CN1233573C - 射流曝气反应器 - Google Patents

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Abstract

一种射流曝气反应器涉及工业废水或城市生活污水处理装置。本发明包括依次安装在同一中心线上的喷嘴、上喷嘴体、自激振荡混合腔体、下喷嘴体和短管、吸气管安装在上喷嘴体上并与上喷嘴体内的吸气室相通，喷嘴内的通孔、上喷嘴体内的吸气室、自激振荡混合腔体内的自激振荡混合腔、下喷嘴体和短管相通。本发明能使水、气在自激振荡混合腔内充分混合，并使来流的连续水、气两相流转变为脉冲水、气两相流，且出流压力的幅值比来流高15-30%，不仅大大地改善了水、气混合条件，氧的转化效率高，增强了需氧水体的紊动，提高了对流扩散能力，增大了曝气反应器的服务面积，增强水、气分离。本发明广泛用于各行各业。

Description

射流曝气反应器
技术领域：
本发明涉及工业废水或城市生活污水处理装置。该装置广泛用于印染、纺织、屠宰、制革、造纸、制糖、制药、酿造、啤酒、食品加工等行业、也可用于地下水除铁、鱼塘及活鱼运输增氧等行业。
背景技术：
目前使用的射流曝气反应器存在的水、气混合效果不佳，充氧能力不够理想，射流边界区域推动性能较差和服务面积小。实用新型专利号为89201391.5，其发明创造名称为“牙轮钻头用振荡脉冲射流喷嘴”，该喷嘴由上、下两个喷嘴体组成，上喷嘴体由导流口、上喷嘴、腔室三部分组成，上喷嘴体的外形是一阶梯圆柱体，体内的嘴体流道由两个指数曲面和三个圆柱面组成，下喷嘴体的上部为一曲面圆台体，下部外形为阶梯圆柱形，其最小圆柱表面处安装卡簧，下喷嘴体的体内流道为一圆柱孔。该喷嘴特别适用于石油与天然气井用牙轮钻头。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种射流曝气反应器，该反应器在不需要任何外加辅助装置的条件下，使水、气在该反应器内充分混合，使入流的连续水、气两相流转变为脉冲水、气两相流，改善水、气混合条件，提高对流扩散能力，利用其脉冲特性来增大边界区域的推动性和服务面积。
为实现上述发明目的，本发明根据“牙轮钻头用振荡脉冲射流喷嘴”的基本原理构思技术方案。喷嘴1与上喷嘴体3密封固定连接，并使喷嘴1的锥形端伸入到上喷嘴体3内的吸气室内，喷嘴1的出口端到自激振荡混合腔体4的入口端的距离为喷嘴1的出口内直径的0.5-2.5倍，喷嘴1内有与上喷嘴体3内的吸气室相通的通孔，上喷嘴体3内的吸气室为入口端大、出口端小的回转体，该回转体的内轮廓曲线为直线段、向外凸的过渡圆弧和向内凹的高次方程曲线依次光滑连接而成，吸气管2和上喷嘴体3固定连接且与上喷嘴体3内的吸气室相通，上喷嘴体3的出口端与自激振荡混合腔体4的入口端密封固定连接，自激振荡混合腔体4为回转体，该回转体内有开口的自激振荡混合腔，自激振荡混合腔的内直径为自激振荡混合腔体(4)的入口孔直径的5.5-8.8倍，上喷嘴体3内的吸气室与自激振荡混合腔相通，下喷嘴体5为圆台体，其锥角为100-120°，下喷嘴体5与自激振荡混合腔体4的开口端密封固定连接，并使圆台体的锥形碰撞壁位于自激振荡混合腔内，下喷嘴体(5)的入口端到自激振荡混合腔的入口端的距离为自激振荡混合腔体(4)的入口孔直径的2.2-3倍，下喷嘴体5的中部有一通孔与自激振荡混合腔的入口孔相对，下喷嘴体(5)的中部通孔的直径与自激振荡混合腔体(4)的入口孔直径之比为1.2-2，在下喷嘴体5的通孔的出口端安装短管6，短管6内有锥角为25-35°的通孔。本发明是这样实现发明目的的：从喷嘴1射出的压力水喷入上喷嘴体3内的吸气室后，在吸气室内形成负压，外界的的空气从吸气管2吸入到吸气室并和压力水一起进入自激振荡混合腔内，当其到达下喷嘴体上的碰撞壁并与之相互作用时，在碰撞区产生压力振荡波，该波以声速向上游传播，又诱发新的涡量脉动，当使分离区与碰撞区的压力脉动互为反相，就会形成涡量扰动—放大—新涡量脉动产生的循环过程，不断重复该过程，在自激振荡混合腔内形成强烈的自激振荡，并以混合得非常均匀的脉冲水、气两相流经下喷嘴体5的通孔和短管通孔喷出。
本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：
该反应器不需要任何外加辅助装置的条件下，依靠上喷嘴体3内的吸气室、自激振荡混合腔体4和下喷嘴体5自身具有的特殊形状和特定边界条件，使得水、气在自激振荡混合腔内充分混合，并将来流的水、气两相流转变为水、气混合脉冲流，且出流压力的幅值比来流高15-30％，不仅大大地改善了水、气混合条件，氧的转化效率高，而且增强了需氧水体的紊动，提高了对流扩散能力，产生的气泡数量多，直径小，气泡聚并现象大大减少，增大了曝气反应器的服务面积，短管有利于产生空化流，增强了水、气的分离。
附图说明：
图1为本发明的装配剖视图。
图1中：
1—喷嘴                2—吸气管          3—上喷嘴体
4—自激振荡混合腔体    5—下喷嘴体        6—短管
具体实施方式：
喷嘴1、上喷嘴体3、自激振荡混合腔体4、下喷嘴体5和短管6依次安装在同一中心线上，吸气管2垂直安装在上喷嘴体的空心圆柱段的外表面上。喷嘴1内的通孔由圆柱形孔与圆锥形孔组成，该圆锥形孔的锥角为12.5°-13.5°。喷嘴1与上喷嘴体3的连接方式为螺纹连接或焊接或法兰连接。设计上喷嘴体内的吸气室的内轮廓曲线的目的是为了提高水、气两相流进入自激振荡混合腔体入口孔的流量系数，该内轮廓曲线为直线段、向外凸的过渡圆弧和向内凹的高次方程曲线依次光滑连接而成，上喷嘴体3是以该内轮廓曲线为母线的回转体，该回转体内的吸气室由圆柱形和逐渐变小的曲面圆台形构成。其中向外凸的过渡圆弧的半径由上喷嘴体3的内直径确定，向内凹的高次方程为一元2次或3次或4次或5次方程，一般为一元4次方程。自激振荡混合腔体4与上喷嘴体3的连接方式为螺纹连接或法兰连接。自激振荡混合腔体4的开口端与下喷嘴体5固定连接成整体。一般情况下，自激振荡混合腔体4的开口端与下喷嘴体5为螺纹连接，下喷嘴体的中部有圆柱形的通孔，短管6与下喷嘴体5螺纹连接成整体。短管内有圆台形的通孔。

