CN220393349U - 一种文丘里水力空化发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种文丘里水力空化发生器，包括空化管，空化管外部的两个端头设置有连接法兰盘，空化管的内部设置有用于通过流体的流体通道，流体通道包括依次衔接的入口段、收缩段、喉部、扩张段以及出口段，入口段的截面积大于喉部的截面积，入口段与喉部之间通过收缩段衔接，出口段的截面积大于喉部的截面积，出口段与喉部之间通过扩张段衔接；喉部内配合安装有呈六棱柱状的堵头，堵头将喉部的内部空间分隔出两个对称布置的流道，当流体流过喉部时，通过堵头将一股流体切分成两股分流体，从而增加喉部的湿润周长。通过设置六棱柱状的堵头，能够在堵头的外侧壁附近产生低压区，从而扩大空化区域的面积，增大空化发生器的空化产率。

Description

一种文丘里水力空化发生器

技术领域

本实用新型涉及污水空化处理技术领域，尤其是一种文丘里水力空化发生器。

背景技术

空化降解技术是指通过在待处理溶液中产生空化现象，依赖空化溃灭产生的物理、化学效应对溶液中的污染物进行降解处理的技术，过程中无二次污染的产生，常用于污水处理，是一种清洁高效的污水处理方式。

按照产生空化的方式，空化分为水力空化和超声空化。水力空化依靠水力空化发生器产生。水力空化发生器简称空化器，是一种通过使流体在一定几何构型的通道中流过，以增加流速、产生强烈的流动分离、增强流场剪切效应，从而使流体发生空化的装置。空化器几何结构是影响水力空化强度的关键因素，也是影响降解污水效率的关键因素。

现有技术中的空化器包括节流型空化器和旋转型空化器。旋转型空化器多用于微生物消毒和污泥处理等领域；节流型空化器常用于污水处理，包括孔板空化器和文丘里空化器，文丘里管相较于孔板的流动损失较小，产生的空化区域更大，更适合大规模的工业应用。但是，传统的文丘里空化器还存在空化产率不足、溃灭强度不够的问题，因此限制了空化降解技术的工业应用，为进一步增加降解效率，需要对传统文丘里管的结构进行改进和优化设计。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的文丘里水力空化发生器，通过设置六棱柱状的堵头，其侧面的前缘角朝向流体，能够增强喉部对流体的剪切效应，并能够在堵头的外侧壁附近产生低压区，从而扩大空化区域的面积，增大空化发生器的空化产率。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种文丘里水力空化发生器，包括空化管，所述空化管外部的两个端头设置有连接法兰盘，空化管的内部设置有用于通过流体的流体通道，所述流体通道包括依次衔接的入口段、收缩段、喉部、扩张段以及出口段，入口段的截面积大于喉部的截面积，入口段与喉部之间通过收缩段衔接，出口段的截面积大于喉部的截面积，出口段与喉部之间通过扩张段衔接；

所述喉部内配合安装有呈六棱柱状的堵头，所述堵头将喉部的内部空间分隔出两个对称布置的流道，当流体流过喉部时，通过堵头将一股流体切分成两股分流体，从而增加喉部的湿润周长。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述入口段、收缩段、喉部、扩张段以及出口段的中心线重合。

所述堵头的侧面之间形成两个对称布置的前缘角，所述前缘角为90°，堵头安装时，两个底面贴合喉部的内侧壁安装，一个前缘角朝向收缩段，另一个前缘角朝向扩张段。

所述收缩段的收缩角度α的范围为80°-100°，扩张段的扩张角度β为10°。

所述入口段、收缩段、喉部、扩张段以及出口段的截面为正方形。

所述空化管呈立方体状，连接法兰盘成方盘状，文丘里水力空化发生器通过转接头与圆形管路连接。

所述转接头的结构为：包括连接管，所述连接管的内部开有过渡孔，连接管外部的两个端头分别设置有与圆形管路连接的圆形法兰，以及与连接法兰盘连接的方形法兰，圆形法兰的中部设置有呈圆形的圆形开口，方形法兰的中部设置有呈正方形的方形开口，所述方形开口与圆形开口之间通过过渡孔连接。

所述方形开口的边长与圆形开口的直径相等。

所述方形法兰的工作端面上设置有密封槽。

所述密封槽采用环形槽。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过在空化管的喉部设置堵头，增加了空化发生器喉部湿润周长与喉部流动面积的比值，增大了流体的剪切区域的面积，从而有效增加了文丘里水力空化发生器的空化产率，提高了溃灭强度，增强了空化发生器对污水的降解效率。

