一种新型臭氧管道在线混合器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于水处理【技术领域】，提供了一种新型臭氧管道在线混合器，包括：多节管道，每相邻2节管道之间通过密封法兰相连接，用于湍流的流动；低频超声探头，数量比管道节数少1个，位于每2节管道之间，与管道外部的超声振荡器连为一体，用于提升在超声场作用下的经过湍流混合的臭氧水的传质效能；旋转混合叶片，固定连接在每节管道内部，能够向左或向右旋转180o，每相邻2节管道内的旋转混合叶片呈90°放置，用于将在管道中流动的液体，分割成2个半圆部分，使液体在沿轴线前进的同时被迫绕轴线做旋转，实现气液充分混合。本实用新型具有产生活性位点增多、降低气液传质阻力、混合效率高、水头损失小的特点。
【专利说明】一种新型臭氧管道在线混合器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水处理【技术领域】，特别涉及一种新型臭氧管道在线混合器。
【背景技术】
[0002]随着工业的迅猛发展，水环境污染问题日趋严重，水安全问题亦成为人们关注的焦点。臭氧作为一种强氧化剂，具有有效氧化水中有机物和无机物的特点，因此，臭氧被广泛应用于自来水或污水的氧化消毒、工业冷却水水质稳定和污泥处置减量化等领域。
[0003]臭氧在线混合器应安装在臭氧注射器之后，臭氧与水反应罐之前的管道上。由于臭氧的溶解度较低，为使臭氧与整个水的充分混合，并将臭氧从气相转变为液相，以便臭氧在反应罐充分氧化有机物和无机物，对水进行杀菌消毒。所以，应在臭氧注射器之后，臭氧与水的反应罐之前装设臭氧在线混合器。
[0004]专门针对水处理臭氧混合的管式在线混合器很少，并且大多沿用了化工中的通用类型如SL，SB型静态混合器。此类静态混合器水头损失较高，臭氧气泡大，溶解效率低，力口大了臭氧的投加量，增加了水处理成本。
[0005]因此，水处理【技术领域】急需一种利用超声对臭氧气体的增溶作用，将水处理中常用的静态混合与超声耦合相配合使用，产生活性位点增多，降低气液传质阻力、混合效率高，水头损失小的一种新型臭氧管道在线混合器。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种新型臭氧管道在线混合器，技术方案如下:
[0007]一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，包括:
[0008]多节管道，每相邻2节管道之间通过密封法兰相连接，用于湍流的流动；
[0009]低频超声探头，安装在每2节管道之间的密封法兰上，数量比管道节数少I个，与管道外部的超声振荡器连为一体，用于提升在超声场作用下的经过湍流混合的臭氧水的传质效能；
[0010]旋转混合叶片，固定连接在每节管道内部，能够向左或向右旋转180°，每相邻2节管道内的旋转混合叶片呈90°放置，用于将在管道中流动的液体，分割成2个半圆部分，使液体在沿轴线前进的同时被迫绕轴线做旋转，实现气液充分混合。
[0011]如上所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其中，通过密封法兰相连接的多节管道，被密封法兰隔开1/2管道内径的距离。
[0012]如上所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其中，旋转混合叶片、多节管道、低频超声探头都采用不锈钢或者工程塑料，连接方式采用焊接、铸造成型或直接由数控加工。
[0013]如上所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其中，低频超声探头还包括:3个超声探头，位于管道的正截面上，2个相对放置，I个与2个相对放置的超声探头都呈90°放置。
[0014]如上所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其中，2个相对放置的超声探头为20kHz, I个与2个相对放置的超声探头都呈90°放置的超声探头为40kHz。[0015]如上所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其中，每个旋转混合叶片的长度与管道内径比为2.0。
