CN2517732Y - 超声耦合水供给脱气处理装置 - Google Patents

Abstract

超声耦合水供给脱气处理装置,包括汽蚀去气泡管、真空去气泡罐及与之连通的真空泵、喷雾盘、表面张力滤气芯;汽蚀去气泡管通过导管连通与真空去气泡罐;喷雾盘位于去气泡罐内上部,表面张力滤气芯位于罐内下部;喷雾盘开有多个喷嘴;真空去气泡罐出水口的导管通路上设置增压泵;经过滤、增压的水首先进入去气泡管,分离出部分溶解于水中空气,形成大量微小空气气泡并从水中浮出;然后进入真空去气泡罐,先经喷雾盘雾化将水雾化成液滴浮出,然后由真空泵从去气泡罐的脱气口抽出系统之外;经雾化真空脱气及表面张力滤芯阻隔后,水中溶解的大部分空气被分离掉。适合于各种流量较大、水脱气率要求高的场合,可广泛应用于机械制造、石油化工等行业。

Description

超声耦合水供给脱气处理装置

技术领域

本实用新型涉及超声波探测设备，特别涉及超声耦合水处理装置。

背景技术

在超声回波法精密测量距离的应用中，比较常见的工况条件和技术要求如下：1)被测对象为几何形状规则的固体；2)被测距离较小(例如不超过200mm)；3)被测对象表面有液体(如冷却液)或固态杂质(如机械加工切屑)；4)要求精度较高(如不确定度在±0.1mm以内)。为保证高频超声探头能够正常稳定工作，并且具有较高的分辨率，一般需要在超声探头与被测对象之间形成符合一定要求的耦合介质，如静止的水或连续喷射的水柱(二者分别应用于不同的场合)。对于作为超声耦合介质的连续喷射水柱的主要技术要求有：a)水柱的横向流场均匀；b)水柱的流速恒定；c)水柱中不允许有超过或与超声波长尺度相当的机械杂质或气泡；d)水柱在被测表面形成的反射区(紊流区)尺度尽可能小。

现有超声耦合水供给设备要么脱气效果不理想，脱气效率不高，要么就是设备的结构比较复杂，如对于脱气率要求较高的场合，常常需要设置两级以上脱气装置，设备组成复杂，脱气效率也不高。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种脱气率高、设备结构简单的超声耦合水处理装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：本实用新型包括汽蚀去气泡管、真空去气泡罐、真空泵；所述的真空去气泡罐为圆桶状密闭容器，其上部开有一个进水口和一个脱气口，底部有一个出水口；所述的汽蚀去气泡管通过导管经真空去气泡罐进水口进入罐内连通于喷雾盘，脱气口连接于真空泵；还包括所述的真空去气泡罐中设有喷雾盘、表面张力滤气芯；所述的喷雾盘位于去气泡罐内上部，表面张力滤气芯位于罐内下部。

所述的汽蚀去气泡管为文邱里管结构，由入口腔、节流腔和出口腔三部分组成，一方面保证进入系统的水流量不受后续的去气泡罐内真空度〔0～0.1MPa(abs)〕的影响；另一方面利用水流经去气泡管汽蚀过程中析出的溶解空气，在压力恢复过程中再溶解于水的速率比水蒸汽再凝结速率慢，从而分离出部分溶解于水中空气，形成大量微小空气气泡，在后续的真空雾化脱气过程中，作为水中溶解空气大量析出时所形成的大气泡的凝聚核心，从而能够促进大尺度气泡形成并从水中浮出。

所述的喷雾盘装有多个离心式喷嘴，将水雾化成液滴，增大水的总表面积。为提高对水的雾化效果，采用离心式喷嘴。离心式喷嘴主要由内表面为渐缩锥形的进水管、内表面为抛物面形的旋流室、内表面为外凸锥形的出口导流扩散管等组成。具有一定压力的水经进水管逐渐增速以较高的动能沿切线进入旋流腔，由于离心力的作用，水在旋流室内作螺旋运动，经旋流腔的聚敛加速后以较高的速度从出口导流扩散管喷出，在喷嘴出口处形成锥面状水流，由于水与空气之间摩擦力的作用，把水撕成很小的液滴，达到雾化效果。经喷雾盘雾化形成的水滴进入去气泡罐内的真空环境〔0～0.1MPa(abs)〕，根据亨利定律，此时空气在水中的溶解度大大降低，在达到新的溶解平衡的过程中，大量溶解于水中的空气以通过汽蚀去气泡管形成的微小气泡为核心迅速凝聚成较大气泡，从液滴表面浮出，再由真空泵经脱气口排出罐外。