Claims (3)

1、一种射流曝气反应器，其特征在于喷嘴(1)与上喷嘴体(3)密封固定连接，并使喷嘴(1)的圆锥形端伸入到上喷嘴体(3)内的吸气室内，喷嘴(1)的出口端到自激振荡混合腔体(4)的入口端的距离为喷嘴(1)的出口内直径的0.5-2.5倍，喷嘴(1)内有与上喷嘴体(3)内的吸气室相通的通孔，上喷嘴体(3)内的吸气室为入口端大、出口端小的回转体，该回转体的内轮廓曲线为直线段、向外凸的过渡圆弧和向内凹的高次方程曲线依次光滑连接而成，吸气管(2)和上喷嘴体(3)固定连接且与上喷嘴体(3)内的吸气室相通，上喷嘴体(3)的出口端与自激振荡混合腔体(4)的入口端密封固定连接，自激振荡混合腔体(4)为回转体，该回转体内有开口的自激振荡混合腔，自激振荡混合腔的内直径为自激振荡混合腔体(4)的入口孔直径的5.5-8.8倍，上喷嘴体(3)内的吸气室与自激振荡混合腔相通，下喷嘴体(5)为圆台体，其锥角为100-120°，下喷嘴体(5)与自激振荡混合腔体(4)的开口端密封固定连接，并使圆台体的碰撞壁位于自激振荡混合腔内，下喷嘴体(5)的入口端到自激振荡混合腔的入口端的距离为自激振荡混合腔体(4)的入口孔直径的2.2-3倍，下喷嘴体(5)的中部有一通孔与自激振荡混合腔体(4)的入口端内的入口孔相对，下喷嘴体(5)的中部通孔的直径与自激振荡混合腔体(4)的入口孔直径之比为1.2-2，在下喷嘴体(5)的通孔的出口端安装短管(6)，短管(6)内有锥角为25-35°的通孔。
2、根据权利要求1所述的射流曝气反应器，其特征在于喷嘴(1)、上喷嘴体(3)、自激振荡混合腔体(4)、下喷嘴体(5)和短管(6)依次安装在同一中心线上。
3、根据权利要求1所述的射流曝气反应器，其特征在于喷嘴(1)内的通孔由圆柱形孔与圆锥形孔组成。
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