一种畜禽养殖粪污无害化处理装置的制作方法

本发明涉及畜禽养殖粪污无害化处理领域，具体涉及的是一种畜禽养殖粪污无害化处理装置。

背景技术：

相关技术中，伴随着畜牧业越来越向着集约化、规模化发展的趋势，畜禽养殖粪污污染问题越来越成为一个重大的环境问题。例如，奶牛采食饲料中25～35％氮转化成牛奶中的氮，剩余的氮几乎都由粪和尿排出。粪便中氮转化成氨和硝酸盐对空气、地表水和地下水的污染造成严重生态和社会问题。粪便中磷的过量排放，污染地表水并向周边水体、海洋排放，促进藻类的大量生长，造成鱼类的死亡。

目前，我国蛋白质饲料原料进口超过70％，每年进口大豆约4000万吨、鱼粉120万吨以及其他蛋白质饲料几十万吨，是全球蛋白质原料的最大进口国。我国磷矿资源虽储量较大，但分布不均、品位较低，据矿业协会报道，若只利用品位大于30％的富矿，仅可满足到2028年需要。畜禽粪污氮磷过量排放不仅对环境造成严重污染，而且造成我国紧缺的蛋白饲料资源和不可再生磷矿资源的浪费。畜禽粪便既是污染源，又是有价值的资源，它包括农作物必需的各种营养成分。畜禽粪便是良好的有机肥源，其在农业生产中具有以下优点：1)适于作物生长的需要。有机肥从组成和性质上都与作物相类似，其具有不偏肥、不缺素、稳供、长效等特点。能够活化并改善土壤的养分状况，提高土壤供肥能力；2)提供作物生长所需要的刺激性物质。有机肥料含有大量的有机物质，经过微生物分解转化产生的降解物如维生素，腐殖酸，激素等有刺激作用，能促进作物生长发育；3)增强作物的抗逆性。有机肥含有生物物质，抗生素等，能增强作物的抗逆性和对不良环境的适应能力；4)提高作物产量和改善农产品品质。由于施用有机肥可以改善土壤结构，增加土壤肥力，同时可以提高作物全面的营养物质，因此可以达到提高产量的目的。畜禽养殖粪污无害化处理过程中需要进行细胞壁破壁，细胞壁属于生物难降解惰性物质，破解较为困难。水力空化方法是利用水力空化过程所产生的高温(局部温度可达200-300℃)、高压、强冲击波(冲击频率可高达2000-3000Hz)、高速微射流等极端条件来实现生物细胞破解，但是破解时，含有的固相杂质流经管嘴处或板孔处易发生堵塞，造成设备运行工况发生变化。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种畜禽养殖粪污无害化处理装置，解决水力空化 破解时，含有的固相杂质流经管嘴处或板孔处易发生堵塞，造成设备运行工况发生变化的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种畜禽养殖粪污无害化处理装置，所述空化器包括进液部分、空化部分和排液部分。所述空化部分内部为空化腔体，所述空化腔体内设有中空转动轴和固定腔，所述中空转动轴通过调节阀连通储气罐，储气罐内的压缩空气通过调节阀进入中空转动轴，所述中空转动轴设于空化部分的中心轴位置并延伸至进液部分，其靠近排液部分的一端为圆球状，固定腔内部的一端为与中空转动轴一端圆球状的形状相匹配的圆球状，两者相互贴合使得中空转动轴可转动地连接固定腔。所述中空转动轴位于进液部分的一端设有空化诱导头，所述空化诱导头的内部设有多个供气体流动的孔道，所述空化诱导头靠近进液部分的外表面设有叶片，所述空化诱导头贴近空化部分的底表面设有旋转孔板，所述旋转孔板沿其边沿开设有多个间隔排列的半圆孔，开孔的轴线与中空转动轴轴线呈15°角。所述进液部分分为进液锥形部与进液圆筒部，所述进液锥形部直接连接空化部分，且所述进液锥形部连有进液管道，所述进液圆筒部内设有进液活塞，所述进液活塞包括进液活塞头与进液连杆，所述进液连杆连接电机，驱动进液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。所述排液部分同样分为排液锥形部和排液圆筒部，所述排液锥形部直接连接空化部分，且所述排液锥形部连有排液管道，所述排液圆筒部内设有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞头与排液连杆，所述排液连杆连接电机，驱动排液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。所述空化部分包括中空外壳，所述中空外壳包括外层、内层和套圈，所述外层的内表面间隔设置有多个柔性支撑架，相邻的柔性支撑架之间填充有吸音纤维，降低噪音以及减少振动。

作为优选，所述中空转动轴上还设有封闭固定腔的挡板。

作为优选，所述空化诱导头由多孔陶瓷制成。所述中空转动轴位于空化诱导头内部的部分的表面开有多个小孔，气体除了可以通过中空转动轴的端部的开口进入进液圆筒部外还可以通过中空转动轴的小孔和空化诱导头的孔道进入进液圆筒部。

