CN112047425A - 一种流体动力三级空化装置 - Google Patents

Abstract

一种流体动力三级空化装置，属于流体空化领域，其组成包括进水口A、出水口B、进气孔C、孔板1、圆台形孔板2、圆台形孔板孔3、圆筒4、第一环形孔5、挡板元件6、第二环形孔7、长杆8、端盖9、手柄10、空化管体11、圆台形孔板底面孔12。其特征在于，圆孔3的分布、挡板元件6轴向截面形状可以改变，圆台形孔板2、挡板元件6分别与长杆8进行配合且可随长杆同轴移动，进而改变三个空化场位置及强度；孔板1设有进气孔，在进水口流体中混入大量微气泡；为下游的三处空化场提供足够的气核；本发明采用的三级级空化结构，弥补了空化不充分的缺点，释放出更多的能量；本空化装置结构简单、操作方便、成本低，有效地提高空化的效率，具有十分可观的发展与应用前景。

Description

一种流体动力三级空化装置

所属技术领域

本发明公开了一种流体动力三级空化装置，属于流体动力空化领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，因水力空化瞬间集聚高能量和高湍流可为一般条件下难以实现的物理、化学反应提供了一种非常特殊的高压高温环境，使得空化技术被广泛应用到化工、制药、提炼、污水处理等众多领域。在污水处理方面，传统处理方法普遍存在能耗高、效率低、产生二次污染，水力空化技术则是一种新型的物化水处理技术，水力空化中空化泡溃灭导致微射流和冲击波的产生，形成了高温高压的环境，从而对有机污染物进行有效降解。水力空化强度越高，空化效果越好，对有机污染物的降解效率越高，其污水处理效果也就越好。

流体动力空化是由于流体在流动内部或在挡板体边界处的局部压降，当液体压力降低至饱和蒸汽压以下，会使得液体汽化，从而导致气核快速生长，形成空化泡，当空化泡遭遇流体的局部高压时，空化泡由于内外压差的作用将收缩甚至破裂，瞬间产生很大的压力脉冲和局部热点，从而转变为液体。

发明内容

本发明提供一种结构较为简单的可实现三级空化的的空化装置，具有使用方便、空化效率高、各种形状挡板元件可拆卸更换、流通室可变等特点。

本发明的技术方案为：一种流体动力三级空化装置，其主要组成包括空化管体、孔板、圆台形孔板、挡板元件和长杆，其特征在于，所述空化管体前端进水口，管体径向设有出水口，后端口完成长杆及节流元件的安装与拆卸；所述孔板径向具有一个进气孔与孔板上的进水孔相通，孔板进水孔轴向带有圆筒；所述长杆前端与圆台形孔板采用螺纹连接或其他连接方式固定，挡板元件套在长杆上，圆台形孔板与孔板圆筒之间形成第一环形孔，长杆与空化管体之间装有密封圈，长杆与管体采用螺纹连接，空化管体后端有端盖密封。

进一步地，所述圆台形孔板底面上有孔与长杆连接，圆台形孔板与孔板圆筒留有一定空隙，形成第一环形孔，孔板侧面有一周小孔。

进一步地，所述挡板元件采用梯形台结构，两个具有一定角度的斜面与空化管体内壁面形成具有渐缩段、喉部、渐扩段结构的第二环形孔，通过改变挡板元件斜面角度可影响空化。

进一步地，所述长杆可通转动手柄实现带着圆台形孔板与挡板元件在管内移动，改变环形孔的位置。

本发明的有益效果是：

1.在孔板径向设有进气孔，液体与气体在进水口将其混合，从而液体中将溶解更多气体，在流经流体空化场时，会生成大量的微气泡，提高空化效率。

2.通过改变圆台孔板的孔数、挡板元件的形状及长杆的位置，可实现对空化场强度的控制。

3.本发明采用的是三级空化结构，通过一级一级的空化，可以有效地防止空化的不充分，释放更多的空化能量，从而有效地提高空化的效率。

4.本空化装置结构简单、操作方便、成本低，通过圆台形孔板和挡板元件实现了三次次空化，大大缩短空化时间，降低能耗。

附图说明

附图1，本发明的结构剖视图。

附图2，本发明的圆台形孔板结构示意图。

附图3，本发明的挡板元件结构剖视图。

图中：进水口A、出水口B、进气孔C、孔板1、圆台形孔板2、圆台形孔板孔3、圆筒4、第一环形孔5、挡板元件6、第二环形孔7、长杆8、端盖9、手柄 10、空化管体11、圆台形孔板底面孔12。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。

