CN108236878A - 一种气液混合装置 - Google Patents

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罗璐
江诗谦
徐宝友
刘国庆
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Beijing Qingyuan in the Department of environmental protection science and technology limited company
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罗璐
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    • B01F2035/351—Sealings

Abstract

本发明提供一种气液混合装置，包括：壳体、动片组、静片组和驱动机构，其中的壳体，具有筒形内壁，在壳体的下端设有气体入口和液体入口，在所述壳体的上端设有气体出口和液体出口；动片组，设置在壳体的筒形内壁中，并位于壳体的两端之间，在动片组的动片上，设置有动片孔和/或动片槽；静片组，设置在壳体的筒形内壁上，并与动片组之间交错层叠设置，在静片组的静片上，设置有静片孔和/或静片槽。本发明的方案，通过气体和液体同时自下而上通过的动、静片管道，完成了气、液间高效精密的相互混合，实现无论在流体通量大小、压力高低或狭小空间内，都可以实现气液之间的高效混合。

Description

一种气液混合装置
技术领域
本发明属于气液混合技术领域，具体涉及一种气液混合装置。
背景技术
目前市面上的气水混合方式，有鼓泡池(液体连续相)、喷水雾(气体连续相)、引射器(气液连续相转换)、静态混合器和泰勒混合器等方式。而要实现气水间的充分混合，需要三类基本条件：1、两相体系分子间有充分大的接触面积；2、高效的相互接触运动方式；3、保持足够长的相互反应的时间。
因此，现有方式无一不分别需要大功率、大流量、高压力、大空间的条件，才能实现气体与水体的相互间的化学反应或溶解混合的目的。其中，泰勒混合器通过内外同心管壁旋转的相对运动，可以在小尺度容器内实现气与水的混合，但是由于动静管壁间隙狭小，流体通量太小而造成效率太低，缺乏实用价值。
现有技术中，存在使用不方便、效率低和适用范围小等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种气液混合装置，以解决现有技术中气液混合方式需要大功率、大流量、高压力和大空间等条件而导致使用不方便的问题，达到提升使用便捷性的效果。
本发明提供一种气液混合装置，包括：
壳体，具有筒形内壁，在所述壳体的下端设有气体入口和液体入口，在所述壳体的上端设有气体出口和液体出口，并且所述气体出口的高度高于所述液体出口的高度；
动片组，设置在所述壳体的筒形内壁中，并位于所述壳体的两端之间，在所述动片组的动片上，设置有动片孔和/或动片槽；
静片组，设置在所述壳体的筒形内壁上，并与所述动片组之间交错层叠设置，在所述静片组的静片上，设置有静片孔和/或静片槽；
驱动机构，用于沿着所述筒形内壁的中心驱动所述动片组，使所述动片组相对于所述静片组旋转，并在旋转的过程中使动片上的动片孔和/或动片槽与静片上的静片孔和/或静片槽之间交叉或重叠。
所述驱动机构包括驱动轴，所述动片组固定安装在所述驱动轴上；对应地，所述静片组的静片中心设有中心孔，所述驱动轴穿过所述中心孔；层叠设置的所述静片组和所述动片组覆盖住所述驱动轴外部的所述筒形内壁的横截面空间。
所述静片的形状与所述筒形内壁的横截面形状适配，并且所述静片与所述筒形内壁紧密配合；所述静片的中心孔的边缘接近所述驱动轴；
和/或，
所述动片的形状与所述筒形内壁的横截面形状适配，并且所述动片的边缘与所述筒形内壁之间保留空隙。
在所述动静片组中，所述动片孔的设置位置与所述静片孔的设置位置相对应，以使所述动片孔与所述静片孔相贯通；
和/或，
在所述动静片组中，所述动片与所述静片之间，用垫片做间隔，所述垫片固定于所述驱动轴上；
和/或，
在所述壳体的上端还设有浮阀，所述浮阀用于控制所述液体出口的开闭，使所述壳体中的液位高度高于所述液体出口的高度时，由所述浮阀控制打开所述液体出口；当所述壳体中的液位高度不高于所述液体出口的高度时，由所述浮阀控制关闭所述液体出口。
所述静片的边缘设有安装耳状件，所述壳体的内壁设有安装槽，所述安装耳状件内嵌于所述安装槽。
所述壳体，包括：筒体、安装在所述筒体下端的下端盖和安装在所述筒体上端的上端盖；其中，