作为优选，所述旋转孔板至少有两个相互叠加，其中一个旋转孔板固定不动，另一个旋转孔板受空化诱导头驱动而旋转。

作为优选，所述进液活塞包括进液钢芯、进液皮碗、进液压板和进液卡簧，所述进液皮碗的侧表面与进液圆筒部的内表面直接接触。所述进液皮碗的侧表面间隔设置有多条沿皮碗圆周方向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面为三角形，所述三角形最小的一个角朝向流体。相邻两个沟槽之间间隔设置有多个菱形凹陷部。所述排液活塞包括排液钢芯、排液皮碗、排液压板和排液卡簧，所述排液皮碗的侧表面与排液圆筒部的内表面直接接触。所述排液皮碗的侧表 面间隔设置有多个沿排液皮碗厚度方向延伸的外弯钩件，所述排液圆筒部的内表面间隔设置多个与外弯钩件相配的内弯钩件，所述内弯钩件设于沿排液圆筒部的内表面长度方向延伸的槽内。

本发明的有益效果：

本发明利用水力空化原理，即利用水力空化过程所产生的高温、高压、强冲击波、高速微射流等极端条件来实现生物细胞破解，将生物细胞中的有机物质流出，进入液相，从而变难降解的固体性物质为易降解的溶解性物质，有益于好氧消化反应的进行，破解细胞壁时，含有的固相杂质流经管嘴处或板孔处不易发生堵塞，产生的水力空化效应进一步加强，从而进一步促进好氧消化反应。

经过本发明处理后的细胞壁总固体去除率达到52.9％，而未经过本发明处理的细胞壁总固体去除率为35.6％。

测得本发明空化器消耗的功率为530W/kg，小于超声波处理、热力处理等其他处理工艺消耗的功率。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的进液活塞的结构示意图。

图3是本发明的畜禽养殖粪污无害化处理装置结构示意图。

附图标记：1、进液部分，2、空化诱导头，3、叶片，4、旋转孔板，5、中空转动轴，6、排液部分，7、空化腔体，8、固定腔，9、钢芯，10、皮碗，11、压板，12、卡簧进料，13、进料管，14、初次液压装置，15、二次液压装置，16、抽屉。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

本发明的装置，如图1所示，包括空化器，所述空化器包括进液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分内部为空化腔体，所述空化腔体内设有中空转动轴和固定腔，所述中空转动轴通过调节阀连通储气罐，储气罐内的压缩空气通过调节阀进入中空转动轴。所述中空转动轴设于空化部分的中心轴位置并延伸至进液部分，其靠近排液部分的一端为圆球状，固定腔内部的一端为与中空转动轴一端圆球状的形状相匹配的圆球状，两者相互贴合使得中空转 动轴可转动地连接固定腔。所述中空转动轴上还设有封闭固定腔的挡板，防止流体进入固定腔内损坏中空转动轴与固定腔的连接结构。所述固定腔通过支架固定于空化腔体内。

所述中空转动轴位于进液部分的一端设有空化诱导头，所述空化诱导头的内部设有多个供气体流动的孔道。在本实施例中，所述空化诱导头由多孔陶瓷制成。所述中空转动轴位于空化诱导头内部的部分的表面开有多个小孔，气体除了可以通过中空转动轴的端部的开口进入进液圆筒部外还可以通过中空转动轴的小孔和空化诱导头的孔道进入进液圆筒部。所述空化诱导头靠近进液部分的外表面设有叶片。所述空化诱导头贴近空化部分的底表面设有旋转孔板，在流体对叶片的推动下，空化诱导头带动旋转孔板转动，旋转孔板受到的剪切和轴向推动力可使堵塞物破碎并分离，有效地防止小孔堵塞并降低空化过程中消耗的能量，同时中东转动轴内的气体通过其端口和空化诱导头的表面旋转进入进液圆筒部，产生大量的气泡。所述旋转孔板至少有两个相互叠加，其中一个旋转孔板固定不动，另一个旋转孔板受空化诱导头驱动而旋转。

所述旋转孔板沿其边沿开设有多个间隔排列的半圆孔，开孔的轴线与中空转动轴轴线呈15°角，供混入空泡后的流体进入空化部分。

所述进液部分分为进液锥形部与进液圆筒部，所述进液锥形部直接连接空化部分，且所述进液锥形部连有进液管道。所述进液圆筒部内设有进液活塞，所述进液活塞包括进液活塞头与进液连杆，所述进液连杆连接电机，驱动进液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

