CN112546989A - 水力空化强化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水力空化强化设备，其中，水力空化强化设备包括：底座支架，设置在所述底座支架上的法兰组以及电机，所述法兰组的两个法兰形成有腔体，所述两个法兰的中心分别设置有密封环，两个密封环之间夹设有叶片组；远离所述电机的法兰上设置有进口管，靠近所述电机的法兰上设置有出口管；其中，所述叶片组的轴穿过所述两个密封环，且通过联轴器与所述电机的轴固定连接，以在所述电机的带动下旋转。从而能够通过叶片组的旋转以及切割，对腔体中的液体进行剪切、摩擦、离心、湍流等，带动腔体中的所有液体进行流动，促使腔体中液体的流速发生较大变化，腔体内的液体的压力发生变化，加剧空化过程，提高空泡产生效率和空化效应的利用效率。

Description

水力空化强化设备
技术领域
本发明涉及空化技术领域，尤其涉及一种水力空化强化设备。
背景技术
空化是一种在液体流场低压区域形成蒸气空泡的过程，当液体内压强降低到饱和蒸气压以下时，空化过程所形成的气泡开始出现并生长，随着时间的延长，空泡膨胀、生长、压缩和溃灭。这一过程是爆炸性的，不到千分六秒，空泡在急剧崩溃的瞬间可释放巨大的能量，瞬间产生局部高温(1900-5000K)和高压(达140MPa-170Mpa)，并产生速度约为110m/s、强大冲击力的微射流，因此引起空蚀、空噪、振动和发光等一系列现象，通常将空化所产生的这些作用称之为空化效应。
通常产生空化的方式有四种类型：声空化、光空化、粒子空化和水力空化。其中，声空化是指向液体中辐射声波(一般频率在16kHz-100MHz超声波)时，在时空上产生压力起伏，出现低于静态压力的负压，此时该区域出现微小气泡，并随着声压的变化做脉动、振荡，或伴随有生长、收缩以致破灭的现象。光空化是指高强度的光辐射(如激光)割裂连续流体所产生空化泡的现象。粒子空化是由其他类型的基本粒子割裂连续流体所产生，只是这里的基本粒子一般是质子、电子等。水力空化则是通过系统几何结构促使流体中流速的变化创造液体中压力变化，从而形成负压，产生空化泡。除水力空化外，其他三种由于输入能量较低、作用空间有限，均很难在大规模工业化生产中得以高效应用。
目前的系统几何结构，通过螺旋部件的设置或者振动簧片的振动来改变液体的流速，进而产生空泡，但上述结构只能带动局部液体，且液体的流速变化较小，空泡产生效率差，导致空化效应的利用效率差。因此，如何提升空化效应的利用效率，是一个非常重要的课题。本发明设计了一种新型的旋转式水力空化，可提升空化器的空化效应，强化其性能，发挥其效果。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种水力空化强化设备。
为了实现上述目的，本发明实施例的水力空化强化设备，包括：底座支架，设置在所述底座支架上的法兰组以及电机，所述法兰组的两个法兰形成有腔体，所述两个法兰的中心分别设置有密封环，两个密封环之间夹设有叶片组；远离所述电机的法兰上设置有进口管，靠近所述电机的法兰上设置有出口管；其中，所述叶片组的轴穿过所述两个密封环，且通过联轴器与所述电机的轴固定连接，以在所述电机的带动下旋转。从而能够通过叶片组的旋转以及切割，对腔体中的液体进行剪切、摩擦、离心、湍流等效应，带动腔体中的所有液体进行流动，促使腔体中各个位置的液体的流速发生较大变化，使得腔体内的液体的压力发生变化，加剧空化过程，提高空泡产生效率和空化效应的利用效率。
另外，根据本发明的水力空化强化设备还具有如下附加技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述叶片组中包括多个叶片，所述多个叶片围绕所述叶片组的轴均匀设置。
在本发明的一个实施例中，所述叶片为带有多个交叉孔的限流板。
在本发明的一个实施例中，所述限流板为曲面限流板。
在本发明的一个实施例中，叶片上相邻两个交叉孔之间的沟槽间距为2-15mm。
在本发明的一个实施例中，所述进口管上设置有进口流量阀，对所述进口管的流量进行限制。
在本发明的一个实施例中，所述出口管上设置有出口流量阀，对所述出口管的流量进行限制。
在本发明的一个实施例中，所述叶片的尺寸信息包括：叶片高度为D，叶片长度为0.8D，叶片宽度为0.1D，其中，D表示叶片直径。
在本发明的一个实施例中，所述叶片组的转速为3000-6000rpm。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的水力空化强化设备的结构示意框图。
图2是根据本发明的水力空化强化设备的侧视示意图。
图3是根据本发明的水力空化强化设备的俯视示意图。
图4是根据本发明的水力空化强化设备中叶片组的示意图。
图5是根据本发明的水力空化强化设备中叶片组的侧视示意图。
图6是根据本发明的水力空化强化设备中叶片组中叶片的示意图。
附图标记：
1、底座支架；2、法兰；3、电机；4、密封环；5、叶片；6、进口管；7、出口管；8、联轴器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图1-图6描述本发明实施例的水力空化强化设备。
