CN113019722B - 有自清洁功能的多级旋流空化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，包含储液罐、恒流泵、流量计、空化结构、排污罐与截止阀若干，空化结构包含旋流件与空化腔。包括污染物净化与自清洁两种工作模式。所述空化结构包含旋流器与空化腔，二者通过紧固件连接，旋流件与空化腔尺度可按需选取。所述旋流片由一定宽度、长度相当于管路内径的矩形沿管长方向扫描360°～720°得到，导程为1～2倍管路内径，外边缘与管路内壁相切。所述空化腔为文丘里管与节流孔中的一种本发明结合了水力空化现象的污染物净化与设备清洗双重功能，具有自清洁、空化效率高、多级空化、结构简单，易操作等特点。通过本发明，将提高空化效率，大大增加了装置的使用寿命与可靠性。

Description

有自清洁功能的多级旋流空化系统
技术领域
本发明涉及水力空化、流体处理技术领域，具体涉及一种有自清洁功能的多级旋流空化系统。
背景技术
空化是当流体通道突缩时，流体局部压力降低至其饱和压力以下，空泡从流体中析出、发展、溃灭的一种现象。利用空泡溃灭时产生的高温高压作用，可以促进有机物的降解，实现污物处理；利用其冲击波作用，可以打破壁面与污物之间的粘合，实现设备清洗。近年来，水力空化技术逐步得以关注，衍生出多种水力空化装置，在污物处理、金属表面清洁等方面具有可观的应用前景。
CN109205696A公开了一种新型空化装置，主结构为异形空化叶片，上面开有若干通孔。通过电机带动空化叶片旋转，产生空泡。异形空化叶片可以使污水进行多次空化，达到更好的净化效果。
CN106964611B公开了一种管道除垢的复合型空化清洗器，包括叶片清洗结构和喷嘴，二者通过自锁螺纹连为一体。叶片清洗结构包括内外层两组叶片，交错叠放，可通过调节上下折弯角实现不同功能。
由已公开的空化装置可以发现，其核心空化部件多为螺旋状或有一定扭转角的异形结构，而在用其净化水或油类高粘度流体的过程中，流体内杂质极易附着于空化结构上，清洗难度较大，因此自清洁功能对于空化装置的可靠运转也十分重要。
发明内容
本发明的目标在于解决现有技术不足，提供一种有自清洁功能的多级旋流空化系统。具有自清洁、空化效率高、多级空化等特点。
为解决上述技术问题，本发明的有自清洁功能的多级旋流空化系统，包含以下技术手段：一套有自清洁功能的多级旋流空化系统，包括储液罐、恒流泵、流量计、空化结构、排污罐与截止阀，工作模式包含净化模式与自清洁模式；所述储液罐中液体通过恒流泵、流量计进入空化结构；所述恒流泵为流体提供动力，同时保证流量相对稳定；所述流量计用于监测系统流量是否超出限定值；所述排污罐用于清洗后流体携带污物流入；所述截止阀启闭控制流体流向。
进一步，所述空化结构包含旋流器与空化腔，二者通过紧固件连接，旋流件与空化腔尺度可按需选取。
进一步，所述旋流片由一定宽度、长度相当于管路内径的矩形沿管长方向扫描360°～720°得到，导程为1～2倍管路内径，外边缘与管路内壁相切。
进一步，所述空化腔为文丘里管与节流孔中的一种。
所述有自清洁功能的多级旋流空化系统处于净化模式时，包括以下步骤：
步骤一：待处理流体通过连通管路流入储液罐，进入储液罐前需确保待处理流体中无颗粒状杂质，以免堵塞管路。
步骤二：储液罐中液体通过恒流泵、流量计进入空化结构。恒流泵为流体提供动力，同时保证流量相对稳定；流量计用于监测系统流量是否超出限定值。
步骤三：流体进入旋流器，流通截面减小，形成稳定的高速旋流，旋转流动的液体中心为低压区，为空化泡的形成提供了有利条件；接着，进入空化腔，流通截面进一步减小，流速突升，压力突降，生成空化泡；随后，流通截面逐渐增大，压力恢复，空化泡溃灭，促进流体内有机物降解。
步骤四：流体返回储液罐，形成循环回路，多次进入空化结构，实现对流体的反复、多级净化。
所述有自清洁功能的多级旋流空化系统处于自清洁模式时，包括以下步骤：
步骤一：向储液罐中加入洁净流体，必要时可加入清洗剂。
步骤二：储液罐中液体通过恒流泵、流量计进入旁路。
步骤三：流体进入空化腔，流通截面突然减小，流速突升，压力突降，生成空化泡；随后，进入旋流器，压力有所恢复，空化泡溃灭，利用空化泡溃灭时的冲击波作用，实现对旋流器的清洗。
步骤四：清洗后，流体携带污物流入排污罐。
本发明采用的方法，其优点和有益效果是：
(1)含自清洁功能，大大增加了装置的使用寿命与可靠性；
(2)空化效率高，含旋流腔，使得流入的液体高速稳定的旋转，由于旋转中心流速高，压力低，利于空化泡的生成；
(3)多级空化，可对流体进行多次反复处理，确保其内的有机物最大程度的分离；
(4)结构简单，易操作，具有工程可行性。
附图说明
图1是本发明实施例的净化模式下的系统原理图。
图2是发明实施例的自清洁模式下的系统原理图。
图3是发明实施例的空化结构示意图。
图4是发明实施例的旋流器内的旋流片示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行进一步的说明。其中：1为储液罐；3为恒流泵；4为质量流量计；7为空化结构；10为排污罐；2、5、6、8、9为截止阀；7-1为旋流器；7-2为空化腔。
本发明所述的系统如图1和图2所示。由储液罐1、恒流泵3、流量计4、空化结构7、排污罐10与截止阀2、5、6、8、9组成。
空化结构7的结构如图3所示，由旋流器7-1与空化腔7-2组成。旋流器7-1内部的旋流片如图4所示，为螺旋结构，外边缘与旋流器管路内壁相切，流体经过旋流器7-1时可产生高速旋流；空化腔7-2由3段构成，分别为渐缩(突缩)段、喉部与渐扩(突扩)段。
本发明所述系统处于净化模式时，阀门2、6、8处于开启状态，阀门5、9处于闭合状态，流体流向如图1所示。待处理流体流入储液罐1，通过恒流泵3、流量计4进入旋流器7-1，较强的离心力作用使得流体被甩向壁面处，形成稳定的高速旋流，有利于促进空化泡的生成；接着，流体进入空化腔7-2的喉部，流速突升，压力突降，生成空化泡；随后，进入渐扩(突扩)段，压力恢复，空化泡溃灭，完成流体的单次净化；流体返回储液罐1，形成闭合回路，多次经过空化结构7，直至达到净化需求。
本发明所述系统处于自清洁模式时，阀门2、5、9处于开启状态，阀门6、8处于闭合状态，流体流向如图2所示。首先向储液罐1中加入洁净流体，也可添加清洗剂；流经恒流泵3、流量计4后进入空化结构7，此时结构7中的流体流向与净化模式时相反，流体先进入空化腔，生成空化泡，再流入旋流器7-1，空化泡溃灭，利用空化泡溃灭时的冲击波能量，实现旋流器的清洗；清洗后，流体携带污垢流入排污罐10。

