專利名稱：一種尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空化設(shè)備，尤其是一種尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器。
背景技術(shù)：
化工分離技術(shù)領(lǐng)域中所應(yīng)用的空化主要有兩類，一類是超聲空化，另一類是水力空化。超聲空化是指存在于液體中的微小氣泡(氣核)在超聲波傳播過程中產(chǎn)生的正負(fù)壓強(qiáng)的交變作用下，發(fā)生氣核的震蕩、擠壓、收縮、斷裂、生長及潰滅等一系列動力學(xué)過程。 水力空化是指液體流經(jīng)孔板或文丘里管時，由于流速突然增大，壓強(qiáng)降低到低于液體的汽化壓力，發(fā)生空化，產(chǎn)生氣泡的暴發(fā)和潰滅。空泡潰滅時將產(chǎn)生沖擊波和微射流，產(chǎn)生強(qiáng)烈的空化效應(yīng)。水力空化技術(shù)運(yùn)用在較多工業(yè)領(lǐng)域。如生物加工、廢水處理、強(qiáng)化液液混合、 煉油和礦業(yè)的鉆井工程等。超聲空化存在的最大問題是其技術(shù)機(jī)理復(fù)雜，難以實現(xiàn)工業(yè)化。 水力空化技術(shù)現(xiàn)已較成熟，但其空化區(qū)域、空化效率和通量都較低，無法滿足大工業(yè)化的生產(chǎn)。專利號CN201279516公開了一種新型的管道除垢裝置，該裝置特點(diǎn)是使用了狹長條形葉片來代替之前寬大的葉片，由于葉片狹長，水流經(jīng)過狹縫時可提高空化射流壓力，增強(qiáng)射流沖擊力，空泡有效破滅率高，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作簡便，清洗速度快。但該裝置只能用在特定的管道(例如水管)，且空化區(qū)域受管道限制而較小，不能極大的推廣。專利號CN201643998公開了一種新型水力空化裝置，該裝置的特點(diǎn)是在圓錐收縮段中設(shè)置有曝氣管。大大增加了氣泡的產(chǎn)生和增加氣泡的產(chǎn)量的效果，空化效果好。在擋板裝置內(nèi)部設(shè)有加料管，加料管一端還有多根分散管。通過加料管向流體中添加其他添加劑，如洗滌劑、氧化劑、催化劑、滅菌劑等，達(dá)到同時進(jìn)行物理化學(xué)作用、氧化作用、滅菌作用等效果。該裝置的設(shè)備較復(fù)雜，做工要求高，造價高。專利號CN201261005Y公開了一種液哨型超聲空化噴嘴，該發(fā)明的獨(dú)特之處是同時將液哨型超聲發(fā)生器結(jié)構(gòu)和射流自振動空化結(jié)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合與統(tǒng)一，以此提升和強(qiáng)化高壓水射流的清洗和沖蝕力，其結(jié)構(gòu)簡單，空化效果好，且便于生產(chǎn)的系列化和實用的便利化。但該裝置受其結(jié)構(gòu)的影響，空化區(qū)域小，通量小，不適合使用在處理量大的場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、空化效應(yīng)大、空化區(qū)域大、空化效率高和通量大的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案這種尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，包括轉(zhuǎn)軸、軸承組件、殼體，殼體兩側(cè)設(shè)有通過螺栓固定的圓形平板，殼體與圓形平板之間形成圓柱形腔體，兩塊圓形平板上分別設(shè)有進(jìn)料口和出料口，腔體中間設(shè)有與轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與殼體、圓形平板之間留有一定間隙，轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)有軸承組件。作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子為圓柱形，其表面設(shè)有一排或多排動凸臺。
作為優(yōu)選，所述殼體內(nèi)表面光滑，或設(shè)有一排或多排靜凸臺。作為優(yōu)選，所述凸臺的形狀可以是半圓形、半橢圓形、三角形、月牙形、長方體、多邊形、棒錘形以及能使經(jīng)過它的液體產(chǎn)生尾渦的任意不規(guī)則形狀，可以是單一形狀，或者是以上兩種或多種形狀的任意組合，凸臺的高度和橫截面積可以是任意大小。作為優(yōu)選，各凸臺的排列方式可以是矩形，或者是等腰三角形。作為優(yōu)選，所述凸臺可以垂直于其所在的表面，或者與其所在表面形成其他角度。作為優(yōu)選，所述殼體和轉(zhuǎn)子采用不銹鋼、碳鋼、或塑料。發(fā)明有益的效果是
