[发明专利]一种高效空化破壁发生装置

说明书

本发明公开一种高效空化破壁发生装置，空化破壁池内部设有由喷嘴、喷嘴底盘和动盘体组成的空化破壁装置，动盘体上表面正中间垂直向上凸出一个伸入在喷嘴出口中的引流锥体，引流锥体的侧壁上由上至下有间隔地开有三个沿圆周方向的环形凹槽，引流锥体外侧的动盘体上表面上沿圆周方向均匀设置多个相同的径向水流通道，每个径向水流通道底面上由内而外开有多个径向凹槽，内外相邻的径向凹槽之间是一圈圆环状的周向水流通道；本发明通过液体流经动盘体表面不同方向、不同深度和不同长度凹槽时，液体内部气核发育成空泡，产生的高温、高压、高速微射流对浑浊液体内杂质进行粉碎和分解，达到高效、高质量、大批量、连续的浑浊液体破壁和除杂的目的。

技术领域

本发明涉及一种液体破壁处理装置，具体是采用空化效应的能量将浑浊液体内部杂质破壁的装置。

背景技术

随着人类文明的发展，科学技术的不断完善，人们对生活质量的要求越来越高，而多种与生活密切相关的液体内部杂质含量的要求更是越发精准。如工业废水及生活污水中包含的各种复杂化学成分及颗粒物的净化处理；果汁、饮料以及调味用品中沉淀物的处理；汤药制作时微小原料残渣处理等。但现有浑浊液体内部杂质处理方式难以适应现代社会对液体杂质含量和较小颗粒度的要求，因此，亟需一种高效、经济的处理装置。

生活用品中许多溶液内部都存在着微小无机物，影响溶液的使用感受。一般情况下对液体中较大颗粒物质使用筛网、微滤机等方法进行去除，内部的悬浮物质和胶体物质一般使用混凝、气浮等方式进行去除。筛网和微滤机的工作方式大致相同，皆是选用合适孔径的筛网对液体内部杂质颗粒进行过滤，过滤时筛网筛出的颗粒容易堵住孔洞，需要及时对筛网清洁处理，费时费力。混凝是指凝聚和絮凝的两个过程的结合，凝聚指使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程，絮凝指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。用混凝方法处理液体中悬浮物质和胶体物质需要混凝剂、助凝剂的帮助，产生高额成本的同时也有很高的技术要求。气浮法指利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附液体中的悬浮物，使其随气泡浮升而加以分离去除，其设备的维修和管理工作量巨大，并且液体所经的减压阀、释放器等易被堵塞。

液体中一般含有人眼看不到的微小气泡，当高速射流经过喷嘴时，导致喷嘴出口处压力急剧下降，并低于流体介质的饱和蒸汽压，因而产生大量空化核，并随高速射流一起进入静态水中并与静态水产生强烈剪切，造成流场内局部区域失稳，出现低压涡流。低压涡流会进一步孕育出更多的空化核，两者生成的空化核，在高速射流的带动下，向下游运动，并集聚形成空泡群组成空泡云，在周围压力大于泡内压力时，空泡云将发生集中溃灭，溃灭过程非常短暂，仅在微秒之间，但会产生局部的高温高压点，同时伴随产生能量巨大的冲击波和微射流，微射流的速度大于1500m/s，在这种环境下会形成“热点”，称之为空化水射流。这种由气泡产生、发育到溃灭的现象被称为空化效应。利用空化效应中气泡溃灭产生的高温、高压及微射流不仅可以对浑浊液体内部的有机物、无机物进行粉碎，也可以使部分液体中的自由基分解、大分子主链碳键断裂。因此，使用空化技术去除浑浊液体内部杂质具有环保、高效、成本低等诸多优点。