撞擊流空化器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種撞擊流空化器，包括進(jìn)口管、撞擊腔和出口管，所述進(jìn)口管與出口管分布于撞擊腔上，所述的進(jìn)口管數(shù)量至少有兩個(gè)，每個(gè)進(jìn)口管的軸線穿過撞擊腔中心，所述的出口管數(shù)量至少有兩個(gè)；每個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝一塊開有小孔的孔板或安裝有微毛細(xì)管，液體通過孔板上的小孔或微毛細(xì)管形成射流并產(chǎn)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(chǎn)生大旋渦；撞擊后的液體從出口管流出。本實(shí)用新型有益的效果：相互撞擊的液體流團(tuán)相互滲透，往復(fù)振蕩，發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的微觀混合和壓力波動(dòng)，使空化泡反復(fù)的潰滅和再生，從而增強(qiáng)空化強(qiáng)度和空化效應(yīng)，撞擊后的液體從出口管流出；本實(shí)用新型可以有效增強(qiáng)現(xiàn)有水力空化器的空化強(qiáng)度。
【專利說明】撞擊流空化器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型專利涉及一種水力空化設(shè)備，尤其涉及是一種撞擊流空化器。

【背景技術(shù)】
[0002] 水力空化是液體產(chǎn)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(dāng)液體壓力降至液體飽和蒸氣壓甚至以下時(shí)，由于液體的劇烈汽化而 產(chǎn)生大量空化泡?？栈蓦S液體流動(dòng)，形成兩相流動(dòng)。當(dāng)液體壓力恢復(fù)時(shí)，空化泡瞬間潰滅 形成微射流和沖擊波，產(chǎn)生瞬間高溫（1000?5000K)和瞬間高壓（1?5X 107Pa)。液體裂 解產(chǎn)生高化學(xué)活性的羥基自由基，可以有效降解復(fù)雜難降解有機(jī)污染物。目前應(yīng)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(dòng)撞擊，在撞擊瞬間達(dá)到極高的相對速度，可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的 微觀混合和壓力波動(dòng)。（伍沅，《撞擊流一原理、性質(zhì)和應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年2月 第1版）。讓水力空化器產(chǎn)生的空化射流相互撞擊，從而增強(qiáng)空化強(qiáng)度是一種強(qiáng)化空化的新 思路。
[0004] 專利201110425910. 0公開了強(qiáng)化水射流空化降解含苯酚廢水的設(shè)備。該設(shè)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(qū)域，使空化泡潰滅產(chǎn)生的極端高熱聚集在該區(qū)域，形成一個(gè)相對集 中的高溫高壓潰滅區(qū)，從而強(qiáng)化空化效果。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種撞擊流空化器，可 以有效增強(qiáng)現(xiàn)有水力空化器的空化強(qiáng)度。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種撞擊流空化器，包括進(jìn)口 管、撞擊腔和出口管，所述進(jìn)口管與出口管分布于撞擊腔上，所述的進(jìn)口管數(shù)量至少有兩 個(gè)，每個(gè)進(jìn)口管的軸線穿過撞擊腔中心，所述的出口管數(shù)量至少有兩個(gè)；每個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝 一塊開有小孔的孔板或安裝有微毛細(xì)管，液體通過孔板上的小孔或微毛細(xì)管形成射流并產(chǎn) 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(chǎn)生大旋渦；撞擊后的液體從出 口管流出。
[0007] 所述的進(jìn)口管和出口管的數(shù)量均為3個(gè)，交錯(cuò)均布在撞擊腔的圓周上，每個(gè)進(jìn)口 管和出口管的軸線穿過撞擊腔中心，每個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝一塊開有小孔的孔板。
[0008] 所述的進(jìn)口管和出口管的數(shù)量均為2個(gè)，一個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝一塊開有小孔的孔 板，另一個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝微毛細(xì)管。
[0009] 所述的進(jìn)口管和出口管的數(shù)量均為2個(gè)，交錯(cuò)均布在撞擊腔的圓周上，每個(gè)進(jìn)口 管和出口管的軸線穿過撞擊腔中心，每個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝一塊開有小孔的孔板。
