CN111396175B - 一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雾化装置，包括至少一个转盘装置和转轴，转盘装置套接于所述转轴上；转盘装置包括若干个转盘和锁紧螺母，转轴上套接有轴套，转盘套接于轴套上，并通过锁紧螺母固定于转轴上；转盘包括盘体和设于盘体中部的固定座，固定座为中空圆柱状，在固定座内周壁上设有销孔，销孔与转轴外周壁上的销键匹配卡接。本发明结构紧凑、占地空间小，采用超重力装置净化尾气，增强气液混合能力，强化传质，净化能力优越；采用转盘式超重力装置，净化尾气能力优越，尾气中的PM颗粒物吸湿后被离心力甩到装置内壁上，滑落后由排液口排出除去PM颗粒物，转盘可以拆卸，方便安装维修。

Description

一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置
技术领域
本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置。
背景技术
中国的船舶保有量已经占到全球第四，但是船舶柴油机的污染也已经占到长三角、珠三角地区城市污染源的20％左右，因此船舶柴油机的排放控制具有重要的环保意义和广泛的市场需求。
然而，常规的柴油机废气净化手段，颗粒物捕集器(DPF)、湿式洗涤、氧化催化器技术、低温等离子技术、静电捕集技术、旋风分离技术、选择性催化还原(SCR)等技术，存在过滤材料需要更换、催化剂易失效、成本高等弊端，不适合安装在渔船这样出海时间长、运行工况恶劣的运动载体上。
柴油机的尾气排放的废气中包含有气态及固态的污染物，气态污染物中主要为NOx、SO2、CO、HC及含硫混合物等；固态污染物最主要的是碳化颗粒物。在现有技术中，净化上述气态污染物的超重力方法主要采用旋转填料床(RPB)+选择性催化还原法(SCR)净化气态污染物中的Nox、CO、SOx；采用这种方法时，反应物是气态氨NH3，通常获得气态氨的方法是：通过超重力旋转将尿素-水溶液变为微液滴状态并与高温尾气充分混合，在高温尾气的作用下尿素-水溶液中的尿素迅速被加热至160℃以上分解，产生氨气NH3和缩二脲CONH，其中氨气NH中的一部分作为脱除SO2的反应物，另一部分与尾气混合进入旋转填料床填料中，作为选择性催化还原法的反应物，在高温和催化的环境下去除尾气中的氮氧化物。但是这种方法应用在船用柴油机尾气净化装置中会产生很多问题；产生这些问题的原因是因为船用柴油机用的燃料是普通柴油或者燃料油，尤其是一些海船使用的是馏分燃料油或者残渣燃料油，都属于原油蒸馏后最重的部分，这些油品的硫含量大约为车用柴油的几百倍，其中其它的杂质也比车用柴油高得多。这就造成了在船用柴油机尾气中不仅存在上述的气态和固态污染物，而且还含有大量的燃烧未尽的重油微液滴、碳化、硫化颗粒物甚至还有很多粘度极高的类沥青物质，这些物质在进入旋转填料床转子填后，在2～3月内很快会沉积在多孔介质填料内，形成极难清理的堵塞，造成旋转填料床失效。
针对这种不足，以船柴油机为对象，研究一种超重力液体吸收废气净化技术装置。
发明内容
本发明的目的提供一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
根据本发明的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，包括至少一个转盘装置和转轴，所述转盘装置套接于所述转轴上；所述转盘装置包括若干个转盘和锁紧螺母，所述转轴上套接有轴套，所述转盘套接于所述轴套上，并通过所述锁紧螺母固定于所述转轴上；所述转盘包括盘体和设于所述盘体中部的固定座，所述固定座为中空圆柱状，在固定座内周壁上设有销孔，所述销孔与所述转轴外周壁上的销键匹配卡接，所述盘体与所述固定座的圆心处于同一轴线上，所述盘体可由多个盘块组成，每个盘块的内角之和为360°，盘块内角组成一个圆状套接在固定座上，相邻盘块的边沿之间通过连接件固接。
本发明所提供的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，结构紧凑、占地空间小，采用超重力装置净化尾气，增强气液混合能力，强化传质，净化能力优越；采用转盘式超重力装置，净化尾气能力优越，尾气中的PM颗粒物吸湿后被离心力甩到装置内壁上，滑落后由排液口排出除去PM颗粒物，不存在颗粒物堵塞问题，且便于安装拆卸以及清洗，转盘可以拆卸，方便安装维修。
在一些实施方式中，所述盘体为直面圆盘，且盘体的半径和角速度的关系有ωr>58m/s。
在一些实施方式中，所述连接件包括连接片和固定螺栓，连接片两端面分别设于两盘块上，固定螺栓分别固定于盘块上。