所述的表面张力滤气芯上开有多个环形凹槽，凹槽侧壁设置过滤膜；由于水在去气泡罐内停留时间较短，经过真空雾化脱气后仍有一部分微小气泡未来得及完全浮出水面，经过表面张力滤芯阻隔后，再一次聚集形成大气泡浮出。表面张力滤芯阻隔的具体工作过程是：水流经滤芯时在网孔上形成气液分界面(液膜)，水中溶解的气体要穿过膜面(刺穿该膜)，除需要克服通常存在的网孔流体吸附阻力外，还必须克服由液膜表面张力形成的附加局部阻力；当滤网两侧压差(为流体穿过滤网的推动力)不足以使溶解气体克服该附加的局部阻力时，则尺度大于或等于滤网过滤尺度的气泡将不能通过滤网，被阻隔在滤网前一侧并凝聚成较大的气泡浮出。

所述的过滤膜为金属滤网。

作为本实用新型的进一步改进，所述的真空去气泡罐还设有一进水口及相应的进水管道；

所述的真空去气泡罐内还设置有液位控制阀，该液位控制阀包括主阀、先导阀、液位计、浮子，所述的主阀串接在去气泡罐的两个进水管道的其中任一个进水管道上，浮子设置在去气泡罐内；以控制去气泡罐内的水位，使其保持在要求的高度范围内，确保雾化脱气和张力过滤脱气能正常进行。

作为本实用新型的更进一步改进，所述的真空去气泡罐出水口的导管通路上设置增压泵，该增压泵可耐汽蚀，对经过过滤、脱气处理后的水进行增压，保证水在后续的管道、罐内流动过程中不会由于局部真空的形成而再有气泡析出。

本实用新型的优点在于，水经过真空雾化脱气和表面张力过滤脱气处理后，在排出去气泡罐时空气含量远远低于一个标准大气压下的饱和状态，在后续的流动过程中将不会再有溶解空气析出，确保高频超声探头能够正常稳定工作，并且具有较高的分辨率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中的喷雾盘剖视示意图。

图3为本实用新型中的喷雾盘结构示意图。

图4为本实用新型中的表面张力滤气芯剖视示意图。

图5为本实用新型中的表面张力滤气芯结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括由入口腔、节流腔和出口腔三部分构成的汽蚀去气泡管2、4、真空去气泡罐8、真空泵7；所述的真空去气泡罐8为圆桶状密闭容器，其上部开有一个进水口和一个脱气口，底部有一个出水口；所述的汽蚀去气泡管2通过导管3由真空去气泡罐进水口进入罐内连通于喷雾盘6，脱气口连接于真空泵7；还包括所述的真空去气泡罐7中设有喷雾盘6、表面张力滤气芯9；所述的喷雾盘6位于去气泡罐8内上部，表面张力滤气芯9位于罐内下部；所述的喷雾盘6有数十个离心式喷嘴61和两个进水口62、63；所述的表面张力滤气芯9上开有多个环形凹槽91，凹槽91侧壁设置金属滤网92；

所述的真空去气泡罐8内还设置有液位控制阀，该液位控制阀包括液位控制主阀51、液位控制先导阀52、液位计53、浮子54，所述的主阀51串接在去气泡罐8的两个进水管道的其中之一的管道上，浮子54设置在去气泡罐8内；浮子54感受罐内的水位，液位计53将水位信息转换成电信号传送给先导阀52，先导阀52根据水位信息控制主阀51打开或关闭。当罐内水位高于水位上限时，主阀51根据浮子54感受的水位信息关断所控制的入口管道，去气泡罐8的出口流量大于入口流量，罐内水位下降；当罐内水位低于水位下限时，主阀52打开所控制的入口管道，去气泡罐8的出口流量小于入口流量，罐内水位上升。

