CN201250148Y - 可调冲压式射流曝气器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了可调冲压式射流曝气器，包括混合器本体，该混合器本体包括有相连通的一级混合腔体和二级混合腔体，一级混合腔体进口端配设有一级吸气室，该一级吸气室进口端配设有能与外部水源相连通的冲压室体，并且该冲压室体出口端伸入于一级吸气室内；冲压室体的中间腔配设有能与该冲压室体内壁形成导流环的导流锥，冲压室体的出口端还配设有能调节导流环开口豁度的整流环；一级吸气室管路连通有一级吸气管；一级混合腔体与二级混合腔体之间配设有二级吸气室，二级吸气室管路连通有二级吸气管，并且该二级吸气管与一级吸气管相管路连通；二级混合腔体的出口端配设有扩散室体；废水依径向流动，能量损耗小；二级吸气二级混合，曝气效果明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理的技术领域，特别涉及一种可调冲压式射流曝气器，较适用于高浓度有机废水生物处理中的高效曝气。
背景技术
一般社会上的存在的正压供气的射流曝气器，其一般原理是：循环水由射流曝气器内腔喷嘴高速喷出，与外腔的正压空气混合，利用射流剪切压力空气形成气液混合物，再经外腔喷嘴二次喷射，完成氧气在混合液中的高效传质过程，从而达到高效充氧的目的。因为不需要水高速喷出喉管形成的负压吸气能力，正压供气的射流器能耗可较常规负压射流曝气器降低70％左右，不易形成堵塞，并具有更高的氧利用率。现有的正压式射流曝气器内腔顶面一般采用平顶结构，喷入水垂直冲击上平顶面反射变向，并由径向喷嘴射出。这种水流状态造成水头损失较大，而且水流在径向流动过程中，与气泡的混合动力稍弱。
也有一种脉冲式的射流曝气器，如专利申请号为ZL200620111291.2的中国实用新型专利《一种脉冲射流曝气器》(公告号：CN200949072Y)有此类设计；包括同轴安装的进水管、吸气腔、振荡腔、尾管，进气管安装在吸气腔上方，振荡腔是多级振荡腔。该设计在一、吸气未设置有正压方式，充氧效率较低；二、水流未设置有能调节速度的机构，废水的混合不够充分。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种结构合理、能耗损失小、充氧效率高、曝气效果明显的可调冲压式射流曝气器。设备结构简捷，可与一台水泵和气泵同时相联，利用率高；采用正压供气，吸气效率高。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：可调冲压式射流曝气器，包括混合器本体，该混合器本体包括有相连通的一级混合腔体和二级混合腔体，一级混合腔体进口端配设有一级吸气室，该一级吸气室进口端配设有能与外部水源相连通的冲压室体，并且该冲压室体出口端伸入于一级吸气室内；冲压室体的中间腔配设有能与该冲压室体内壁形成导流环的导流锥，冲压室体的出口端还配设有能调节导流环开口豁度的整流环；一级吸气室管路连通有一级吸气管；一级混合腔体与二级混合腔体之间配设有二级吸气室，二级吸气室管路连通有二级吸气管，并且该二级吸气管与一级吸气管相管路连通；二级混合腔体的出口端配设有扩散室体。
采取的措施还包括：
上述的整流环中间制有连体构成的直通腔体和锥腔体，直通腔体与锥腔体的相接处形成有转角α3，并且该转角α3的角度值范围为100度至120度。
上述的导流锥中间段配设有至少二个调节杆，该调节杆上均配装有调节弹簧，调节弹簧与冲压室体的出口端相嵌入固定连接。
上述的导流锥前段制有锥体，该锥体的锥面与轴线形成的夹角α2的角度范围值为6度至15度；导流锥后端转动连接有导流涡轮。
上述导流涡轮尾端至一级混合腔体进口喉口的距离L7与导流涡轮外径D3的比值范围为1倍至1.5倍；上述的冲压室体进水端制有扩口腔，该扩口腔与冲压室体的中间腔之间形成有第一过渡锥环，并且该第一过渡锥环的锥面与中间腔的壁面形成有第一收缩角α1，该第一收缩角α1的角度范围值为150度至165度。
上述冲压室体制有的扩口腔端面配设有射流进水连接体；上述的一级吸气室与一级混合腔体之间制有第二过渡锥环，该第二过渡锥环与一级混合腔体的壁面形成有第二收缩角α4，并且该第二收缩角α4的角度范围值为135度至160度。
上述一级吸气室的内径与冲压室体中间腔内径D2的比值范围为2倍至4倍，并且该一级吸气室的长度L3与冲压室体中间腔内径D2的比值范围为4倍至6倍；上述的射流进水连接体为能与冲压室体上的扩口腔相密封连接的第一法兰体。
