CN2344396Y - 喷射振荡式液体混合充气机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及喷射振荡式液体混合充气机,它是由喷射引射器,振荡形成器和射束方向调制器组成。引射进来的大量气体与水初步混合后,经振荡射流调制,以方向交变间歇脉冲射束形式射出到周围环境水体中,使水气团上下左右移位互掺,从而获得较高的充气动力效率。在污水好氧曝气池与水产养殖池中可高效曝气与搅拌;在厌氧池与含沙河渠中关闭引气阀,实行纯液体引射振荡交变换向搅动的运用方式,则可增强水流紊动度,防止泥沙淤积。

Description

喷射振荡式液体混合充气机

本实用新型涉及一种向液体中引射气体并加以搅拌的装置，具体地说，涉及一种以高速水股引射空气，并将此被引射的空气向周围环境的水体中弥散和溶解的装置，也就是水体充氧搅拌装置。

最常见的水体充氧装置首推叶轮式表面曝气机。由于它充氧的范围限于表层水，易于因气泡由水面逸出到空中而降低动力效率。加以机械转动部件易于磨损而降低运转的可靠性。所以，近年来国际科技界出现了以液体流股引射气体的充氧机。如中国专利86106673，美国专利5150988。但前者只注意改进了引射管使气泡尺寸变小，没能增大射出的水气射束对周围水体的激扰。而后者是利用振捣混凝土的振捣棒与水气射出管捆绑在一起增大对污水和污泥的激扰。这种振捣棒引发的水体涡旋尺度较小，不能使氧扩散到大范围水体中，而且振动的固体也易于磨损。

本实用新型的目的是要提供一种以流体自己的运动向水中馈送氧气并且使其扩散到大范围水体中而溶解入水的装置，以便既能提高水体充氧机整机的充氧动力效率，即提高每度电耗所能供给的水中溶解氧的数量(KgO₂)。又能以流体之间的相对运动代替固体元部件之间的相对运动，减少机械损坏的机率，提高整机运转的可靠性。

本实用新型的目的是这样实现的，在装置组合中包含了互相匹配的喷射引射器，振荡形成器和射束方向调制器。其特征在于，所述喷射引射器具有一个液体入口和与之相应的一级喷嘴，一个供被引射气体汇入的渐缩入口，一段一级混合管，一个二级混合流体喷嘴，一个供给被引射液体的渐缩口，一段二级混合管，以及泄放气液混合流体的输出孔；所述振荡形成器具有N个顺着流向分级排列的液体入口和与之相应的喷嘴(N为自然数)，一对在第N级喷嘴下游两侧的反射戽斗及与之相配的反馈流道，该流道可用隔板与正向流的流道分隔开，也可以不用隔板分开；而且还具有分别绕过上述喷射引射器二级混合管两侧的两条输出流道；所述射束方向调制器具有两个与上述振荡形成器的输出流道相衔接的入口，一个中轴线与上述喷射引射器液气混合流体的输出孔中心线相重合的分流楔体，以及分别位于楔体两侧的两个射束出口。

本实用新型的装置中所包含的喷射引射器液体入口，一级液体喷嘴和二级混合流体喷嘴是共轴准直的，气液混合流体输出孔的中轴线则与上述液体入口，液体喷嘴和混合流体喷嘴的轴线相正交。

本实用新型的装置中所包含的振荡形成器与射束方向调制器的流场是二维的流动，且振荡形成器的流场与射束方向调制器的流场位于同一平面内，该平面的法线平行于喷射引射器液体喷嘴和混合流体喷嘴的轴线。

上述喷射引射器和振荡形成器的液体馈送源可以是同一的，用三通和阀门分馈送给两者的液体；也可以是分开的，即一个高压泵向喷射引射器供液体，另一个中压泵向振荡形成器供给液体。

上述喷射引射器的供给被引射气体的入口可以开敞于大气中，也可经管道与大气相通。

上述射束方向调制器的两个输出流道的射束出口则皆潜没于液体中。

所述喷射引射器，能够引射体积流量大于液体体积流量的气体并经二级引射的液体的掺混而使气泡直径减小到1mm，延长气泡在液体中的停留时间。

所述振荡形成器输出的射流脉冲交替从左右两侧冲击喷射引射器输出孔泄出的气水混合流体射束，就会使混合流体射束交替地从射束方向调制器的两个输出流道射出。从而在外围水体中引起时序上的阵发性间歇紊动，空间上的交错换向的顺时针向与逆时针向的旋转涡流。据实测，这种流场会促使水体中不同相不同种的物质间界面的更新率提高，从而使热交换和质交换系数提高四成。而这种流体的间歇变向运动是由本实用新型装置中固定的流道形态和几何形状产生和诱导引发的，并非轴承活瓣等活动机械造成的。所以不会使装置磨损破坏。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的实施例之一，水体充氧机的结构图。

图2是图1的A-A剖视图，它显示出了振荡形成器和射束方向调制器在平面上如何绕过喷射器而又互相衔接的构造。振荡形成器可以有N个中压力水入口和与之相应的中压力的喷嘴，图2显示的为N=1的情况之一例。而图1则是图2沿中心纵轴线剖视的竖向结构图(B-B剖视)。