[0016]如上所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其中，低频超声探头与管道外部的超声振荡器连为一体，伸入管道内长度为1/3管径，并且采用密封装置或直接铸造成型，用于防止连接处承压漏水。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]1.液体在装有旋转混合叶片的管道中流动时被分割成2个半圆部分，在沿轴线前进的同时被迫绕轴线做旋转，由于液体的内摩擦形成变形速度和湍流，从而达到气液充分混合的目地，进而提高混合效率，降低水头损失。
[0019]2.每相邻两节管道内的旋转混合叶片呈90°放置，加大了水和臭氧气体的混合，使得在管道内流速为0.8-1.5m/s的湍流，平均液体停留时间达到15-30S，进而提高混合效率。
[0020]3.每个旋转混合叶片的长度与管道内径比为2.0，降低了管道内压降，促使压降小于0.06MPa，进而降低水头损失小。
[0021]4.每2节管道之间采用密封法兰相连接，并隔开1/2管道内径的距离，使得超声场有一定的作用时间，起到产生活性位点增多的作用。
[0022]5.由于超声场的声强与空化作用密切相关，本实用新型在相邻管道间的每节管道截面上放置由3个超声探头组成的低频超声探头，2个20kHz探头相对放置，I个40kHz探头呈90°放置，进而通过正交低频超声场强化超声空化作用，使得通过管道旋转混合叶片的湍流混合的臭氧水在超声场作用下提升传质效能，超声强度在0.1 - 1.0W/cm2。进而实现降低气液传质阻力，产生活性位点增多的作用。
[0023]6.3个超声探头与管道外部的超声振荡器连为一体，伸入管道内长度达到1/3管径为宜，采用密封装置或直接铸造成型防止连接处承压漏水。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型:
[0025]图1本实用新型一种新型臭氧管道在线混合器的结构示意图。
[0026]图2本实用新型的低频超声探头结构示意图。
[0027]图3本实用新型的实验流程图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0029]图1是本实用新型一种新型臭氧管道在线混合器的结构示意图。
[0030]如图1所示，本实用新型提供了一种新型臭氧管道在线混合器，包括:多节管道1，每相邻2节管道之间通过密封法兰2相连接，用于湍流的流动；低频超声探头3，安装在每2节管道之间的密封法兰2上，数量比管道I节数少I个，位于每2节管道I之间，与管道I外部的超声振荡器连为一体，用于提升在超声场作用下的经过湍流混合的臭氧水的传质效能；旋转混合叶片4，固定连接在每节管道I内部，能够向左或向右旋转180°，每相邻2节管道I内的旋转混合叶片4呈90°放置，用于将在管道I中流动的液体，分割成2个半圆部分，使液体在沿轴线前进的同时被迫绕轴线做旋转，实现气液充分混合。
[0031]通过密封法兰2相连接的多节管道1，被密封法兰2隔开1/2管道I内径的距离。
[0032]旋转混合叶片4、多节管道1、低频超声探头3都采用不锈钢或者工程塑料，连接方式采用焊接、铸造成型或直接由数控加工。
[0033]每个旋转混合叶片4的长度与管道I内径比为2.0。
[0034]低频超声探头3与管道I外部的超声振荡器连为一体，伸入管道I内长度为1/3管径，并且采用密封装置或直接铸造成型，用于防止连接处承压漏水。
[0035]图2本实用新型的低频超声探头结构示意图。
[0036]如图2所示，低频超声探头3还包括:3个超声探头301、302、303，位于管道的正截面上，301、302相对放置，303与301、302呈90°放置。
[0037]相对放置的301、302超声探头为20kHz，呈90°放置的303超声探头为40kHz。
[0038]图3本实用新型的实验流程图。
[0039]如图3所示，本实用新型工作时，中试实验采用200mm直径的塑料管，液体流速为lm/s，流量为30L/s，循环水箱5有效容积lm3，还包括:氧气源臭氧发生器6、水射器7、水泵8和本实用新型的臭氧管道在线混合器，具体连接关系为:水射器7与氧气源臭氧发生器6、循环水箱5、水泵8通过法兰相连接，本实用新型的管道在线混合器的多节管道I的一端通过法兰与水泵8相连接，另一端与循环水箱5相连接。