所述气体入口和所述液体入口，设置在所述下端盖上；
所述气体出口和所述液体出口，设置在所述上端盖上。
所述驱动机构，还包括：第一轴座和第二轴座；其中，
所述第一轴座，设置于所述驱动轴的第一端部与所述上端盖之间，且与所述动静片组的第一端面抵接；
所述第二轴座，设置于所述驱动轴的第二端部与所述下端盖之间，且与所述动静片组的第二端面抵接。
所述驱动机构，还包括：第一磁体和第二磁体；其中，
所述第一磁体，位于所述壳体的外部，且与所述第二磁体极性相反地平行设置；
和/或，所述第二磁体由水轮驱动转动；
所述第二磁体，位于所述壳体的内部，且水平设置于所述驱动轴的第一端部。
所述驱动轴穿过所述壳体，并与外部动力机构连接；
和/或，所述动力机构在水轮的驱动转动。
所述动片孔和/或动片槽沿着与所述筒形内壁的切向方向垂直或者相交的方向分布；所述静片孔和/或静片槽沿着与所述筒形内壁的切向方向垂直或者相交的方向分布。
本发明的方案，通过气体和液体同时自下而上通过的动、静片管道，完成了气、液间高效精密的相互混合，实现无论在流体通量大小、压力高低或狭小空间内，都可以实现气液之间的高效混合。
由此，本发明的方案，实现气、液间高效精密的相互混合，解决现有技术中气液混合方式需要大功率、大流量、高压力和大空间等条件而导致使用不方便的问题，从而，克服现有技术中使用不方便、效率低和适用范围小的缺陷，实现使用方便、效率高和适用范围大的有益效果；当本方案用于臭氧气体进行净化处理的过程时，其使用效果更好。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
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。
附图说明
图1为本发明的气液混合装置的一实施例的轴向局部剖视结构示意图；
图2为本发明的气液混合装置的一实施例的径向局部剖视结构示意图；
图3为本发明的气液混合装置中垫片的一实施例的正面结构示意图；
图4为本发明的气液混合装置中动片的一实施例的正面结构示意图；
图5为本发明的气液混合装置中静片的一实施例的正面结构示意图；
图6为本发明的气液混合装置中筒体的一实施例的径向局部剖视结构示意图；
图7为本发明的气液混合装置中动片的又一实施例的正面结构示意图；
图8为本发明的气液混合装置中静片的又一实施例的正面结构示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
11-第一磁体；12-第二磁体；21-上端盖；22-下端盖；3-筒体；31-安装槽；32-连接件；4-动片；41-动片孔；42、动片槽；5-静片；51-静片孔；52、静片槽；53-安装耳状件；6-驱动轴；71-第一轴座；72-第二轴座；81-气体出口；82- 液体出口；83-气体入口；84-液体入口；101-垫片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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1-8所示，根据本发明的实施例，提供了一种气液混合装置，包括：壳体、动片组、静片组和驱动机构，其中：
壳体具有筒形内壁，该筒形内壁可以是回转体形状也可以是多边形形状或者其他形状，在所述壳体的一端设有气体入口81和液体入口82，在所述壳体的上端设有气体出口81和液体出口82，并且所述气体出口81的高度高于所述液体出口82的高度，避免液位高度低于液体出口82时，气体通过液体出口82 排出；
动片组设置在所述壳体的筒形内壁中，并位于所述壳体的两端之间，在所述动片组的动片4上，设置有动片孔41和/或动片槽42；动片组的动片相对于壳体的两端进行横向布置，使流体在通过壳体的两端之间时能够在动片的转动作用下被打散，以起到扰流并促进气液混合的作用；
静片组设置在所述壳体的筒形内壁上，并与所述动片组之间交错层叠设置，在所述静片组的静片5上，设置有静片孔51和/或静片槽52；静片组的设置可以参考动片组，其作用是与动片组一起实现扰流以促进气液混合；
驱动机构用于沿着所述筒形内壁的中心驱动所述动片组，使所述动片组相对于所述静片组旋转，并在旋转的过程中使动片上的动片孔41和/或动片槽42 与静片上的静片孔51和/或静片槽52之间交叉或重叠，使气液两种流体只能通过动片组和静片组的扰流作用之后才能穿过壳体到达壳体的上端。
本发明的方案，通过气体和液体同时自下而上通过的动、静片管道，完成了气、液间高效精密的相互混合，实现无论在流体通量大小、压力高低或狭小空间内，都可以实现气液之间的高效混合。