在一些实施方式中，所述转轴为中空转轴，所述转轴一端设有螺栓，另一端连接有进液管，所述进液管与所述转轴之间设有防水密封器，所述转轴设有螺栓的一端还连接有动力装置。
在一些实施方式中，所述防水密封器包括轴承座、轴承、防水垫圈、密封罩和螺丝，所述轴承中插装有转轴，轴承外套接有轴承座，所述轴承座与所述密封罩之间还设有防水垫圈，轴承座与密封罩通过螺丝固定，所述密封罩上开设有一穿孔，用于穿设所述进液管，所述进液管的另一端部设于水槽中，进液管通过水泵给水。
在一些实施方式中，所述转轴上开设有喷孔，所述喷孔以转轴的中轴线为基准，倾斜开孔，喷孔的开口方向对准所述转盘装置上，倾斜角度为30-60°，喷孔的孔径为1-3mm，喷孔的数量为若干，设于所述转轴。旋转轴为中空轴，从轴中空部分供给吸收液，在中空轴上倾斜开孔，通过轴的旋转使吸收液从轴上口喷出雾化形成超重力状态。更多的方案，可在轴上孔内安装喷孔，帮助吸收液更好的雾化。
在一些实施方式中，所述动力装置包括电机、减速器、主动轮和从动轮，所述电机的动力输出端连接有减速器，所述减速器的动力输出端设有主动轮，所述从动轮设于所述转轴上，主动轮与从动轮之间通过皮带连接，主动轮和从动轮的传动比为1.2-1.5，主动轮的转速范围为0-2800r/min。
在一些实施方式中，所述动力装置固设于支撑板上，所述支撑板安装于支架上，所述支架上设有壳体，所述支撑板固定安装于所述支架一侧。
在一些实施方式中，所述转轴设于所述壳体内，所述壳体上设有进气口、排气口，进气口设于所述壳体上部，排气口设于所述壳体下部，所述壳体下端部设有排液口。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的立体结构示意图；
图2为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的主视结构示意图；
图3为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的侧视结构示意图；
图4为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的俯视结构示意图；
图5为本发明的图2中的A的局部放大示意图；
图6为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的转盘的结构示意图；
图7为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的转盘的立体结构示意图；
图8为本发明的一种实施方式的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置的转盘的平面结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明进行进一步详细的说明。
如图1～4中所示，一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，包括壳体1、进气口2、排气口3、转轴4、动力装置5和排液口6，壳体1上开设有进气口2和排气口3，壳体1下端部设有排液口6，吸收液和反应后的废液都可通过排液口6进行排放。
还包括至少一个转盘装置7和转轴4，转盘装置7套接于转轴4上；其中，转盘装置7的数量至少为一个，转盘装置7包括转盘71和锁紧螺母，转盘71套接于转轴4上，并通过锁紧螺母进行固定于转轴4上；转盘71安装稳定性好，方便后续的高速转动，安装多个转盘71能吸收液的雾化效果更好。
本实施例中，转盘装置7的数量为1个，而转盘装置7的具体数量则根据实际所需而定。本申请中的转盘装置7为圆盘，其规格为半径约为0.18m～0.2m。
即，转盘装置7在高速旋转中，其轨迹边沿也形成圆形状，从转轴4中的中喷孔42喷出的液体溢到转盘装置7的表面上，转动的转盘装置7通过离心力将圆盘上的液膜甩出，形成雾化的水滴。
其中，如图6-8中所示，转盘71包括盘体711和固定连接或一体成型固接于盘体711中部的固定座712，固定座712为中空圆柱状，在固定座712内周壁上设有销孔713，销孔713与转轴4外周壁上的销键匹配卡接，盘体711与固定座712的圆心处于同一轴线上。
盘体711还可采用多个盘块组成，如，盘体711为圆盘，则可将盘体711分为若干个盘块，每个盘块的内角之和为360°，盘块内角组成一个圆状套接在固定座712上，盘块712通过螺栓固定安装于固定座712上，每个盘块的边沿之间相互之间抵接即可；每个盘块的外边沿可以组成一个整圆，也可以是不规则形状。
中空转轴4高速旋转，转盘71边缘的线速度可以达到一个很高的程度，边缘线速度达到50m/s以上，优选的达到58m/s以上，方便液体在与转盘71分离时雾化，且雾化效果好。
