CN108671779B - 一种细微气泡发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细微气泡发生器，是由气流进气旋流加速装置、微孔扩散板(3)、螺旋体(2)、喷嘴体(1)顺序连接组合而成。所述的气流进气旋流加速装置包括进气管(4.1)、气流旋转加速管(4)、圆台体(5)，圆台体(5)与气流旋转加速管(4)之间形成的空腔为气流旋转内腔(4.3)；微孔扩散板(3)的形体为圆柱状，在其横断面上沿轴向用激光加工出多个均匀分布的直径小于0.5mm的微孔(13)；所述的喷嘴体(1)的出气口为扩散锥(1.1)。本发明能够产生极其微小的气泡，在水中形成微小的雾珠漂游在水中，且不易浮出水面，满足了曝气法处理污水的需要。

Description

一种细微气泡发生器
技术领域
本发明属于一种气泡发生器，具体涉及一种污水处理领域曝气装置的微气泡发生器，可在曝气法处理工业污水、城市污水中广泛应用。
背景技术
目前，我国的水环境治理技术主要包物理技术、化学技术、生物技术以及综合技术的应用等。其中，曝气增氧技术是物理技术中最核心的技术，特别是处理有机物的污染，曝气法是最有效的方法。
曝气法可分为鼓风曝气、机械曝气、深井曝气、纯氧或富氧曝气。无论那种曝气法都离不开气泡发生器。气泡发生器的功能是将空气灌注到污水当中，使空气中的氧气能充分地溶解到污水当中。发生器所产生的气泡越小、越细，则溶解度越高，曝气效果越好。目前气泡发生器形式多样，种类繁多，大多都存在着气泡较大、溶解度较低的问题。
如何能使气泡发生器产生的气泡达到纳米级是本技术领域的奋斗目标。近两年，为了得到较高的溶氧效率，微纳米气泡发生技术在水处理、水产养殖、水稻种植、无土栽培等领域均有广泛应用得到长足发展。而现有技术中的微纳米气泡发生设备普遍存在以下不足：(1) 其核心部件单纯采用气液混合泵，虽然溶解效率可达80-100％，但是吸气量仅为8-10％；(2)虽然可以气液混合泵串联使用增加吸气量，但是，增大了设备资金投入以及设备功率，即增大了设备运行成本。
中国专利申请201611207780.2公开了一种用于污水处理的微纳米气泡发生器及其工作方法，由水箱、微纳米气泡发生装置、输气泵、智能控制器、输气管、气体流量控制阀组成。所述水箱内部设有清水，水箱内部底平面设有微纳米气泡发生装置，所述智能控制器位于水箱上表面，所述输气泵位于智能控制器一侧，输气泵与智能控制器导线控制连接，输气泵用软管与外接气瓶相连；所述输气管一端连接输气泵，输气管另一端连通微纳米气泡发生装置，所述气体流量控制阀位于输气管外径表面，气体流量控制阀与智能控制器导线控制连接。但该气泡发生器结构复杂，也同样存在着制造和适用成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有气泡发射器存在的气泡较大、溶解度较低的问题，而提供一种产生的气泡微小、能够均匀分散在水中的细微气泡发生器。
为实现本发明的上述目的，本发明一种细微气泡发生器采用以下技术方案：
本发明一种细微气泡发生器，是由气流进气旋流加速装置、微孔扩散板、螺旋体、喷嘴体顺序连接组合而成。所述的气流进气旋流加速装置包括进气管、气流旋转加速管、圆台体，进气管与气流旋转加速管的内部腔体切向相接并构成整体结构，圆台体的锥体部分***到气流旋转加速管内的中心部位，圆台体的底部座板与气流旋转加速管的进气端法兰通过端部螺栓组连接固定，圆台体与气流旋转加速管之间形成的空腔为气流旋转内腔，由于增设了圆台体，使气流旋转内腔的断面进一步缩小，提高了气体旋转流速，使气体在高压紊流下旋转；所述的喷嘴体)的出气口为扩散锥，喷嘴体的进气端为端部法兰，喷嘴体的内腔自进气端到出气端分别为微孔扩散板安装腔、螺旋体安装腔；微孔扩散板安装腔内装有微孔扩散板，微孔扩散板的形体为圆柱状，在其横断面上沿轴向用激光加工出多个均匀分布的直径小于 0.5mm的微孔；螺旋体安装腔内装有螺旋体；所述的螺旋体安装腔的出气端端面为螺旋体安装腔端面，在螺旋体安装腔端面与扩散锥之间设有喷气孔，在实际使用中，通过调节外接高压输气管的进气压力，控制喷气孔的喷射压力在0.2-0.7Mpa之间；喷嘴体进气端的端部法兰与气流旋转加速管的出气端法兰通过中间连接螺栓组连接。所述的进气管的进气通道的断面积逐渐缩小，用于气流加速。
为了确保连接部位的密封，在圆台体的底部座板与气流旋转加速管的进气端法兰之间的间隙处设有O型圈；在气流旋转加速管的出气端法兰与喷嘴体的端部法兰之间的间隙处也设有O型圈。
