一种流体净化装置及方法与流程

本发明涉及流体净化领域，具体涉及一种流体净化装置及方法。

背景技术：

1、现有技术中铝合金在熔炼炉中熔炼完毕后需要进行精炼步骤，精炼是通过向铝合金液体中加入精炼剂或者气体，精炼剂（或者气体）与液体发生反应，实现了铝合金液体的精炼。传统的精炼剂（或者气体）投料方式是铝合金在熔炼炉中熔炼完毕后，将精炼剂或者气体加入到熔炼炉中，使精炼剂（或者气体）与液体混合，混合后将铝合金液体排入到保温炉中。采用此方式，精炼剂（或者气体）与铝合金接触后会逐渐反应生成渣，因此需要在熔炼炉和保温炉中进行打渣操作，从而实现了液体的净化。

2、为了使熔炼炉中的铝合金液体和精炼剂（或者气体）充分接触而反应，向熔炼炉中加入精炼剂或者气体后，并进行机械搅动，通过机械设备进行搅动，以尽可能使铝合金熔体和精炼剂（或者气体）接触、混合充分。

3、采用上述净化方式具有以下缺点：1、熔炼炉或者保温炉内部的体积较大，渣在液体表面分布较为分散，而打渣工具相比熔炼炉的体积小很多，打渣工具在打捞渣的过程中，不易将渣打捞起来，同时也存在对炉四角处的渣打捞不干净的问题，从而影响了除渣的质量和效率。同时，由于熔炼炉内加入精炼剂或者气体时，机械搅拌范围有限，存在搅拌的死角，导致了加入精炼剂或者气体分布不均匀，与液体反应不充分，影响了液体净化的质量和效率。

4、2、为了尽可能使机械搅拌设备具有较大的搅拌范围，熔炼炉的炉门打开的程度较大或者熔炼炉炉门开口设置的较大，从而能够使机械搅拌设备能够横向或者竖向移动，从而提高搅拌的范围，但是这样由于炉门设置较大或者打开的程度较大，会有较大热量的损失和能源的浪费问题。

5、3、现目前行业内只能等到熔炼炉中投料完毕，且熔炼炉中的铝合金熔体与精炼剂（或者气体）混合充分后，再将铝合金熔体转移到保温炉中，这样整个过程花费的时间较多，加工生产的效率有待提高。

6、综上，现目前铝合金熔体的净化存在精炼剂和/或气体与熔炼炉内的液体混合搅拌不均匀不充分、热量流失能源浪费、净化时间长效率低等问题。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种流体净化装置及方法，以提高流体净化的效率和质量。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种流体净化装置，包括流道井、进液道和连接在流道井侧壁上的出液道，流道井的内部固定设有竖向的分隔部，分隔部将流道井内部横向分为相互连通的漩涡区和平稳区，流道井上设有与平稳区连通的渣口；进液道连接在漩涡区侧壁上，进液道的进液方向指向漩涡区的内壁。

3、本方案的原理及优点是：本方案流体从进液道进入到流道井中，流体通过出液道从流道井中流出，初始时，流体进入到流道井中液面逐渐上升，当液面达到一定高度后，此时，液面位于分隔部的顶部和底部之间，然后通过控制流体进入到流道井中的速度和流出流道井的速度，使得流体在流道井内的液面高度不变而保持平稳。

4、流体的液面在流道井中平稳后，流体从进液道进入到流道井中后，液体表面在流体流动冲击的作用下在漩涡区形成漩涡，此时将能够与液体反应的剂和/或气体加入到流道井的漩涡区中后，剂和/或气体在漩涡的作用下发生水平方向的搅动，同时剂和/或气体在漩涡的作用下也会向下移动，从而使得剂和/或气体能够与流体充分的混合、反应，相比现有技术使用机械搅拌的方式，不存在搅拌的死角，解决了剂和/或气体在流体中分散不均匀、搅拌不均匀而具有的混合搅拌死角的问题。

5、由于漩涡区和平稳区相互连通，因此加入的剂和/或气体与流体内的杂质接触后反应生成的少量的渣也会扩散漂浮进入到平稳区，平稳区在分隔部的作用下与漩涡区隔开，这样平稳区不会直接受到从进液道进入的流体的冲击，平稳区内的液体相比漩涡区的液体较为稳定，流道井内的渣容易在平稳区聚集，然后通过渣口直接或者间接将平稳区内的液体表面上的渣进行打渣处理，从而实现了渣的清理。同时，分隔部对平稳区内的渣也具有一定的阻挡作用，避免平稳区内的渣向漩涡区扩散。

