CN210915479U - 一种水力空化增氧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水力空化增氧装置，其包括流体输入装置、气液混合装置以及进气装置；流体输入装置包括若干流体管道以及连接流体管道的用于输送流体的泵，流体管道以及进气装置分别与气液混合装置连通，流体管道包括自水平方向向下倾斜与气液混合装置连通的连接段，连接段与竖直方向的夹角为30‑90度。本实用新型通过流体高度紊流和涡流，产生强烈的空化效应，而且通过空化效应，进一步促进空气大量均匀溶入流体中，并通过水力空化产生的机械剪切力和强大冲击力将不断溶入的空气气流打碎成微纳米气泡，从而实现了高效的空化增氧效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水力空化增氧装置。
背景技术
空化是由于液体中局部压强降低(低于相应温度下该液体的饱和蒸气压)使液体蒸发而引起的微气泡爆发性生长的现象。随着液体压力的恢复，空化泡绝热压缩溃灭，在溃灭瞬间气泡周围微小空间产生极端的高温高压，据估计温度高达1900-5000k，压力达到5.065x107Pa，并伴有强烈的冲击波和高速射流，从而引发强烈的热效应、化学反应效应和机械剪切效应。
工业上常采用节流孔板和文丘里管来实现水力空化。其中，文丘里管是早期水力空化发生器的代表之一，但其自由基生成数量过少，空化效率偏低；节流孔板虽然能实现较高的水力空化水平，但能耗较高。有研究表明，与孔板水力空化器对比，涡流空化器单位压降的·OH的摩尔浓度是孔板水力空化器的13.99-68.19倍，说明涡流空化器能量利用率更高，空化效果更好。
目前，水力空化用于处理难降解有机废水是个研究热点，但由于水力空化产生的·OH自由基浓度有限，氧化能力也有限，通过引入臭氧、空气等气体，不但可以加强空化的效果，还可以通过空化作用增加气体的溶解量。常规的装置是利用气液混合器与空化器相串联，虽然在一定程度上改善了设备处理污废水的效果，但气液混合器本身设备结构复杂，溶气效率低，溶气量少且不均匀，而且产生的气泡比较大，极大地浪费了能耗。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种水力空化增氧装置，通过流体高度紊流和涡流，产生强烈的空化效应，而且通过空化效应，进一步促进空气大量均匀溶入流体中，并通过水力空化产生的机械剪切力和强大冲击力将不断溶入的空气气流打碎成微纳米气泡，从而实现了高效的空化增氧效果。
为实现上述目的，本实用新型所提供的一种水力空化增氧装置，其包括流体输入装置、气液混合装置以及进气装置；所述流体输入装置包括若干流体管道以及连接所述流体管道的用于输送流体的泵，所述流体管道以及所述进气装置分别与所述气液混合装置连通，所述流体管道包括自水平方向向下倾斜与所述气液混合装置连通的连接段，所述连接段与竖直方向的夹角为30-90度。
上述水力空化增氧装置中，所述进气装置包括进气管道，所述气液混合装置包括混合管道；所述进气管道插接于所述混合管道内，若干所述流体管道周向间隔设置于所述混合管道的外侧壁上，所述连接段倾斜插接于所述混合管道内。
上述水力空化增氧装置中，所述流体管道以及所述混合管道的内壁均设置有导流消音构件。
上述水力空化增氧装置中，所述进气管道的数量为1-5根，所述进气管道为直管道或螺旋管道。
上述水力空化增氧装置中，所述流体管道的数量为1-6根。
上述水力空化增氧装置中，所述流体管道等距间隔设置于所述混合管道的外侧壁上。
上述水力空化增氧装置中，所述连接段与所述混合管道的外侧壁相切。
上述水力空化增氧装置中，所述流体管道的管径与所述混合管道的道径比为1:1-3，且所述流体管道的管径横截面积之和小于或等于所述混合管道的管径横截面积。
上述水力空化增氧装置中，所述进气管道的管径与所述混合管道的管径比为1:1-4，且所述进气管道的管径横截面积之和小于或等于所述混合管道的管径横截面积的1/3。
上述水力空化增氧装置中，所述连接段与所述混合管道的连接处至所述混合管道的顶端距离为0.3-3.0m。
上述水力空化增氧装置中，所述混合管道的管径为10mm-2m。