所述排液部分同样分为排液锥形部和排液圆筒部，所述排液锥形部直接连接空化部分，且所述排液锥形部连有排液管道。所述排液圆筒部内设有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞头与排液连杆，所述排液连杆连接电机，驱动排液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

具体实施时，排液活塞静止，进液活塞远离空化部分移动，此时进液锥形部呈负压状态，流体通过进液管道进入，流体带动叶片、中空转动轴、旋转孔板转动。储气罐内的压缩空气在调节阀的调整下通过中空转动轴进入进液部分，产生直径2-5微米的气泡，诱发空化初生。进液活塞向空化部分运动，流体流速逐渐降低，流体快速进入旋转孔板流入空化腔体内，其流速逐渐增大，流出旋转孔板时高速流体压强迅速降低，产生空化初生。然后，旋转孔板发生旋转，封闭空化腔体与进液锥形部的沟通，排液活塞向空化部分移动，空化腔体内压强增高，空泡快速发生溃灭，产生局部的高温高压和高速微射流，破击生物细胞的细胞壁。排液活塞远离空化部分移动，空化腔体内的流体通过排液管道流出。

所述空化部分包括中空外壳，所述中空外壳包括外层、内层和套圈，所述外层的内表面间隔设置有多个柔性支撑架，相邻的柔性支撑架之间填充有吸音纤维，降低噪音以及减少振 动。

该装置可以通过法兰与相应直径的管道连接，当流体以超过3-10m/s通过该装置时，液体在该装置内部发生空化。

运作过程中进液活塞和排液活塞直接接触具有一定腐蚀性的液体，并承受高压作用，不仅增加了进液活塞与进液圆筒部、排液活塞与排液圆筒部之间的摩擦力，而且固体也容易被挤入活塞与圆筒部之间，增加了活塞的磨损。

如图2所示，所述进液活塞包括进液钢芯、进液皮碗、进液压板和进液卡簧，所述进液皮碗的侧表面与进液圆筒部的内表面直接接触。所述进液皮碗的侧表面间隔设置有多条沿皮碗圆周方向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面为三角形，所述三角形最小的一个角朝向流体。相邻两个沟槽之间间隔设置有多个菱形凹陷部

在本实施例中，所述三角形为直角三角形，三角形另外两个锐角为30°和60°，30°锐角朝向流体方向。所述沟槽可进一步提高进液活塞的耐磨密封性能。所述沟槽的宽度为4.5mm之间，沟槽的间距为5.0mm。所述菱形凹陷部的边长为3.0mm，菱形凹陷部深度为4.0mm，菱形凹陷部中心夹角为10°。

经检测，所述进液活塞的平均寿命为121.7h，与标准活塞相比其平均寿命提高了119.2％。

所述排液活塞包括排液钢芯、排液皮碗、排液压板和排液卡簧，所述排液皮碗的侧表面与排液圆筒部的内表面直接接触。所述排液皮碗的侧表面间隔设置有多个沿排液皮碗厚度方向延伸的外弯钩件，所述排液圆筒部的内表面间隔设置多个与外弯钩件相配的内弯钩件，所述内弯钩件设于沿排液圆筒部的内表面长度方向延伸的槽内。排液活塞运动时会经过排液管道，当排液管道直径较大时，排液活塞容易在经过排液管道时发生轻微的偏移导致流体渗入排液活塞与排液圆筒部之间。将外弯钩件与内弯钩件相连，使得排液活塞紧密贴合排液圆筒部，经过排液管道时，由于排液活塞的与排液圆筒部的相对位置固定，排液活塞不会发生偏移，从而保证排液流体不会渗入排液活塞与排液圆筒部之间。

经过本发明处理后的细胞壁总固体去除率达到52.9％，而未经过本发明处理的细胞壁总固体去除率为35.6％。

测得本发明空化器消耗的功率为530W/kg。

实施例二

本发明的装置，如图1所示，包括空化器，所述空化器包括进液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分内部为空化腔体，所述空化腔体内设有中空转动轴和固定腔，所述中空转 动轴通过调节阀连通储气罐，储气罐内的压缩空气通过调节阀进入中空转动轴。所述中空转动轴设于空化部分的中心轴位置并延伸至进液部分，其靠近排液部分的一端为圆球状，固定腔内部的一端为与中空转动轴一端圆球状的形状相匹配的圆球状，两者相互贴合使得中空转动轴可转动地连接固定腔。所述中空转动轴上还设有封闭固定腔的挡板，防止流体进入固定腔内损坏中空转动轴与固定腔的连接结构。所述固定腔通过支架固定于空化腔体内。

