[实用新型]一种可在线调控的空化器

说明书

本实用新型涉及一种可在线调控的空化器，包括连为一体的大缸体和小缸体，小缸体的右端口为流体进口，大缸体的右侧底部设有流体出口，大缸体的左端口覆盖有端盖，大缸体的内腔设有活塞，活塞的左端中心与螺杆套相连，螺杆套旋接在手轮套中，手轮套可转动地安装在端盖的中心，手轮套的左端连接有大手轮；螺杆套的中心螺孔中旋接有螺杆轴，螺杆轴的左端安装有小手轮，螺杆轴的右端头安装有轴向镂空的导向滑块，导向滑块可滑动地支撑在小缸体的中心孔中；导向滑块左侧的螺杆轴上安装有喷射环隙控制锥，小缸体的内壁设有与喷射环隙控制锥相配套的环形凹腔。该空化器可以分别改变流体流速和空化器容积，实现在线双重调控空化发生参数，提高空化效果。

技术领域

本实用新型涉及一种可在线调控的空化器，属于流体反应装置技术领域。

背景技术

水力空化现象是流体流过一个限流区域(孔板、文丘里管、环隙等) 时内部压力下降，当压力降至液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体开始汽化而产生大量空化汽泡，空化汽泡在流经瞬间扩大流道时，液体压力上升，空化汽泡体积急剧缩小直至溃灭，在其溃灭瞬间伴有高温、高压、强烈的冲击波和微射流。利用空泡溃灭时释放的巨大瞬间能量可以破坏化学链、加快反应进程，故水力空化在废水处理、食品、强化反应过程等领域得到广泛运用。

目前国内外研究者一般认为用空化值来判定空化发生强弱，公式如下：δc =2（P-P_V）/ (ρV²)，其中：δc为空化值， P为液体局部静压，Pv是液体的蒸汽压，ρ为液体的密度 ，V为液体的速率。 通常认为δc＜1有空化发生可能，空化值δc越小空化反应越剧烈；可以看出局部静压P、液体速率V 是重要的控制参数。根据流体静压能、动能的转变关系、静压P 、速率V反比关系，故可看出空化强弱由速率V主导、同时流体流经的边界条件也会对空化产生影响；对工业运用的水力空化器而言，空化泡产生和空化泡溃灭一直是研究的方向。

目前国内外空化器设计基本靠单级或多级串联固定孔板或由内部阻流体和外腔体之间形成的固定环隙来强制流体截流、流速急增、失压产生空化泡，通过后流速随着流道截面增大而降低、压力升高、气泡溃灭。研究发现多级之间很难产生大幅度的压力变化，空化气泡也就发生在最后一级孔板处，只是增加混合功能，还无辜增加了动力消耗。以上设计的非调节截面流道对流体的初始条件参数（流量、压力、物性）要求严苛，稍有变化影响后续工段稳定，给连续化工业生产就带来很大局限性；而且针对不同原料空化强弱的需求不一，设计初期很难顾及全面、又无法在线调整，即使调整要付出大量人力、时间和生产线暂停的代价。其结果一方面可能是无辜增加动力消耗，另一方面会带来整个生产线指标波动及操作复杂性、不确定性。

目前也有设计成可在线调整孔板上的小孔数量来改变流体流速，实现空化强弱的控制，该结构的小孔截面分布不均匀，用多级孔板虽有强化混合作用，空化气泡也就发生最后一级孔板处；其次通过旋转动孔板改变与静孔板相贯通的小孔数量，相当于有几个固定变化档位，还是无法实现连续无级变化。此外，现有空化器的设计对空化气泡的溃灭区空间研究未有太多的考虑。工业上应用空化器，正是看好气泡溃灭时产生瞬间能量可以加速反应过程。现有的溃灭区还是延续满足一般流速的等径管道的做法，上游高速流体未得到充分扩张，结果一方面流体夹带气泡碰撞击碎流向下游，另一方面大量气泡聚集占据了有限空间，形成溃灭屏障 ，气泡未得到充分的溃灭使空化效果大大降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种可在线调控的空化器，可以分别改变流体流速和空化器容积，实现在线双重调控空化发生参数，提高空化效果。