CN208275850U - 一种空化射流清洗空化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空化射流清洗空化器，包括泵和壳体，壳体内设置有空化通道，泵与空化通道的进口相连通；该空化通道包括若干依次串接的文丘里管腔，其中首级文丘里管腔的入口段与空化通道的进口相连通，末级文丘里管腔的喉道段与空化通道的出口相连通，末级文丘里管腔的喉道段和空化通道的出口间还设有扩散段；首级文丘里管腔的入口段处安装有轴流叶轮机，该轴流叶轮机的叶片上开设有贯通叶片的通孔。利用多级文丘里管腔和叶片上通孔来强化空化效果，并且通过轴流叶轮机加速水流，保护空泡及时到达清洗区域，通过空化泡溃灭时产生的能量来进行清洗，提升了空化效率，而且可以有效降低清洗所需的泵压，减少能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空化器，尤其是一种空化射流清洗空化器。
背景技术
空化清洗技术是一项绿色环保的技术，经多年实践证明，该技术是一项成熟的清洗技术在国民经济中产生了显著的经济效益。尤其近年来，空化清洗技术在更加广泛的领域得到扩展和延伸，而且在各领域都得到了深入的发展。空化清洗技术的优点很多，譬如：1、清洗后的零部件不需要进行洁净处理；2、能清洗形状和结构复杂的零部件，特别是能在空间复杂(狭窄)、环境恶劣(有害)的场合进行清洗；3、易于实现机械化、现代化便于实现数字程控；4、节水、节能，清洗效果好、效率高、成本低，同时不污染环境等。因为空化清洗属于采用物理方法进行水处理，因此不会产
空气器的工作原理为：当液体通过收缩装置(如几何多孔板、文丘里管等)时，压力会下降；当压力降至液体的饱和蒸汽压时，液体会发生空化并形成大量空化泡，空化泡随液体流动形成了两相流动；当流动的压力增大时，空化泡将溃灭并形成微射流、冲击波，并在短时间内释放巨大的能量。若收缩装置采用多孔板，在多孔板上贯穿设置有小空，当多孔板在水流内高速旋转时，在小孔后面将产生尾流空化。若收缩装置采用文丘里管，则会在文丘里式结构的局部位置产生负压区域、并诱导空化，同样地，空化气泡破裂时释放能量。其中，当收缩装置采用文丘里管结构时，由于单一文丘里式的结构限制，其空化效果往往很有限，清洗效果也不佳，因而在实际应用中存在一定的局限性。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种空化效果好，空化效率高的空化射流清洗空化器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空化射流清洗空化器，包括泵和壳体，所述壳体内设置有空化通道，该空化通道包括有进口和出口，所述泵与空化通道的进口相连通；
该空化通道包括若干依次串接、连通的文丘里管腔，各级文丘里管腔均包括入口段、收缩段和喉道段，入口段和喉道段均为直管结构，其中首级文丘里管腔的入口段与空化通道的进口相连通，末级文丘里管腔的喉道段与空化通道的出口相连通，前一级文丘里管腔的喉道段与后一级文丘里管腔的入口段相连通，末级文丘里管腔的喉道段和空化通道的出口间还设有扩散段；
所述首级文丘里管腔的入口段处安装有叶轮机，该叶轮机的叶片上开设有贯通叶片的通孔。
本实用新型的有益效果是：空化通道内，文丘里管腔的数量可以根据需要进行设置，至少是两个。若给各文丘里管腔编号，则最靠近进口的一级文丘里管腔(即首级文丘里管腔)，之后依次为二级文丘里管腔、三级文丘里管腔，直至末级文丘里管腔。其中，相邻两级文丘里管腔中，靠近进口的为前一级文丘里管腔，靠近出口的为后一级文丘里管腔。后一级文丘里管腔能够在前一级文丘里管腔诱导的空化基础上进一步发生空化，从而提升空化效率，增强空化清洗效果。而一级文丘里管腔的入口段处安装有叶轮机，此处叶轮机通过外部供电，工作时能加速水流，从而能让水流以更快的速度进入各级文丘里管腔内，从而加强空化效果。另外，叶轮机的叶片上设有通孔，故当叶片在水流中高速旋转时，将会在叶片的后方产生尾流空化，强化了水流的空化效果。因此，利用多级文丘里管腔和叶片上通孔来强化空化效果，并且通过叶轮机加速水流，保护空泡及时到达清洗区域，通过空化泡溃灭时产生的能量来进行清洗，提升了空化效率，而且可以有效降低清洗所需的泵压，减少能耗。
