一种多齿型微涡发生器微涡发生器的制作方法

本发明属于水处理领域，具体设计一种多齿型微涡发生器微涡发生器。

背景技术：

在水处理技术中，絮凝法是重要的基本单元操作之，在给水处理和污水处理上都有非常广泛的应用。实际生产过程中通常采用微涡旋絮凝技术来强化提高絮疑过程的效率，在短时间内形成质量较好的絮体。

微涡旋流技术的原理是利用水流的涡旋作用使得絮凝剂迅速分散并造成废水中的细小颗粒物质发生碰撞形成絮体，并进一步碰撞、捕捉、吸附废水中的杂质形成大颗粒物质沉降，从而达到固液分离的目的。微涡旋的产生主要有局部阻流穿孔板和液流边界层的离解两种类型。前者在液流中部以扰动液流状态，增强水流内部的相对运动；后者为在靠近固体周界附近形成回流区，因而增强水流内部的相对运动，在主流与回流的交面上形成陡的横向速坡，产生紊动涡流。

传统的旋流反应澄清池内，水流沿切向进入设备后呈螺旋状上升，因此可使水流在通过快速混合区、泥渣接触区时可以经过较长的运动路径。为进一步提高水流进入设备后发生剧烈紊动从而促使水中微粒的相互碰撞聚集。通常会在反应器中增加进项的圆柱状栅条。水流在进入反应器后会形成较大尺度的涡旋，从而加速药剂的水中充分扩散。当水流垂直于径向通过扰流圆柱时，会在圆柱后方产生一定尺度的微涡旋，此时形成的涡旋能量及数量都是最多的。这些微涡旋会加速水中胶体颗粒的扩散，利用流体能量和惯性来加大胶体之间的碰撞几率。但水流在反应器内螺旋上升运动的过程中，除了垂直于直径的切向主流以外，还会因边壁约束及反射等原因产生随机方向的混合流动，因为存在径向加速度，导致了穿越扰流圆柱的水流方向通常会与径向方向产生一定夹角，当设备水力负荷增大时，径向加速度也会提高，导致水流穿越扰流圆柱时产生不同程度的夹角，水流方向在运动过程中也随时发生变化，从而导致穿越扰流圆柱的涡旋数量减小，涡旋存在较大的能量损耗，涡旋强度也变得不均匀，最终致使微涡旋强化絮凝的效果变差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种多齿型微涡发生器微涡发生器，解决现有旋流反应澄清池中圆柱状栅条致使微涡旋强化絮凝的效果变差的问题。

本发明的技术方案是：

一种多齿型微涡发生器微涡发生器，包括栅条扰流支架及多齿型扰流栅条；所述多齿型扰流栅条均匀排布在栅条扰流支架上方，且栅条高度由中心至外端依次增加；所述多齿型扰流栅条为锯齿状。

所述多齿型扰流栅条其表面为具有12个60°尖角的锯齿，锯齿之间的夹角为90°。

所述栅条扰流支架中心处的多齿型扰流栅条为1个单位长度，从中心向外端，每增加一个栅条，则栅条高度增加一个单位长度。

所述栅条扰流支架为十字形结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明在原有的柱状栅条上进行修改，使之成为边缘为锯齿状的栅条。当不垂直于径向的水流（多方向水流）穿过时栅条时，会在栅条的锯齿边缘处发生边界层分离，从而产生涡旋。使用该种方式的栅条后，会使不同方向的水流在穿越扰流柱时均产生涡旋，且涡旋强度较均匀，涡旋数量得到增加。

附图说明

图1为现有栅条结构的正视图及俯视图；

图2为本发明的锯齿状栅条的正视图；

图3为本发明的锯齿状栅条的俯视图；

图4为本发明多齿型扰流栅条环形齿的构成示意图。

图中，1-圆柱型扰流栅条、2-多齿型扰流栅条、3-环形锯齿、4-扰流栅条支架。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

如图2所示是本发明所述的一种多齿型微涡发生器微涡发生器。

如图3所示为本发明所述的扰流栅条锯齿分布及构成。多齿型扰流栅条表面由12个锯齿构成，其平面结构类似于齿轮。锯齿的构成排布方式为外切于原扰流圆柱的4个等边三角形构成，共计12个锯齿，锯齿齿尖为60°，锯齿间平面夹角为90°。

如图4所示是本发明所述的十字形扰流栅条支架，支架由多块板材组合形成十字形，支架整体材质可选择聚乙烯或不锈钢。扰流栅条与支架的连接依据所选材料的不同可选择热熔焊或电弧焊。

在原有的圆柱型栅条上增加沿圆周方向分布的锯齿，其形成方式是沿原流圆柱的4个外切正三角形构成，最终形成的锯齿数量为12个。带有锯齿的柱状栅条沿十字形扰流支架依次排布，高度从中心向两侧依次增加。中心栅条高度仅为1个单位长度（5-50cm）,具体长度可根据反应器大小进行选择。沿十字形扰流支架的轴线方向依次增加栅条数量，每增加一根栅条，栅条高度增加1个单位长度，即第二根栅条为2个单位长度。

本发明的原理如下：

当水流旋流进入后，水中微小颗粒较多，在底层旋流穿越多齿微涡发生器后会产生数量大、尺度大、能量高的初始涡旋。水中微粒在涡旋作用下不断碰撞聚集逐步形成絮凝体。随着水流沿径向方向上升，水中絮体数量逐渐增多、尺寸逐渐增大，穿过的微涡发生器数量也在减少，水流扰动逐步变缓，直至絮体完全形成。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种多齿型微涡发生器微涡发生器，其特征在于：

包括栅条扰流支架（4）及多齿型扰流栅条（2）；所述多齿型扰流栅条（2）均匀排布在栅条扰流支架（4）上方，且栅条高度由中心至外端依次增加；所述多齿型扰流栅条（2）为锯齿状。

2.根据权利要求1所述的一种多齿型微涡发生器微涡发生器，其特征在于：

所述多齿型扰流栅条（2）其表面为具有12个60°尖角的锯齿，锯齿之间的夹角为90°。

3.根据权利要求2所述的一种多齿型微涡发生器微涡发生器，其特征在于：

所述栅条扰流支架（4）中心处的多齿型扰流栅条为1个单位长度，从中心向外端，每增加一个栅条，则栅条高度增加一个单位长度。

4.根据权利要求3所述的一种多齿型微涡发生器微涡发生器，其特征在于：

所述栅条扰流支架（4）为十字形结构。

技术总结
本实用新型公开了一种多齿型微涡发生器微涡发生器，解决现有旋流反应澄清池中圆柱状栅条致使微涡旋强化絮凝的效果变差的问题。本实用新型的技术方案如下：包括栅条扰流支架及多齿型扰流栅条；所述多齿型扰流栅条均匀排布在栅条扰流支架上方，且栅条高度由中心至外端依次增加；所述多齿型扰流栅条为锯齿状。通过改变传统柱状扰流栅条的结构，将原有柱状断面改变为锯齿形断面，不同方向水流在通过锯齿形扰流柱后会会更易在齿尖发生边界层分离，进而产生不同尺度不同形式的涡旋，有利于微涡旋絮凝过程发生，提高絮凝效果。

技术研发人员：张东海;周文哲;赵留辉;张文兵;陈作云;弓亚栋;段晓宏
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2021.05.07