CN104971678A - 一种耦合空化处理装置 - Google Patents
一种耦合空化处理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104971678A CN104971678A CN201510381836.5A CN201510381836A CN104971678A CN 104971678 A CN104971678 A CN 104971678A CN 201510381836 A CN201510381836 A CN 201510381836A CN 104971678 A CN104971678 A CN 104971678A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cavitation
- reative cell
- radiating surface
- reflecting plate
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000004447 accommodation reflex Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 1
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011278 co-treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- -1 perchloroethylene, trichloro-ethylene Chemical group 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
本发明涉及一种耦合空化处理装置。在一个实施例中，所述装置包括：流体空化发生器、超声换能器和反应室，所述流体空化发生器的出水端与所述反应室相通；所述反应室包括平行设置的反射板和辐射面；所述反射板与所述辐射面构成一个扁平空间，所述反射板反射所述辐射面接收所述超声换能器辐射的超声波，经过所述反射板和所述辐射面对超声波的多次反射和叠加，使所述反应室内的声场得到强化，从而形成沿所述反应室横向铺展的大面积的超声空化云；所述超声换能器位于辐射面一侧。本发明实施例实现了三种处理技术的高效耦合，在能源、环保、化工、医药等领域具有许多潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及空化技术领域，尤其涉及一种耦合空化处理装置。
背景技术
空化是指液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空泡的形成、发展和溃灭的过程。空泡膨胀-溃灭的过程时间极短，瞬间聚集的高能量，可广泛应用于众多工业领域，例如：清洗、制浆、材料切割、岩石破碎、油井解堵、材料的超细粉碎、改善材料的表面性能、有机污染物降解、促进化学反应等。
空化分为两种，一种是超声空化，一种是水力空化，将性质相差很大的空化形式高效的耦合在一起是很困难的，因为水力空化的阈值很低，产生的空泡尺寸很大，形成水力空化云之后对超声波形成屏蔽效应，抑制了超声波与外侧水力空泡的相互作用，使耦合局限于很小的范围。
目前，空化装置多采用单一的空化反应器，鲜有报道以不同空化方式相结合的处理装置，而且难以保证空化的强度和稳定性，更难以解决超声波能量衰减的问题，影响了空化反应装置效能的发挥，并限制了耦合空化技术的进一步推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的局限和不足，提供了一种耦合空化处理装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种耦合空化处理装置，该装置包括：流体空化发生器、超声换能器和反应室，流体空化装置的出水端与反应室相通；
反应室包括平行设置的反射板和辐射面；
反射板与辐射面构成一个扁平空间，反射板反射辐射面接收超声换能器辐射的超声波，经过反射板和辐射面对超声波的多次反射和叠加，使反应室内的声场得到强化，从而形成沿反应室横向铺展的大面积的超声空化云；
超声换能器位于辐射面一侧。
优选地，反应室还包括调节装置，用于调节反射板与辐射面之间的距离。
优选地，反应室靠近出水口的一端设有挡水板，用于均化反应室内的压力场。
优选地，超声换能器为一个或多个，工作频率为10KHz-5000KHz。
优选地，流体空化发生器中的空化发生装置还包括孔板、簧片哨、文丘里管、阻流体、共振腔和反射体中的一种或多种。
优选地，反射板为透明玻璃。
优选地，耦合空化处理装置还包括紫外光源，位于反射板外侧，用于向反应室中耦合空化区辐照紫外线。
本发明实施例实现了一种耦合空化处理装置，其扁平状的反应室，使辐射面和反射板间的距离更短，通过声波的反射，入射声波和反射声波可以相互叠加，增强声能的利用。同时高速流体从侧向进入反应室，通过流体空化发生器中的空化发生装置形成薄片状水力空化云，减少了对超声波的屏蔽，实现了水力空化和超声空化的高效耦合。解决了耦合空化会造成超声波能量衰减的问题。超声空化和水力空化处理技术的高效耦合，可以有效地对反应室中的流体进行处理，可用于能源、环保、化工、医药等领域。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种耦合空化处理装置示意图。
图2为本发明实施例提供的一种耦合空化处理装置剖面结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种耦合空化处理装置整体示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种耦合空化处理装置示意图。如图1所示，该耦合空化处理装置包括：反应室6、超声换能器4和流体空化发生器2，其中，反应室6上端具有反射板7、下端具有辐射面5，反射板7与辐射面5构成一个扁平空间。超声换能器4，通过辐射面5与反应室6相连，流体空化发生器2，通过孔板3与反应室6相通。
反射板7反射辐射面5接收超声换能器4辐射的超声波，经过反射板7和辐射面5对超声波的多次反射和叠加，使反应室6内的声场得到强化，从而形成沿反应室横向铺展的大面积的超声空化云。
超声空化云与流体空化发生器2产生的薄片状水力空化云，在反应室6中相互叠加形成耦合空化区，共同处理流经反应室6的流体。
反射板7、辐射面5平行设置，使反应室6形状为扁平状。调节装置8可以控制反射板7与辐射面5之间的距离。
在一个例子中，耦合空化处理装置还可以包括紫外光源10(图2、3中未示出)，用于向反应室6中超声空化云与水力空化云相互叠加形成耦合空化区辐照紫外线，超声空化、水力空化及紫外光源辐照，三种处理方式共同对流经反应室6的高速流体进行处理。反射板7是透明玻璃，用于透射紫外光源10辐照的紫外线，而反应室6中反射板7和辐射面5形成的扁状平空间使紫外线最大限度的与空泡互相作用，避免了空泡对紫外光的散射。实现了水力空化和超声空化高效耦的合同时，将紫外线射入耦合空化区，形成三种空化处理技术的高效耦合。解决了耦合空化会造成超声波能量衰减的问题，同时避免了空泡对紫外线的散射，实现了三种处理技术的高效耦合。
图2为本发明实施例提供的一种耦合空化处理装置剖面结构示意图。如图2所示，利用水泵提供的压力使流体高速的从入水管1流入流体空化发生器2(以孔板为例)，由于孔板3上存在一个或多个圆形孔12，且孔板3上的圆形孔12按线性布置，当高速流体经过孔板3时，流经通道截面的突然缩小使流体流速增大，压力骤然减小，在孔板3附近的区域形成负压力区和恢复压力区。通过孔板3的高速流体在负压力区产生空泡，空泡在恢复压力区溃灭，从而形成薄片状水力空化云，这种薄片状水力空化云有效降低了水力空化云对超声波的屏蔽作用。