优选设置为，文丘里管腔的数量为两个，两文丘里管腔分别为一级文丘里管腔和二级文丘里管腔，其中一级文丘里管腔的入口段与空化通道的进口相连通，二级文丘里管腔的喉道段与空化通道的出口相连通，一级文丘里管腔的喉道段与二级级文丘里管腔的入口段相连通；所述扩散段设置于二级文丘里管腔的喉道段和空化通道的出口间。
进一步优选是：文丘里管腔的入口段为圆管结构。
扩散段包括与末级文丘里管腔喉道段相连的小口、及与空化通道出口相连的大口，其中大口的直径与首级文丘里管腔入口段的直径相一致。有助于扩散段处排出的水流中，空化的气泡能在出口处及时溃灭，从而保证出口处具有充足的能量进行清洁。
进一步优选是：扩散段的锥度为60～80°。
其中，同一文丘里管腔中喉道段直径为入口段直径的0.3～0.6。喉道段与入口段的直径处于该比例范围内时，能极大地提高空化效率，较常规的方式提高50％的空化效率。
为了让空化气泡在到达扩散段前减少挤压，最大限度地避免提早破裂，各级丘里管腔均位于同一轴线上。
通孔为渐缩孔，该渐缩孔上与空化通道进口相对的开口为大口，渐缩孔上与空化通道出口相对的开口为小口。渐缩孔的结构，形成一个类似文丘里管的结构，当流体从渐缩孔的大口进入后、经过渐缩的通孔空间、并从小口处排出进入首级文丘里管腔，流体该过程中经历了流体通道的空间变小和增大，使得流体从渐缩孔小口排出后压力减小而空化，且该空化效果显著，能提高空化效率。
进一步优选设置是，叶轮机为轴流式叶轮机。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图，未画出泵。
图2为本实用新型实施例一轴流叶轮机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
实施例一：如图1、2所示，本实施例包括泵和壳体1，壳体1内设置有空化通道2，该空化通道2包括有进口11和出口12，其中泵的出水口与空化通道2的进口11相连通。空化通道2包括依次串接、连通的两级文丘里管腔，各级文丘里管腔均包括入口段、收缩段和喉道段，入口段和喉道段均为直圆管结构，且喉道段的直径为入口段直径的0.3倍。两级文丘里管腔分别为一级文丘里管腔21和二级文丘里管腔22，一级文丘里管腔21包括入口段211、收缩段212和喉道段213，二级文丘里管腔22包括入口段221、收缩段222和喉道段223。其中一级文丘里管腔21的入口段211与空化通道2的进口11相连通，二级文丘里管腔22的喉道段223与空化通道2的出口12相连通，一级文丘里管腔21的喉道段213与二级级文丘里管腔22的入口段221相连通；二级文丘里管腔22的喉道段223和空化通道2的出口12间还设有扩散段23，该扩散段23的锥度为80°。各级丘里管腔均位于同一轴线上。在一级文丘里管腔21的入口段211处安装有轴流叶轮机3，该轴流叶轮机3的叶片31上开设有贯通叶片31的通孔32。此处，叶轮机的作用是将进口11处的流体吸入空化通道2，并推动流体向出口12方向运动，故轴流叶轮机3还可以换成其他形式的叶轮机，
扩散段23包括与二级文丘里管腔22喉道段223相连的小口、及与空化通道2出口12相连的大口，其中大口的直径与一级文丘里管腔21入口段211的直径相一致。
特别说明，扩散段23的锥度可以根据实际情况进行选择，选择范围在60～80°；锥度的选取条件受限于扩散段23的长度。另外，同一文丘里管腔中喉道段直径为入口段直径的0.3～0.6倍。喉道段与入口段的直径处于该比例范围内时，较常规的方式至少提高50％的空化效率。