一、利用轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，液體在繞流過動凸臺時，在每一個動凸臺的前方產(chǎn)生了瞬時高壓，在每一個動凸臺的后方產(chǎn)生了瞬時低壓。動凸臺在轉(zhuǎn)子上有間隙的排列，在這些間隙區(qū)就會發(fā)生空化泡的產(chǎn)生和潰滅。由于轉(zhuǎn)子表面有多排動凸臺，腔體內(nèi)壁上有多排靜凸臺。 因而就會發(fā)生多次尾渦空化，對產(chǎn)生的空化效應(yīng)起到積累加強(qiáng)的作用，這樣就提高了空化強(qiáng)度和空化效率。二、本發(fā)明的通量大，即流通截面大。本發(fā)明的流通截面是殼體與轉(zhuǎn)子之間的間隙，從圖1就可以看出，該流通截面大于孔板、文丘里管等空化設(shè)備。又轉(zhuǎn)子的直徑改變也可以改變通量的大小。因而通量可以根據(jù)具體的處理量進(jìn)行變化。三、空化區(qū)域大，在整個轉(zhuǎn)子外表面上的的凸臺間隙都有空化泡的產(chǎn)生和潰滅，雖然每個凸臺間隙的空化區(qū)域是小的，但是轉(zhuǎn)子上有許許多多的凸臺，所以總的空化區(qū)域很大。四、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，輕便易于搬運(yùn)，制造簡單，能源的利用率高。五、本發(fā)明可以根據(jù)具體處理情況和處理量選用不同的結(jié)構(gòu)來控制空化效應(yīng)和空化效率，如通過更換轉(zhuǎn)子來調(diào)整轉(zhuǎn)子的半徑和長度，也可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整殼體的轉(zhuǎn)速，動凸臺和靜凸臺的數(shù)量和排列是可以調(diào)整。設(shè)備利用率高，造價低，應(yīng)用領(lǐng)域廣。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A-A向的剖視圖3是液體流入產(chǎn)生尾渦空化的工作原理圖； 圖4是圖3中A-A向的剖視圖5、圖6是在不同情況下進(jìn)液量與羥自由基濃度的關(guān)系示意圖； 附圖標(biāo)記說明轉(zhuǎn)軸1，軸承組件2，腔體3，間隙4，殼體5，動凸臺6，出料口 7，轉(zhuǎn)子8， 圓形平板9，螺栓10，靜凸臺11，進(jìn)料口 12，動凸臺后部形成的尾渦13，液體與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的相對運(yùn)動14，靜凸臺后部形成的尾渦15。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實施例如圖1、2，這種尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，包括轉(zhuǎn)軸1、軸承組件2、殼體5，殼體5兩側(cè)設(shè)有通過螺栓10固定的圓形平板9，殼體5與圓形平板9之間形成圓柱形腔體3，兩塊圓形平板9上分別設(shè)有進(jìn)料口 12和出料口 7，腔體3中間設(shè)有與轉(zhuǎn)軸1連接的轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子8
4與殼體5、圓形平板9之間留有一定間隙4，轉(zhuǎn)軸1的兩端設(shè)有軸承組件2。殼體5和轉(zhuǎn)子8 采用不銹鋼、碳鋼、或塑料材料。轉(zhuǎn)子8的外表面上有一排或多排動凸臺6。殼體5內(nèi)表面也可以有靜凸臺11。其中凸臺的形狀可以是半圓形、半橢圓形、三角形、月牙形、長方體、多邊形、棒錘形以及能使經(jīng)過它的液體產(chǎn)生尾渦的任意不規(guī)則形狀，可以是單一形狀，或者是以上兩種或多種形狀的任意組合，凸臺的高度和橫截面積可以是任意大小。各凸臺的排列方式可以是矩形，或者是等腰三角形。凸臺可以垂直于其所在的表面，或者與其所在表面形成其他角度。液體從進(jìn)料口 12流入圓柱形腔體3，與高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子8接觸，液體與高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子8上的動凸臺6發(fā)生相對運(yùn)動14，液體繞流過凸臺，液體發(fā)生邊界層分離在凸臺后方形成尾渦區(qū)13，產(chǎn)生局部低壓而發(fā)生空化，產(chǎn)生空化泡?？栈菖c液體一起做整體運(yùn)動，繞流過下一個凸臺，在該凸臺的前方產(chǎn)生局部高壓，空化泡潰滅。同時在該動凸臺的后方再次發(fā)生邊界層分離，形成尾渦區(qū)而發(fā)生空化，產(chǎn)生空化泡。故液體不斷的繞流過動凸臺，將不斷并交替地產(chǎn)生瞬時低壓和瞬時高壓，故液相中空化泡不斷的產(chǎn)生并不斷的潰滅，因而具有較大的空化效率?？栈轁鐣r產(chǎn)生沖擊波、微射流、極高的壓強(qiáng)和溫度，導(dǎo)致一系列特殊的物理化學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生。液體在從進(jìn)料口 12流到出料口 7的過程中，液體發(fā)生多次空化，對產(chǎn)生的空化效應(yīng)起到了積累加強(qiáng)的作用，因而大大的提高空化效應(yīng)。