一種撞擊流空化器的製造方法
2023-05-21 17:47:06 2
一種撞擊流空化器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種撞擊流空化器，包括進口管、撞擊腔和出口管，所述進口管與出口管分布於撞擊腔上，所述的進口管數量至少有兩個，每個進口管的軸線穿過撞擊腔中心，所述的出口管數量至少有兩個；每個進口管內安裝一塊開有小孔的孔板或安裝有微毛細管，液體通過孔板上的小孔或微毛細管形成射流並產生空化，空化的液體射流在撞擊腔中心匯合，通過相互撞擊產生大旋渦；撞擊後的液體從出口管流出。本發明有益的效果：相互撞擊的液體流團相互滲透，往復振蕩，發生強烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產生強烈的微觀混合和壓力波動，使空化泡反覆的潰滅和再生，從而增強空化強度和空化效應，撞擊後的液體從出口管流出；本發明可以有效增強現有水力空化器的空化強度。
【專利說明】一種撞擊流空化器
【技術領域】
[0001 ] 本發明專利涉及一種水力空化設備，尤其涉及是一種撞擊流空化器。
【背景技術】
[0002]水力空化是液體產生空化的主要方法之一。液體通過空化器形成射流，液體速度劇增，液體壓力劇減。當液體壓力降至液體飽和蒸氣壓甚至以下時，由於液體的劇烈汽化而產生大量空化泡。空化泡隨液體流動，形成兩相流動。當液體壓力恢復時，空化泡瞬間潰滅形成微射流和衝擊波，產生瞬間高溫(1000~5000K)和瞬間高壓(I~5X IO7Pa)。液體裂解產生高化學活性的羥基自由基，可以有效降解複雜難降解有機汙染物。目前應用的水力空化器主要有孔板空化器和射流空化器。
[0003]兩股液體高速相向流動撞擊，在撞擊瞬間達到極高的相對速度，可以產生強烈的微觀混合和壓力波動。(伍沅，《撞擊流一原理、性質和應用》，化學工業出版社，2006年2月第I版)。讓水力空化器產生的空化射流相互撞擊，從而增強空化強度是一種強化空化的新思路。
[0004]專利201110425910.0公開了強化水射流空化降解含苯酚廢水的設備。該設備讓從射流空化噴嘴噴出的空化射流與靶盤撞擊，加速空化泡潰滅，將空化泡潰滅集中在射流空化噴嘴與靶盤之間區 域，使空化泡潰滅產生的極端高熱聚集在該區域，形成一個相對集中的高溫高壓潰滅區，從而強化空化效果。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服現有技術存在的不足，而提供一種撞擊流空化器，可以有效增強現有水力空化器的空化強度。
[0006]本發明的目的是通過如下技術方案來完成的。這種撞擊流空化器，包括進口管、撞擊腔和出口管，所述進口管與出口管分布於撞擊腔上，所述的進口管數量至少有兩個，每個進口管的軸線穿過撞擊腔中心，所述的出口管數量至少有兩個；每個進口管內安裝一塊開有小孔的孔板或安裝有微毛細管，液體通過孔板上的小孔或微毛細管形成射流並產生空化，空化的液體射流在撞擊腔中心匯合，通過相互撞擊產生大旋渦；撞擊後的液體從出口管流出。
[0007]所述的進口管和出口管的數量均為3個，交錯均布在撞擊腔的圓周上，每個進口管和出口管的軸線穿過撞擊腔中心，每個進口管內安裝一塊開有小孔的孔板。
[0008]所述的進口管和出口管的數量均為2個，一個進口管內安裝一塊開有小孔的孔板，另一個進口管內安裝微毛細管。
[0009]所述的進口管和出口管的數量均為2個，交錯均布在撞擊腔的圓周上，每個進口管和出口管的軸線穿過撞擊腔中心，每個進口管內安裝一塊開有小孔的孔板。
[0010]所述的微毛細管的內直徑是孔板的小孔直徑的0.01~1.0倍，所述的進口管的孔板距撞擊腔的間距是進口管直徑的0.01~1000倍。[0011]所述的撞擊腔形狀是圓柱形、方形、矩形、橢圓形或球形。