除了上述实施例外，文丘里管腔的数量还可以采用三级、四级或者更多，而且采用不同数量文丘里管腔的空化效果也会各不一样。根据目前的实际情况来，优选级数为两级，随着轴流叶轮机的功率增大，则级数可以根据需求做出相应提高。
实施例二：与实施例一的区别仅在于，通孔为渐缩孔，该渐缩孔上与空化通道进口相对的开口为大口，渐缩孔上与空化通道出口相对的开口为小口。
空化数是一种描述空化状态的无量纲参数，空化数的计算公式如下：
可以通过这个公式计算文丘里管轴线中点处的空化数，公式中：CV为空化数，P为液体的来流压力，PV为液体在环境温度下的饱和蒸气压，ρ为液体的密度，V为液体的来流流速。
其中，空化数越小，表明空化效应越强烈。通过实验数据的测算，计算单个文丘里管喉部中点处的空化数为X，各实施例中末级文丘里管中点处的空化数Y。在其他条件一样的情况下，实验人员最终发现，各实施例(包括实施例一和实施例二)中空化数Y≈(0.6～0.8)X，即本实施例的空化效应更加强烈。
实施例一中空化数为Y1，且Y1≈0.8X。
实施例二中空化数为Y2，且Y2≈0.6X。
Claims (9)
1.一种空化射流清洗空化器，包括泵和壳体，其特征是：所述壳体内设置有空化通道，该空化通道包括有进口和出口，所述泵与空化通道的进口相连通；
该空化通道包括若干依次串接、连通的文丘里管腔，各级文丘里管腔均包括入口段、收缩段和喉道段，入口段和喉道段均为直管结构，其中首级文丘里管腔的入口段与空化通道的进口相连通，末级文丘里管腔的喉道段与空化通道的出口相连通，前一级文丘里管腔的喉道段与后一级文丘里管腔的入口段相连通，末级文丘里管腔的喉道段和空化通道的出口间还设有扩散段；
所述首级文丘里管腔的入口段处安装有叶轮机，该叶轮机的叶片上开设有贯通叶片的通孔。
2.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：所述文丘里管腔的数量为两个，两文丘里管腔分别为一级文丘里管腔和二级文丘里管腔，其中一级文丘里管腔的入口段与空化通道的进口相连通，二级文丘里管腔的喉道段与空化通道的出口相连通，一级文丘里管腔的喉道段与二级级文丘里管腔的入口段相连通；所述扩散段设置于二级文丘里管腔的喉道段和空化通道的出口间。
3.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：所述文丘里管腔的入口段为圆管结构。
4.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：所述扩散段包括与末级文丘里管腔喉道段相连的小口、及与空化通道出口相连的大口，其中大口的直径与首级文丘里管腔入口段的直径相一致。
5.根据权利要求4所述的空化射流清洗空化器，其特征是：所述扩散段的锥度为60～80°。
6.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：同一文丘里管腔中喉道段直径为入口段直径的0.3～0.6。
7.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：各级丘里管腔均位于同一轴线上。
8.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：所述通孔为渐缩孔，该渐缩孔上与空化通道进口相对的开口为大口，渐缩孔上与空化通道出口相对的开口为小口。
9.根据权利要求1所述的空化射流清洗空化器，其特征是：所述叶轮机为轴流式叶轮机。
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| CN109602301A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-12 | 陕西师范大学 | 一种微气泡臭氧水蔬果清洗装置及清洗方法 |
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