CN117049644A - 一种旋流管式光催化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流管式光催化反应器，包括反应器筒体，所述反应器筒体的侧壁上进液管和出液管；还包括密封盖板和光照透明筒，所述密封盖板设置在所述反应器筒体上端，所述光照透明筒设置有三组，三组所述光照透明筒的内部设置有紫外光源，三组所述光照透明筒等距转动安装在所述反应器筒体的内部；所述阻流机构包括固定安装在所述反应器筒体中心部分的内筒体和固定安装在所述内筒体外周的阻流板，所述阻流板的一端固定安装有弧形板，所述阻流板靠近所述内筒体的一端开设有第一流通孔。该旋流管式光催化反应器，三组紫外光源转动在反应器筒体的内部，移动的光源保证了反应器筒体内部光源的不同区域的强度，提高光催化反应效率。

Description

一种旋流管式光催化反应器

技术领域

本发明涉及光催化反应设备技术领域，具体为一种旋流管式光催化反应器。

背景技术

随着工业的快速发展和居民生活水平的提高，产生了大量的工业废水和生活污水，而光催化氧化分解技术是当今前沿有效的污水处理技术，在利用光催化氧化的各种反应器中，光催化剂的存在形式主要有悬浮式和固定式两种。悬浮式反应器中催化剂颗粒悬浮在气液混合物中，虽然增加了催化剂与气液反应物的接触面积，但一直以来存在光催化剂难以回收利用的问题，有可能会影响出水水质；固定式反应器中催化剂颗粒或催化剂固定膜在反应器内处于静止状态，可以连续氧化处理废水，便于制作，污染物刷新速度快，传质效率较高。

如公开号为CN115925038A的一种增强型旋流管式光催化反应器，包括反应器外壳，所述反应器外壳的外部安装有漩流发生器，所述反应器外壳的内部设有光源保护透光套管，所述光源保护透光套管的内部设有高功率光源；所述反应器外壳内表面和光源保护透光套管外表面均覆有光催化剂薄膜。本发明能够充分利用残留紫外光，将被反应器壳体内表面光催化薄膜进行吸收和反射，吸收部分被光催化剂吸收转化成羟基自由基发生降解作用。

上述专利中还存在以下缺陷：光源设置在筒体外壳的中心部分，污水注入筒体外壳中，紫外光经过光催化薄膜的多重反射后，照射范围虽然能得到增加，但强度会减弱，极大程度上减弱了筒体外壳外周和中间部分污水的处理效果，不便于处理大容量的污水，处理效率低下，所以我们提出了一种旋流管式光催化反应器，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋流管式光催化反应器，以解决上述背景技术提出紫外光经过光催化薄膜的多重反射后，照射范围虽然能得到增加，但强度会减弱，极大程度上减弱了筒体外壳外周和中间部分污水的处理效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种旋流管式光催化反应器，包括反应器筒体，所述反应器筒体的侧壁上进液管和出液管；

还包括：

密封盖板，所述密封盖板设置在所述反应器筒体上端；

光照透明筒，所述光照透明筒设置有三组，三组所述光照透明筒的内部设置有紫外光源，三组所述光照透明筒等距转动安装在所述反应器筒体的内部；

阻流机构，所述阻流机构设置在所述反应器筒体的内部，所述阻流机构包括固定安装在所述反应器筒体中心部分的内筒体和固定安装在所述内筒体外周的阻流板，所述阻流板的一端固定安装有弧形板，所述阻流板靠近所述内筒体的一端开设有第一流通孔；

反光层，所述反光层固定安装在所述反应器筒体的内部；

倾斜板，所述倾斜板固定在所述反光层的内壁上。

优选的，所述弧形板的一端搭接在所述倾斜板上，所述光照透明筒设置在所述倾斜板的一侧。

优选的，所述密封盖板包括固定安装在所述反应器筒体上端的盖板本体和固定安装在所述盖板本体下端的密封板，所述密封板设置在所述反应器筒体的内部，所述密封板的下端还开设有凹槽。

优选的，所述光照透明筒的上端设置有驱动机构，所述驱动机构包括转动安装在所述凹槽中心部分的外齿圈、三个啮合安装在所述外齿圈的齿轮和啮合在三个所述齿轮外周的内齿圈，所述内齿圈转动安装在所述凹槽的内部，所述外齿圈的下端转动安装有顶板，所述外齿圈的上端连接有电机。

