一种用于气液分散、传质的变螺距螺旋切割器的制作方法

本发明涉及变螺距螺旋切割器技术领域，具体为一种用于气液分散、传质的变螺距螺旋切割器。

背景技术：

工程应用中臭氧和水的接触反应不充分、导致气相臭氧利用率不高、臭氧在水溶解浓度偏低，强化臭氧传质的措施一是改变环境因素，即ph值、温度、水质等因素，二是外部装置辅助气液混合，主要有机械方式、电场和超声场强化传质，电场和超声强化都存在能耗大，处理量小的问题，现研发一种变螺距螺旋切割器，用于解决上述问题，同时传统离心混气泵使用法兰等连接件进行安装，安装拆卸过程中需要对多组螺栓等固定件进行操作，效率较低。

综上所述，现有的离心混气泵在使用时存在着微尺度上吸收和反应过程较长，投资和操作费用较高，不方便安装拆卸的缺点。针对上述问题，急需在原有离心混气泵的基础上进行创新设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于气液分散、传质的变螺距螺旋切割器，以解决上述背景技术中提出微尺度上吸收和反应过程较长，投资和操作费用较高，不方便安装拆卸的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于气液分散、传质的变螺距螺旋切割器，包括管体和安装槽，所述管体的内侧设置有叶片，且管体的两侧固定第一安装板，并且第一安装板的外侧设置有第二安装板，所述安装槽开设在第二安装板的内侧，且安装槽的内部安装有安装杆，并且安装杆固定在第一安装板的外部，所述安装杆的外侧开设有定位槽，且定位槽的内侧安装有定位块，并且定位块的外部设置有功能槽，同时定位块的内侧开设有挤压槽，所述第二安装板的外侧开始有活动槽，且活动槽的内部安装有转环，并且转环的内侧固定有挤压杆，同时转环的内部设置有弹簧，所述水管的内部安装有第二安装板。

优选的，所述叶片的厚度约0.08mm。

优选的，所述叶片采用螺旋线方程串起叠加，且叶片的表面设置为阶梯状。

优选的，所述安装槽和安装杆为嵌套连接，且安装杆通过定位槽和定位块组成卡合结构，并且定位块和功能槽为滑动连接，同时安装杆关于第二安装板的中心线等角度设置。

优选的，所述定位块和挤压槽纵截面的形状均为直角梯形，且挤压槽和挤压杆为卡合连接。

优选的，所述转环通过活动槽和第二安装板组成滑动结构，且转环和挤压杆为焊接连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于气液分散、传质的变螺距螺旋切割器，设计了具有气液相微纳米量级切割功能的结构，突破了在微尺度上极大强化吸收和反应过程，大幅度减小设备的尺寸，降低投资和操作费用，实现了高浓度臭氧水的快速制备，同时设计了具有卡合功能的结构，解决了传统装置不方便安装拆卸的问题；

1.通过采用3d打印增材制造技术，具有打印复杂零件形状的优势，解决了螺旋切割器因其变螺距、离散化的结构而难以快速、精确建立三维模型的难题，叶片特殊的结构设计，实现了表面每一点之间不连续，气液两相流过时受到强烈的表面和湍流剪切作用，在流动轴向形成螺距不断减小的螺旋曲面，当流体流经螺旋空间时，两相流中的气泡/或液泡不仅受到阶梯状表面xyz三个方向的剪切，在轴向压缩力作用下腔体内部也会形成高度湍流旋流场，实现气液相微纳米量级的切割、细化分散和混合；

2.通过拉动转环，转环带动挤压杆对挤压槽的斜面进行挤压，定位块和定位槽脱离卡合，向两侧拉动第一安装板和第二安装板，第一安装板和第二安装板分离，实现对管体和水管的拆卸，通过将第一安装板上的安装杆插入到第二安装板上的安装槽内部，安装杆对定位块的斜面进行挤压，定位块和定位槽卡合，从而第一安装板和第二安装板的位置固定，实现对管体和水管的快速安装，解决了传统装置不方便安装拆卸的问题。