[0010] 所述的微毛細(xì)管的內(nèi)直徑是孔板的小孔直徑的0.01?1.0倍，所述的進(jìn)口管的孔 板距撞擊腔的間距是進(jìn)口管直徑的0. 01?1000倍。 toon] 所述的撞擊腔形狀是圓柱形、方形、矩形、橢圓形或球形。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0013] (1)強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)：相互撞擊的液體間發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，由此產(chǎn)生強(qiáng)烈的 壓力波動(dòng)；壓力波動(dòng)的強(qiáng)度和頻率隨射流撞擊速度的增大而線性增大，進(jìn)而產(chǎn)生高聲強(qiáng)超 聲波，產(chǎn)生超聲空化；超聲空化與水力空化疊加，使空化泡反復(fù)的潰滅和再生，從而增強(qiáng)空 化強(qiáng)度和空化效應(yīng)；
[0014] (2)強(qiáng)烈的微觀混合：液體流相向撞擊，撞擊面上液流發(fā)生強(qiáng)烈的動(dòng)量傳遞；相向 的液體流團(tuán)相互滲透，往復(fù)振蕩，發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞、擠壓和剪切作用，流團(tuán)變形，發(fā)生分裂， 有效的促進(jìn)液體的微觀混合，提高液體微觀混合的均勻度；
[0015] (3)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)：在強(qiáng)烈的微觀混合和壓力波動(dòng)作用下，可以提高液體的化學(xué) 反應(yīng)能力，加快化學(xué)反應(yīng)速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型的撞擊流空化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2是本實(shí)用新型的微毛細(xì)管射流與孔板射流撞擊流空化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3是本實(shí)用新型的正對撞工作示意圖一。
[0019] 圖4是本實(shí)用新型的斜對撞工作示意圖二。
[0020] 圖5是本實(shí)用新型的正對撞實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖一。
[0021] 圖6是本實(shí)用新型的斜對撞實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖二。
[0022] 附圖中的標(biāo)號分別為：1、進(jìn)口管；2、撞擊腔；3、出口管；4、孔板；5、射流；6、大旋 渦；7、微毛細(xì)管；41、小孔；1-1、第一進(jìn)口管；1-2、第二進(jìn)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(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)的介紹：如附圖1所示，本實(shí)用新型包括進(jìn) 口管1、撞擊腔2和出口管3。進(jìn)口管有三個(gè)，每個(gè)進(jìn)口管內(nèi)安裝一塊開有小孔41的孔板4。 液體分成三股，同時(shí)進(jìn)入這三個(gè)進(jìn)口管1，通過孔板4上的小孔41形成射流5,產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生大旋潤6。相互撞擊 的液體流團(tuán)相互滲透，往復(fù)振蕩，發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的微觀混合 和壓力波動(dòng)，使空化泡反復(fù)的潰滅和再生，從而增強(qiáng)空化強(qiáng)度和空化效應(yīng)。撞擊后的液體分 別從三個(gè)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(jìn)口管1有兩個(gè)，第一進(jìn)口管1-1安裝微毛細(xì) 管7,第二進(jìn)口管1-2安裝孔板4。一股液體進(jìn)入第一進(jìn)口管1-1中的微毛細(xì)管7形成第一 射流5-1，另一股液體通過第二進(jìn)口管1-2中的孔板4也形成第二射流5-2。通過微毛細(xì)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(qiáng)度和空化 效應(yīng)由此增強(qiáng)，撞擊后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(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)原理：以一定量的亞甲基藍(lán)試劑與蒸餾水配置出一定濃度的 亞甲基藍(lán)水溶液，作為原料液注入儲槽，每間隔lOmin時(shí)間收集經(jīng)過撞擊流空化器后的溶 液，并測定其吸光度。通過標(biāo)定曲線，由吸關(guān)度得到亞甲基藍(lán)濃度，進(jìn)而得到空化而產(chǎn)生的 羥基自由基（·〇Η)濃度。而（·0Η)濃度的大小可以反映該實(shí)用新型的空化效應(yīng)。產(chǎn)生的 (· 0Η)濃度越高，說明空化效應(yīng)越大。