优选的，所述内筒体的外周还固定安装有固定板，所述固定板的侧壁上固定安装有L形连杆，所述L形连杆的一端固定安装有阻水板。

优选的，所述阻水板与所述第一流通孔相适配，所述L形连杆的内壁两侧共同安装有第一弹性件，所述内筒体的内壁上开设有螺纹槽。

优选的，所述内筒体上端的外周开设有出水孔，所述内筒体的下端设置有回流机构，所述回流机构包括设置在所述内筒体下端的导向板和连接在所述内筒体、所述导向板之间的波纹管，所述导向板的上端开设有第二流通孔，所述导向板还设置在三个所述光照透明筒之间。

优选的，所述回流机构还包括固定安装在所述导向板上端的支撑杆和固定安装在所述支撑杆上端的滑动板，所述滑动板滑动安装在所述内筒体的内部，所述滑动板的上端还开设有第三流通孔。

优选的，所述导向板的外周固定安装有限位块，所述限位块搭接在所述光照透明筒的一侧，所述导向板的下端固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的下端固定安装在所述反应器筒体的底壁上。

优选的，所述滑动板的外周固定安装有螺纹套，所述螺纹套与所述螺纹槽螺纹连接，所述滑动板和所述内筒体顶壁之间共同安装有第二弹性件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、三组紫外光源转动在反应器筒体的内部，移动的光源保证了反应器筒体内部光源的不同区域的强度，提高光催化反应效率，光照透明筒在转动的过程中，倾斜板和弧形板两者之间开启了一个用于污水流通的通道，部分污水从此通道中流入下一个空间内，增加了污水流通的速率，便于持续的污水持续地、大范围的排入，待光照透明筒从倾斜板和弧形板中驶过，倾斜板和弧形板重新拼接在一起，使污水再次只能从第一流通孔中流通，拉长了污水流通的长度，进一步地对污水进行搅乱，适用于筒体外周和中心部分的污水的照射，工作效率大大增加，解决了背景技术提出紫外光经过光催化薄膜的多重反射后，照射范围虽然能得到增加，但强度会减弱，极大程度上减弱了筒体外壳外周和中间部分污水的处理效果的问题。

2、光照透明筒转动至弧形板，第一流通孔被阻水板给堵塞住，不可流通污水，污水只能从倾斜板和弧形板之间的污水通道流通，当光照透明筒转动的驶过弧形板后，污水通道关闭，第一流通孔开启，供污水流通，污水通道与第一流通孔在阻流板的两个方向上，通过弧形板的张合，因此污水形成交错流通，进一步的增加水流的动线，使污水在反应器筒体内能均匀的受到紫外线光源照射，适用于大容量的反应器筒体，进一步地提高了污水处理效率。

3、污水在反应器筒体内形成旋流，并产生了离心力，其中，中心部分的轻物质在反应器筒体的中心部分向上形成反向涡旋，并通过第二流通孔，进入内筒体中，进入内筒体中的污水继续向上流动，通过滑动板上端的第三流通孔，最后从出水孔流出，形成污水的二次回流，重新进行流通，又一次地增加了污水流通的动线，有利于对轻物质进行紫外线光源的催化处理，便于对污水进行净化。

4、光照透明筒在转动的过程中，抵触导向板外周的限位块，使限位块和导向板发生转动，导向板、支撑杆、滑动板、螺纹套发生转动，由于螺纹套通过螺纹槽螺纹连接在内筒体的内部，螺纹套则会在内筒体中往下运动，则会带动导向板往下运动，增加了导向板上端的污水储水空间，增加了导向板进水的深度，内筒体中则会进入更多的污水，保证了污水循环流动，本装置结构简单，污水处理的效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体侧视图；

