一种高效射流曝气器的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种高效射流曝气器。

背景技术：

射流曝气是目前污水生化处理应用的一种曝气方式，射流曝气器是通过射流产生的紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械设备。工作水泵出水通过射流曝气器的喷嘴喷出，高速流动的液体通过混合室时，在混合室内形成局部真空，由进气管吸入空气，空气进入混合室后，与液体形成混合体，通过扩散管向外排出时，速度减慢，压力增强，最终形成强力喷射流。

目前为了提高射流曝气器的效率，普遍通过增大水泵压力、减小喷嘴直径来获得更高速的流速，以达到更大的负压值，引入更多的空气，提高溶氧效率。但是这种方式会导致耗能增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种高效射流曝气器，其结构简单，曝气效率高，且能耗低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种高效射流曝气器，包括进水管、喷嘴、进气管、气液混合室和扩散管，所述喷嘴具有直段和锥形段，所述直段远离所述锥形段的一端与所述进水管连通，所述锥形段远离所述进水管的一端与所述进气管连通且二者均与所述气液混合室的入口端连通，所述扩散管与所述气液混合室的出口端连通，用于将所述气液混合室内的气液混合物输出，所述锥形段远离所述直段的一端的内径为d，所述进水管的长度与所述直段的长度之和为l,其中，l≥10d。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，还包括外壳，所述外壳上开设进气口，所述进气管的一端固定在所述进气口内，所述喷嘴和所述气液混合室均设置在所述外壳内，且所述喷嘴与所述气液混合室间隔设置并形成过渡区，所述进气口与所述过渡区连通。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述进气口与所述锥形段的出口端错开设置。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述外壳内间隔设置第一安装座和第二安装座，所述第一安装座上开设供所述气液混合室通过的第一安装孔，所述第一安装孔内设有环形的限位台阶，所述第二安装座上开设供所述气液混合室通过的第二安装孔，所述气液混合室的一端插入至所述第一安装孔内与所述限位台阶抵接，所述气液混合室的另一端插入至所述第二安装孔内，所述扩散管的一端插入至所述第二安装孔内与所述气液混合室连接，另一端延伸至所述外壳外。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述气液混合室呈圆管状，所述气液混合室螺纹旋接在所述第一安装孔和所述第二安装孔内；或，

所述气液混合室通过密封胶粘接在所述第一安装孔和所述第二安装孔内。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述第一安装座靠近所述喷嘴的一端开设有与所述第一安装孔连通的导入孔，所述导入孔呈锥形，其大端设于所述第一安装座靠近所述喷嘴的一端，其小端与所述第一安装孔连通。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述外壳内还设置第三安装座，所述进水管和所述喷嘴均通过所述第三安装座与所述外壳连接。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述第三安装座上贯穿开设有第三安装孔，所述进水管的一端插接在所述第三安装孔内，另一端延伸至所述外壳外，所述直段插入至所述第三安装孔内，所述锥形段设于所述第三安装座外并位于所述外壳内。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述进水管与所述喷嘴螺纹旋接在所述第三安装孔内；或，

所述进水管与所述喷嘴通过密封胶粘接在所述第三安装孔内。

作为高效射流曝气器的一种优选方案，所述外壳呈圆管状，所述进气管的进气方向与所述外壳的轴线方向垂直；或，

所述进气管的进气方向与所述外壳的轴线呈锐角设置。

本发明实施例的有益效果为：通过将进水管的长度和直段的长度之和l设置为不小于10倍锥形段的出口端的内径d，可以使锥形段的进口端水流均一化程度达到最高，水流紊流程度最低，内部水头损失最小，系统能量损耗最低，动能转化率最大，当水流经过喷嘴喷出时，轴线方向的速度达到最大，周围形成负压最大，引入更大量的空气，产生最优的流体对气体的剪切效果，不需要增加任何能耗，就可以实现气液比的显著提高。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例的高效射流曝气器的结构示意图。

图中：

1、进水管；2、喷嘴；21、直段；22、锥形段；3、进气管；4、气液混合室；5、扩散管；6、外壳；61、过渡区；7、第一安装座；71、导入孔；8、第二安装座；9、第三安装座。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本发明实施例的高效射流曝气器，包括进水管1、喷嘴2、进气管3、气液混合室4和扩散管5，所述喷嘴2具有直段21和锥形段22，所述直段21远离所述锥形段22的一端与所述进水管1连通，所述锥形段22远离所述进水管1的一端与所述进气管3连通且二者均与所述气液混合室4的入口端连通，所述扩散管5与所述气液混合室4的出口端连通，用于将所述气液混合室4内的气液混合物输出，所述锥形段22远离所述直段21的一端的内径为d，所述进水管1的长度与所述直段21的长度之和为l,其中，l≥10d。