吸收液由进液管8进入中空转轴4，吸收液液体由中空转轴4上的喷孔42甩出，转轴4高速旋转形成超重力状态，液体分裂形成薄膜、韧带、液滴，极大的增强了混合传质能力，吸收液与船用柴油机尾气中的NOX、SOX、HC等污染物发生反应，除去NOX、SOX、HC，颗粒物吸湿后被离心力甩到装置内壁上，除去颗粒物，实现NOX、SOX、HC、PM颗粒物的协同净化。
反应后的溶液由排液口6排出，经过滤后排入储液箱，循环利用；采用的净化吸收液可以通过尾液回收，循环使用。
本公开吸收液采用尿素溶液，且可通过尾液回收，循环利用尿素。
反应原理如下：
氨水同时脱硫脱销反应原理
SO2+2NH3+H2O→(NH4)2SO3
SO2+NH3+H2O→NH4HSO3
SO3+2NH3+H3O→(NH4)2SO4
SO3+NH3+H2O→NH4HSO4
4NH3+4NO+O2→4N2↑+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2↑+6H2O
尾液回收原理
NH4HSO3+NH4OH→(NH4)2SO3+H2O
(NH4)2SO3+0.5O2→(NH4)2SO4
本发明所提供的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，结构紧凑、占地空间小，采用超重力装置净化尾气，增强气液混合能力，强化传质，净化能力优越；采用转盘式超重力装置，净化尾气能力优越，尾气中的PM颗粒物吸湿后被离心力甩到装置内壁上，滑落后由排液口排出除去PM颗粒物，不存在颗粒物堵塞问题，且便于安装拆卸以及清洗，转盘可以拆卸，方便安装维修。
盘体711为圆盘或曲面盘，任意形状的盘体都可以使用，且盘体711表面可以是平整的也可以是曲面盘，本实施例中，采用的是圆形的盘体711。
液滴在圆盘分离的边缘线速度须达到50m/s以上。
R＝v/ω
ω＝2πn
上式中，R为圆盘半径，v为圆盘的边缘线速度m/s，ω为圆盘的角速度rad/s，n为圆盘的转速r/s。
优选的，盘体711的半径和角速度的关系有：ωr>58m/s。
转轴4为中空转轴,转轴中空部可以顺利通过吸收液，转轴4安装于壳体1内部，转轴4上固定安装有转盘装置7，吸收液在高速转动的转盘装置7上雾化，便于与尾气中的废气中进行各种反应。
其中，本实施例中，盘体711由四个盘块组成，其中，四个盘体等份分布，每个盘体之间通过连接件714固定连接，连接件714包括连接片和固定螺栓，连接片两端面分别设于两个盘块上，固定螺栓分别固定于盘块上，通过连接件714将两个盘块固定连接。
转轴4为中空转轴，转轴4一端设有螺栓，另一端连接有进液管8，进液管8与转轴4之间安装有防水密封器，转轴4底部开设有螺纹，通过螺栓螺旋堵住，螺栓可以方便打开转轴4，便于转轴4内部的清洗。
转轴4上开设有喷孔42，喷孔42以转轴4的中轴线为基准，倾斜开孔，喷孔42的开口方向对准转盘装置7上，倾斜角度为30-60°。本实施例中倾斜角度为30°，喷孔42的孔径为1-3mm，喷孔42的数量为若干，设于所述转轴4上其中，喷孔42对称开设于转轴4上。转轴4为中空轴，从轴中空部分供给吸收液，在中空轴上倾斜开孔，通过轴的旋转使吸收液从轴上口喷出雾化形成超重力状态。更多的方案，可在轴上孔内安装喷孔，帮助吸收液更好的雾化。
如图5中所示，防水密封器包括轴承座91、轴承92、防水垫圈93、密封罩94和螺丝95，轴承92为胶垫轴承，轴承92中插装有转轴4，轴承92外套接有轴承座91，轴承座91与密封罩94之间还设有防水垫圈93，轴承座91与密封罩94通过螺丝95固定，密封罩94上开设有一穿孔，用于穿设进液管8，进液管8的另一端部设于水槽中，进液管8通过水泵给水。
水槽设于壳体1外侧，如图1中所示，设置于壳体1底部，通过水泵将液体传送至转轴4中，水槽的数量可以是多个。
转轴4设有螺栓的一端还连接有动力装置5，动力装置5包括电机51、减速器52、主动轮53和从动轮54，电机51的动力输出端连接有减速器52，减速器52的动力输出端设有主动轮53，从动轮54设于转轴4上，主动轮53与从动轮54之间通过皮带连接，主动轮和从动轮的传动比为1.2-1.5，本实施例为1.2，主动轮53的转速范围为0-2800r/min。
动力装置5与转轴4相连接，动力装置5与转轴4之间的动力传动可以是刚性传动也可以是柔性传动，实际选择要根据雾化装置的立式结构或卧式结构；立式结构中，电机通过皮带以及皮带轮与主轴软性连接，这样的设计具有运行平稳、液滴分布均匀等优点；卧式结构中，通过减速器与主轴刚性连接，这样的设计具有传动效率高、结构设计简单等优点。
