
图2是现有技术中的空化板剖视图；
图3是本发明实施例提供的空化发生器的示意图；
图4是本发明实施例提供的空化板的主视图；
图5是本发明实施例提供的空化板的剖视图；
图6是本发明实施例提供的空化板上的通孔的示意图；
图7是本发明实施例提供的水力空化器的剖视图。
其中图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
22’、通孔，23’、空化板，1、循环泵，2、水力空化器，21、空化管，22、通孔，221、扩孔结构，23、空化板，3、储水罐，
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图3所示，本发明提供了一种空化发生器，包括动力装置、水力空化器2和储水罐3，所述水力空化器2的入口与动力装置连接，出口与储水罐3连接，所述动力装置用于对进入水力空化器2内的水提供动力，所述水力空化器2包括空化管21，所述空化管21内安装有空化板23，所述空化板23上设置有多个通孔22，从所述空化管21入口进入的水通过所述通孔22流到空化管21出口，所述通孔22的两端设置有扩孔结构221。本发明提供的空化发生器，包括动力装置、水力空化器2和储水罐3，如图4至图6所示，其中水力发生器上的空化板23上设置有多个文丘里式通孔22，即在通孔22的两端设置扩孔结构221，这样当水流从空化管21进入空化板23上的通孔22时，流道截面积变小，水流速度增加，水流压力减小，当降至水的饱和蒸汽压以下，发生空化形成空泡，继而空泡随着水流流出空化板23，水压升高，空泡溃灭，伴随着空泡溃灭的瞬间形成冲击波和微射流，产生高温高压；与现有的直孔空化板23相比，本发明提供的孔板，在通孔的两端设置扩孔结构，在孔的入口处设置扩孔，减少了水流与孔板碰撞导致的能量损失；在孔的出口设置扩孔，使空泡溃灭更加充分，具有扩孔结构的空化板的空化效果更好，空化强度更高、空化效率也更高。
优选地，所述动力装置为循环泵1，所述循环泵1、水力空化器2和所述储水罐3两两连接，构成一个循环空化系统，即通过循环泵1将储水罐3内的水送入水力空化器2内，使进入水力空化器2内的水带有一定的能量，经过水力空化器2空化后进入到储水罐3中，然后将储水罐3内经过一次空化的水再次进行空化，通过这样一个循环空化系统能够对液态介质进行循环空化，空化效果更好。
当然，在上述实施例中，动力装置也可以为其他机构，只要能够完成对进入水力空化器2内的水提供动力的目的，同样能够实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。
优选地，如图7所示，所述空化管21内安装有多个空化板23，多个所述空化板23级联在一起，并在所述空化管21内均匀分布，通过将多个空化板23级联在一起形成多级空化发生器，大大提高了能量利用率，提升了空化效果；可本发明提供的空化发生器，根据空化板23的数量，其工作压力可以在5Bar-100Bar范围内进行调整。
具体地，多个所述空化板23沿所述空化管21内的水流方向每一块空化板23上通孔22的孔径逐渐扩大，即从空化管21的入口至出口方向，每一级空化板23上的通孔22逐渐扩大，由于多层空化板23的情况下，水流经过每一层空化板23都会产生能量损失，压力降低。所以前一层空化板23的孔径必须比后一层空化板23的孔径小，如此水流才可以在每一级空化板23中加速到足以产生空化的速度。
进一步地，如图4所示，多个所述通孔22在所述空化板23上均匀分布，并且所述扩孔结构221的夹角(锥角)为20-40°(如图6所示)，这样的夹角构成文丘里式通孔22，才能够提升整个空化发生器的空化强度、空化效率及空化效果。
本发明提供的的空化发生器的原理。
本发明工作原理是水流经水泵产生一定的压力，然后再经过空化板23。根据质量守恒方程和伯努利方程：、
SV＝C1
P+(1/2)*ρv^2＝C2