当水进入进水管1时会产生偏离喷嘴2轴线方向的流体，这些偏离轴线方向的流体之间相互碰撞，水流呈紊流状态，导致喷嘴2轴线方向速度降低，但是随着水流进入进水管1后的距离不断增加，流体中偏离喷嘴2轴线方向的速度由于受到壁面的压力的作用，逐渐转化为喷嘴2轴线方向速度，且偏离轴线方向的速度不断的调整最终实现流速方向均一化，在进水管1的长度和直段21的长度之和l不小于10倍锥形段22的出口端的内径d的比例下，在锥形段22的进口端水流均一化程度最高，水流紊流程度最低，内部水头损失最小，系统能量损耗最低，动能转化率最大，当水流经过喷嘴2喷出时，轴线方向的速度达到最大，周围形成负压最大，引入更大量的空气，产生最优的流体对气体的剪切效果，不需要增加任何能耗，就可以实现气液比的显著提高。在气液混合室4内，由于流体速度增大，气液混合效果提高，溶氧效率显著提高，同时，因气液混合物经扩散管5喷出后，小粒径气泡在污水中气液接触面积达，上升速度慢，停留时间长，氧传递效率提高，曝气效果显著提升。

一实施例中，高效射流曝气器还包括外壳6，所述外壳6上开设进气口，所述进气管3的一端固定在所述进气口内，所述喷嘴2和所述气液混合室4均设置在所述外壳6内，且所述喷嘴2与所述气液混合室4间隔设置并形成过渡区61，所述进气口与所述过渡区61连通。

可选地，所述进气口与所述锥形段22的出口端错开设置。通过将锥形段22的出口端与进气口错开设置，可以有效地避免高压气体直接冲刷流体，并使气体以锐角角度剪切流体，以保证不会大幅度减缓流体的流速。

在本实施例中，所述外壳6呈圆管状，所述进气管3的进气方向与所述外壳6的轴线方向垂直。

在其他实施例中，所述进气管3的进气方向与所述外壳6的轴线呈锐角设置，即进气管3朝向外壳6设有进水管1的一端倾斜。此设置可以实现气体输入至外壳6内的过渡区61后能够对流体实现正向的推动作用，可以进一步地减少对流体的阻碍，加速流体的运动速度。

一实施例中，所述外壳6内间隔设置第一安装座7和第二安装座8，所述第一安装座7上开设供所述气液混合室4通过的第一安装孔，所述第一安装孔内设有环形的限位台阶，所述第二安装座8上开设供所述气液混合室4通过的第二安装孔，所述气液混合室4的一端插入至所述第一安装孔内与所述限位台阶抵接，所述气液混合室4的另一端插入至所述第二安装孔内，所述扩散管5的一端插入至所述第二安装孔内与所述气液混合室4连接，另一端延伸至所述外壳6外。

可选地，所述气液混合室4呈圆管状，所述气液混合室4螺纹旋接在所述第一安装孔和所述第二安装孔内。螺纹旋接的方式便于拆装和更换。

在其他实施例中，所述气液混合室4通过密封胶粘接在所述第一安装孔和所述第二安装孔内。密封胶粘接的方式便于安装，同时在密封胶的作用下，气液混合室4与外壳6之间的缝隙被密封，有效防止漏气或漏水的情况发生。

一实施例中，所述第一安装座7靠近所述喷嘴2的一端开设有与所述第一安装孔连通的导入孔71，所述导入孔71呈锥形，其大端设于所述第一安装座7靠近所述喷嘴2的一端，其小端与所述第一安装孔连通。锥形的导入孔71可以对流体和气体进行导向，同时变窄的界面会提升初步混合后的气体和流体的速度，使其加速进入气液混合室4内进行充分地混合。

进一步地，所述导入孔71的锥度与所述锥形段22的外周锥度相匹配。

一实施例中，所述外壳6内还设置第三安装座9，所述进水管1和所述喷嘴2均通过所述第三安装座9与所述外壳6连接。

在本实施例中，所述第三安装座9上贯穿开设有第三安装孔，所述进水管1的一端插接在所述第三安装孔内，另一端延伸至所述外壳6外，所述直段21插入至所述第三安装孔内，所述锥形段22设于所述第三安装座9外并位于所述外壳6内。

可选地，所述进水管1与所述喷嘴2螺纹旋接在所述第三安装孔内。螺纹旋接的方式便于拆装和更换。

在其他实施例中，所述进水管1与所述喷嘴2通过密封胶粘接在所述第三安装孔内。密封胶粘接的方式便于安装，同时在密封胶的作用下，喷嘴2与外壳6之间、进水管1与外壳6的缝隙被密封，有效防止漏气或漏水的情况发生。

另外，第一安装座7、第二安装座8以及第三安装座9与外壳6一体成型，可以采用塑料一体注塑成型，或者采用铸件材料一体注塑成型。第一安装座7、第二安装座8以及第三安装座9与外壳6还可以采用分体成型，即第一安装座7、第二安装座8和第三安装座9通过焊接、螺钉连接、螺纹旋接、密封胶粘接等方式固定在外壳6内。

对比现有技术，本发明的高效射流曝气器结构简单，曝气效率提高5％～8％，且可降低至少5％的能耗。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。