上述一级吸气管的内径与二级吸气管的内径的比值范围为3倍至4倍，上述的一级吸气管端装配有整流进气组件；上述的二级吸气室的内径与一级混合腔体的内径D4的比值范围为3倍至5倍；上述一级混合腔体的长度L4与该一级混合腔体内径D4的比值范围为8倍至12倍；二级混合腔体的内径D5与一级混合腔体的内径D4的比值范围为1.4倍至1.6倍，该二级混合腔体的长度与内径D5的比值范围为10倍至15倍。
上述的整流进气组件包括能与一级吸气管相密封连接的第二法兰体；上述的二级吸气室的内径与一级混合腔体的内径D4的比值范围为4倍，上述二级吸气室与二级混合腔体之间制有第三过渡锥环，该第三过渡锥环与二级混合腔体的壁面形成有第三收缩角α5，并且该第三收缩角α5的角度范围值为150度至160度。
上述的一级混合腔体与二级混合腔体成一直线布置，上述一级混合腔体的伸入二级吸气室内腔的长度L8与该一级混合腔体的内径D4的比值范围为3倍至3.5倍；上述的扩散室体为向外扩大的锥环体，该锥环体与二级混合腔体的壁面形成有扩散角α6，并且该扩散角α6的角度范围值为5度至8度，扩散室体的长度L6与二级混合腔体的内径D5的比值范围为8倍至10倍。
与现有技术相比，本实用新型包括混合器本体，该混合器本体包括有相连通的一级混合腔体和二级混合腔体，一级混合腔体进口端配设有一级吸气室，该一级吸气室进口端配设有能与外部水源相连通的冲压室体，并且该冲压室体出口端伸入于一级吸气室内；冲压室体的中间腔配设有能与该冲压室体内壁形成导流环的导流锥，冲压室体的出口端还配设有能调节导流环开口豁度的整流环；一级吸气室管路连通有一级吸气管；一级混合腔体与二级混合腔体之间配设有二级吸气室，二级吸气室管路连通有二级吸气管，并且该二级吸气管与一级吸气管相管路连通；二级混合腔体的出口端配设有扩散室体。本实用新型的优点在于：成一直线布置的一级混合腔体和二级混合腔体，废水依径向流动，水流阻力小，能量损耗小；设置有流速可调机构和涡轮螺旋机构，加强了气水混合的效果，提高了充氧效率；前锥体的导锥环流设计和设置被动的涡轮螺旋机构，进一步提高了水流的喷射效果；设置二级吸气室结构和二级混合结构，实现了二气吸氧和二次混合，水气混合充分，曝气效果明显；设备结构简捷，可与一台水泵和气泵同时相联，整个曝气器利用率高；采用正压供气，吸气效率高。
附图说明
图1是本实用新型实施例的装配示意图；
图2是图1中导流锥2的横放示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1和图2所示的实施例，图标号说明：混合器本体1，一级混合腔体11，二级混合腔体12，一级吸气室13，第二过渡锥环13a，一级吸气管14，二级吸气室15，第三过渡锥环15a，二级吸气管16，冲压室体17，中间腔17a，导流环17b，扩口腔17c，第一过渡锥环17d，导流锥2，锥体2a，调节杆21，调节弹簧22，导流涡轮23，整流环3，射流进水连接体4，第一法兰体41，扩散室体5，整流进气组件6，第一法兰体61。
本实用新型实施例，可调冲压式射流曝气器，包括混合器本体1，该混合器本体1包括有相连通的一级混合腔体11和二级混合腔体12，一级混合腔体11进口端配设有一级吸气室13，一级吸气室13进口端配设有能与外部水源相连通的冲压室体17，并且该冲压室体17出口端伸入于一级吸气室13内；冲压室体17的中间腔17a配设有能与该冲压室体17内壁形成导流环17b的导流锥2，冲压室体17的出口端还配设有能调节导流环17b开口豁度的整流环3；一级吸气室13管路连通有一级吸气管14；一级混合腔体11与二级混合腔体12之间配设有二级吸气室15，二级吸气室15管路连通有二级吸气管16，并且该二级吸气管16与一级吸气管14相管路连通；二级混合腔体12的出口端配设有扩散室体5。
本实施例是这样实现的：整流环3中间制有连体构成的直通腔体和锥腔体，直通腔体与锥腔体的相接处形成有转角α3，并且该转角α3的角度值范围为100度至120度。
导流锥2中间段配设有至少二个调节杆21，该调节杆21上均配装有调节弹簧22，调节弹簧22与冲压室体17的出口端相嵌入固定连接。导流锥2前段制有锥体2a，该锥体2a的锥面与轴线形成的夹角α2的角度范围值为6度至15度；导流锥2后端转动连接有导流涡轮23。导流涡轮23尾端至一级混合腔体11进口喉口的距离L7与导流涡轮23外径D3的比值范围为1倍至1.5倍；