6、采用上述技术方案具有以下有益效果：

7、1、本方案实现了在液体流动过程中，在流道井内进行在线投料，无需在上一容器中投料，投料过程中，漩涡区利用流体流动产生的漩涡，使得加入到漩涡区中的剂和/或气体在漩涡的作用下分散开来，加入的剂和/或气体能够与液体充分的搅动、混合和反应，相比现有技术使用机械搅拌的方式，不会出现搅动混合死角的问题，有利于提高流体净化的效率和质量。

8、2、投料之后，液体内会产生少量的渣，平稳区内的液面相比漩涡区的液面较为稳定，渣容易在平稳区聚集漂浮，从而提高了渣的聚集度，便于对流道井内渣进行打捞，无需使液体完全排入到下一装置中后再进行打渣，有利于提高打渣的效率和质量，从而提高了流体净化的效率和质量。

9、3、本方案流体不断从进液道进入到流道井中，流体再通过出液道从流道井中排出，从而实现了液体在流动过程中投料，这样液体在进入流道井之前的上一容器中无需进行投料混合完毕后再排出，相比在上一容器内进行投料、混合，实现了流体从上一容器中边排出边投料混合，也就是实现了液体的在线投料，整个投料过程不会占用液体转移时间，同时也不会占用在上一容器中进行投料的时间，从而整体上大大节约了液体净化的时间，提高了液体处理的整体效率。

10、4、打渣过程是针对的流道井内的液体进行打渣，相比在流体进入流道井之前的上一容器中进行打渣处理，流道井的体积远远小于上一容器的体积，相比在体积较大的上一容器中进行搅动、打渣处理，缩小了搅动、打渣的范围，在流道井中进行搅动、打渣处理效率更高、效果更好。

11、5、若流体需要高温保温，由于本方案无需在上一容器中进行投料、打渣操作，因此上一容器中无需设置较大的开口，从而能够减少上一容器内部的热量流失、能源浪费。

12、综上，本方案解决了精炼剂和/或气体与上一容器内的液体混合搅拌不均匀不充分、热量流失能源浪费、净化时间长效率低等多个问题，同时产生了多个技术效果，效果显著。现有技术中即便有解决上述问题的方案，但不会同时解决多个问题，不会做到多个效果兼顾。

13、优选的，作为一种改进，进液道和流道井连接的部位位于漩涡区侧壁端部处，出液道和流道井的连接部位位于漩涡区侧壁另一端部处，分隔部包括挡渣部和导流部；

14、进液道靠近平稳区的侧壁和导流部连接，或者出液道靠近平稳区的侧壁和导流部连接；

15、挡渣部位于导流部靠近平稳区的一侧。

16、由此，通过本方案，进液道靠近平稳区的侧壁和导流部连接时，液体从进液道流入流道井时，液体在导流部的作用下向漩涡区方向流动，导流部起到了对液体的流向导流的作用，减少液体向平稳区方向流动，减少对平稳区液体的冲击，同时流入到漩涡区中的液体在导流部的导流作用下更容易形成漩涡。挡渣部的作用是对平稳区液体表面的渣进行阻挡，将液体表面漂浮的渣控制在平稳区范围内，减少渣向漩涡区方向流动。

17、出液道靠近平稳区的侧壁和导流部连接时，导流部也能够为液体进入到出液道中起到一定的导向作用。

18、优选的，作为一种改进，出液道的进液口连接有挡板；分隔部靠近出液道的部位上开设有回渣口，挡板和回渣口相对。虽然流道井中平稳区聚集了渣，但是流体流向出液道时，仍会有渣进入到出液道中，为此，本方案在出液道的进液口设置挡板，挡板对进入到出液道中的液体漂浮的渣进行阻挡，减少渣进入到出液道中，同时挡板和回渣口相对，被挡板挡住的渣在挡板导流的作用下通过回渣口进入到平稳区而被收集在平稳区中，从出液道排出的液体含渣量减少，这样能够减小下一容器中打渣工作量。故本方案，使得流体的净化效果更好。

19、优选的，作为一种改进，流道井上转动连接有插入到流道井内部的转子轴，转子轴内部中空，转子轴位于流道井外侧的部位设有进口，转子轴位于流道井内部的部位设有出口。

20、由此，通过本方案，转子轴深入到流道井中，通过进口将剂和/或气体加入到转子轴中，剂和/或气体在转子轴的出口流出，从而实现了将剂和/或气体加入到流道井的内部，然后再通过转子轴转动，对液体进行搅动，从而使得剂和/或气体与流体混合更加的充分。转子的搅拌方向可与流体漩涡转动方向相反，从而增加了对流体的切割，有利于使液体形成紊流以及进一步使得剂和/或气体与流体混合更加的充分。