图1中和图2中标记符号代表意义为：

1．喷射引射器，2．振荡形成器，3．射束方向调制器，4．喷射引射器高压水入口，5．喷射引射器一级喷嘴，6．喷射引射器一级渐缩入口，7．喷射引射器一级混合管，8．喷射引射器二级喷嘴，9．喷射引射器二级渐缩入口，10．喷射引射器二级混合管，11．气水混合流体泄放孔口，12．气流过滤网，13．水流拦污栅，14．振荡形成器中压水入口，15．振荡形成器中压水喷嘴，16．振荡形成器右侧反射戽斗，17．振荡形成器右侧反馈通道，18．振荡形成器右侧隔板，19．振荡形成器右侧输出流道，20．振荡形成器左侧隔板，21．振荡形成器左侧输出流道，22．射束方向调制器右入口，23．射束方向调制器左入口，24．射束方向调制器分流楔，25．射束方向调制器射束左出口，26．射束方向调制器射束右出口，27．振荡形成器左侧反射戽斗，28．振荡形成器左侧反馈通道。

图1中喷射引射器1的高压水入口4接受液体馈送源水泵供给的压力在0.4Mpa以上的水，经具有多个出水孔的一级喷嘴5喷出的高速射流把周围的空气卷吸进入一级渐缩入口6，在混合管7中掺混均匀的水和空气两相流体遂由二级喷嘴8下射，并且再度卷吸经拦污栅13滤过的污水由二级渐缩入口9进入二级混合管10，充分混匀的含微小气泡的混合流体通过侧向孔口11流出时已成为水平向流动，并将受到由振荡形成器射出的水股的横向冲击。

振荡形成器2的中压入水口14接受液体馈送源水泵供给的压力在0.4Mpa以下的水，由中压力喷嘴15射出中速射流，此射流由于附壁效应会贴附在某一侧隔板，图2中实体箭头表示此射流贴附在右侧隔板18进而由右侧输出流道19通过射束方向调制器3的右入口22射出，从而从右侧冲击孔口11流出的混合流体射束。按照流体动量合成矢量原则，汇流后的水挟气泡的射束遂从分流楔24的左侧出口射出。在分流楔24外诱发出顺时针向旋转的大尺度涡旋。然而在喷嘴15中射出的中速射流射入右侧输出流道19的同时，也会有一小部分射入右侧反射戽斗16，这一小部分水流被反射后就由右侧反馈通道17冲向喷嘴15出口右边，由动量合成的矢量法则，使后续射流不复能贴附在右侧隔板18上面而如图2中虚线箭头所表示的那样切换到左侧循着左侧隔板20前进，大部分主流继而通过左侧输出流道21，进入射束方向调制器的左侧入口23。从喷射引射器泄放孔口11流出的气水混合流体的射束受到左侧水射流的横冲后，合成的动量矢量偏同右侧，如图2中虚线箭头所示，由右侧射束出口26射出，分流楔24外的水体中则会诱发出逆时针向旋转的大尺度涡旋，外围水体旋转方向与此前掉换了180°。

不过与此同时，在大部分主流进入左侧输出通道21的时候，另一小部分射流则被左侧反射戽斗27挑回左侧反馈通道28，又从左侧逼迫中压水喷嘴15输出的射流切换回到右侧，实现了否定的否定。使水射流再次由右侧输出流道19流出，继而使合成的气水混合射束又由左侧出口25射出，分流楔24外的水体中的旋涡再度回到顺时针向旋转，完成“顺时针-逆时针-顺时针”一个周期并将循环往复，周而复始地交替变向搅拌周围水体，使不同层位的水团互换上下高程，互易左右位置，通体混合，其中氧气以分子状态溶入水中，提高了氧向水中的转移效率，从而提高整机的充氧动力效率。而在污水处理厂的厌氧段与河渠湖泊需要防止淤积的部位，则本实用新型的装置可以在封闭引气进口阀门的条件下，实行纯液体引射振荡交变换向搅动的运用方式，充分发挥搅拌作用，使水中悬浮物与泥沙不会淤积滞留下来。

Claims (4)

1．一个喷射振荡式液体混合充气机，该机包含一个喷射引射器用以把气体引入液体从而形成混合射束，一个振荡形成器以便把稳定液流激发为不稳定振荡射流，以及一个射束方向调制器使振荡射流调制混合射束的射出方向，其特征在于，所述喷射引射器具有一个液体入口和与之相对应的一级喷咀，一个供被引射气体汇入的渐缩入口，一段第一级混合管，一个供被引射液体汇入的渐缩入口，一段第二级混合管，以及泄放混合流体的输出孔；所述振荡形成器具有至少一个液体入口和与之相对应的一个喷咀，一对位于喷咀两侧的反射戽斗及与之相配的反馈流道，两条位于两侧的输出通道；所述射束方向调制器具有两个入口，一个分流楔体，两个分别位于楔体两侧的出口。

2．权利要求1所述的喷射振荡式液体混合充气机，其特征在于，其中所述喷射引射器的液体入口，第一级喷咀，气体汇入的渐缩入口，一级混合管，液体汇入的渐缩入口，第二级喷咀和第二级混合管是中心准直的和纵轴重合的。

3．权利要求1或2所述的喷射振荡式液体混合充气机，其特征在于，其中所述喷射引射器的纵轴是与所述振荡形成器与所述射束方向调制器所在的平面相垂直的。

4．权利要求1或2所述的喷射振荡式液体混合充气机，其特征在于，所述振荡形成器的两侧隔板相对于振荡形成器的中轴线是偏置的。

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