[0012]本發明的有益效果為:
[0013](I)強烈的壓力波動:相互撞擊的液體間發生強烈的相互作用，由此產生強烈的壓力波動；壓力波動的強度和頻率隨射流撞擊速度的增大而線性增大，進而產生高聲強超聲波，產生超聲空化；超聲空化與水力空化疊加，使空化泡反覆的潰滅和再生，從而增強空化強度和空化效應；
[0014](2)強烈的微觀混合:液體流相向撞擊，撞擊面上液流發生強烈的動量傳遞；相向的液體流團相互滲透，往復振蕩，發生強烈的碰撞、擠壓和剪切作用，流團變形，發生分裂，有效的促進液體的微觀混合，提高液體微觀混合的均勻度；
[0015](3)促進化學反應:在強烈的微觀混合和壓力波動作用下，可以提高液體的化學反應能力，加快化學反應速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的撞擊流空化器的結構示意圖。
[0017]圖2是本發明的微毛細管射流與孔板射流撞擊流空化器的結構示意圖。
[0018]圖3是本發明的正對撞工作示意圖一。
[0019]圖4是本發明 的斜對撞工作示意圖二。
[0020]圖5是本發明的正對撞實驗結果示意圖一。
[0021]圖6是本發明的斜對撞實驗結果示意圖二。
[0022]附圖中的標號分別為:1、進口管；2、撞擊腔；3、出口管；4、孔板；5、射流；6、大旋渦；7、微毛細管；41、小孔；1_1、第一進口管；1_2、第二進口管；3-1、第一出口管；3-2、第二出口管；5-1、第一射流；5-2、第二射流。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖對本發明做詳細的介紹:如附圖1所示，本發明包括進口管1、撞擊腔2和出口管3。進口管有三個，每個進口管內安裝一塊開有小孔41的孔板4。液體分成三股，同時進入這三個進口管I，通過孔板4上的小孔41形成射流5，產生孔板空化。三股空化的液體射流5在撞擊腔2中心匯合，相互撞擊，同時產生大旋渦6。相互撞擊的液體流團相互滲透，往復振蕩，發生強烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產生強烈的微觀混合和壓力波動，使空化泡反覆的潰滅和再生，從而增強空化強度和空化效應。撞擊後的液體分別從三個出口管3流出。所述的撞擊腔2形狀可以是圓柱形、方形、矩形、橢圓形、球形等任意形狀。
[0024]如附圖2所示，所述的撞擊流空化器進口管I有兩個，第一進口管1-1安裝微毛細管7，第二進口管1-2安裝孔板4。一股液體進入第一進口管1-1中的微毛細管7形成第一射流5-1，另一股液體通過第二進口管1-2中的孔板4也形成第二射流5-2。通過微毛細管7的第一射流5-1與通過孔板4的小孔41形成的第二射流5-2相互撞擊，空化強度和空化效應由此增強，撞擊後的液體分別從第一出口管3-1和第二出口管3-2流出。
[0025]對此進行試驗，試驗原理:以一定量的亞甲基藍試劑與蒸餾水配置出一定濃度的亞甲基藍水溶液，作為原料液注入儲槽，每間隔IOmin時間收集經過撞擊流空化器後的溶液，並測定其吸光度。通過標定曲線，由吸關度得到亞甲基藍濃度，進而得到空化而產生的羥基自由基(.0Η)濃度。而(.0Η)濃度的大小可以反映該發明的空化效應。產生的(.0Η)濃度越高，說明空化效應越大。