图3为本发明的图2中A-A处剖视图；

图4为本发明的图2中B-B处剖视图；

图5为本发明的反应器筒体内部结构示意图；

图6为本发明的光照透明筒部结构示意图；

图7为本发明的阻流机构结构示意图；

图8为本发明的回流机构结构示意图。

图中：1、反应器筒体；11、进液管；12、出液管；13、反光层；14、倾斜板；2、密封盖板；21、盖板本体；22、密封板；23、凹槽；3、驱动机构；31、外齿圈；32、齿轮；33、内齿圈；34、顶板；35、电机；4、光照透明筒；41、紫外光源；5、阻流机构；51、内筒体；52、阻流板；521、弧形板；522、第一流通孔；53、螺纹槽；54、固定板；55、L形连杆；56、阻水板；57、第一弹性件；58、出水孔；6、回流机构；61、导向板；611、第二流通孔；612、限位块；62、波纹管；63、支撑杆；64、滑动板；65、第三流通孔；66、螺纹套；67、伸缩杆；68、第二弹性件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

实施例一：请参阅图1－图3、图6、图7，本发明提供一种技术方案：一种旋流管式光催化反应器，包括反应器筒体1，反应器筒体1的侧壁上进液管11和出液管12，进液管11设置在反应器筒体1上端的一侧，污水由此进入反应器筒体1中，出液管12设置在反应器筒体1的下端，处理后的污水由此排出反应器筒体1外侧。

旋流管式光催化反应器还包括密封盖板2、三组光照透明筒4、阻流机构5、反光层13和倾斜板14，密封盖板2设置在反应器筒体1上端，三组光照透明筒4的内部设置有紫外光源41，三组光照透明筒4等距转动安装在反应器筒体1的内部，反光层13固定安装在反应器筒体1的内部，通过设置反光层13，便于对发射的紫外光源41进行多重反射，以增加紫外光源41照射的范围，设置有三组紫外光源41，且三组紫外光源41等距设置在反应器筒体1的内部，不仅增加了紫外光照的范围，还不影响紫外光线的强度，便于大容量污水的处理。

阻流机构5设置在反应器筒体1的内部，阻流机构5包括固定安装在反应器筒体1中心部分的内筒体51和固定安装在内筒体51外周的阻流板52，阻流板52的一端固定安装有弧形板521，阻流板52靠近内筒体51的一端开设有第一流通孔522，污水进入反应器筒体1内部，沿着阻流板52表面流动，以对污水的流动方向进行导向，便于增加污水存留在反应器筒体1内部的时间，便于增加光催化效果。

多个倾斜板14等距固定在反光层13的内壁上，且倾斜板14倾斜设置，对污水进行导向，弧形板521的一端搭接在倾斜板14上，光照透明筒4设置在倾斜板14的一侧，倾斜板14和弧形板521设置的数量是光照透明筒4的两倍，倾斜板14和光照透明筒4均匀设置在光催化筒体1内部。

在本实施例中，在使用本装置时，开启三组紫外光源41，三组紫外光源41设置在反应器筒体1内部，并配合着壳体内壁的反光层13的反射，使反应器筒体1内部的每个角落均能被紫外线光源照射到，污水通过进液管11进入反应器筒体1的内部，由于进液管11设置在反应器筒体1上端的一侧，污水进入反应器筒体1内部后，沿着反应器筒体1的侧壁流动，形成旋流，而倾斜板14固定在反应器筒体1的内壁上，和弧形板521共同配合，污水只能通过第一流通孔522流通，使污水分别被三组紫外光源41进行分批照射，不仅增加了污水在反应器筒体1内部存留的时间，还能对污水进行搅动，以增加紫外光源41的光催化效果。

三组紫外光源41转动在反应器筒体1的内部，移动的光源保证了反应器筒体1内部光源的不同区域的强度，提高光催化反应效率，光照透明筒4在转动的过程中，抵压倾斜板14和弧形板521，使倾斜板14和弧形板521发生形变，两者之间开启了一个用于污水流通的通道，部分污水从此通道中流入下一个空间内，增加了污水流通的速率，便于持续地污水持续地、大范围的排入，待光照透明筒4从倾斜板14和弧形板521中驶过，倾斜板14和弧形板521重新拼接在一起，使污水再次只能从第一流通孔522中流通，进一步地拉长了污水流通的长度，进一步地对污水进行搅乱，工作效率大大增加。

实施例二：请参阅图3－图8，密封盖板2包括固定安装在反应器筒体1上端的盖板本体21和固定安装在盖板本体21下端的密封板22，密封板22设置在反应器筒体1的内部，密封板22的下端还开设有凹槽23，盖板本体21和密封板22安装在反应器筒体1的上端，对反应器筒体1起到了密封的作用。