上两式中C1与C2为常数，S为流道截面积，P为液体压强，V为液体速度，ρ为液体密度。当水流从管道进入空化板23上的孔时，流道截面积S变小，水流速度V增加，水流压强P减小。当P降至水的饱和蒸汽压以下，发生空化形成空泡。继而空泡随着水流流出空化板23，水压升高，空泡溃灭，伴随着空泡溃灭的瞬间形成冲击波和微射流，产生高温高压。
空化数CV＝2(P0-PV)/ρV2是无量纲数，P0是参考压力，PV是饱和蒸汽压，V是参考流速。可以将空化数CV认为是抑制空化产生的力与促使空化出现的力之间的比值，它表征了流场中是否出现空化和空化的程度，是描述空化初生和空化状态的一个重要参数。空化一般可分为亚空化状态、临界空化状态、局部空化状态和超空化状态。不同空化状态的CV值不一样，(p0–pV)值越大时，CV越大，水越不容易空化；V越大，CV越小，水流越容易空化。
多层空化板23的情况下，因为水流经过每一层空化板23都会产生能量损失，压力降低。所以前一层空化板23的孔径必须比后一层空化板23的孔径小，如此水流才可以在每一级空化板23中加速到足以产生空化的速度。
本发明通过水泵为空化板23提供动力，可以通过各种可流动介质，以产生空化作用。本发明提供的空化发生器适用于各种领域，如可流动介质为饮用水的话，可以将饮用水的大分子团水制作成小分子水团，小分子团水具有较强的渗透力、溶解力、乳化力和代谢力；小分子团水对增进人体健康、阻止疾病的产生、延长寿命有重大作用。
当然，本发明提供的空化发生器同样也可以适用于污水处理，在可流动介质为污水时，能够对污水中的有害物质，尤其是对水中的有机物，起到良好的降解作用。
本发明提供的空化发生器，也可以用于食用油加工过程，使用空化发生器能够降低从毛油向食用油精炼过程中所添加的化学材料，进而降低食用油加工过程中的制造成本。
需要说明的是，本发明不是仅仅具有上述用途、适用于上述技术领域，其同样适用于其它技术领域。
综上所述，本发明提供了的空化发生器，包括动力装置、水力空化器和储水罐，其中水力发生器上的空化板上设置有多个文丘里式通孔，即在通孔的两端设置扩孔结构，这样当水流从空化管进入空化板上的通孔时，流道截面积变小，水流速度增加，水流压力减小，当降至水的饱和蒸汽压以下，发生空化形成空泡，继而空泡随着水流流出空化板，水压升高，空泡溃灭，伴随着空泡溃灭的瞬间形成冲击波和微射流，产生高温高压；与现有的直孔空化板相比，本发明提供的孔板，在通孔的两端设置扩孔结构，在孔的入口处设置扩孔，减少了水流与孔板碰撞导致的能量损失；在孔的出口设置扩孔，使空泡溃灭更加充分，具有扩孔结构的空化板的空化效果更好，空化强度更高、空化效率也更高。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种空化发生器，其特征在于：包括动力装置、水力空化器(2)和储水罐(3)，所述水力空化器(2)的入口与动力装置连接，出口与储水罐(3)连接，所述动力装置用于对进入水力空化器(2)内的水提供动力，所述水力空化器(2)包括空化管(21)，所述空化管(21)内安装有空化板(23)，所述空化板(23)上设置有多个通孔(22)，从所述空化管(21)入口进入的水通过所述通孔(22)流到空化管(21)出口，所述通孔(22)的两端设置有扩孔结构(221)。
2.根据权利要求1所述的空化发生器，其特征在于：所述空化管(21)内安装有多个空化板(23)，多个所述空化板(23)在所述空化管(21)内均匀分布。
3.根据权利要求2所述的空化发生器，其特征在于：多个所述空化板(23)沿所述空化管(21)内的水流方向，每一块空化板(23)上通孔(22)的孔径逐渐扩大。
4.根据权利要求1所述的空化发生器，其特征在于：所述动力装置与所述储水罐(3)相连。
5.根据权利要求4所述的空化发生器，其特征在于：所述动力装置为循环泵(1)。
6.根据权利要求1所述的空化发生器，其特征在于：多个所述通孔(22)在所述空化板(23)上均匀分布。
7.根据权利要求1所述的空化发生器，其特征在于：所述扩孔结构(221)的夹角为20-40°。
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