动力装置5采用电机，本申请中采用外接220V电源对交流电机进行供电，电机额定输出功率为750W，最高转速2800r/min，额定电流1.79A，额定扭矩2.3N.m。
动力装置5通过螺栓固定安装于支撑板55上，支撑板55安装于支架上，支架上设有壳体1，支撑板55固定安装于支架一侧。通过在架子的一侧设置支撑板55防止振动变形，同时作为电机的安装基座。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也视为发明保护之内。

Claims (9)

1.一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，包括至少一个转盘装置（7）和转轴（4），所述转盘装置（7）套接于所述转轴（4）上；所述转盘装置（7）包括若干个转盘（71）和锁紧螺母，所述转轴（4）上套接有轴套，所述转盘（71）套接于所述轴套上，并通过所述锁紧螺母固定于所述转轴（4）上；所述转盘（71）包括盘体（711）和设于所述盘体（711）中部的固定座（712），所述固定座（712）为中空圆柱状，在固定座（712）内周壁上设有销孔（713），所述销孔（713）与所述转轴（4）外周壁上的销键匹配卡接，所述盘体（711）与所述固定座（712）的圆心处于同一轴线上，所述盘体（711）可由多个盘块组成，所述多个盘块的内角之和为360°，组成一个圆状，盘块内角组成一个圆状套接在固定座（712）上，相邻盘块的边沿之间通过连接件（714）固接。
2.根据权利要求1所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述盘体（711）为直面圆盘，且盘体（711）的半径r和角速度ω的关系有ωr>58m/s。
3.根据权利要求1所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述连接件（714）包括连接片和固定螺栓，连接片两端面分别设于两盘块上，固定螺栓分别固定于盘块上。
4.根据权利要求1所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述转轴（4）为中空转轴，所述转轴（4）一端设有螺栓，另一端连接有进液管（8），所述进液管（8）与所述转轴（4）之间设有防水密封器（9），所述转轴（4）设有螺栓的一端还连接有动力装置（5）。
5.根据权利要求4所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述防水密封器（9）包括轴承座（91）、轴承（92）、防水垫圈（93）、密封罩（94）和螺丝（95），所述轴承（92）中插装有转轴（4），轴承（92）外套接有轴承座（91），所述轴承座（91）与所述密封罩（94）之间还设有防水垫圈（93），轴承座（91）与密封罩（94）通过螺丝（95）固定，所述密封罩（94）上开设有一穿孔，用于穿设所述进液管（8），所述进液管（8）的另一端部设于水槽中，进液管（8）通过水泵给水。
6.根据权利要求5所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述转轴（4）上开设有喷孔（42），所述喷孔（42）以转轴（4）的中轴线为基准，倾斜开孔，喷孔（42）的开口方向对准所述转盘装置（7）上，倾斜角度为30-60°，喷孔（42）的孔径为1-3mm，喷孔（42）的数量为若干，设于所述转轴（4）上。
7.根据权利要求4所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述动力装置（5）包括电机（51）、减速器（52）、主动轮（53）和从动轮（54），所述电机（51）的动力输出端连接有减速器（52），所述减速器（52）的动力输出端设有主动轮（53），所述从动轮（54）设于所述转轴（4）上，主动轮（53）与从动轮（54）之间通过皮带连接，主动轮和从动轮的传动比为1.2-1.5，主动轮的转速范围为0-2800 r/min。
8.根据权利要求7所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述动力装置（5）固设于支撑板（55）上，所述支撑板（55）安装于支架上，所述支架上设有壳体（1），所述支撑板（55）固定安装于所述支架一侧。
9.根据权利要求8所述的一种圆盘大小可替换的立式圆盘雾化装置，其特征在于，所述转轴（4）设于所述壳体（1）内，所述壳体（1）上设有进气口（2）、排气口（3），进气口（2）设于所述壳体（1）上部，排气口（3）设于所述壳体（1）下部，所述壳体（1）下端部设有排液口（6）。
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