[0026] 如圖3所示，亞甲基藍(lán)水溶液液體分成等流量的兩股，同時(shí)進(jìn)入第一進(jìn)口管1-1和 第二進(jìn)口管1-2。第一進(jìn)口管1-1和第二進(jìn)口管1-2的相鄰角度為180度。通過第一進(jìn)口 管1-1和第二進(jìn)口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5進(jìn)入撞擊腔2。射流液體產(chǎn)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(tuán)相互 滲透，往復(fù)振蕩，發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的微觀混合和壓力波動(dòng)，使空 化泡反復(fù)的潰滅和再生。最后，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lOmin時(shí)間，收集出口管3的溶液，進(jìn)行吸光度測定，進(jìn)而得到（· 0Η)濃度，測定不同液 體流量下因空化而產(chǎn)生的羥基自由基（· 0H)濃度，得到的結(jié)果如圖5所示。
[0027] 如圖4所示，亞甲基藍(lán)水溶液液體分成等流量的兩股，同時(shí)進(jìn)入第一進(jìn)口管1-1和 第二進(jìn)口管1-2。第一進(jìn)口管1-1和第二進(jìn)口管1-2的相鄰角度為90度。通過第一進(jìn)口 管1-1和第二進(jìn)口管1-2的孔板4的小孔41形成射流5進(jìn)入撞擊腔2。射流液體產(chǎn)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(tuán)相互滲 透，往復(fù)振蕩，發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞、擠壓和剪切作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的微觀混合和壓力波動(dòng)，使空化 泡反復(fù)的潰滅和再生。最后，溶液分別從出口管3流出。每間隔lOmin時(shí)間，收集出口管3 的溶液，進(jìn)行吸光度測定，進(jìn)而得到（·〇Η)濃度，測定不同液體流量下因空化而產(chǎn)生的羥基 自由基（·〇Η)濃度，得到的結(jié)果如圖6所示。
[0028] 可以理解的是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案及實(shí)用新型構(gòu) 思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種撞擊流空化器，其特征在于：包括進(jìn)口管（1)、撞擊腔（2)和出口管（3)，所述進(jìn) 口管⑴與出口管（3)分布于撞擊腔⑵上，所述的進(jìn)口管⑴數(shù)量至少有兩個(gè)，每個(gè)進(jìn) 口管（1)的軸線穿過撞擊腔（2)中心，所述的出口管（3)數(shù)量至少有兩個(gè)；每個(gè)進(jìn)口管（1) 內(nèi)安裝一塊開有小孔（41)的孔板（4)或安裝有微毛細(xì)管（7)，液體通過孔板（4)上的小孔 (41)或微毛細(xì)管（7)形成射流（5)并產(chǎn)生空化，空化的液體射流在撞擊腔⑵中心匯合，通 過相互撞擊產(chǎn)生大旋潤（6);撞擊后的液體從出口管（3)流出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流空化器，其特征在于：所述的進(jìn)口管⑴和出口管（3) 的數(shù)量均為3個(gè)，交錯(cuò)均布在撞擊腔（2)的圓周上，每個(gè)進(jìn)口管（1)和出口管（3)的軸線穿 過撞擊腔⑵中心，每個(gè)進(jìn)口管⑴內(nèi)安裝一塊開有小孔（41)的孔板（4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流空化器，其特征在于：所述的進(jìn)口管⑴和出口管（3) 的數(shù)量均為2個(gè)，一個(gè)進(jìn)口管（1)內(nèi)安裝一塊開有小孔（41)的孔板（4)，另一個(gè)進(jìn)口管（1) 內(nèi)安裝微毛細(xì)管（7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流空化器，其特征在于：所述的進(jìn)口管⑴和出口管（3) 的數(shù)量均為2個(gè)，交錯(cuò)均布在撞擊腔（2)的圓周上，每個(gè)進(jìn)口管（1)和出口管（3)的軸線穿 過撞擊腔⑵中心，每個(gè)進(jìn)口管⑴內(nèi)安裝一塊開有小孔（41)的孔板（4)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流空化器，其特征在于：所述的微毛細(xì)管（7)的內(nèi)直徑 是孔板⑷的小孔（41)直徑的0. 01?1. 0倍，所述的進(jìn)口管⑴的孔板⑷距撞擊腔（2) 的間距是進(jìn)口管直徑的〇. 01?1000倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流空化器，其特征在于：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】C02F1/36GK203938491SQ201420224919
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】計(jì)建炳, 李育敏, 陳銀銀, 高海燕 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)