本实用新型还包括如下优点：

(1)本实用新型中通过设置转接头，能够将空化管与常见的圆形截面的主管路串联，提高了空化发生器的通用性。

(2)本实用新型中方形法兰的工作端面上设置有环形的密封槽，密封槽环布在方形开口外部的方形法兰的工作端面上，用于密封管路，环形的密封槽能够使槽内的密封圈受力均匀。

(3)本实用新型中单个流道的下游会因堵头导致的强烈流动分离产生一个延伸至扩张段的低压区，从而增加了空化发展区域，增加了扩张段中空化区域的总体积；同时，低压区使扩张段中压力恢复区的湍流强度增大，使得空化气泡溃灭更加强烈，从而能够通过增加空化气泡产率的方式增大空化发生器的降解效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图2中A-A截面的剖视图。

图4为本发明中堵头的结构示意图。

图5为图4的主视图。

图6为本实用新型中转接头的结构示意图一。

图7为本实用新型中转接头的结构示意图二。

图8为图6的侧视图。

图9为图8中A-A截面的剖视图。

其中：1、入口段；2、收缩段；3、喉部；4、扩张段；5、出口段；6、空化管；7、连接法兰盘；8、堵头；9、前缘角；10、流道；11、转接头；12、方形法兰；13、圆形法兰；14、密封槽；15、过渡孔；16、连接管。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的结构和功能如下：

如图1-图9所示，一种文丘里水力空化发生器，包括空化管6，空化管6外部的两个端头设置有连接法兰盘7，空化管6的内部设置有用于通过流体的流体通道，流体通道包括依次衔接的入口段1、收缩段2、喉部3、扩张段4以及出口段5，入口段1的截面积大于喉部3的截面积，入口段1与喉部3之间通过收缩段2衔接，出口段5的截面积大于喉部3的截面积，出口段5与喉部3之间通过扩张段4衔接；喉部3内配合安装有呈六棱柱状的堵头8，堵头8将喉部3的内部空间分隔出两个对称布置的流道10，当流体流过喉部3时，通过堵头8将一股流体切分成两股分流体，从而增加喉部3的湿润周长。收缩段2的截面积沿流体流动方向逐渐减小，扩张段4的截面积沿流体流动方向逐渐增大，收缩段2和扩张段4的截面积变化率为线性变化，即收缩段2和扩张段4的线形为直线；入口段1为流体进入空化管6的入口，入口段1与收缩段2相连，收缩段2与喉部3相连，喉部3与扩张段4相连，扩张段4与出口段5相连，在入口段1和出口段5处均装有呈正方形的连接法兰盘7，连接法兰盘7用于与转接头11的方形法兰12相匹配。

入口段1、收缩段2、喉部3、扩张段4以及出口段5的中心线重合。

堵头8的侧面之间形成两个对称布置的前缘角9，前缘角9为90°，堵头8安装时，两个底面贴合喉部3的内侧壁安装，一个前缘角9朝向收缩段2，另一个前缘角9朝向扩张段4。堵头8固定在喉部3的中心位置处，将喉部3分隔出两个完全一致的流道10。

堵头8呈六棱柱状，为轴对称结构，其侧面之间的夹角分别为90°、135°、135°、90°、135°、135°，前缘角9为呈90°的夹角，安装堵头8时，使前缘角9朝向流体的流动方向。

收缩段2的收缩角度α的范围为80°-100°，扩张段4的扩张角度β为10°；入口段1、收缩段2、喉部3、扩张段4以及出口段5的截面为正方形。入口段1和出口段5的截面积相等，入口段1和出口段5的截面积与收缩段2起始端的截面积、扩张段4终止端的截面积相等，收缩段2终止端的截面积、扩张段4起始端的截面积与喉部3的截面积相等，入口段1的长度和出口段5的长度相等，均为其截面边长的2倍。

如图4-图5所示，喉部3的截面边长与入口段1的截面边长之比为1:5，堵头8的宽度W与喉部3的截面边长相等，堵头8的厚度H与喉部3截面边长之比为2:5，堵头8的最大长度L1与喉部3的截面边长相等，堵头8的最小长度L2与喉部3的截面边长之比为0.67:1。