冲压室体17进水端制有扩口腔17c，该扩口腔17c与冲压室体17的中间腔17a之间形成有第一过渡锥环17d，并且该第一过渡锥环17d的锥面与中间腔17a的壁面形成有第一收缩角α1，该第一收缩角α1的角度范围值为150度至165度。冲压室体17制有的扩口腔17c端面配设有射流进水连接体4；一级吸气室13与一级混合腔体11之间制有第二过渡锥环13a，该第二过渡锥环13a与一级混合腔体11的壁面形成有第二收缩角α4，并且该第二收缩角α4的角度范围值为135度至160度。
一级吸气室13的内径与冲压室体17中间腔17a内径D2的比值范围为2倍至4倍，并且该一级吸气室13的长度L3与冲压室体17中间腔17a内径D2的比值范围为4倍至6倍；射流进水连接体4一般为能与冲压室体17上的扩口腔17c相密封连接的第一法兰体41。
一级吸气管14的内径与二级吸气管16的内径的比值范围为3倍至4倍，一级吸气管14端装配有整流进气组件6；二级吸气室15的内径与一级混合腔体11的内径D4的比值范围为3倍至5倍。
一级混合腔体11的长度L4与该一级混合腔体11内径D4的比值范围为8倍至12倍；二级混合腔体12的内径D5与一级混合腔体11的内径D4的比值范围为1.4倍至1.6倍，该二级混合腔体12的长度与内径D5的比值范围为10倍至15倍。
整流进气组件6一般包括能与一级吸气管14相密封连接的第一法兰体61；二级吸气室15的内径与一级混合腔体11的内径D4的比值范围一般为4倍，二级吸气室15与二级混合腔体12之间制有第三过渡锥环15a，该第三过渡锥环15a与二级混合腔体12的壁面形成有第三收缩角α5，并且该第三收缩角α5的角度范围值为150度至160度。
一级混合腔体11与二级混合腔体12成一直线布置，一级混合腔体11的伸入二级吸气室15内腔的长度L8与该一级混合腔体11的内径D4的比值范围为3倍至3.5倍；扩散室体5为向外扩大的锥环体，该锥环体与二级混合腔体12的壁面形成有扩散角α6，并且该扩散角α6的角度范围值为5度至8度，扩散室体5的长度L6与二级混合腔体12的内径D5的比值范围为8倍至10倍。
本实用新型实施例的设计原理如下：
废水通过水泵增压，供水管和射流进水连接体4通过第一法兰体41、或者螺纹等有效耐压连接方式连接后，进入混合器本体1，混合器本体1进水流速控制在2.0m/s至2.6m/s，通过此流速以及进水流量可以计算出射流进水连接体4内径D1，然后通过第一收缩角a1后，一般该第一收缩角a1在150度至165度之间，使进入冲压室体17中间腔17a的流速提高到3.5m/s至5m/s，可以计算出冲压室体17中间腔17a内径D2，设置在冲压室体17内的导流锥2压缩水流使水流在冲压室体17端口和导流锥2末端形成的导流环17b处流速达到12m/s至20m/s，导流锥2制有的有锥体2a锥面和轴线夹角a2在6度至15度之间，此时的导流锥2大径D3通过导流环17b流速和冲压室体17中间腔17a内径D2计算可得。
在冲压室体17的端头处一般会设置调节孔，并放置调整螺栓，通过调整螺栓前后移动调整导流锥2和整流环3之间的距离，使导流环17b流速在12m/s至20m/s间调节，满足不同的工艺要求，在一级吸气室13也对应调整螺栓的位置设置有活动孔，可以在外部对导流锥2进行调节，调节杆21的另一端用调节弹簧22将调节杆21顶紧，缓冲水流高速流过时造成的喘振。
整流环3和冲压室体17有一定的转角a3，该转角a3一般在100度至120度之间，保证通过导流涡轮23的水流速在15m/s至25m/s间，对水流进行二次加速。同时，导流涡轮23通过轴承装置和导流锥2连接，利用水力自动旋转，导流涡轮23和水流夹角控制在6度至12度之间，水流通过导流涡轮23时，形成加速螺旋水流，喷射入一级混合腔体11，导流涡轮23到一级混合腔体11喉口距离L7等于1倍至1.5倍的导流涡轮23外径D3，从一级吸气室13吸入空气，一级吸气室13的内径为冲压室体17中间腔17a内径D2的2倍至4倍，长度L3为冲压室体17中间腔17a内径D2的4倍至6倍，一级吸气室13制有第二收缩角α4在135度至160度之间，螺旋水流不仅提高了裹带空气的能力，同时将气流切割成微小气泡，气水混合液在一级混合腔体11中充分混合，一级混合腔体11内混合液流速在8m/s至10m/s左右，以此可以计算出一级混合腔体11内径D4，一级混合腔体11长度L4为其内径D4的8倍至12倍。
