一种撞击流空化器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种撞击流空化器，包括进口管、撞击腔和出口管，所述进口管与出口管分布于撞击腔上，所述的进口管数量至少有两个，每个进口管的轴线穿过撞击腔中心，所述的出口管数量至少有两个；每个进口管内安装一块开有小孔的孔板或安装有微毛细管，液体通过孔板上的小孔或微毛细管形成射流并产生空化，空化的液体射流在撞击腔中心汇合，通过相互撞击产生大旋涡；撞击后的液体从出口管流出。本发明有益的效果：相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生，从而增强空化强度和空化效应，撞击后的液体从出口管流出；本发明可以有效增强现有水力空化器的空化强度。
【专利说明】一种撞击流空化器
【技术领域】
[0001 ] 本发明专利涉及一种水力空化设备，尤其涉及是一种撞击流空化器。
【背景技术】
[0002]水力空化是液体产生空化的主要方法之一。液体通过空化器形成射流，液体速度剧增，液体压力剧减。当液体压力降至液体饱和蒸气压甚至以下时，由于液体的剧烈汽化而产生大量空化泡。空化泡随液体流动，形成两相流动。当液体压力恢复时，空化泡瞬间溃灭形成微射流和冲击波，产生瞬间高温(1000~5000K)和瞬间高压(I~5X IO7Pa)。液体裂解产生高化学活性的羟基自由基，可以有效降解复杂难降解有机污染物。目前应用的水力空化器主要有孔板空化器和射流空化器。
[0003]两股液体高速相向流动撞击，在撞击瞬间达到极高的相对速度，可以产生强烈的微观混合和压力波动。(伍沅，《撞击流一原理、性质和应用》，化学工业出版社，2006年2月第I版)。让水力空化器产生的空化射流相互撞击，从而增强空化强度是一种强化空化的新思路。
[0004]专利201110425910.0公开了强化水射流空化降解含苯酚废水的设备。该设备让从射流空化喷嘴喷出的空化射流与靶盘撞击，加速空化泡溃灭，将空化泡溃灭集中在射流空化喷嘴与靶盘之间区 域，使空化泡溃灭产生的极端高热聚集在该区域，形成一个相对集中的高温高压溃灭区，从而强化空化效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种撞击流空化器，可以有效增强现有水力空化器的空化强度。
[0006]本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种撞击流空化器，包括进口管、撞击腔和出口管，所述进口管与出口管分布于撞击腔上，所述的进口管数量至少有两个，每个进口管的轴线穿过撞击腔中心，所述的出口管数量至少有两个；每个进口管内安装一块开有小孔的孔板或安装有微毛细管，液体通过孔板上的小孔或微毛细管形成射流并产生空化，空化的液体射流在撞击腔中心汇合，通过相互撞击产生大旋涡；撞击后的液体从出口管流出。
[0007]所述的进口管和出口管的数量均为3个，交错均布在撞击腔的圆周上，每个进口管和出口管的轴线穿过撞击腔中心，每个进口管内安装一块开有小孔的孔板。
[0008]所述的进口管和出口管的数量均为2个，一个进口管内安装一块开有小孔的孔板，另一个进口管内安装微毛细管。
[0009]所述的进口管和出口管的数量均为2个，交错均布在撞击腔的圆周上，每个进口管和出口管的轴线穿过撞击腔中心，每个进口管内安装一块开有小孔的孔板。
[0010]所述的微毛细管的内直径是孔板的小孔直径的0.01~1.0倍，所述的进口管的孔板距撞击腔的间距是进口管直径的0.01~1000倍。[0011]所述的撞击腔形状是圆柱形、方形、矩形、椭圆形或球形。
[0012]本发明的有益效果为:
[0013](I)强烈的压力波动:相互撞击的液体间发生强烈的相互作用，由此产生强烈的压力波动；压力波动的强度和频率随射流撞击速度的增大而线性增大，进而产生高声强超声波，产生超声空化；超声空化与水力空化叠加，使空化泡反复的溃灭和再生，从而增强空化强度和空化效应；
[0014](2)强烈的微观混合:液体流相向撞击，撞击面上液流发生强烈的动量传递；相向的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，流团变形，发生分裂，有效的促进液体的微观混合，提高液体微观混合的均匀度；
[0015](3)促进化学反应:在强烈的微观混合和压力波动作用下，可以提高液体的化学反应能力，加快化学反应速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的撞击流空化器的结构示意图。
[0017]图2是本发明的微毛细管射流与孔板射流撞击流空化器的结构示意图。
[0018]图3是本发明的正对撞工作示意图一。
[0019]图4是本发明 的斜对撞工作示意图二。
[0020]图5是本发明的正对撞实验结果示意图一。
[0021]图6是本发明的斜对撞实验结果示意图二。
[0022]附图中的标号分别为:1、进口管；2、撞击腔；3、出口管；4、孔板；5、射流；6、大旋涡；7、微毛细管；41、小孔；1_1、第一进口管；1_2、第二进口管；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。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合附图对本发明做详细的介绍:如附图1所示，本发明包括进口管1、撞击腔2和出口管3。进口管有三个，每个进口管内安装一块开有小孔41的孔板4。液体分成三股，同时进入这三个进口管I，通过孔板4上的小孔41形成射流5，产生孔板空化。三股空化的液体射流5在撞击腔2中心汇合，相互撞击，同时产生大旋涡6。相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生，从而增强空化强度和空化效应。撞击后的液体分别从三个出口管3流出。所述的撞击腔2形状可以是圆柱形、方形、矩形、椭圆形、球形等任意形状。
