CN219991234U - 一种新型空化发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型空化发生器，所述所述空化发生器包括容器和进液管，自上而下地，所述容器的内径变小，所述进液管设置在所述容器的上部；所述空化发生器还包括：出液管，插入所述容器内；所述出液管包括内管和外管；自下而上地，所述内管具有依次设置内径变小段、内径变大段和内径不变段；所述内管与所述外管同轴固定成一体；所述出液管上部设有盖板，所述盖板上设有与内管内部连通的排液口；导流件，所述导流件设置在所述容器的底部，且处于所述内径变小段的下侧；自下而上地，所述导流件的外径先不变后逐渐变小。本发明具有简化制造工艺，节省材料成本，可适应更多的应用场合等优点。

Description

一种新型空化发生器

技术领域

本发明涉及空化装置领域，特别涉及水力空化发生器领域。

背景技术

水力空化是一种新型有效的水处理技术，典型的可以有效破坏其细胞结构，杀死大多数微生物，也可以有效破坏污水中污泥颗粒表面吸附水、孔隙水以及内部水，瓦解污泥颗粒结构，促使污泥颗粒与水分离，大幅降低污泥含水率，提高污水处理效率。同时，对于工业含油废水等有机废水，纳米微气泡具有溶解度高、比表面积大、上升速度慢、吸附性强等特点，是一种产生大量纳米级微小气泡的除油优良方法。

目前常用的水力空化发生器主要有孔板型、文丘里管、旋转式发生器、涡流型发生器等类型，各种发生器具有特定的应用优势及局限，如单一文丘里管和孔板式反应器存在易堵塞、压力损失大、能量分散等缺点，而旋转式和涡流式发生器则存在运维费用高、结构复杂、空化效率不易调控等问题。如何改造水力空化装置，开发新的水力空化发生方法，提高空化效率和功能多元化将是水力空化技术领域的发展方向。

随着水力空化技术的运用，对其空化装置结构制造工艺也提出了要求，如何在保证空化效果的前提下，实现结构一体化安装，制造工艺简单，同时满足多种应用场合成为发展方向。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种新型空化发生器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型空化发生器，所述空化发生器包括容器和进液管，自上而下地，所述容器的内径变小，所述进液管设置在所述容器的上部，从进液管输入的液体沿着所述容器的内壁呈螺旋状地下降；所述空化发生器还包括：

出液管，插入所述容器内；

所述出液管包括内管和外管；自下而上地，所述内管具有依次设置内径变小段、内径变大段和内径不变段；所述内径变小段、内径变大段和内径不变段中心轴线共线；所述内管与所述外管固定成一体；

所述出液管上部设有盖板，所述盖板上设有与内管内部连通的排液口；

导流件，所述导流件设置在所述容器的底部，且处于所述内径变小段的下侧；自下而上地，所述导流件的外径先不变后逐渐变小。

出液管内、外管的设置，简化制造工艺，节省材料成本。

作为优选，所述内径变小段的中心轴线和外管的中心轴线同轴设置；或者，内径变小段的中心轴线和外管的中心轴线间具有夹角，该夹角小于5度。

作为优选，所述内径变小段和内径变大段相交处设有直段，所述直段上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔。

作为优选，所述直段长度与所述内管内径最小段的最小直径之比为0.1～0.8。

作为优选，所述内管、外管上部设有盖板，所述盖板上进一步还设有与内管、外管间的夹层连通的介质入口；或者，在所述外管处于容器外部的壁上设有与内管、外管间的夹层连通的的介质入口。

内、外管的设置，在出液管中形成了内管、外管间的夹层，不同于空化液的第二种介质通入内管、外管间的夹层，并通过内管的通孔通入至内管内部。利用空化效应产生的负压，将介质吸入至内管内部，与空化后的气泡前行，并通过排液口输出，加速了第二种介质与空化液体的混合。

作为优选，所述介质入口与介质容器连接，所述介质入口与所述介质容器之间连接阀门，所述介质入口连接压敏装置，压敏装置电连接至阀门。

作为优选，所述介质入口与介质容器连接，所述介质入口与所述介质容器之间连接阀门，所述阀门与介质容器之间连接加压装置。

作为优选，所述导流件处于内管、外管下侧，所述导流件内部具有气体通道，所述气体通道的出口设置在所述导流件的顶端或倾斜表面。

从气体通道通入高压气体，可以进一步提高容器底部液体的压力，同时液体在气体向上浮力的带动下，可以加速向上运动，提高液体通过内径变小段的速度。

本实用新型的有益效果：

1、出液管采用内、外管的设置，简化制造工艺，节省材料成本，又可以使该水力空化发生器适用不同应用场合。

2、第二种介质通入内管、外管间的夹层，并通过内管的通孔通入至内管内部，利用空化效应产生的负压，将第二种介质通入至内管内部，与空化气泡前行，加速了第二种介质与空化液体的混合。