利用超声换能器4，将接收到的电能转换为超声波，通过辐射面5传递至反应室6中。超声波经过反应室6中反射板7和辐射面5的多次反射和叠加，使反应室6内的声场得到强化，从而形成沿反应室横向铺展的大面积的超声空化云。
超声空化云与水力空化云在反应室6中相互叠加，形成耦合空化区。如图1所示，紫外光源10，向所述反应室6中的耦合空化区辐照紫外线，形成了三种处理技术的高效耦合。所处理的高速流体可以是无机溶液(水、液氨、液态二氧化碳等)、有机溶液(苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯等)、乳化液或悬浮液，也可以是添加各种溶质、染料、荧光物质、催化剂或反应物、颗粒物等的流体。可用于能源、环保、化工、医药、科研等众多领域。
图3为本发明实施例提供的一种耦合空化处理装置整体示意图。如图3所示，本实施例中超声换能器4设置于反应室6的底部，超声换能器4数量为多个，工作频率为10KHz-5000KHz。流体空化发生器设置于反应室6的一侧通过孔板3与反应室6相连。耦合空化处理装置的放置位置不限于水平放置，也可以出口朝上的垂直放置，或倾斜放置(便于排气)。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种耦合空化处理装置，其特征在于，所述装置包括：流体空化发生器(2)、超声换能器(4)和反应室(6)，所述流体空化发生器(2)的出水端与所述反应室(6)相通；
所述反应室(6)包括平行设置的反射板(7)和辐射面(5)；
所述反射板(7)与所述辐射面(5)构成一个扁平空间，所述反射板(7)反射所述辐射面(5)接收所述超声换能器(4)辐射的超声波，经过所述反射板(7)和所述辐射面(5)对超声波的多次反射和叠加，使所述反应室(6)内的声场得到强化，从而形成沿所述反应室(6)横向铺展的大面积的超声空化云；
所述超声换能器(4)位于辐射面(5)一侧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应室(6)还包括调节装置(8)，用于调节反射板(7)与所述辐射面(5)之间的距离。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应室(6)靠近出水口(11)的一端设有挡水板(9)，用于均化所述反应室(6)内的压力场。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声换能器(4)为一个或多个，工作频率为10KHz-5000KHz。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体空化发生器(2)中的空化发生装置还包括孔板、簧片哨、文丘里管、阻流体、共振腔和反射体中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射板(7)为透明玻璃。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：紫外光源(10)，位于所述反射板(7)外侧，用于向所述反应室(6)中耦合空化区辐照紫外线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510381836.5A CN104971678B (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 一种耦合空化处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510381836.5A CN104971678B (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 一种耦合空化处理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104971678A true CN104971678A (zh) | 2015-10-14 |
| CN104971678B CN104971678B (zh) | 2017-06-27 |
Family
ID=54268970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510381836.5A Expired - Fee Related CN104971678B (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 一种耦合空化处理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104971678B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105381769A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-09 | 迈安德集团有限公司 | 一种在线调节空化效果的装置 |
| CN106904684A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-30 | 陕西师范大学 | 一种组合处理有机污染物的水力空化发生器 |
| CN107899526A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-13 | 中国石油大学(华东) | 一种基于反射板拓扑结构减弱驻波效应的声化学处理装置 |
| CN108693246A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-10-23 | 南京航空航天大学 | 一种超声体声波气体传感装置的结构 |
| CN109737715A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 西安交通大学 | 一种太阳能驱动的超声波海藻温室干燥装置 |
| CN110106331A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-09 | 江苏大学 | 位置可调式的微内孔表面强化系统 |
| CN110433966A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-12 | 中国矿业大学 | 一种水力-声流空化微泡发生器及工作方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096985A1 (en) * | 1998-07-22 | 2001-05-09 | Protasis UK Limited | Concenration of particles in a fluid within an acoustic standing wave field |
| EP1797941A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-20 | Cyclotech Limited | Methods and apparatus for conditioning and degassing liquids and gases in suspension in an ultrasonic field |