如图1至3，一种流体动力三级空化装置，包括孔板1、圆台形孔板2、挡板元件6、长杆8、端盖9、手柄10、空化管体11。孔板1安装在靠近进水口A 一侧指定位置，气体能够通过进气孔C穿过孔板1进入流体中，孔板1与空化管 11采用螺钉连接或其他连接方式固定。孔板1与圆筒4为一体结构，圆筒4与圆台形孔板2的间隙形成第一环形孔5；圆台形孔板2底面开孔12与长杆8螺纹连接或其他连接方式固定，圆台形孔板2侧面开有一周圆孔3，所述圆孔3具有6孔、9孔等不同的分布形式；挡板元件6采用套筒式安装在长杆8上，与空化管内壁形成具有渐缩段、喉部、渐扩段结构的第二环形孔7，所述挡板元件6 可改变其形状去改变第二环形孔7的位置和形状，进而影响第三空化场的强度；所述长杆8与空化管壁11采用螺纹连接，加有密封圈，端盖9对空化系统进行密封；通过转动手柄10可实现长杆8带动圆台形孔板2与挡板元件6同轴水平移动，改变第一环形孔5与第二环形孔7的位置和形状，进而改变空化强度。

本发明的工作过程如下：

本发明空化装置可以实现三级空化，正常工作时，流体从进口端A流入时，气体通过进气孔C被引入孔板1的孔，当液体流过孔板1时将气体与液体混合。气体保持与液体流速不同的流速(气体流速和液体流速之间的比率约为0.1或更小)。当液体第一环形孔5时，流体局部收缩，液体的速度增加，压力降低，当压力低于当前液体的饱和蒸气压时，在环形孔5下游产生第一空化场，一些原本溶解于液体中的气体开始析出，即有气泡产生，当到达一个高静压区时，气泡受到部分或完全挤压，发生溃灭；接着液体和气体微气泡继续向孔3移动，流体又开始局部收缩，液体速度增加，压力减小，当达到液体饱和蒸汽压时，在孔3下游形成第二个流体动力空化场，由此产生的空化气泡当压力升高时，气泡再次溃灭。与第一阶段水动力空化后产生的微气泡相比，第二次微气泡的尺寸更小、更均匀。然后，液体和微气泡受挡板元件6的节流作用，流体流过第二环形孔7，由于管径逐渐变小，流速变大，压力变小，低于当前液体饱和蒸气压时又会有气泡产生，随着渐扩段管径的逐渐增加，流速逐渐减小，压力逐渐增加，之前产生的气泡又会逐渐溃灭。最后液体和微气泡从出水口B流出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些发明和改进都属于要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种流体动力三级空化装置，其特征在于，其主要组成包括空化管体、孔板、圆台形孔板、挡板元件和长杆。所述空化管体前端进水口，管体径向设有出水口，后端为长杆及节流元件的安装与拆卸口；所述孔板径向具有一个进气孔与孔板上的进水孔相通，孔板进水孔轴向带有圆筒，圆筒与孔板为一体结构；长杆前端与圆台形孔板采用螺纹连接或其他连接方式固定，挡板元件以套筒形式套在长杆上，长杆与管体采用螺纹连接，空化管体后端有端盖密封。

2.根据权利要求1所述的一种流体动力三级空化装置，其特征在于，圆台形孔板底面上有孔与长杆连接，孔板与孔板圆筒留有一定空隙，形成第一环形孔，圆台形孔板侧面有一周小孔均匀分布。

3.根据权利要求2所述的一种流体动力三级空化装置，其特征在于，挡板元件截面采用梯形台结构，两个具有一定角度的斜面与空化管体内壁面形成具有渐缩段、喉部、渐扩段结构的第二环形孔。

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