在多个均匀分布的直径小于0.5mm的微孔中，相邻的微孔之间的间距不大于1.5mm，以0.9－1.4mm为宜；微孔的直径在0.42－ 0.48mm之间为佳
所述的扩散锥的锥角为50-70°，以55－65°为宜。
所述的进气管的进气口法兰采用方法兰，进气口法兰通过侧部螺栓组与外接高压输气管的天圆地方接头连接。
本发明一种细微气泡发生器利用物理方法将压入发生器的空气通过加速回旋再经过微孔扩散板，将空气扩散后变成微小的气泡，再经过加速回旋使之变成高压紊流气体，高压气体再经过小的喷器口再突然减压经扩散锥扩散喷出，这样高压气体就形成了细微的气泡喷出发生器。
本发明一种细微气泡发生器采用以上技术方案后具有以下积极效果：
(1)由气流进气旋流加速装置、微孔扩散板、螺旋体、喷嘴体顺序连接组合而成，气流经过旋转加速、微孔扩散、二次旋转加速，从喷气孔喷出，再经过扩散锥后扩散锥气泡会变得更小、更细喷入污水中。
(2)产生极其微小的气泡，在水中形成微小的雾珠漂游在水中，且不易浮出水面，满足了曝气法处理污水的需要。
(3)微气泡发生器结构设计合理，运行可靠，适应性强。
(4)运行效率高，具有高效节能的特点。
附图说明
图1是本发明一种细微气泡发生器结构装配示意图；
图2是图1中的A-A向示意图；
图3是本发明采用的螺旋体立体结构示意图；
图4是本发明采用的喷嘴体剖视结构示意图；
图5是本发明采用的微孔扩散板断面图；
图6是本发明采用的圆台体结构示意图。
1-喷嘴体；1.1-扩散锥；1.2-喷气孔；1.3-螺旋体安装腔端面； 1.4-螺旋体安装腔；1.5-端部法兰；1.6-微孔扩散板安装腔端面； 1.7-微孔扩散板安装腔；2-螺旋体；3-微孔扩散板；4-气流旋转加速管；4.0-进气口法兰；4.1-进气管；4.2-进气通道；4.3-气流旋转内腔；5-圆台体；6-O型圈；7-端部螺栓组；8-侧部螺栓组；9-中间连接螺栓组；10-方法兰；11-底部座板；12-进气端法兰；12′-出气端法兰；13-微孔。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种细微气泡发生器作进一步详细说明。
由图1所示的本发明一种细微气泡发生器结构装配示意图并结合图2、图3、图4、图5、图6看出，本发明一种细微气泡发生器是由气流进气旋流加速装置、微孔扩散板3、螺旋体2、喷嘴体1顺序连接组合而成。所述的气流进气旋流加速装置包括进气管4.1、气流旋转加速管4、圆台体5；进气管4.1与气流旋转加速管4的内部腔体切向相接并构成整体结构，由不锈钢焊接或铸造而成，进气管4.1 的进气通道4.2的断面积逐渐缩小，用于气体加速；圆台体5的锥体部分***到气流旋转加速管4内的中心部位，圆台体5的底部座板 11与气流旋转加速管4的进气端法兰12通过端部螺栓组7连接固定，圆台体5与气流旋转加速管4之间形成的空腔为气流旋转内腔4.3，让行走的气流断面积进一步缩小，进而第二次加速气体流速。所述的喷嘴体1的出气口为扩散锥1.1，扩散锥1.1的锥角为50-70°，一般为60°左右。喷嘴体1的进气端为端部法兰1.5，喷嘴体1的内腔自进气端到出气端分别为微孔扩散板安装腔1.7、螺旋体安装腔1.4，微孔扩散板安装腔1.7的内径稍大于 螺旋体安装腔1.4的内径，微孔扩散板安装腔1.7与螺旋体安装腔1.4交接处为微孔扩散板安装腔端面1.6；微孔扩散板安装腔1.7内装有微孔扩散板3，微孔扩散板3 由不锈钢制成，微孔扩散板3的形体为圆柱状，在其横断面上沿轴向用激光加工出多个均匀分布的直径小于0.5mm的微孔13，相邻的微孔13之间的间距不大于1.5mm。螺旋体安装腔1.4内装有螺旋体2；所述的螺旋体安装腔1.4的出气端端面为螺旋体安装腔端面1.3，在螺旋体安装腔端面1.3与扩散锥1.1之间设有喷气孔1.2；喷嘴体1 进气端的端部法兰1.5与气流旋转加速管4的出气端法兰12′通过中间连接螺栓组9连接。在圆台体5的底部座板11与气流旋转加速管4的进气端法兰12之间的间隙处设有O型圈6；在气流旋转加速管4的出气端法兰12′与喷嘴体1的端部法兰1.5之间的间隙处也设有O型圈6。