[0024]如附图2所示，所述的撞击流空化器进口管I有两个，第一进口管1-1安装微毛细管7，第二进口管1-2安装孔板4。一股液体进入第一进口管1-1中的微毛细管7形成第一射流5-1，另一股液体通过第二进口管1-2中的孔板4也形成第二射流5-2。通过微毛细管7的第一射流5-1与通过孔板4的小孔41形成的第二射流5-2相互撞击，空化强度和空化效应由此增强，撞击后的液体分别从第一出口管3-1和第二出口管3-2流出。
[0025]对此进行试验，试验原理:以一定量的亚甲基蓝试剂与蒸馏水配置出一定浓度的亚甲基蓝水溶液，作为原料液注入储槽，每间隔IOmin时间收集经过撞击流空化器后的溶液，并测定其吸光度。通过标定曲线，由吸关度得到亚甲基蓝浓度，进而得到空化而产生的羟基自由基(.0Η)浓度。而(.0Η)浓度的大小可以反映该发明的空化效应。产生的(.0Η)浓度越高，说明空化效应越大。
[0026]如图3所示，亚甲基蓝水溶液液体分成等流量的两股，同时进入第一进口管1-1和第二进口管1-2。第一进口管1-1和第二进口管1-2的相邻角度为180度。通过第一进口管1-1和第二进口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5进入撞击腔2。射流液体产生孔板空化。两股空化的液体射流在撞击腔2中心汇合，相互撞击。相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生。最后，溶液分别从第一出口管3-1和第二出口管3-2流出。每间隔IOmin时间，收集出口管3的溶液，进行吸光度测定，进而得到(.0Η)浓度，测定不同液体流量下因空化而产生的羟基自由基(.0Η)浓度，得到的结果如图5所示。
[0027]如图4所示，亚甲基蓝水溶液液体分成等流量的两股，同时进入第一进口管1-1和第二进口管1-2。第一进口管1-1和第二进口管1-2的相邻角度为90度。通过第一进口管1-1和第二进口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5进入撞击腔2。射流液体产生孔板空化。两股空化的液体射流在撞击腔2中心汇合，相互撞击。相互撞击的液体流团相互渗透，往复振荡，发生强烈的碰撞、挤压和剪切作用，产生强烈的微观混合和压力波动，使空化泡反复的溃灭和再生。最后，溶液分别从出口管3流出。每间隔IOmin时间，收集出口管3的溶液，进行吸光度测定，进而得到(.0Η)浓度，测定不同液体流量下因空化而产生的羟基自由基(.0Η)浓度 ，得到的结果如图6所示。
[0028]可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种撞击流空化器，其特征在于:包括进口管(I)、撞击腔(2)和出口管(3)，所述进口管⑴与出口管⑶分布于撞击腔⑵上，所述的进口管⑴数量至少有两个，每个进口管(I)的轴线穿过撞击腔(2)中心，所述的出口管(3)数量至少有两个；每个进口管(I)内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)或安装有微毛细管(7)，液体通过孔板(4)上的小孔(41)或微毛细管(7)形成射流(5)并产生空化，空化的液体射流在撞击腔(2)中心汇合，通过相互撞击产生大旋润(6);撞击后的液体从出口管(3)流出。
2.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于:所述的进口管(I)和出口管(3)的数量均为3个，交错均布在撞击腔⑵的圆周上，每个进口管⑴和出口管(3)的轴线穿过撞击腔⑵中心，每个进口管⑴内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)。
3.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于:所述的进口管(I)和出口管(3)的数量均为2个，一个进口管(I)内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)，另一个进口管(I)内安装微毛细管(7)。
4.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于:所述的进口管(I)和出口管(3)的数量均为2个，交错均布在撞击腔⑵的圆周上，每个进口管⑴和出口管(3)的轴线穿过撞击腔⑵中心，每个进口管⑴内安装一块开有小孔(41)的孔板(4)。
5.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于:所述的微毛细管(7)的内直径是孔板⑷的小孔(41)直径的0.01~1.0倍，所述的进口管⑴的孔板⑷距撞击腔(2)的间距是进口管直 径的0.01~1000倍。
6.根据权利要求1所述的撞击流空化器，其特征在于:所述的撞击腔(2)形状是圆柱形、方形、矩形、椭圆形或球形。
【文档编号】B01F5/02GK103979619SQ201410183388
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】计建炳, 李育敏, 陈银银, 高海燕 申请人:浙江工业大学