供气采用鼓风机送风方式，送风风压在5KPa至20KPa，主要目的克服部分吸气阻力和管道阻力，提高吸气量，吸气量和进水量比在1.5：1至2:1，供气流速在3m/s至5m/s，以此可以计算出整流进气组件6中第一法兰体61的内径D6，空气进入整流进气组件6后，分别进入一级吸气管14和二级吸气管16，一级吸气管14作为主进气管，二级吸气管16作为辅助进气管，一级吸气管14内径同整流进气组件6内径D6一致，二级吸气管16内径D7为D6的1/3至1/4，二级吸气管16上可以加装整流阀来实现流量控制。
汽水混合液通过一级混合腔体11后二次喷射进入二级混合腔体12，并从二级吸气管16再次吸入空气，提高了射流效率，增加溶气量，二级混合腔体12内径D5为D4的1.4倍至1.6倍，长度L5为内径D5的10倍至15倍。
二级吸气室15的内径是D4的4倍，二次喷射喷口到二级混合腔体12的距离L6是1倍至2倍的一级混合腔体11内径D4，二级吸气室15第三收缩角a5在150度至160度之间，二级吸气管16伸入二级吸气室15内腔的距离L8为一级混合腔体11内径D4的3倍至3.5倍，气水混合液二次混合后，进入扩散室体5扩散，扩散角a6在5度至8度之间，扩散室体5长度L6为二级混合腔体12内径D5的8倍至10倍。
本实用新型的优点在于：成一直线布置的一级混合腔体和二级混合腔体，废水依径向流动，水流阻力小，能量损耗小；设置有流速可调机构和涡轮螺旋机构，加强了气水混合的效果，提高了充氧效率；前锥体的导锥环流设计和设置被动的涡轮螺旋机构，进一步提高了水流的喷射效果；设置二级吸气室结构和二级混合结构，实现了二气吸氧和二次混合，水气混合充分，曝气效果明显；设备结构简捷，可与一台水泵和气泵同时相联，整个曝气器利用率高；采用正压供气，吸气效率高。
本实用新型的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。
Claims (10)
1、可调冲压式射流曝气器，包括混合器本体(1)，其特征是：所述的混合器本体(1)包括有相连通的一级混合腔体(11)和二级混合腔体(12)，所述的一级混合腔体(11)进口端配设有一级吸气室(13)，所述的一级吸气室(13)进口端配设有能与外部水源相连通的冲压室体(17)，并且该冲压室体(17)出口端伸入于一级吸气室(13)内；所述冲压室体(17)的中间腔(17a)配设有能与该冲压室体(17)内壁形成导流环(17b)的导流锥(2)，所述冲压室体(17)的出口端还配设有能调节导流环(17b)开口豁度的整流环(3)；所述的一级吸气室(13)管路连通有一级吸气管(14)；所述的一级混合腔体(11)与二级混合腔体(12)之间配设有二级吸气室(15)，所述的二级吸气室(15)管路连通有二级吸气管(16)，并且该二级吸气管(16)与一级吸气管(14)相管路连通；所述二级混合腔体(12)的出口端配设有扩散室体(5)。
2、根据权利要求1所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述的整流环(3)中间制有连体构成的直通腔体和锥腔体，所述直通腔体与锥腔体的相接处形成有转角α3，并且该转角α3的角度值范围为100度至120度。
3、根据权利要求2所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述的导流锥(2)中间段配设有至少二个调节杆(21)，该调节杆(21)上均配装有调节弹簧(22)，所述的调节弹簧(22)与冲压室体(17)的出口端相嵌入固定连接。
4、根据权利要求3所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述的导流锥(2)前段制有锥体(2a)，该锥体(2a)的锥面与轴线形成的夹角α2的角度范围值为6度至15度；所述的导流锥(2)后端转动连接有导流涡轮(23)。
5、根据权利要求4所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述导流涡轮(23)尾端至一级混合腔体(11)进口喉口的距离L7与导流涡轮(23)外径D3的比值范围为1倍至1.5倍；所述的冲压室体(17)进水端制有扩口腔(17c)，该扩口腔(17c)与冲压室体(17)的中间腔(17a)之间形成有第一过渡锥环(17d)，并且该第一过渡锥环(17d)的锥面与中间腔(17a)的壁面形成有第一收缩角α1，该第一收缩角α1的角度范围值为150度至165度。