所述中空转动轴位于进液部分的一端设有空化诱导头，所述空化诱导头的内部设有多个供气体流动的孔道。在本实施例中，所述空化诱导头由多孔陶瓷制成。所述中空转动轴位于空化诱导头内部的部分的表面开有多个小孔，气体除了可以通过中空转动轴的端部的开口进入进液圆筒部外还可以通过中空转动轴的小孔和空化诱导头的孔道进入进液圆筒部。所述空化诱导头靠近进液部分的外表面设有叶片。所述空化诱导头贴近空化部分的底表面设有旋转孔板，在流体对叶片的推动下，空化诱导头带动旋转孔板转动，旋转孔板受到的剪切和轴向推动力可使堵塞物破碎并分离，有效地防止小孔堵塞并降低空化过程中消耗的能量，同时中东转动轴内的气体通过其端口和空化诱导头的表面旋转进入进液圆筒部，产生大量的气泡。所述旋转孔板至少有两个相互叠加，其中一个旋转孔板固定不动，另一个旋转孔板受空化诱导头驱动而旋转。

所述旋转孔板沿其边沿开设有多个间隔排列的半圆孔，开孔的轴线与中空转动轴轴线呈15°角，供混入空泡后的流体进入空化部分。

所述进液部分分为进液锥形部与进液圆筒部，所述进液锥形部直接连接空化部分，且所述进液锥形部连有进液管道。所述进液圆筒部内设有进液活塞，所述进液活塞包括进液活塞头与进液连杆，所述进液连杆连接电机，驱动进液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

所述排液部分同样分为排液锥形部和排液圆筒部，所述排液锥形部直接连接空化部分，且所述排液锥形部连有排液管道。所述排液圆筒部内设有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞头与排液连杆，所述排液连杆连接电机，驱动排液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

具体实施时，排液活塞静止，进液活塞远离空化部分移动，此时进液锥形部呈负压状态，流体通过进液管道进入，流体带动叶片、中空转动轴、旋转孔板转动。储气罐内的压缩空气在调节阀的调整下通过中空转动轴进入进液部分，产生直径2-5微米的气泡，诱发空化初生。进液活塞向空化部分运动，流体流速逐渐降低，流体快速进入旋转孔板流入空化腔体内，其流速逐渐增大，流出旋转孔板时高速流体压强迅速降低，产生空化初生。然后，旋转孔板发生旋转，封闭空化腔体与进液锥形部的沟通，排液活塞向空化部分移动，空化腔体内压强增高，空泡快速发生溃灭，产生局部的高温高压和高速微射流，破击生物细胞的细胞壁。排液 活塞远离空化部分移动，空化腔体内的流体通过排液管道流出。

所述空化部分包括中空外壳，所述中空外壳包括外层、内层和套圈，所述外层的内表面间隔设置有多个柔性支撑架，相邻的柔性支撑架之间填充有吸音纤维，降低噪音以及减少振动。

该装置可以通过法兰与相应直径的管道连接，当流体以超过3-10m/s通过该装置时，液体在该装置内部发生空化。

运作过程中进液活塞和排液活塞直接接触具有一定腐蚀性的液体，并承受高压作用，不仅增加了进液活塞与进液圆筒部、排液活塞与排液圆筒部之间的摩擦力，而且固体也容易被挤入活塞与圆筒部之间，增加了活塞的磨损。

如图2所示，所述进液活塞包括进液钢芯、进液皮碗、进液压板和进液卡簧，所述进液皮碗的侧表面与进液圆筒部的内表面直接接触。所述进液皮碗的侧表面间隔设置有多条沿皮碗圆周方向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面为三角形，所述三角形最小的一个角朝向流体。相邻两个沟槽之间间隔设置有多个菱形凹陷部

在本实施例中，所述三角形为直角三角形，三角形另外两个锐角为30°和60°，30°锐角朝向流体方向。所述沟槽可进一步提高进液活塞的耐磨密封性能。所述沟槽的宽度为4.5mm之间，沟槽的间距为5.0mm。所述菱形凹陷部的边长为4.5mm，菱形凹陷部深度为4.0mm，菱形凹陷部中心夹角为15°。

经检测，所述进液活塞的平均寿命为98.6h，与标准活塞相比其平均寿命提高了81.6％。

所述排液活塞包括排液钢芯、排液皮碗、排液压板和排液卡簧，所述排液皮碗的侧表面与排液圆筒部的内表面直接接触。所述排液皮碗的侧表面间隔设置有多个沿排液皮碗厚度方向延伸的外弯钩件，所述排液圆筒部的内表面间隔设置多个与外弯钩件相配的内弯钩件，所述内弯钩件设于沿排液圆筒部的内表面长度方向延伸的槽内。排液活塞运动时会经过排液管道，当排液管道直径较大时，排液活塞容易在经过排液管道时发生轻微的偏移导致流体渗入排液活塞与排液圆筒部之间。将外弯钩件与内弯钩件相连，使得排液活塞紧密贴合排液圆筒部，经过排液管道时，由于排液活塞的与排液圆筒部的相对位置固定，排液活塞不会发生偏移，从而保证排液流体不会渗入排液活塞与排液圆筒部之间。