由此，本发明的方案，实现气、液间高效精密的相互混合，解决现有技术中气液混合方式需要大功率、大流量、高压力和大空间等条件而导致使用不方便的问题，从而，克服现有技术中使用不方便、效率低和适用范围小的缺陷，实现使用方便、效率高和适用范围大的有益效果；当本方案用于臭氧气体进行净化处理的过程时，其使用效果更好。
进一步可选地，所述驱动机构包括驱动轴6，所述动片组固定安装在所述驱动轴上6；对应地，所述静片组的静片中心设有中心孔，所述驱动轴穿过所述中心孔；层叠设置的所述静片组和所述动片组覆盖住所述驱动轴6外部的所述筒形内壁的横截面空间，以进一步确保流经壳体内部的筒形内壁的空间的流体，必须经过动片组和静片组的作用下进行充分混合。
所述静片5的形状与所述筒形内壁的横截面形状适配，并且所述静片5与所述筒形内壁紧密配合，以使二者之间具有很小的间隙，或者充分接触没有间隙；所述静片5的中心孔的边缘接近所述驱动轴6；从而使镜片5能够在径向上覆盖驱动轴6和筒形内壁之间的空间，进一步促进流体只能通过镜片5上的镜片孔51或静片槽52才能通过筒形内壁；
所述动片4的形状与所述筒形内壁的横截面形状适配，并且所述动片4的边缘与所述筒形内壁之间保留空隙，其设计的目的也是为了保证动片4尽可能覆盖驱动轴6和筒形内壁之间的空间，从而使动片4在转动的过程中能够横向切割全部流经筒形内壁的空间的流体。
在所述动静片组中，所述动片孔41的设置位置与所述静片孔51的设置位置相对应，以使所述动片孔41与所述静片孔51相贯通；
由此，通过使动片孔与静片孔贯通设置，可以增大气液混合过程中的流体流速和接触面积，进而提升气液混合的效率，降低了混合时间，且可以保证混合效果，实用性强。
在所述动静片组中，所述动片4与所述静片5之间，用垫片101做间隔。
由此，通过使动片和静片交替设置，可以提升气液混合效率和效果，能耗低且适用范围广。
在所述壳体的上端还设有浮阀，所述浮阀用于控制所述液体出口82的开闭，使所述壳体中的液位高度高于所述液体出口82的高度时，由所述浮阀控制打开所述液体出口82；当所述壳体中的液位高度不高于所述液体出口82的高度时，由所述浮阀控制关闭所述液体出口82。这样的设计可以确保液位高度不高于液体出口82的高度时，气体不会沿着液体出口82而排出。
所述静片5的边缘设有安装耳状件53，所述筒体3的内壁设有安装槽31，所述安装耳状件52内嵌于所述安装槽31。
由此，通过使动、静片组与筒体、以及驱动轴的配合设置，一方面为气液混合提供了混合通道，另一方面为动片的旋转提供了动力、还为静片提供了支撑，结构简单，且使气液混合的实现方式简便，适用便捷性好。
所述壳体，包括：筒体3、安装在所述筒体3上端的上端盖21和安装在所述筒体下端的下端盖22；其中，
所述气体入口83和所述液体入口84，设置在所述下端盖22上；
所述气体出口81和所述液体出口82，设置在所述上端盖21上。
所述驱动机构，还包括：第一轴座71和第二轴座72；其中，
所述第一轴座71，设置于所述驱动轴6的第一端部与所述上端盖21之间，且与所述动静片组的第一端面抵接；
所述第二轴座72，设置于所述驱动轴6的第二端部与所述下端盖22之间，且与所述动静片组的第二端面抵接。
由此，通过设置在筒体端部的端盖，为气液混合提供了闭合空间，还为气液混合过程中原料和产物的进出提供了通道，进一步提升了气液混合的便捷性和可靠性。
所述驱动机构，还包括：第一磁体11和第二磁体12；其中，
所述第一磁体11，位于所述壳体的外部，且与所述第二磁体12极性相反地平行设置；所述第一磁体11由水轮驱动转动，从而使本装置用于与生活用水的水龙头连接时，可以通过水龙头的水压驱动水轮转动，进而提供动力支持。
所述第二磁体12，位于所述壳体的内部，且水平设置于所述驱动轴6的第一端部。
由此，通过磁体带动驱动轴6转动，使驱动轴6可以设置在壳体内部，不需要穿过壳体的壁与外部驱动机构连接，从而避免转动密封带来的密封性问题，降低了工艺难度，且驱动可靠性高。
可选择地，所述驱动轴6穿过所述壳体，并与外部动力机构连接。此时需要对壳体进行开孔，并在壳体和驱动轴6的连接处进行旋转密封，以确保驱动轴6转动过程中壳体的密封性能。
所述动力机构在水轮的驱动转动，从而使本装置用于与生活用水的水龙头连接时，可以通过水龙头的水压驱动水轮转动，进而提供动力支持。
如图7和图8所示，所述动片孔41和动片槽42沿着与所述筒形内壁的切向方向垂直或者相交的方向分布；所述静片孔51和静片槽52沿着与所述筒形内壁的切向方向垂直或者相交的方向分布。
由此，可以确保动片4和静片5在相对旋转的过程中，动片4上的动片孔 41和动片槽42能够多次与静片5上的静片孔51和静片槽52互相切割并贯通，从而更好地使气体和液体混合。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种气液混合装置，其特征在于，包括：