| CN104193050A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种脉冲超声和水力空化耦合协同辅助氧化深度去除水体中铊的方法 |
| CN204051659U (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-31 | 中国科学院声学研究所 | 一种超声空化装置 |
| CN204746297U (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 中国科学院声学研究所 | 一种耦合空化处理装置 |
-
2015
- 2015-07-02 CN CN201510381836.5A patent/CN104971678B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096985A1 (en) * | 1998-07-22 | 2001-05-09 | Protasis UK Limited | Concenration of particles in a fluid within an acoustic standing wave field |
| EP1797941A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-20 | Cyclotech Limited | Methods and apparatus for conditioning and degassing liquids and gases in suspension in an ultrasonic field |
| CN204051659U (zh) * | 2014-08-19 | 2014-12-31 | 中国科学院声学研究所 | 一种超声空化装置 |
| CN104193050A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种脉冲超声和水力空化耦合协同辅助氧化深度去除水体中铊的方法 |
| CN204746297U (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 中国科学院声学研究所 | 一种耦合空化处理装置 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105381769A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-09 | 迈安德集团有限公司 | 一种在线调节空化效果的装置 |
| CN106904684A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-30 | 陕西师范大学 | 一种组合处理有机污染物的水力空化发生器 |
| CN106904684B (zh) * | 2017-03-10 | 2020-10-16 | 陕西师范大学 | 一种组合处理有机污染物的水力空化发生器 |
| CN107899526A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-13 | 中国石油大学(华东) | 一种基于反射板拓扑结构减弱驻波效应的声化学处理装置 |
| CN107899526B (zh) * | 2017-11-07 | 2020-02-07 | 中国石油大学(华东) | 一种基于反射板拓扑结构减弱驻波效应的声化学处理装置 |
| CN108693246A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-10-23 | 南京航空航天大学 | 一种超声体声波气体传感装置的结构 |
| CN108693246B (zh) * | 2018-07-10 | 2024-03-29 | 南京航空航天大学 | 一种超声体声波气体传感装置的结构 |
| CN109737715A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 西安交通大学 | 一种太阳能驱动的超声波海藻温室干燥装置 |
| CN110106331A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-09 | 江苏大学 | 位置可调式的微内孔表面强化系统 |
| CN110433966A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-12 | 中国矿业大学 | 一种水力-声流空化微泡发生器及工作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104971678B (zh) | 2017-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204746297U (zh) | 一种耦合空化处理装置 | |
| CN104971678A (zh) | 一种耦合空化处理装置 | |
| CN102616880B (zh) | 一种电子加速器连续处理工业废水的辐照反应器及方法 | |
| CN102826698A (zh) | 有助于遏制能量无益耗散的废水降解用微波光催化装置 | |
| CN104129833A (zh) | 等离子体协同超声空化效应废水处理反应器 | |
| CN1318313C (zh) | 一种超声波处理有机废水的方法 | |
| CN205382044U (zh) | 一种同时使用uv和h2o2的污水处理系统 | |
| CN109550418B (zh) | 一种旋流型微气泡发生器及气液反应器 | |
| CN101879430A (zh) | 基于扩散声场的超声反应器 | |
| CN104607127B (zh) | 超声波强化撞击流反应器 | |
| WO2020007102A1 (zh) | 一种uv/o 3/h 2o 2高级氧化反应器及工艺 | |
| CN104528846A (zh) | 一种增加空化自由基浓度的水力空化装置 | |
| CN109095587B (zh) | 一种基于空化降解废水的光学装置 | |
| CN204824257U (zh) | 一种高效连续式混频超声细胞破壁处理装置 | |
| CN102745849A (zh) | 周全保护了膜分离组件的废水降解用微波光催化装置 | |
| CN104528847B (zh) | 一种分散空化泡的水力空化处理装置 | |
| CN111248185A (zh) | 一种沼蛤灭杀处理设备和工艺 | |
| CN105948376A (zh) | 一种污水深度处理装置 | |
| CN204619952U (zh) | 一种高效连续式超声细胞破壁处理装置 | |
| CN104944515B (zh) | 一种高效连续式混频超声细胞破壁处理装置 | |
| CN106904684B (zh) | 一种组合处理有机污染物的水力空化发生器 | |
| CN201516373U (zh) | 矿用磁力高声强超声波处理机 | |
| CN204185262U (zh) | 红光激光控藻装置 | |
| JP2019523693A (ja) | 炭坑内除塵用磁化水を製造する磁化装置及び方法 | |
| CN203695540U (zh) | 一种增容式高能超声管壁清洁装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170627 |