经过本发明处理后的细胞壁总固体去除率达到50.3％，而未经过本发明处理的细胞壁总固体去除率为39.6％。

测得本发明空化器消耗的功率为529W/kg。

实施例三

本发明的装置，如图1所示，包括空化器，所述空化器包括进液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分内部为空化腔体，所述空化腔体内设有中空转动轴和固定腔，所述中空转动轴通过调节阀连通储气罐，储气罐内的压缩空气通过调节阀进入中空转动轴。所述中空转动轴设于空化部分的中心轴位置并延伸至进液部分，其靠近排液部分的一端为圆球状，固定腔内部的一端为与中空转动轴一端圆球状的形状相匹配的圆球状，两者相互贴合使得中空转动轴可转动地连接固定腔。所述中空转动轴上还设有封闭固定腔的挡板，防止流体进入固定腔内损坏中空转动轴与固定腔的连接结构。所述固定腔通过支架固定于空化腔体内。

所述中空转动轴位于进液部分的一端设有空化诱导头，所述空化诱导头的内部设有多个供气体流动的孔道。在本实施例中，所述空化诱导头由多孔陶瓷制成。所述中空转动轴位于空化诱导头内部的部分的表面开有多个小孔，气体除了可以通过中空转动轴的端部的开口进入进液圆筒部外还可以通过中空转动轴的小孔和空化诱导头的孔道进入进液圆筒部。所述空化诱导头靠近进液部分的外表面设有叶片。所述空化诱导头贴近空化部分的底表面设有旋转孔板，在流体对叶片的推动下，空化诱导头带动旋转孔板转动，旋转孔板受到的剪切和轴向推动力可使堵塞物破碎并分离，有效地防止小孔堵塞并降低空化过程中消耗的能量，同时中东转动轴内的气体通过其端口和空化诱导头的表面旋转进入进液圆筒部，产生大量的气泡。所述旋转孔板至少有两个相互叠加，其中一个旋转孔板固定不动，另一个旋转孔板受空化诱导头驱动而旋转。

所述旋转孔板沿其边沿开设有多个间隔排列的半圆孔，开孔的轴线与中空转动轴轴线呈15°角，供混入空泡后的流体进入空化部分。

所述进液部分分为进液锥形部与进液圆筒部，所述进液锥形部直接连接空化部分，且所述进液锥形部连有进液管道。所述进液圆筒部内设有进液活塞，所述进液活塞包括进液活塞头与进液连杆，所述进液连杆连接电机，驱动进液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

所述排液部分同样分为排液锥形部和排液圆筒部，所述排液锥形部直接连接空化部分，且所述排液锥形部连有排液管道。所述排液圆筒部内设有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞头与排液连杆，所述排液连杆连接电机，驱动排液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

具体实施时，排液活塞静止，进液活塞远离空化部分移动，此时进液锥形部呈负压状态，流体通过进液管道进入，流体带动叶片、中空转动轴、旋转孔板转动。储气罐内的压缩空气在调节阀的调整下通过中空转动轴进入进液部分，产生直径2-5微米的气泡，诱发空化初生。进液活塞向空化部分运动，流体流速逐渐降低，流体快速进入旋转孔板流入空化腔体内，其 流速逐渐增大，流出旋转孔板时高速流体压强迅速降低，产生空化初生。然后，旋转孔板发生旋转，封闭空化腔体与进液锥形部的沟通，排液活塞向空化部分移动，空化腔体内压强增高，空泡快速发生溃灭，产生局部的高温高压和高速微射流，破击生物细胞的细胞壁。排液活塞远离空化部分移动，空化腔体内的流体通过排液管道流出。

所述空化部分包括中空外壳，所述中空外壳包括外层、内层和套圈，所述外层的内表面间隔设置有多个柔性支撑架，相邻的柔性支撑架之间填充有吸音纤维，降低噪音以及减少振动。

该装置可以通过法兰与相应直径的管道连接，当流体以超过3-10m/s通过该装置时，液体在该装置内部发生空化。

运作过程中进液活塞和排液活塞直接接触具有一定腐蚀性的液体，并承受高压作用，不仅增加了进液活塞与进液圆筒部、排液活塞与排液圆筒部之间的摩擦力，而且固体也容易被挤入活塞与圆筒部之间，增加了活塞的磨损。

如图2所示，所述进液活塞包括进液钢芯、进液皮碗、进液压板和进液卡簧，所述进液皮碗的侧表面与进液圆筒部的内表面直接接触。所述进液皮碗的侧表面间隔设置有多条沿皮碗圆周方向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面为三角形，所述三角形最小的一个角朝向流体。相邻两个沟槽之间间隔设置有多个菱形凹陷部