光照透明筒4的上端设置有驱动机构3，驱动机构3包括转动安装在凹槽23中心部分的外齿圈31、三个啮合安装在外齿圈31的齿轮32和啮合在三个齿轮32外周的内齿圈33，内齿圈33转动安装在凹槽23的内部，光照透明筒4沿着凹槽23进行转动，外齿圈31的下端转动安装有顶板34，外齿圈31的上端连接有电机35，电机35安装在盖板本体21的上端，开启后，可驱动三个光照透明筒4在反应器筒体1内转动。

内筒体51的外周还固定安装有固定板54，固定板54的侧壁上固定安装有L形连杆55，L形连杆55的一端固定安装有阻水板56，固定板54固定在内筒体51上，其位置不发生改变。

阻水板56与第一流通孔522相适配，L形连杆55的内壁两侧共同安装有第一弹性件57，第一弹性件57可以为弹簧、金属片等任意具有弹性的机构，当阻水板56受到挤压后，第一弹性件57可被压缩，L形连杆55的两个连杆之间的角度变小，内筒体51的内壁上开设有螺纹槽53。

在本实施例中，若需要对光照透明筒4进行转动，首先开启电机35，外齿圈31发生转动，三个齿轮32发生转动，三个内齿圈33转动，保证了三个齿轮32转动的稳定性，三个齿轮32转动，即齿轮32下端的光照透明筒4转动，为紫外光源41转动提供了驱动力。

光照透明筒4转动至弧形板521，弧形板521和阻流板52发生倾斜，第一弹性件57受到压缩，并与阻水板56接触，第一流通孔522被阻水板56给堵塞住，不可流通污水，污水只能从倾斜板14和弧形板521之间的污水通道流通，当光照透明筒4转动的驶过弧形板521后，第一弹性件57带动弧形板521回弹，污水通道关闭，第一流通孔522开启，供污水流通。

污水通道与第一流通孔522在阻流板52的两个方向上，通过弧形板521的张合，因此污水形成交错流通，进一步的增加水流的动线，使污水在反应器筒体1内能均匀地受到紫外线光源照射，适用于大容量的反应器筒体1，进一步的提高了污水处理效率。

实施例三：请参阅图5－图8，内筒体51上端的外周开设有出水孔58，内筒体51的下端设置有回流机构6，回流机构6包括设置在内筒体51下端的导向板61和转动连接在内筒体51、导向板61之间的波纹管62，固定板54导向板61的上端开设有第二流通孔611，导向板61还设置在三个光照透明筒4之间，通过设置波纹管62，保证了内筒体51和第二流通孔611的流通。

导向板61设置在固定板54的下端、设置在三个光照透明筒4之间，污水在导向板61上流通。

回流机构6还包括固定安装在导向板61上端的支撑杆63和固定安装在支撑杆63上端的滑动板64，滑动板64滑动安装在内筒体51的内部，滑动板64的上端还开设有第三流通孔65。

在本实施例中，污水在反应器筒体1内形成旋流，并产生了离心力，其中，中心部分的轻物质在反应器筒体1的中心部分向上形成反向涡旋，并通过第二流通孔611，进入内筒体51中，进入内筒体51中的污水继续向上流动，通过滑动板64上端的第三流通孔65，最后从出水孔58流出，形成污水的二次回流，重新进行流通，又一次地增加了污水流通的动线，有利于对轻物质进行紫外线光源的催化处理，便于对污水进行净化。

实施例四：请参阅图5－图8，导向板61的外周固定安装有限位块612，限位块612搭接在光照透明筒4的一侧，导向板61的下端固定安装有伸缩杆67，伸缩杆67的下端固定安装在反应器筒体1的底壁上，为导向板61进行支撑，以增加导向板61移动和转动的稳定性。

滑动板64的外周固定安装有螺纹套66，螺纹套66与螺纹槽53螺纹连接，滑动板64和内筒体51顶壁之间共同安装有第二弹性件68，第二弹性件68为弹簧、橡胶等任意具有弹性的结构构成。

光照透明筒4在转动的过程中，抵触导向板61外周的限位块612，使限位块612和导向板61发生转动，导向板61、支撑杆63、滑动板64、螺纹套66发生转动，由于螺纹套66通过螺纹槽53螺纹连接在内筒体51的内部，螺纹套66则会在内筒体51中往下运动，则会带动导向板61往下运动，增加了导向板61上端的污水储水空间，增加了导向板61进水的深度，内筒体51中则会进入更多的污水，保证了污水循环流动。