所述的真空去气泡罐8出水口的导管通路上设置增压泵10。

经过过滤设备去除水中的机械杂质和少量油污后，仍溶解有大量空气的具有一定压力的水进入本装置。进入去气泡管2，经汽蚀过程中析出的溶解空气，在压力恢复过程中再溶解于水的速率比水蒸汽再凝结速率慢，从而分离出部分溶解于水中空气，形成大量微小空气气泡，在后续的真空雾化脱气过程中，作为水中溶解空气大量析出时所形成的大气泡的凝聚核心，从而能够促进大尺度气泡形成并从水中浮出；然后进入真空去气泡罐8，先经喷雾盘6雾化将水雾化成液滴，增大水的总表面积，经雾化形成的水滴进入去气泡罐8内的真空环境〔0～0.1MPa(abs)〕，根据亨利定律，此时空气在水中的溶解度大大降低，在达到新的溶解平衡的过程中，溶解于水中的空气以通过汽蚀去气泡管2形成的微小气泡为核心迅速凝聚成大气泡，从因雾化而表面积增大的小尺度水液滴表面浮出，然后由水引射真空泵7从去气泡罐8的脱气口抽出系统之外。经雾化真空脱气后，水中溶解的大部分空气已被分离掉，与去气泡罐的脱气口连接的水引射真空泵及时抽出罐内析出的气体，并使罐内真空度达到设计值。

由于水在去气泡罐8内停留时间较短，经过真空雾化脱气后仍有一部分微小气泡未来得及完全浮出水面，经过表面张力滤芯9阻隔后，再一次聚集形成大气泡浮出。水经过真空雾化脱气和表面张力过滤脱气处理后，在排出去气泡罐8时空气含量远远低于一个大气压下的饱和状态，在后续的流动过程中将不会再有溶解空气析出。

考虑到去气泡罐内的液位高度会影响到真空雾化脱气和表面张力过滤脱气的效果，为确保张力滤芯的脱气效果，需要控制去气泡罐8内的水位，罐内配置有液位控制阀。

增压泵10即汽蚀泵对经过过滤、脱气处理后的水进行增压，保证水在后续的管道、罐内流动过程中不会由于局部真空的形成而再有气泡析出。该汽蚀泵采用一种带诱导轮的离心泵(也可以选用其它形式的汽蚀泵)，入口通过管道与去气泡罐的出水口相连接，入口可以承受较高的真空度。由于设置了增压泵10，可以大大降低供给装置的总体高度，增加了装置的实用性。

本实用新型脱气设备可连续作业，适合于各种流量较大、水脱气率要求高的场合，可广泛应用于机械制造、石油化工等行业。

Claims (10)

1.超声耦合水供给脱气处理装置，包括汽蚀去气泡管、真空去气泡罐、真空泵；所述的真空去气泡罐为桶状密闭容器，其上部开有一个进水口和一个脱气口，底部有一个出水口；脱气口连接于真空泵；所述的真空去气泡罐中设有喷雾盘，该喷雾盘位于真空去气泡罐内上部；其特征在于，所述的汽蚀去气泡管设置在真空去气泡罐进水口之前，通过导管从真空去气泡罐进水口进入罐内并连通于喷雾盘；所述的真空去气泡罐中设有喷表面张力滤气芯，该表面张力滤气芯位于罐内下部。

2.如权利要求1所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的喷雾盘装有多个喷嘴。

3.如权利要求2所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的喷嘴为离心式喷嘴。

4.如权利要求3所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的离心式喷嘴由内表面为渐缩锥形的进水管、内表面为抛物面形的旋流室、内表面为外凸锥形的出口导流扩散管构成。

5.如权利要求1或2所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的表面张力滤气芯上开有多个环形凹槽，凹槽侧壁设置过滤膜。

6.如权利要求4所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的过滤膜为金属滤网。

7.如权利要求1所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的真空去气泡罐还设有一进水口及相应的进水管道。

8.如权利要求1或6所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的真空去气泡罐内还设有液位控制阀，该液位控制阀包括主阀、先导阀、液位计、浮子，所述的主阀串接在去气泡罐的两个进水管道的其中任一的管道上，浮子设置在去气泡罐内。

9.如权利要求1或6所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的真空去气泡罐出水口的导管通路上设置增压泵。

10.如权利要求1所述的超声耦合水供给脱气处理装置，其特征在于，所述的汽蚀去气泡管为文邱里管结构。

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