附图说明

图1为本发明正视剖面结构示意图；

图2为本发明图1中a处放大结构示意图；

图3为本发明定位块侧视剖面结构示意图。

图中：1、管体；2、叶片；3、第一安装板；4、第二安装板；5、安装槽；6、安装杆；7、定位槽；8、定位块；9、功能槽；10、挤压槽；11、活动槽；12、转环；13、挤压杆；14、弹簧；15、水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种用于气液分散、传质的变螺距螺旋切割器，包括管体1、叶片2、第一安装板3、第二安装板4、安装槽5、安装杆6、定位槽7、定位块8、功能槽9、挤压槽10、活动槽11、转环12、挤压杆13、弹簧14和水管15，管体1的内侧设置有叶片2，且管体1的两侧固定第一安装板3，并且第一安装板3的外侧设置有第二安装板4，安装槽5开设在第二安装板4的内侧，且安装槽5的内部安装有安装杆6，并且安装杆6固定在第一安装板3的外部，安装杆6的外侧开设有定位槽7，且定位槽7的内侧安装有定位块8，并且定位块8的外部设置有功能槽9，同时定位块8的内侧开设有挤压槽10，第二安装板4的外侧开始有活动槽11，且活动槽11的内部安装有转环12，并且转环12的内侧固定有挤压杆13，同时转环12的内部设置有弹簧14，水管15的内部安装有第二安装板4。

本例中叶片2的厚度约0.08mm，这种设计保证了叶片2能够有效对装置内部的气液进行切割；

叶片2采用螺旋线方程串起叠加，且叶片2的表面设置为阶梯状，这种设计实现了叶片2表面每一点之间不连续，气液两相流过时受到强烈的表面和湍流剪切作用，特别是在流动轴向形成螺距不断减小的螺旋曲面，当流体流经螺旋空间时，两相流中的气泡和液泡不仅受到阶梯状表面xyz三个方向的剪切，在轴向压缩力作用下腔体内部也会形成高度湍流旋流场，实现气液相微纳米量级的切割、细化分散和混合；

安装槽5和安装杆6为嵌套连接，且安装杆6通过定位槽7和定位块8组成卡合结构，并且定位块8和功能槽9为滑动连接，同时安装杆6关于第二安装板4的中心线等角度设置，这种设计保证了安装槽5能够有效通过安装杆6对第二安装板4和第一安装板3之间进行限位，定位块8能够有效在功能槽9中进行运动，定位块8能够有效通过定位槽7对第二安装板4和第一安装板3之间位置进行固定；

定位块8和挤压槽10纵截面的形状均为直角梯形，且挤压槽10和挤压杆13为卡合连接，这种设计保证了功能槽9和挤压槽10的斜面收到挤压后，定位块8能够有效在功能槽9上进行滑动，进一步方便对装置的安装拆卸；

转环12通过活动槽11和第二安装板4组成滑动结构，且转环12和挤压杆13为焊接连接，这种设计保证了转环12能够有效带动挤压杆13在活动槽11中进行运动，进一步实现挤压杆13对挤压槽10的内壁进行作用。

工作原理：当需要对管体1和水管15进行拆卸时，拉动转环12，转环12在活动槽11中进行滑动，转环12带动挤压杆13对挤压槽10的斜面进行挤压，定位块8在功能槽9内侧进行滑动，定位块8和定位槽7脱离卡合，向两侧拉动第一安装板3和第二安装板4，第一安装板3上的安装杆6从第二安装板4上的安装槽5中抽出，实现对第一安装板3和第二安装板4的分离，实现对管体1和水管15的拆卸；

当需要对管体1和水管15进行安装时，将第一安装板3上的安装杆6插入到第二安装板4上的安装槽5内部，安装杆6对定位块8的斜面进行挤压，定位块8在功能槽9中进行滑动，当定位块8和定位槽7对齐时，定位块8和功能槽9相连接的弹性绳拉动定位块8复位，定位块8和定位槽7卡合，从而第一安装板3和第二安装板4的位置固定，实现对管体1和水管15的安装；

其中叶片2使用不锈钢材质，叶片2腔芯增材制造，采用3d打印增材制造技术，具有打印复杂零件形状的优势，基于solidworks2018采用c#.net开发了螺旋切割器参数化建模工具，并使用sqlserver进行相关数据的记录与储存，利用上述工具，进行了不同结构参数螺旋切割器的模型建立，解决了螺旋切割器因其变螺距、离散化的结构而难以快速、精确建立三维模型的难题；

叶片2实现了表面每一点之间不连续，气液两相流过时受到强烈的表面和湍流剪切作用，特别是在流动轴向形成螺距不断减小的螺旋曲面，当流体流经螺旋空间时，两相流中的气泡/或液泡不仅受到阶梯状表面xyz三个方向的剪切，在轴向压缩力作用下腔体内部也会形成高度湍流旋流场，实现气液相微纳米量级的切割、细化分散和混合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。