[发明专利]一种新型水力空化器

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械工程、组合空化器领域，尤其涉及一种新型水力空化器。

背景技术

当液体温度一定，压力降低到该液体饱和蒸汽压时，会产生汽化现象，同时溶解于液体中的气体析出，形成汽泡(又称空泡、空穴)，当汽泡随水流运动到压力较高的地方后，泡内的蒸汽重新凝结，汽泡溃灭。这种液流内的空泡产生、发展、溃灭，以及由此产生的一系列物理和化学变化过程称为空化。空化发生时，液体的分子键会产生强烈的爆裂，空泡溃灭瞬间形成局部的高温和高压，并伴有强烈的冲击波和微射流。空化形成的特殊能量效应，能够对化学及物理反应过程起到强化作用，通过能够利用空化进行污水处理，均质细化和化工分离。

目前所应用的空化主要分为两类，一类是振动空化，既物体在液体中振动诱导的空化，液体随物体振动产生压力脉动，当液体内脉动压的低压低于汽化压力时便会形成空化现象。声学空化和柴油机冷却水缸套振动产生的空化都属于振动空化；另一类是利用孔板、文丘里管等节流装置引起的水力空化。两类技术都在各自的分支领域里进行研究和利用。振动空化是将如簧片等物体用法兰或焊接的方式固定于流道中，当液体介质流经簧片时，引起簧片振动，簧片的高幅和高频振动可以在液体中产生相应的压力波。当液体中产生压力变化的幅度达到足以使压力降低到低于液体的汽化压力时，就会发生空化。由于簧片需做高幅和高频振动才能产生空化效果，故对实验设备有一定的要求，能量利用率较低且簧片产生的空化区域较小，因此它的应用范围和应用规模受到限制。水力空化是将孔板或文丘里管等通过螺钉或法兰固定于流道，当液体流经孔板或文丘里管时，在节流位置流速突然增大，压强降低到低于液体的汽化压力时，会发生空化。这种装置虽然结构简单、能耗低、易实现规模化，但是在工业应用中，单一的水力空化结构的空化效果可能无法满足实际需要，因此需要采取有效的措施将空化装置改进，使空化效果得以加强。

经文献检索发现，中国专利公开号：CN102085461，专业名称：一种组合水力空化器，该装置是由安装在圆形管道内产生尾流空化的潜体、产生射流空化的孔板和产生振动空化的簧片组成。由于装置内布置的这类潜体、孔板和簧片，对流体产生了很大的阻力，因此该设备存在着流动阻力大，流量小的缺点，很难满足工程中大流量工况的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有水力空化器存在着流动阻力大，流量小的缺点的问题，提供一种新型水力空化器。该装置空化效果较好，加快空泡脱落和溃灭，同时保证较大流量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种新型水力空化器，由圆盘空化器，圆盘固定支架，振动簧片，圆形管道，法兰组成。

圆形管道两端安装有法兰，通过法兰与管道连接；圆形管道内安装有产生尾流空化并形成大尺度空泡的圆盘空化器和产生振动空化的振动簧片，圆盘空化器位于圆形管道内上游，圆盘空化器均匀分布在圆形管道上游，且保证所有圆盘空化器位于同一横截面上；圆盘空化器通过圆盘固定支架与圆形管道固定连接；振动簧片为长条形，振动簧片位于圆盘空化器下游，振动簧片截面积最小的一端与圆形管道固定连接，悬臂固定在圆形管道内，振动簧片截面积较小的一面正对来流方向，并与圆盘空化器保持间距。

作为优选，所述圆形管道内能够安装多组圆盘空化器与振动簧片；

作为优选，所述的圆盘空化器为高度较小的圆锥台，所述的圆盘空化器的横截面积采用前大后小的结构形式。目的在于使尾流空化获得大尺度空泡。

作为优选，圆形管道流通面积是单个圆盘空化器最大截面积的15-25倍。

作为优选，圆形管道中心布置有一个圆盘空化器，四周均布有四个圆盘空化器。

作为优选，所述振动簧片形状可采用多种形式，如直线式或波浪式，数量不少于3片。

作为优选，所述圆盘空化器、振动簧片可以通过焊接的方式与管道内壁固定，也可以通过法兰、螺栓、螺母方式固定。

作为优选，所述圆盘空化器、振动簧片均采用不锈钢材质。

具体工作过程如下：