在本实施例中，所述三角形为直角三角形，三角形另外两个锐角为30°和60°，30°锐角朝向流体方向。所述沟槽可进一步提高进液活塞的耐磨密封性能。所述沟槽的宽度为4.5mm之间，沟槽的间距为8.0mm。所述菱形凹陷部的边长为3.0mm，菱形凹陷部深度为4.0mm，菱形凹陷部中心夹角为10°。

经检测，所述进液活塞的平均寿命为83.3h，与标准活塞相比其平均寿命提高了78.2％。

所述排液活塞包括排液钢芯、排液皮碗、排液压板和排液卡簧，所述排液皮碗的侧表面与排液圆筒部的内表面直接接触。所述排液皮碗的侧表面间隔设置有多个沿排液皮碗厚度方向延伸的外弯钩件，所述排液圆筒部的内表面间隔设置多个与外弯钩件相配的内弯钩件，所述内弯钩件设于沿排液圆筒部的内表面长度方向延伸的槽内。排液活塞运动时会经过排液管道，当排液管道直径较大时，排液活塞容易在经过排液管道时发生轻微的偏移导致流体渗入排液活塞与排液圆筒部之间。将外弯钩件与内弯钩件相连，使得排液活塞紧密贴合排液圆筒部，经过排液管道时，由于排液活塞的与排液圆筒部的相对位置固定，排液活塞不会发生偏移，从而保证排液流体不会渗入排液活塞与排液圆筒部之间。

经过本发明处理后的细胞壁总固体去除率达到53.6％，而未经过本发明处理的细胞壁总 固体去除率为40.3％。

测得本发明空化器消耗的功率为529W/kg。

实施例四

本发明的装置，如图1所示，包括空化器，所述空化器包括进液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分内部为空化腔体，所述空化腔体内设有中空转动轴和固定腔，所述中空转动轴通过调节阀连通储气罐，储气罐内的压缩空气通过调节阀进入中空转动轴。所述中空转动轴设于空化部分的中心轴位置并延伸至进液部分，其靠近排液部分的一端为圆球状，固定腔内部的一端为与中空转动轴一端圆球状的形状相匹配的圆球状，两者相互贴合使得中空转动轴可转动地连接固定腔。所述中空转动轴上还设有封闭固定腔的挡板，防止流体进入固定腔内损坏中空转动轴与固定腔的连接结构。所述固定腔通过支架固定于空化腔体内。

所述中空转动轴位于进液部分的一端设有空化诱导头，所述空化诱导头的内部设有多个供气体流动的孔道。在本实施例中，所述空化诱导头由多孔陶瓷制成。所述中空转动轴位于空化诱导头内部的部分的表面开有多个小孔，气体除了可以通过中空转动轴的端部的开口进入进液圆筒部外还可以通过中空转动轴的小孔和空化诱导头的孔道进入进液圆筒部。所述空化诱导头靠近进液部分的外表面设有叶片。所述空化诱导头贴近空化部分的底表面设有旋转孔板，在流体对叶片的推动下，空化诱导头带动旋转孔板转动，旋转孔板受到的剪切和轴向推动力可使堵塞物破碎并分离，有效地防止小孔堵塞并降低空化过程中消耗的能量，同时中东转动轴内的气体通过其端口和空化诱导头的表面旋转进入进液圆筒部，产生大量的气泡。所述旋转孔板至少有两个相互叠加，其中一个旋转孔板固定不动，另一个旋转孔板受空化诱导头驱动而旋转。

所述旋转孔板沿其边沿开设有多个间隔排列的半圆孔，开孔的轴线与中空转动轴轴线呈15°角，供混入空泡后的流体进入空化部分。

所述进液部分分为进液锥形部与进液圆筒部，所述进液锥形部直接连接空化部分，且所述进液锥形部连有进液管道。所述进液圆筒部内设有进液活塞，所述进液活塞包括进液活塞头与进液连杆，所述进液连杆连接电机，驱动进液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

所述排液部分同样分为排液锥形部和排液圆筒部，所述排液锥形部直接连接空化部分，且所述排液锥形部连有排液管道。所述排液圆筒部内设有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞头与排液连杆，所述排液连杆连接电机，驱动排液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

具体实施时，排液活塞静止，进液活塞远离空化部分移动，此时进液锥形部呈负压状态， 流体通过进液管道进入，流体带动叶片、中空转动轴、旋转孔板转动。储气罐内的压缩空气在调节阀的调整下通过中空转动轴进入进液部分，产生直径2-5微米的气泡，诱发空化初生。进液活塞向空化部分运动，流体流速逐渐降低，流体快速进入旋转孔板流入空化腔体内，其流速逐渐增大，流出旋转孔板时高速流体压强迅速降低，产生空化初生。然后，旋转孔板发生旋转，封闭空化腔体与进液锥形部的沟通，排液活塞向空化部分移动，空化腔体内压强增高，空泡快速发生溃灭，产生局部的高温高压和高速微射流，破击生物细胞的细胞壁。排液活塞远离空化部分移动，空化腔体内的流体通过排液管道流出。