3、压敏装置的设置，可以感知内外压差，有利于控制添加第二种介质的时机。

4、可以在阀门与介质容器之间设置加压装置，若负压不足时，可以采用加压方式，将介质通入，提高了介质通入效率。

附图说明

图1是实施例1的新型空化发生器的结构示意图。

图2是实施例2的新型空化发生器的结构示意图

图3是实施例2中出液管的结构示意图。

图4是对图3的A部放大图。

图5是实施例3的新型空化发生器的结构示意图。

图6是实施例4的新型空化发生器的结构示意图。

其中：空化发生器1、容器10、进液管11、出液管12、内径变小段120、内径变大段121、内径不变段122、外管123、压板124、排液口125、直段126、通孔127、介质入口128、导流件13、气体通道130，装料容器2、第二种介质21、阀门3、管道4、、压敏装置5、泵6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1-图6和以下说明描述了本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

实施例1：

如图1，空化发生器1，包括自上至下地内径逐渐减小的容器10，进液管11设置在容器10的上部，从进液管11输入的液体沿着所述容器10的内壁呈螺旋状地下降。

出液管12，包括内管和外管123，内管具有依次设置的内径变小段120、内径变大段121和内径不变段122；所述内径变小段、内径变大段和内径不变段中心轴线共线；所述内管与所述外管123固定成一体。内外管同轴设置，或允许有一定角度，内径变小段120与外管123中心轴线夹角小于5度。

如图1，出液管12插入所述容器10内，外管123外壁与容器10的盖体间保持密封，使得出液管12和容器10间的夹层成为与外界空气隔绝的封闭空间(除了通过所述进液管11和出液管12与外界液路连通)；

导流件13设置在所述容器内10的底部，且处于所述内径变小段120的下侧；自下而上地，所述导流件13的外径先不变后逐渐变小。所述导流件的内部具有气体通道130，所述气体通道的出口设置在所述导流件的顶端或倾斜表面，气体通道130连接单向阀。

如图2-3，出液管12上部设有盖板124，盖板124上设有与内管内部连通的排液口125。排液口125与外界管道连接，将空化后的液体输出。

实施例2：

在实施例1的基础上，进一步的，实施例2做了如下设置：

如图2-4，内径变小段120和内径变大121段相交处设有直段126，直段126上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔127。

如图4，直段126的直边长度L与所述内管内径最小段的最小内径D尺寸之比为0.1～0.8，即图中L/D＝0.1～0.8；通孔127设置在直段126上，通孔直径不超过直边长度尺寸L。

如图2-4，在处于容器10外部的外管123壁上设有介质入口128，该介质入口128与内管、外管间的夹层连通，用于将不同于空化液的第二种介质通入至内管、外管间的夹层内。

实施例3：

在实施例1的基础上，进一步的，实施例3做了如下设置：

如图3-4，内径变小段120和内径变大121段相交处设有直段126，直段126上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔127。

如图5，出液管12上部设有盖板124，盖板124上进一步还设有与内管、外管间的夹层连通的介质入口128。

介质入口128通过管道4与介质容器2连接，介质入口128与介质容器2之间连接阀门3，阀门3与介质容器2之间连接加压装置6。介质容器用储存第二种介质21，例如是絮凝剂溶液等。阀门3采用单向阀，加压装置6采用计量泵。

实施例3的工作原理：

待空化液体经加压后，通过两个或多个相邻成锐角夹角的进液管11切向进入容器10内，液流沿容器10内壁呈螺旋状向下形成旋流，多股液流形成相互剪切和摩擦，提高液体微环境的温度。

当液体旋流到达容器10底部时，液流围绕容器11底部的导流件13继续旋转并沿锥面向上攀升，该底部区域的液流的压力和速度达到最大；

容器10内液体依次进入内径变小段120，内径变大段121和内径不变段122，并在内径最小处发生水力空化效应，当空化发生时，在内径最小处会形成负压区。

在空化效应开始时，通过介质入口128，向内管、外管间的夹层内通入介质，介质沿着内管、外管间的夹层内下降，并通过通孔127进入空化负压区，介质是与空化液不同的第二种介质，例如絮凝剂溶液，絮凝剂溶液与容器内液体混合后，随空化气泡前行，由于微小气泡的不断形成与溃灭，空泡周边伴随极大的压力脉冲、瞬时的局部高温高压，还会伴有强烈的冲击波和微射流等机械效应，絮凝剂能将废水中的重金属成分进行充分絮凝，实现了油和重金属同步脱除。