导向板61在转动的过程中，第二弹性件68逐渐被拉长，当光照透明筒4与导向板61发生动力脱离，导向板61则会在第二弹性件68的作用下进行向上复位，保证了本装置能重复地使用，本装置结构简单，污水处理的效率高。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋流管式光催化反应器，包括反应器筒体(1)，所述反应器筒体(1)的侧壁上进液管(11)和出液管(12)；

其特征在于，还包括：

密封盖板(2)，所述密封盖板(2)设置在所述反应器筒体(1)上端；

光照透明筒(4)，所述光照透明筒(4)设置有三组，三组所述光照透明筒(4)的内部设置有紫外光源(41)，三组所述光照透明筒(4)等距转动安装在所述反应器筒体(1)的内部；

阻流机构(5)，所述阻流机构(5)设置在所述反应器筒体(1)的内部，所述阻流机构(5)包括固定安装在所述反应器筒体(1)中心部分的内筒体(51)和固定安装在所述内筒体(51)外周的阻流板(52)，所述阻流板(52)的一端固定安装有弧形板(521)，所述阻流板(52)靠近所述内筒体(51)的一端开设有第一流通孔(522)；

反光层(13)，所述反光层(13)固定安装在所述反应器筒体(1)的内部；

倾斜板(14)，所述倾斜板(14)固定在所述反光层(13)的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述弧形板(521)的一端搭接在所述倾斜板(14)上，所述光照透明筒(4)设置在所述倾斜板(14)的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述密封盖板(2)包括固定安装在所述反应器筒体(1)上端的盖板本体(21)和固定安装在所述盖板本体(21)下端的密封板(22)，所述密封板(22)设置在所述反应器筒体(1)的内部，所述密封板(22)的下端还开设有凹槽(23)。

4.根据权利要求3所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述光照透明筒(4)的上端设置有驱动机构(3)，所述驱动机构(3)包括转动安装在所述凹槽(23)中心部分的外齿圈(31)、三个啮合安装在所述外齿圈(31)的齿轮(32)和啮合在三个所述齿轮(32)外周的内齿圈(33)，所述内齿圈(33)转动安装在所述凹槽(23)的内部，所述外齿圈(31)的下端转动安装有顶板(34)，所述外齿圈(31)的上端连接有电机(35)。

5.根据权利要求4所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述内筒体(51)的外周还固定安装有固定板(54)，所述固定板(54)的侧壁上固定安装有L形连杆(55)，所述L形连杆(55)的一端固定安装有阻水板(56)。

6.根据权利要求5所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述阻水板(56)与所述第一流通孔(522)相适配，所述L形连杆(55)的内壁两侧共同安装有第一弹性件(57)，所述内筒体(51)的内壁上开设有螺纹槽(53)。

7.根据权利要求6所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述内筒体(51)上端的外周开设有出水孔(58)，所述内筒体(51)的下端设置有回流机构(6)，所述回流机构(6)包括设置在所述内筒体(51)下端的导向板(61)和连接在所述内筒体(51)、所述导向板(61)之间的波纹管(62)，所述导向板(61)的上端开设有第二流通孔(611)，所述导向板(61)还设置在三个所述光照透明筒(4)之间。

8.根据权利要求7所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述回流机构(6)还包括固定安装在所述导向板(61)上端的支撑杆(63)和固定安装在所述支撑杆(63)上端的滑动板(64)，所述滑动板(64)滑动安装在所述内筒体(51)的内部，所述滑动板(64)的上端还开设有第三流通孔(65)。

9.根据权利要求8所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述导向板(61)的外周固定安装有限位块(612)，所述限位块(612)搭接在所述光照透明筒(4)的一侧，所述导向板(61)的下端固定安装有伸缩杆(67)，所述伸缩杆(67)的下端固定安装在所述反应器筒体(1)的底壁上。

10.根据权利要求9所述的一种旋流管式光催化反应器，其特征在于：所述滑动板(64)的外周固定安装有螺纹套(66)，所述螺纹套(66)与所述螺纹槽(53)螺纹连接，所述滑动板(64)和所述内筒体(51)顶壁之间共同安装有第二弹性件(68)。