所述空化部分包括中空外壳，所述中空外壳包括外层、内层和套圈，所述外层的内表面间隔设置有多个柔性支撑架，相邻的柔性支撑架之间填充有吸音纤维，降低噪音以及减少振动。

该装置可以通过法兰与相应直径的管道连接，当流体以超过3-10m/s通过该装置时，液体在该装置内部发生空化。

运作过程中进液活塞和排液活塞直接接触具有一定腐蚀性的液体，并承受高压作用，不仅增加了进液活塞与进液圆筒部、排液活塞与排液圆筒部之间的摩擦力，而且固体也容易被挤入活塞与圆筒部之间，增加了活塞的磨损。

如图2所示，所述进液活塞包括进液钢芯、进液皮碗、进液压板和进液卡簧，所述进液皮碗的侧表面与进液圆筒部的内表面直接接触。所述进液皮碗的侧表面间隔设置有多条沿皮碗圆周方向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面为三角形，所述三角形最小的一个角朝向流体。相邻两个沟槽之间间隔设置有多个菱形凹陷部

在本实施例中，所述三角形为直角三角形，三角形另外两个锐角为30°和60°，30°锐角朝向流体方向。所述沟槽可进一步提高进液活塞的耐磨密封性能。所述沟槽的宽度为4.5mm之间，沟槽的间距为8.0mm。所述菱形凹陷部的边长为4.5mm，菱形凹陷部深度为4.0mm，菱形凹陷部中心夹角为15°。

经检测，所述进液活塞的平均寿命为75.8h，与标准活塞相比其平均寿命提高了65.7％。

所述排液活塞包括排液钢芯、排液皮碗、排液压板和排液卡簧，所述排液皮碗的侧表面与排液圆筒部的内表面直接接触。所述排液皮碗的侧表面间隔设置有多个沿排液皮碗厚度方向延伸的外弯钩件，所述排液圆筒部的内表面间隔设置多个与外弯钩件相配的内弯钩件，所述内弯钩件设于沿排液圆筒部的内表面长度方向延伸的槽内。排液活塞运动时会经过排液管道，当排液管道直径较大时，排液活塞容易在经过排液管道时发生轻微的偏移导致流体渗入排液活塞与排液圆筒部之间。将外弯钩件与内弯钩件相连，使得排液活塞紧密贴合排液圆筒 部，经过排液管道时，由于排液活塞的与排液圆筒部的相对位置固定，排液活塞不会发生偏移，从而保证排液流体不会渗入排液活塞与排液圆筒部之间。

经过本发明处理后的细胞壁总固体去除率达到58.3％，而未经过本发明处理的细胞壁总固体去除率为32.9％。

测得本发明空化器消耗的功率为534W/kg。

实施例五

本发明的装置，如图1所示，包括空化器，所述空化器包括进液部分、空化部分和排液部分。

所述空化部分内部为空化腔体，所述空化腔体内设有中空转动轴和固定腔，所述中空转动轴通过调节阀连通储气罐，储气罐内的压缩空气通过调节阀进入中空转动轴。所述中空转动轴设于空化部分的中心轴位置并延伸至进液部分，其靠近排液部分的一端为圆球状，固定腔内部的一端为与中空转动轴一端圆球状的形状相匹配的圆球状，两者相互贴合使得中空转动轴可转动地连接固定腔。所述中空转动轴上还设有封闭固定腔的挡板，防止流体进入固定腔内损坏中空转动轴与固定腔的连接结构。所述固定腔通过支架固定于空化腔体内。

所述中空转动轴位于进液部分的一端设有空化诱导头，所述空化诱导头的内部设有多个供气体流动的孔道。在本实施例中，所述空化诱导头由多孔陶瓷制成。所述中空转动轴位于空化诱导头内部的部分的表面开有多个小孔，气体除了可以通过中空转动轴的端部的开口进入进液圆筒部外还可以通过中空转动轴的小孔和空化诱导头的孔道进入进液圆筒部。所述空化诱导头靠近进液部分的外表面设有叶片。所述空化诱导头贴近空化部分的底表面设有旋转孔板，在流体对叶片的推动下，空化诱导头带动旋转孔板转动，旋转孔板受到的剪切和轴向推动力可使堵塞物破碎并分离，有效地防止小孔堵塞并降低空化过程中消耗的能量，同时中东转动轴内的气体通过其端口和空化诱导头的表面旋转进入进液圆筒部，产生大量的气泡。所述旋转孔板至少有两个相互叠加，其中一个旋转孔板固定不动，另一个旋转孔板受空化诱导头驱动而旋转。