上述技术方案所提供的一种水力空化增氧装置，与现有技术相比，其有益效果包括：通过设置若干个流体管道与气液混合装置连通，流体通过流体管道进入气液混合装置，气体通过进气装置进入气液混合装置，实现气体与流体在气液混合装置内混合；由于连接段自下倾斜呈30-90度，使得流体进入气液混合装置时在连接段实现加速的涡流运动，导致流体压力降低，形成空泡，产生空化，而且由于连接段段导致流体管道管壁内的不平整从而产生局部高紊动，起到突体空化的作用，进一步提高流体的空化效应，而空化效应的提高，又进一步增加流体中氧气的量，并将气体打碎成微纳米气泡均匀分布于流体中，同时，由于压力的降低，通过进气装置的作用大量空气被吸入气液混合装置中，被吸入的空气流在强烈的空化作用下被打碎为微纳米气泡，充分与流体混溶，气液混溶体在空液混合装置中流动，随着空化泡溃灭，伴随的冲击和微射流继续将空气均匀混溶于流体中，从而实现了高效的空化增氧效果，最终，气液混溶流体从气液混合装置流出。
附图说明
图1是本实用新型的水力空化增氧装置的主视图；
图2是本实用新型的水力空化增氧装置的俯视图。
其中，1-流体管道，2-进气管道，3-混合管道，4-连接段。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
请参阅附图1-2，本实用新型所提供的一种水力空化增氧装置，其包括流体输入装置、气液混合装置以及进气装置；流体输入装置包括若干流体管道1以及连接流体管道1的用于输送流体的泵，流体管道1以及进气装置分别与气液混合装置连通，流体管道1包括自水平方向向下倾斜与气液混合装置连通的连接段4，连接段4与竖直方向的夹角A为30-90度。
基于上述技术特征，通过设置若干个流体管道1与气液混合装置连通，流体通过流体管道1进入气液混合装置，气体通过进气装置进入气液混合装置，实现气体与流体在气液混合装置内混合；由于连接段4自下倾斜呈30-90度，使得流体进入气液混合装置时在连接段4实现加速的涡流运动，导致流体压力降低，形成空泡，产生空化，而且由于连接段4导致流体管带1管壁内的不平整从而产生局部高紊动，起到突体空化的作用，进一步提高流体的空化效应，而空化效应的提高，又进一步增加流体中氧气的量，并将气体打碎成微纳米气泡均匀分布于流体中，同时，压力降低，通过进气装置大量空气被吸入，被吸入的空气流在强烈的空化作用下被打碎为微纳米气泡，充分与流体混溶，气液混溶体在空液混合装置中流动，随着空化泡溃灭，伴随的冲击和微射流继续将空气均匀混溶于流体中，从而实现了高效的空化增氧效果，最终，气液混溶流体从气液混合装置流出；本实施例中，流体管道1自下倾斜的夹角A为45度。
进气装置包括进气管道2，气液混合装置包括混合管道3；进气管道2插接于混合管道3内，若干流体管道1周向间隔设置于混合管道3的外侧壁上，连接段4倾斜插接于所述混合管道3内；其中，混合管道3的轴线与流体管道1的轴线平行，更好的实现空气与流体的混合。优选的，流体管道1等距间隔设置于混合管道3的外侧壁上，使得流体能够更均匀的进入混合管道3内。
流体管道1以及混合管道3的内壁均设置有导流消音构件，实现对流体的导流以及消音，其中，导流消音构件包括但不限于旋流片、螺旋槽、导流板、涡流槽；导流消音构件的旋流角度为30-60度。
进气管道2的数量为1-5根，其中，进气管道2为直管道或螺旋管道，本实施例中，进气管道2的数量为1根且为直管，更好的实现气体进入混合管道3中。
流体管道1的数量为1-6根，可根据实际情况设置不同数量的流体管道1，本实施例中。流体管道1的数量为2根。
连接段4与混合管道3的外侧壁相切，进一步实现流体的涡流运动，提高空化效果。
流体管道1的管径D1与混合管道3的管径D2比为1:1-3，且流体管道1的管径D1横截面积之和小于或等于混合管道3的管径D2横截面积；进气管道的管径D3与混合管道3的管径D2比为1:1-4，且进气管道2的管径D3横截面积之和小于或等于混合管道3的管径D2横截面积的1/3；通过设置合理的管径从而实现更高效的水力空化效果，防止由于管径设置不合理导致空化效率较低。
连接段4与混合管道3的连接处至混合管道3的顶端距离L1为0.3-3.0m，其中，优选的其距离为1m，使得流体能够更充分的空化后与输入的气体混合。
混合管道3的管径D2为10mm-2m；本实施例中，混合管道3的管径D2为200mm，流体管道1的管径D1为100mm，进气管道2的管径D3为50mm，并且出气管道的出气端口与流体管道1的输出端口竖直方向上的距离L1为0.8m，使得流体在充分空化后与气体的混合，实现空化增氧效果。