21、优选的，作为一种改进，流道井的外侧设有用于产生磁场的电磁感应器，磁场作用于流体。

22、通过给电磁感应器通电，可使电磁感应器产生磁场，流道井内的液体在磁场的作用下能够在流道井中不断的上、下翻滚，从而增强了紊流的现象，利于液体与加入到流道井中的剂和/或气体充分的混合。

23、优选的，作为一种改进，电磁感应器包括第一电磁感应器和第二电磁感应器，第一电磁感应器产生的磁场强于第二电磁感应器的磁场，第一电磁感应器位于流道井设有漩涡区一侧的外侧，第二电磁感应器位于流道井设有平稳区一侧的外侧。

24、本方案第一电磁感应器产生的磁场强于第二电磁感应器的磁场，第一电磁感应器靠近漩涡区，能够对漩涡区提供较大的作用力。第二电磁感应器虽然距离平稳区较近，但是产生的磁场较弱，从而能够使平稳区内的液体相对较为稳定，此时平稳区的液体在磁场的作用下进行较弱的搅动。

25、优选的，作为一种改进，第一电磁感应器的体积大于第二电磁感应器的体积，平稳区的容积小于漩涡区的容积。

26、本方案之所以设置两块电磁感应器，第一电磁感应器的体积大于第二电磁感应器的体积，是因为：一方面，是基于流道井、进液道和出液道结构的布局设置，第二电磁感应器的体积较小能够位于进液道和出液道锐角夹角的一侧，而第一电磁感应器体积较大能够位于进液道和出液道钝角夹角的一侧，这样考虑了进液道和出液道的夹角、第一电磁感应器和第二电磁感应器的大小因素，结构设置布局合理；另一方面，第二电磁感应器的体积较小，对液体的磁场作用较小，同时距离平稳区较近，这样对平稳区内的液体的磁场作用较小，可使得平稳区内的液体保持较为平稳的状态，对打渣处理影响较小，而第一电磁感应器的体积较大，对液体的磁场作用较大，第一电磁感应器距离漩涡区较近，可对漩涡区内的液体提供充分的磁场力作用，对漩涡区内的液体能够进行充分的搅动混合。

27、优选的，作为一种改进，第一电磁感应器在第二电磁感应器的下方。由此，第一电磁感应器体积较大，重量较大，因此将其设置于第二电磁感应器的下方，整个设备的重心较低，设备放置较为稳定，安全性高。

28、优选的，作为一种改进，流道井的外侧设有保温层。保温层用于对流道井中的液体进行保温。

29、另外，本技术还提供了另外一种方案：

30、一种流体净化方法，使用流体净化装置，流体净化装置包括流道井，流道井内部固定设有分隔部，分隔部将流道井分为漩涡区和平稳区；

31、流体净化方法包括以下步骤：

32、s1，将液体从进液道注入到流道井的漩涡区中，流道井中的液面逐渐上升；

33、s2，当流道井中的液面高度到达进液道的顶部、进液道的底部、或者达到进液道顶部和底部之间位置时，控制流体进入流道井的速度和流出流道井的速度，使流体在流道井内的液面高度保持稳定，随着流体的持续注入，流道井内液体表面产生漩涡；

34、s3，向流道井的漩涡区加入用于与液体内杂质发生反应的剂和/或气体；

35、s4，对位于流道井的平稳区内的液体进行除渣处理。

36、优选的，作为一种改进，s2中，在流道井的外侧施加磁场，使流道井内的液体在磁场的作用下上、下翻滚搅动。

37、优选的，作为一种改进，s2中，通过内部中空的转子轴向流道井内加入剂和/或气体。

38、优选的，作为一种改进，转子轴的转动方向与流体水平方向流动方向相反。

39、通过本方案，流体在磁场的作用下上、下翻滚，实现了液体的上、下方向的搅动，同时流体在漩涡区中流动也会形成漩涡，形成的漩涡和流体的磁场对流体本身均具有搅动作用，液体在磁场搅动和漩涡搅动作用下，二种方式对液体的搅动而形成紊流相互补充增强，使得流体能够与精炼剂和/或气体充分混合，相比使用机械搅动的方式，不会出现混合、搅动的死角，有利于提高净化的效率和质量。同时，本方案是在平稳区进行除渣处理，平稳区内的液体较为平稳，平稳区内的渣聚集在一起，这样对流道井中平稳区内流体进行除渣处理，流体净化效率高、效果好。并且，本方案对流体净化是在流体排放、流动过程中进行投料混合、一定的净化，也就是流体边排放边投料混合和一定的净化，无需等待流体全部混合完毕后再进行排放，由此提高了流体处理的整体效率。