所述旋转孔板沿其边沿开设有多个间隔排列的半圆孔，开孔的轴线与中空转动轴轴线呈15°角，供混入空泡后的流体进入空化部分。

所述进液部分分为进液锥形部与进液圆筒部，所述进液锥形部直接连接空化部分，且所述进液锥形部连有进液管道。所述进液圆筒部内设有进液活塞，所述进液活塞包括进液活塞头与进液连杆，所述进液连杆连接电机，驱动进液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

所述排液部分同样分为排液锥形部和排液圆筒部，所述排液锥形部直接连接空化部分， 且所述排液锥形部连有排液管道。所述排液圆筒部内设有排液活塞，所述排液活塞包括排液活塞头与排液连杆，所述排液连杆连接电机，驱动排液活塞头沿空化部分中心轴线往返运动。

具体实施时，排液活塞静止，进液活塞远离空化部分移动，此时进液锥形部呈负压状态，流体通过进液管道进入，流体带动叶片、中空转动轴、旋转孔板转动。储气罐内的压缩空气在调节阀的调整下通过中空转动轴进入进液部分，产生直径2-5微米的气泡，诱发空化初生。进液活塞向空化部分运动，流体流速逐渐降低，流体快速进入旋转孔板流入空化腔体内，其流速逐渐增大，流出旋转孔板时高速流体压强迅速降低，产生空化初生。然后，旋转孔板发生旋转，封闭空化腔体与进液锥形部的沟通，排液活塞向空化部分移动，空化腔体内压强增高，空泡快速发生溃灭，产生局部的高温高压和高速微射流，破击生物细胞的细胞壁。排液活塞远离空化部分移动，空化腔体内的流体通过排液管道流出。

所述空化部分包括中空外壳，所述中空外壳包括外层、内层和套圈，所述外层的内表面间隔设置有多个柔性支撑架，相邻的柔性支撑架之间填充有吸音纤维，降低噪音以及减少振动。

该装置可以通过法兰与相应直径的管道连接，当流体以超过3-10m/s通过该装置时，液体在该装置内部发生空化。

运作过程中进液活塞和排液活塞直接接触具有一定腐蚀性的液体，并承受高压作用，不仅增加了进液活塞与进液圆筒部、排液活塞与排液圆筒部之间的摩擦力，而且固体也容易被挤入活塞与圆筒部之间，增加了活塞的磨损。

如图2所示，所述进液活塞包括进液钢芯、进液皮碗、进液压板和进液卡簧，所述进液皮碗的侧表面与进液圆筒部的内表面直接接触。所述进液皮碗的侧表面间隔设置有多条沿皮碗圆周方向延伸的沟槽，所述沟槽的横截面为三角形，所述三角形最小的一个角朝向流体。相邻两个沟槽之间间隔设置有多个菱形凹陷部

在本实施例中，所述三角形为直角三角形，三角形另外两个锐角为30°和60°，30°锐角朝向流体方向。所述沟槽可进一步提高进液活塞的耐磨密封性能。相邻三个所述菱形凹陷部呈等腰三角形排布，且所述菱形凹陷部的横截面为三角形。所述沟槽的宽度为4.5mm之间，沟槽的间距为5.0mm。所述菱形凹陷部的边长为3.0mm，菱形凹陷部深度为4.0mm，菱形凹陷部中心夹角为10°。

经检测，所述进液活塞的平均寿命为149.3h，与标准活塞相比其平均寿命提高了138.2％。

所述排液活塞包括排液钢芯、排液皮碗、排液压板和排液卡簧，所述排液皮碗的侧表面与排液圆筒部的内表面直接接触。所述排液皮碗的侧表面间隔设置有多个沿排液皮碗厚度方 向延伸的外弯钩件，所述排液圆筒部的内表面间隔设置多个与外弯钩件相配的内弯钩件，所述内弯钩件设于沿排液圆筒部的内表面长度方向延伸的槽内。排液活塞运动时会经过排液管道，当排液管道直径较大时，排液活塞容易在经过排液管道时发生轻微的偏移导致流体渗入排液活塞与排液圆筒部之间。将外弯钩件与内弯钩件相连，使得排液活塞紧密贴合排液圆筒部，经过排液管道时，由于排液活塞的与排液圆筒部的相对位置固定，排液活塞不会发生偏移，从而保证排液流体不会渗入排液活塞与排液圆筒部之间。

经过本发明处理后的细胞壁总固体去除率达到51.6％，而未经过本发明处理的细胞壁总固体去除率为42.6％。

测得本发明空化器消耗的功率为512W/kg。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。