空化管6呈立方体状，连接法兰盘7成方盘状，文丘里水力空化发生器通过转接头11与圆形管路连接；转接头11的结构为：包括连接管16，连接管16的内部开有过渡孔15，连接管16外部的两个端头分别设置有与圆形管路连接的圆形法兰13，以及与连接法兰盘7连接的方形法兰12，圆形法兰13的中部设置有呈圆形的圆形开口，方形法兰12的中部设置有呈正方形的方形开口，方形开口与圆形开口之间通过过渡孔15连接。转接头11用于将空化管6与常见的圆形截面的主管路串联。

方形开口的边长与圆形开口的直径相等。方形开口与圆形开口用于流体进出，方形开口的边长与入口段1或出口段5的截面边长相等。

方形法兰12的工作端面上设置有密封槽14；密封槽14采用环形槽。方形法兰12上预置密封槽14用于密封管路，密封槽14采用圆槽，环布在方形开口外部的方形法兰12的工作端面上，使得密封圈受力均匀。

本实用新型的工作过程如下：

将堵头8固定于空化管6的喉部3，通过转接头11将空化管6连接至循环管路；

待处理的污水经转接头11流入空化管6内，经过入口段1，在收缩段2进行加速，然后在喉部3流经堵头8发生强烈的流动分离和剪切效应，产生空化气泡，空化气泡进入文丘里管扩张段4，随压力逐渐恢复从而发生溃灭，并最终从出口段5流出；

流体经过喉部3、进入扩张段4时，在空化管6内会产生两个空化区域：堵头8周围与扩张段4内侧壁周围。

本实用新型通过设置堵头8，能够加强传统的文丘里水力空化发生器的空化降解效率，能够增强对流体的剪切效应，产生更多、更密集的空化气泡，从而具备更强的污水降解效果，适合规模化应用于污水处理领域；同时，通过设置转接头11，能够完成与常规圆形管路的连接匹配，增强了文丘里水力空化发生器的通用性。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：包括空化管(6)，所述空化管(6)外部的两个端头设置有连接法兰盘(7)，空化管(6)的内部设置有用于通过流体的流体通道，所述流体通道包括依次衔接的入口段(1)、收缩段(2)、喉部(3)、扩张段(4)以及出口段(5)，入口段(1)的截面积大于喉部(3)的截面积，入口段(1)与喉部(3)之间通过收缩段(2)衔接，出口段(5)的截面积大于喉部(3)的截面积，出口段(5)与喉部(3)之间通过扩张段(4)衔接；

所述喉部(3)内配合安装有呈六棱柱状的堵头(8)，所述堵头(8)将喉部(3)的内部空间分隔出两个对称布置的流道(10)，当流体流过喉部(3)时，通过堵头(8)将一股流体切分成两股分流体，从而增加喉部(3)的湿润周长。

2.如权利要求1所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述入口段(1)、收缩段(2)、喉部(3)、扩张段(4)以及出口段(5)的中心线重合。

3.如权利要求1所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述堵头(8)的侧面之间形成两个对称布置的前缘角(9)，所述前缘角(9)为90°，堵头(8)安装时，两个底面贴合喉部(3)的内侧壁安装，一个前缘角(9)朝向收缩段(2)，另一个前缘角(9)朝向扩张段(4)。

4.如权利要求1所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述收缩段(2)的收缩角度α的范围为80°-100°，扩张段(4)的扩张角度β为10°。

5.如权利要求1所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述入口段(1)、收缩段(2)、喉部(3)、扩张段(4)以及出口段(5)的截面为正方形。

6.如权利要求1所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述空化管(6)呈立方体状，连接法兰盘(7)成方盘状，文丘里水力空化发生器通过转接头(11)与圆形管路连接。

7.如权利要求6所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述转接头(11)的结构为：包括连接管(16)，所述连接管(16)的内部开有过渡孔(15)，连接管(16)外部的两个端头分别设置有与圆形管路连接的圆形法兰(13)，以及与连接法兰盘(7)连接的方形法兰(12)，圆形法兰(13)的中部设置有呈圆形的圆形开口，方形法兰(12)的中部设置有呈正方形的方形开口，所述方形开口与圆形开口之间通过过渡孔(15)连接。

8.如权利要求7所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述方形开口的边长与圆形开口的直径相等。

9.如权利要求7所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述方形法兰(12)的工作端面上设置有密封槽(14)。

10.如权利要求9所述的一种文丘里水力空化发生器，其特征在于：所述密封槽(14)采用环形槽。