Claims (9)

1.一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，包括储液罐、恒流泵、流量计、空化结构、排污罐与多个截止阀，工作模式包含净化模式与自清洁模式，所述空化结构包含旋流器与空化腔；
在净化模式下，控制多个截止阀开启闭合状态，使得所述储液罐中液体通过恒流泵、流量计自所述空化结构的所述旋流器一端进入空化结构，并自所述空化结构的所述空化腔一端流出返回至所述储液罐，形成闭合回路；
在自清洁模式下，控制多个截止阀开启闭合状态，使得所述储液罐中洁净流体通过恒流泵、流量计自所述空化结构的所述空化腔一端进入空化结构，并自所述空化结构的所述旋流器一端流出，实现旋流器的清洗，流体携带污垢流入所述排污罐；
所述恒流泵为流体提供动力，同时保证流量相对稳定；
所述流量计用于监测系统流量是否超出限定值；
所述排污罐用于清洗后流体携带污物流入；
所述截止阀启闭控制流体流向。
2.如权利要求1所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述空化结构的旋流器与空化腔通过紧固件连接，旋流器与空化腔尺度按需选取。
3.如权利要求2所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述空化腔为文丘里管或节流孔中的任意一种。
4.如权利要求2所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述旋流器中旋流片厚度为1～2mm。
5.如权利要求2或4所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述旋流器中旋流片扫描角度为360°～720°。
6.如权利要求5所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述旋流器中旋流片导程为1～2倍管路内径。
7.如权利要求6所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述旋流器中旋流片外边缘与管路内壁相切。
8.如权利要求2所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述旋流器旋流片为螺旋结构。
9.如权利要求2所述的一种有自清洁功能的多级旋流空化系统，其特征在于，所述空化腔由3段构成，分别为渐缩段、喉部与渐扩段。
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