同時，液體繞流過腔內(nèi)壁上的靜凸臺11，也將不斷并交替產(chǎn)生瞬時低壓和瞬時高壓，空化泡不斷產(chǎn)生和潰滅，因而進(jìn)一步增大了空化效應(yīng)和提高了空化效率。對此進(jìn)行試驗，試驗原理以一定量的亞甲基藍(lán)試劑與蒸餾水配制出一定濃度的亞甲基藍(lán)水溶液，作為原溶液注入貯槽，收集經(jīng)過尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器后的溶液，并測定其吸光度的改變值，由吸光度的改變值得到亞甲基藍(lán)濃度的改變值。亞甲基藍(lán)濃度的改變值即為空化而產(chǎn)生的羥基自由基(· 0H)濃度的改變值，而(· 0H)濃度的大小可以反映出該發(fā)明的空化效應(yīng)。產(chǎn)生的(· 0H)濃度越高，說明空化效應(yīng)越大。工作過程如圖3、4所示，亞甲基藍(lán)水溶液液體從進(jìn)料口 12流入腔體3，在壓差作用下進(jìn)入殼體5和轉(zhuǎn)子8之間的間隙4，轉(zhuǎn)子8在轉(zhuǎn)軸1的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)子8上的動凸臺6轉(zhuǎn)動，液體與動凸臺6發(fā)生相對運(yùn)動14，在動凸臺6的后方形成尾渦13，產(chǎn)生局部低壓形成空化泡。在鄰近的動凸臺6的前方具有高壓，當(dāng)空化泡運(yùn)動到高壓區(qū)時，空化泡潰滅。液體不斷的繞流過動凸臺，將不斷并交替地產(chǎn)生瞬時低壓和瞬時高壓，產(chǎn)生空化效應(yīng)。同時液體繞流過腔體5內(nèi)壁上的靜凸臺11，形成尾渦15，也產(chǎn)生空化效應(yīng)。最后，溶液由出料口 7流出，收集出料口 7的溶液，重復(fù)上面試驗，測定不同進(jìn)液量下因空化而產(chǎn)生的羥基自由基(· 0H)濃度，在不同情況下得出的結(jié)果如圖5、6所示。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，包括轉(zhuǎn)軸(1)、軸承組件(2)、殼體(5)，其特征是殼體 (5 )兩側(cè)設(shè)有通過螺栓(10 )固定的圓形平板(9 )，殼體(5 )與圓形平板(9 )之間形成圓柱形腔體(3)，兩塊圓形平板(9)上分別設(shè)有進(jìn)料口(12)和出料口(7)，腔體(3)中間設(shè)有與轉(zhuǎn)軸(1)連接的轉(zhuǎn)子(8)，轉(zhuǎn)子(8)與殼體(5)、圓形平板(9)之間留有一定間隙(4)，轉(zhuǎn)軸(1) 的兩端設(shè)有軸承組件(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，其特征是所述轉(zhuǎn)子(8)為圓柱形，其表面設(shè)有一排或多排動凸臺(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，其特征是所述殼體(5)內(nèi)表面光滑， 或設(shè)有一排或多排靜凸臺(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，其特征是所述凸臺的形狀是半圓形、半橢圓形、三角形、月牙形、長方體、多邊形、棒錘形以及能使經(jīng)過它的液體產(chǎn)生尾渦的任意不規(guī)則形狀，是單一形狀或者是以上兩種或多種形狀的任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，其特征是各凸臺的排列方式是矩形，或者是等腰三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，其特征是所述凸臺垂直于其所在的表面，或者與其所在表面形成其他角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，其特征是所述殼體(5)和轉(zhuǎn)子(8)采用不銹鋼、碳鋼、或塑料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尾渦空化旋轉(zhuǎn)發(fā)生器，包括轉(zhuǎn)軸、軸承組件、殼體，殼體兩側(cè)設(shè)有通過螺栓固定的圓形平板，殼體與圓形平板之間形成圓柱形腔體，兩塊圓形平板上分別設(shè)有進(jìn)料口和出料口，腔體中間設(shè)有與轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與殼體、圓形平板之間留有一定間隙，轉(zhuǎn)軸的兩端設(shè)有軸承組件。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單、空化效應(yīng)大、空化區(qū)域大、空化效率高和通量大。
文檔編號B01J3/00GK102350267SQ20111025430
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者姚文, 李翔, 李育敏, 計建炳 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)