经过精密过滤后的高压气体，经过高压输气管将清洁的高压气体输送到位于水下的细微气泡发生器中。由图2所示的图1中的A-A向示意图看出，所述的进气管4.1的进气口为方形，进气管4.1的进气口法兰4.0采用方法兰，进气口法兰4.0通过侧部螺栓组8与外接高压输气管的天圆地方接头连接。气流进气旋流加速装置的结构与风力旋流器有些相似，气流是从侧面以近似切线方向由进气管4.1的进气通道4.2进入气流旋转内腔4.3，由于圆台体5的作用，使气流旋转内腔4.3的断面再进一步缩小，提高气体旋转流速，使气体在高压紊流下旋转，然后气体进入微孔扩散板3中。微孔扩散板3由不锈钢制成，形体为圆柱状，在其横断面上沿轴向用激光加工出直径小于0.5mm 的微孔13，微孔13的出气口设有微型扩散锥口。
当高压旋转的气流流经微孔13后会迅速扩散***成微小的气泡，这些微小的气泡进入设在喷嘴体1中的螺旋体安装腔1.4内，经过螺旋体2再进行一次旋转加速经过喷气孔1.2喷出，再经过扩散锥 1.1后，气泡会变得更小、更细喷入污水中。在实际使用中，通过调节外接高压输气管的进气压力，控制喷气孔1.2的喷射压力在 0.2-0.7Mpa之间。
由图4所示的本发明采用的喷嘴体剖视结构示意图看出，扩散锥 1.1的锥角60°左右，扩散锥1.1能使从喷气孔1.2喷出突然膨胀的气流控制在一定的角度内能使气流喷得更远，喷气孔1.2的喷射压力应在0.2-0.7Mpa之间，喷出的微小气泡都在1mm以下或更小，将这些微小的气泡分散在污水中。在喷嘴体1内设计的螺旋体安装腔1.4 是用来容纳螺旋体2的容纳舱，在喷嘴体1内设计的微孔扩散板安装腔1.7是用来容纳微孔扩散板3的容纳舱。
螺旋体2的立体结构示意图如图3所示，螺旋体2的螺旋叶片旋转方向应与旋转加速的气流旋向相同，都采用右旋。
微孔扩散板3的断面图如图5所示，其由不锈钢加工而成，也可用其他微孔板代替如金属烧结多孔板等。

Claims (6)

1.一种细微气泡发生器，其特征在于：它是由气流进气旋流加速装置、微孔扩散板(3)、螺旋体(2)、喷嘴体(1)顺序连接组合而成；所述的气流进气旋流加速装置包括进气管(4.1)、气流旋转加速管(4)、圆台体(5)，进气管(4.1)与气流旋转加速管(4)的内部腔体切向相接并构成整体结构，圆台体(5)的锥体部分***到气流旋转加速管(4)内的中心部位，圆台体(5)的底部座板(11)与气流旋转加速管(4)的进气端法兰(12)通过端部螺栓组(7)连接固定，圆台体(5)与气流旋转加速管(4)之间形成的空腔为气流旋转内腔(4.3)；所述的喷嘴体(1)的出气口为扩散锥(1.1)，所述的扩散锥(1.1)的锥角为50-70°，喷嘴体(1)的进气端为端部法兰(1.5)，喷嘴体(1)的内腔自进气端到出气端分别为微孔扩散板安装腔(1.7)、螺旋体安装腔(1.4)；微孔扩散板安装腔(1.7)内装有微孔扩散板(3)，微孔扩散板(3)的形体为圆柱状，在其横断面上沿轴向用激光加工出多个均匀分布的直径在0.42－0.5mm之间微孔(13)；螺旋体安装腔(1.4)内装有螺旋体(2)；所述的螺旋体安装腔(1.4)的出气端端面为螺旋体安装腔端面(1.3)，在螺旋体安装腔端面(1.3)与扩散锥(1.1)之间设有喷气孔(1.2)，通过调节外接高压输气管的进气压力，控制喷气孔(1.2)的喷射压力在0.2-0.7Mpa之间；喷嘴体(1)进气端的端部法兰(1.5)与气流旋转加速管(4)的出气端法兰(12′)通过中间连接螺栓组(9)连接；所述的进气管(4.1)的进气通道(4.2)的断面积逐渐缩小；所述的进气管(4.1)的进气口为方形，进气管(4.1)的进气口法兰(4.0)采用方法兰，进气口法兰(4.0)通过侧部螺栓组(8)与外接高压输气管的天圆地方接头连接。
2.如权利要求1所述的一种细微气泡发生器，其特征在于：在圆台体(5)的底部座板(11)与气流旋转加速管(4)的进气端法兰(12)之间的间隙处设有O型圈(6)；在气流旋转加速管(4)的出气端法兰(12′)与喷嘴体(1)的端部法兰(1.5)之间的间隙处也设有O型圈(6)。
3.如权利要求2所述的一种细微气泡发生器，其特征在于：相邻的微孔(13)之间的间距不大于1.5mm。
4.如权利要求1、2或3所述的一种细微气泡发生器，其特征在于：相邻的微孔之间的间距0.9－1.4mm；微孔的直径在0.42－0.48mm之间。
5.如权利要求4所述的一种细微气泡发生器，其特征在于：所述的扩散锥的锥角为55－65°。
6.如权利要求5所述的一种细微气泡发生器，其特征在于：所述微孔(13)的出气口设有微型扩散锥口。
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