通过泵6将介质加压通入，可以在空化负压不足时，将絮凝剂溶液打入。

实施例4：

与实施例3的区别是：

如图6所述，装料容器2与介质入口128之间通过管道4连接阀门3，管道4穿过压敏装置5与介质入口128连接。压敏装置5包括压敏传感器和压敏开关，压敏传感器与介质入口128连接，压敏开关电连接至阀门3，阀门3为单向阀。

工作时，装料容器2中第二种介质21的水平面始终要高于介质入口的高度。

实施例4的工作原理：

待空化液体经加压后，通过两个或多个相邻成锐角夹角的进液管11切向进入容器10内，液流沿容器10内壁呈螺旋状向下形成旋流，多股液流形成相互剪切和摩擦，提高液体微环境的温度。

当液体旋流到达容器10底部时，液流围绕容器11底部的导流件13继续旋转并沿锥面向上攀升，该底部区域的液流的压力和速度达到最大；

容器10内液体依次进入内径变小段120，内径变大段121和内径不变段122，并在内径最小处发生水力空化效应，当空化发生时，在内径最小处会形成负压区。

当压敏传感器感知了内外压差，将信号反馈压敏开关，开关合上，即连通阀门3的电通路，将阀门打开，通过介质入口128，向内管、外管间的夹层内通入介质，介质沿着内管、外管间的夹层内下降，并通过通孔127进入空化负压区。利用内外空气的压差将絮凝剂溶液吸进内管内部，絮凝剂溶液与容器内液体混合后，随空化气泡前行。

利用压敏装置，可以快速感知内外压差，有利于控制添加絮凝剂介质的时机。

在实施例4中，也可以在阀门3与介质容器2之间设置加压装置。若负压不足时，可以采用加压方式，将介质通入。

在上述实施例中，导流件还可以做如下设置：

导流件内部具有气体通道130，所述气体通道130的出口设置在所述导流件的顶端或倾斜表面。通过气体通道130通入气体，气体的溶解度随着压强的增大而增大。液体旋流到达容器10底部时，压力和速度最大，流速大可以促进气体和液体充分混合，可以提高气体的溶入量，等液流通过内径变小段120时可以更多释放气泡。通入高压气体，还可以进一步提高容器10底部液体的压力，同时液体在气体向上浮力的带动下，可以加速向上运动，提高液体通过内径变小段120的速度。

Claims (9)

1.一种新型空化发生器，所述空化发生器包括容器和进液管，自上而下地，所述容器的内径变小，所述进液管设置在所述容器的上部，从进液管输入的液体沿着所述容器的内壁呈螺旋状地下降；其特征在于，所述空化发生器还包括：

出液管，插入所述容器内；

所述出液管包括内管和外管；自下而上地，所述内管具有依次设置内径变小段、内径变大段和内径不变段；所述内径变小段、内径变大段和内径不变段中心轴线共线；所述内管与所述外管固定成一体；

所述出液管上部设有盖板，所述盖板上设有与内管内部连通的排液口；

导流件，所述导流件设置在所述容器的底部，且处于所述内径变小段的下侧；自下而上地，所述导流件的外径先不变后逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述内径变小段的中心轴线和所述外管的中心轴线同轴设置；

或者，

所述内径变小段的中心轴线和所述外管的中心轴线间具有夹角，所述夹角小于5度。

3.根据权利要求1所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述内径变小段和内径变大段相交处设有直段，所述直段上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔。

4.根据权利要求3所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述直段长度与所述内管内径最小段的最小直径之比为0.1～0.8。

5.根据权利要求3所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述内管、外管上部设有盖板，所述盖板上进一步还设有与内管、外管间的夹层连通的介质入口；

或者，

所述外管处于容器外部的壁上设有与内管、外管间的夹层连通的介质入口。

6.根据权利要求5所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述介质入口与介质容器连接，所述介质入口与所述介质容器之间连接阀门，所述介质入口连接压敏装置，压敏装置电连接至所述阀门。

7.根据权利要求6所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述阀门与所述介质容器之间连接加压装置。

8.根据权利要求5所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述介质入口与介质容器连接，所述介质入口与所述介质容器之间连接阀门，所述阀门与介质容器之间连接加压装置。

9.根据权利要求1所述的一种新型空化发生器，其特征在于，所述导流件内部具有气体通道，所述气体通道的出口设置在所述导流件的顶端或倾斜表面。