壳体，具有筒形内壁，在所述壳体的下端设有气体入口(83)和液体入口(84)，在所述壳体的上端设有气体出口(81)和液体出口(82)，并且所述气体出口(81)的高度高于所述液体出口(82)的高度；
动片组，设置在所述壳体的筒形内壁中，并位于所述壳体的两端之间，在所述动片组的动片(4)上，设置有动片孔(41)和/或动片槽(42)；
静片组，设置在所述壳体的筒形内壁上，并与所述动片组之间交错层叠设置，在所述静片组的静片(5)上，设置有静片孔(51)和/或静片槽(52)；
驱动机构，用于沿着所述筒形内壁的中心驱动所述动片组，使所述动片组相对于所述静片组旋转，并在旋转的过程中使动片上的动片孔(41)和/或动片槽(42)与静片上的静片孔(51)和/或静片槽(52)之间交叉或重叠。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述驱动机构包括驱动轴(6)，所述动片组固定安装在所述驱动轴上(6)；对应地，所述静片组的静片中心设有中心孔，所述驱动轴穿过所述中心孔；层叠设置的所述静片组和所述动片组覆盖住所述驱动轴(6)外部的所述筒形内壁的横截面空间。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，
所述静片(5)的形状与所述筒形内壁的横截面形状适配，并且所述静片(5)与所述筒形内壁紧密配合；所述静片(5)的中心孔的边缘接近所述驱动轴(6)；
和/或，
所述动片(4)的形状与所述筒形内壁的横截面形状适配，并且所述动片(4)的边缘与所述筒形内壁之间保留空隙。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，
在所述动静片组中，所述动片孔(41)的设置位置与所述静片孔(51)的设置位置相对应，以使所述动片孔(41)与所述静片孔(51)相贯通；
和/或，
在所述动静片组中，所述动片(4)与所述静片(5)之间，用垫片(101)做间隔，所述垫片(101)固定于所述驱动轴(6)上；
和/或，
在所述壳体的上端还设有浮阀，所述浮阀用于控制所述液体出口(82)的开闭，使所述壳体中的液位高度高于所述液体出口(82)的高度时，由所述浮阀控制打开所述液体出口(82)；当所述壳体中的液位高度不高于所述液体出口(82)的高度时，由所述浮阀控制关闭所述液体出口(82)。
5.根据权利要求2-4之一所述的装置，其特征在于，
所述静片(5)的边缘设有安装耳状件(53)，所述壳体的内壁设有安装槽(31)，所述安装耳状件(53)内嵌于所述安装槽(31)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体，包括：筒体(3)、安装在所述筒体(3)上端的上端盖(21)和安装在所述筒体下端的下端盖(22)；其中，
所述气体入口(83)和所述液体入口(84)，设置在所述下端盖(22)上；
所述气体出口(81)和所述液体出口(82)，设置在所述上端盖(21)上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动机构，还包括：第一轴座(71)和第二轴座(72)；其中，
所述第一轴座(71)，设置于所述驱动轴(6)的第一端部与所述上端盖(21)之间，且与所述动静片组的第一端面抵接；
所述第二轴座(72)，设置于所述驱动轴(6)的第二端部与所述下端盖(22)之间，且与所述动静片组的第二端面抵接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述驱动机构，还包括：第一磁体(11)和第二磁体(12)；其中，
所述第一磁体(11)，位于所述壳体的外部，且与所述第二磁体(12)极性相反地平行设置；
和/或，所述第一磁体(11)由水轮驱动转动；
所述第二磁体(12)，位于所述壳体的内部，且水平设置于所述驱动轴(6)的第一端部。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动轴(6)穿过所述壳体，并与外部动力机构连接；
和/或，所述动力机构在水轮的驱动转动。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述动片孔(41)和/或动片槽(42)沿着与所述筒形内壁的切向方向垂直或者相交的方向分布；所述静片孔(51)和/或静片槽(52)沿着与所述筒形内壁的切向方向垂直或者相交的方向分布。
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