[0026]如圖3所示，亞甲基藍水溶液液體分成等流量的兩股，同時進入第一進口管1-1和第二進口管1-2。第一進口管1-1和第二進口管1-2的相鄰角度為180度。通過第一進口管1-1和第二進口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5進入撞擊腔2。射流液體產生孔板空化。兩股空化的液體射流在撞擊腔2中心匯合，相互撞擊。相互撞擊的液體流團相互滲透，往復振蕩，發生強烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產生強烈的微觀混合和壓力波動，使空化泡反覆的潰滅和再生。最後，溶液分別從第一出口管3-1和第二出口管3-2流出。每間隔IOmin時間，收集出口管3的溶液，進行吸光度測定，進而得到(.0Η)濃度，測定不同液體流量下因空化而產生的羥基自由基(.0Η)濃度，得到的結果如圖5所示。
[0027]如圖4所示，亞甲基藍水溶液液體分成等流量的兩股，同時進入第一進口管1-1和第二進口管1-2。第一進口管1-1和第二進口管1-2的相鄰角度為90度。通過第一進口管1-1和第二進口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5進入撞擊腔2。射流液體產生孔板空化。兩股空化的液體射流在撞擊腔2中心匯合，相互撞擊。相互撞擊的液體流團相互滲透，往復振蕩，發生強烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產生強烈的微觀混合和壓力波動，使空化泡反覆的潰滅和再生。最後，溶液分別從出口管3流出。每間隔IOmin時間，收集出口管3的溶液，進行吸光度測定，進而得到(.0Η)濃度，測定不同液體流量下因空化而產生的羥基自由基(.0Η)濃度 ，得到的結果如圖6所示。
[0028]可以理解的是，對本領域技術人員來說，對本發明的技術方案及發明構思加以等同替換或改變都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種撞擊流空化器，其特徵在於:包括進口管(I)、撞擊腔(2)和出口管(3)，所述進口管⑴與出口管⑶分布於撞擊腔⑵上，所述的進口管⑴數量至少有兩個，每個進口管(I)的軸線穿過撞擊腔(2)中心，所述的出口管(3)數量至少有兩個；每個進口管(I)內安裝一塊開有小孔(41)的孔板(4)或安裝有微毛細管(7)，液體通過孔板(4)上的小孔(41)或微毛細管(7)形成射流(5)並產生空化，空化的液體射流在撞擊腔(2)中心匯合，通過相互撞擊產生大旋潤(6);撞擊後的液體從出口管(3)流出。
2.根據權利要求1所述的撞擊流空化器，其特徵在於:所述的進口管(I)和出口管(3)的數量均為3個，交錯均布在撞擊腔⑵的圓周上，每個進口管⑴和出口管(3)的軸線穿過撞擊腔⑵中心，每個進口管⑴內安裝一塊開有小孔(41)的孔板(4)。
3.根據權利要求1所述的撞擊流空化器，其特徵在於:所述的進口管(I)和出口管(3)的數量均為2個，一個進口管(I)內安裝一塊開有小孔(41)的孔板(4)，另一個進口管(I)內安裝微毛細管(7)。
4.根據權利要求1所述的撞擊流空化器，其特徵在於:所述的進口管(I)和出口管(3)的數量均為2個，交錯均布在撞擊腔⑵的圓周上，每個進口管⑴和出口管(3)的軸線穿過撞擊腔⑵中心，每個進口管⑴內安裝一塊開有小孔(41)的孔板(4)。
5.根據權利要求1所述的撞擊流空化器，其特徵在於:所述的微毛細管(7)的內直徑是孔板⑷的小孔(41)直徑的0.01~1.0倍，所述的進口管⑴的孔板⑷距撞擊腔(2)的間距是進口管直 徑的0.01~1000倍。
6.根據權利要求1所述的撞擊流空化器，其特徵在於:所述的撞擊腔(2)形狀是圓柱形、方形、矩形、橢圓形或球形。
【文檔編號】B01F5/02GK103979619SQ201410183388
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】計建炳, 李育敏, 陳銀銀, 高海燕 申請人:浙江工業大學