本实用新型可实现水力空化和高效溶解氧气的目的，能量利用率高、能耗低；且装置结构简单，没有转动部件，损耗少，易于操作维护，运行维护成本低；另设备占空间较少，基建费用较低；其规模可根据实际工程所需流体的量灵活设计，处理量大，易实现工业大型化。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种水力空化增氧装置，其特征在于，其包括流体输入装置、气液混合装置以及进气装置；所述流体输入装置包括若干流体管道以及连接所述流体管道的用于输送流体的泵，所述流体管道以及所述进气装置分别与所述气液混合装置连通，所述流体管道包括自水平方向向下倾斜与所述气液混合装置连通的连接段，所述连接段与竖直方向的夹角为30-90度。
2.如权利要求1所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述进气装置包括进气管道，所述气液混合装置包括混合管道；所述进气管道自上而下插接于所述混合管道内，若干所述流体管道周向间隔设置于所述混合管道的外侧壁上，所述连接段倾斜插接于所述混合管道内。
3.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述流体管道以及所述混合管道的内壁均设置有导流消音构件。
4.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述进气管道的数量为1-5根，所述流体管道的数量为1-6根。
5.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述流体管道等距间隔设置于所述混合管道的外侧壁上。
6.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述连接段与所述混合管道的外侧壁相切。
7.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述流体管道的管径与所述混合管道的管径比为1:1-3，所述流体管道的管径横截面积之和小于或等于所述混合管道的管径横截面积。
8.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述进气管道的管径与所述混合管道的管径比为1:1-4，所述进气管道的管径横截面积之和小于或等于所述混合管道的管径横截面积的1/3。
9.如权利要求2所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述连接段与所述混合管道的连接处至所述混合管道的顶端距离为0.3-3.0m。
10.如权利要求7或8所述的水力空化增氧装置，其特征在于，所述混合管道的管径为10mm-2m。
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| CN201921414298.5U CN210915479U (zh) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | 一种水力空化增氧装置 |
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Cited By (1)
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| CN114800060A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 广东技术师范大学 | 一种基于涡流空化的化学磁流变抛光装置及方法 |
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2019
- 2019-08-27 CN CN201921414298.5U patent/CN210915479U/zh active Active
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| CN114800060A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 广东技术师范大学 | 一种基于涡流空化的化学磁流变抛光装置及方法 |
| CN114800060B (zh) * | 2022-05-25 | 2023-05-23 | 广东技术师范大学 | 一种基于涡流空化的化学磁流变抛光装置及方法 |
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