如图1-图6所示，根据本发明实施例的水力空化强化设备包括：
底座支架1，设置在所述底座支架1上的法兰组以及电机3，所述法兰组的两个法兰2形成有腔体，所述两个法兰2的中心分别设置有密封环4，两个密封环4之间夹设有叶片组；
远离所述电机3的法兰2上设置有进口管6，靠近所述电机3的法兰2上设置有出口管7；
其中，所述叶片组的轴穿过所述两个密封环4，且通过联轴器8与所述电机3的轴固定连接，以在所述电机3的带动下旋转。
其中，叶片组中可以包括多个叶片5，多个叶片5围绕叶片组的轴均匀设置，例如，叶片数量可以为5个，5个叶片围绕叶片组的轴均匀设置，相邻两个叶片之间的角度为72度，如图5所示，为水力空化强化设备中叶片组的侧视示意图。其中，如图2所示，为水力空化强化设备的侧视示意图，在远离所述电机3的法兰2上设置有进口管6，靠近所述电机3的法兰2上设置有出口管7。
其中，如图3所示，为水力空化强化设备的俯视示意图。在图3中，两个法兰2假设的矩形区域，即为腔体。
本实施例中的水力空化强化设备，电机3可以通过联轴器8带动叶片组的轴进行转动，进而带动轴上的多个叶片进行旋转。多个叶片在旋转的过程中，对腔体内的液体进行切割、摩擦等，带动腔体中的所有液体进行流动，促使腔体中各个位置的液体的流速发生较大变化，使得腔体内的液体的压力发生变化，产生负压，产生空泡。
为了进一步对腔体内的液体进行摩擦，所述叶片5可以为带有多个交叉孔的限流板，以便液体从交叉孔中穿过，增大摩擦面积，增大液体的流速变化量，提高空泡产生效率。其中，叶片上相邻两个交叉孔之间的沟槽间距例如为2-15mm，如图6所示，为水力空化强化设备中叶片组中叶片的示意图。
进一步地，所述限流板为曲面限流板，在腔体体积一定的情况下，若限流板为曲面限流板，能够增加限流板的长度，进而增加限流板与墙体内液体的接触面积，进一步对腔体内的液体进行摩擦，带动腔体内更多的液体进行流动。
进一步地，为了实现对腔体内流量的限制，进口管6上可以设置有进口流量阀，对进口管6的流量进行限制；出口管7上设置有出口流量阀，对出口管7的流量进行限制。
进一步地，叶片的尺寸信息例如可以包括：叶片高度为D，叶片长度为0.8D，叶片宽度为0.1D，其中，D表示叶片直径。其中，叶片直径可以根据腔体的尺寸确定，只要叶片能够放置在腔体内即可。叶片组的转速可以为3000-6000rpm。
本实施例中，在图1和图2所示的水力空化强化设备的结构的基础上，将叶片设置为曲面限流板，将叶片的尺寸信息例如可以设置为，直径为100mm，高度为100mm，长度为80mm，宽度为10mm；叶片上相邻交叉孔之间的沟槽间距设置为9.6mm；叶片组的转速设置为3000rpm的情况下，能够通过叶片组的旋转以及切割，对腔体中的液体进行充分的剪切、摩擦、离心、湍流等，带动腔体中的所有液体进行流动，促使腔体中各个位置的液体的流速发生较大变化，使得腔体内的液体的压力发生变化，加剧空化过程，提高空泡产生效率和空化效应的利用效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水力空化强化设备，其特征在于，包括：
底座支架，设置在所述底座支架上的法兰组以及电机，所述法兰组的两个法兰形成有腔体，所述两个法兰的中心分别设置有密封环，两个密封环之间夹设有叶片组；
远离所述电机的法兰上设置有进口管，靠近所述电机的法兰上设置有出口管；
其中，所述叶片组的轴穿过所述两个密封环，且通过联轴器与所述电机的轴固定连接，以在所述电机的带动下旋转。
2.根据权利要求1所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述叶片组中包括多个叶片，所述多个叶片围绕所述叶片组的轴均匀设置。
3.根据权利要求2所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述叶片为带有多个交叉孔的限流板。
4.根据权利要求3所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述限流板为曲面限流板。
5.根据权利要求3所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述叶片上相邻两个交叉孔之间的沟槽间距为2-15mm。
6.根据权利要求1所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述进口管上设置有进口流量阀，对所述进口管的流量进行限制。
7.根据权利要求1或6所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述出口管上设置有出口流量阀，对所述出口管的流量进行限制。
8.根据权利要求1所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述叶片的尺寸信息包括：叶片高度为D，叶片长度为0.8D，叶片宽度为0.1D，其中，D表示叶片直径。
9.根据权利要求1所述的水力空化强化设备，其特征在于，所述叶片组的转速为3000-6000rpm。
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