6、根据权利要求5所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述冲压室体(17)制有的扩口腔(17c)端面配设有射流进水连接体(4)；所述的一级吸气室(13)与一级混合腔体(11)之间制有第二过渡锥环(13a)，该第二过渡锥环(13a)与一级混合腔体(11)的壁面形成有第二收缩角α4，并且该第二收缩角α4的角度范围值为135度至160度。
7、根据权利要求6所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述一级吸气室(13)的内径与冲压室体(17)中间腔(17a)内径D2的比值范围为2倍至4倍，并且该一级吸气室(13)的长度L3与冲压室体(17)中间腔(17a)内径D2的比值范围为4倍至6倍；所述的射流进水连接体(4)为能与冲压室体(17)上的扩口腔(17c)相密封连接的第一法兰体(41)。
8、根据权利要求7所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述一级吸气管(14)的内径与二级吸气管(16)的内径的比值范围为3倍至4倍，所述的一级吸气管(14)端装配有整流进气组件(6)；所述的二级吸气室(15)的内径与一级混合腔体(11)的内径D4的比值范围为3倍至5倍；
所述一级混合腔体(11)的长度L4与该一级混合腔体(11)内径D4的比值范围为8倍至12倍；所述二级混合腔体(12)的内径D5与一级混合腔体(11)的内径D4的比值范围为1.4倍至1.6倍，该二级混合腔体(12)的长度与内径D5的比值范围为10倍至15倍。
9、根据权利要求8所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述的整流进气组件(6)包括能与一级吸气管(14)相密封连接的第一法兰体(61)；所述的二级吸气室(15)的内径与一级混合腔体(11)的内径D4的比值范围为4倍，所述二级吸气室(15)与二级混合腔体(12)之间制有第三过渡锥环(15a)，该第三过渡锥环(15a)与二级混合腔体(12)的壁面形成有第三收缩角α5，并且该第三收缩角α5的角度范围值为150度至160度。
10、根据权利要求9所述的可调冲压式射流曝气器，其特征是：所述的一级混合腔体(11)与二级混合腔体(12)成一直线布置，所述一级混合腔体(11)的伸入二级吸气室(15)内腔的长度L8与该一级混合腔体(11)的内径D4的比值范围为3倍至3.5倍；
所述的扩散室体5为向外扩大的锥环体，该锥环体与二级混合腔体(12)的壁面形成有扩散角α6，并且该扩散角α6的角度范围值为5度至8度，所述扩散室体(5)的长度L6与二级混合腔体(12)的内径D5的比值范围为8倍至10倍。
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Assignee: Ningbo Yongfeng Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd. Assignor: Shi Yongfeng Contract record no.: 2010330001313 Denomination of utility model: Adjustable ramjet jet aerator Granted publication date: 20090603 License type: Exclusive License Record date: 20100712 |
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Owner name: NINGBO YONGFENG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOG Free format text: FORMER OWNER: SHI YONGFENG Effective date: 20110517 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
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