[0040]水泵8启动稳定后，打开氧气源臭氧发生器6开始通臭氧，同时开始计时，5min后测定循环水箱5中的臭氧浓度。当不连接本实用新型的臭氧管道在线混合器时，臭氧浓度为0.lmg/L ;当连接本实用新型的臭氧管道在线混合器时，但是低频超声探头不运行，臭氧浓度为0.2mg/L ;当连接本实用新型的臭氧管道在线混合器，并且运行低频超声探头时，臭氧浓度为0.5mg/L。因此，证明了本实用新型的臭氧管道在线混合器对臭氧有很好的增溶和促传递的作用。
[0041]本实用新型的液体在装有旋转混合叶片的管道中流动时被分割成2个半圆部分，在沿轴线前进的同时被迫绕轴线做旋转，由于液体的内摩擦形成变形速度和湍流，从而达到气液充分混合的目地，进而提高混合效率，降低水头损失。
[0042]本实用新型将每相邻两节管道内的旋转混合叶片呈90°放置，加大了水和臭氧气体的混合，使得在管道内流速为0.8-1.5m/s的湍流，平均液体停留时间达到15-30S，进而提闻混合效率。
[0043]本实用新型中每个旋转混合叶片的长度与管道内径比为2.0,降低了管道内压降，促使压降小于0.06MPa，进而降低水头损失小。
[0044]本实用新型的每2节管道之间采用密封法兰相连接，并隔开1/2管道内径的距离，使得超声场有一定的作用时间，起到产生活性位点增多的作用。
[0045]由于超声场的声强与空化作用密切相关，本实用新型在相邻管道间的每节管道截面上放置由3个超声探头组成的低频超声探头，2个20kHz探头相对放置，I个40kHz探头呈90°放置，进而通过正交低频超声场强化超声空化作用，使得通过管道旋转混合叶片的湍流混合的臭氧水在超声场作用下提升传质效能，超声强度在0.1 - 1.0W/cm2。进而实现降低气液传质阻力，产生活性位点增多的作用。[0046]本实用新型中3个超声探头与管道外部的超声振荡器连为一体，伸入管道内长度达到1/3管径为宜，采用密封装置或直接铸造成型防止连接处承压漏水。
[0047]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，包括: 多节管道，每相邻2节管道之间通过密封法兰相连接，用于湍流的流动； 低频超声探头，安装在每2节管道之间的所述密封法兰上，数量比所述管道节数少I个，位于每2节所述管道之间，与所述管道外部的超声振荡器连为一体，用于提升在超声场作用下的经过湍流混合的臭氧水的传质效能； 旋转混合叶片，固定连接在每节所述管道内部，能够向左或向右旋转180°，每相邻2节所述管道内的旋转混合叶片呈90°放置，用于将在所述管道中流动的液体，分割成2个半圆部分，使液体在沿轴线前进的同时被迫绕轴线做旋转，实现气液充分混合。
2.根据权利要求1所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，通过所述密封法兰相连接的所述多节管道，被所述密封法兰隔开1/2所述管道内径的距离。
3.根据权利要求1所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，所述旋转混合叶片、所述多节管道、所述低频超声探头都采用不锈钢或者工程塑料，连接方式采用焊接、铸造成型或直接由数控加工。
4.根据权利要求1所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，所述低频超声探头还包括:3个超声探头，位于所述管道的正截面上，2个相对放置，另I个与2个相对放置的超声探头都呈90°放置。
5.根据权利要求4所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，所述2个相对放置的超声探头为20kHz，另I个与所述2个相对放置的超声探头都呈90 °放置的超声探头为 40kHz。
6.根据权利要求1所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，所述每个旋转混合叶片的长度与所述管道内径比为2.0。
7.根据权利要求1所述的一种新型臭氧管道在线混合器，其特征在于，所述低频超声探头与所述管道外部的超声振荡器连为一体，伸入所述管道内长度为1/3管径，并且采用密封装置或直接铸造成型，用于防止连接处承压漏水。
【文档编号】B01F13/10GK203803440SQ201420229663
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】卢宁, 黄鑫, 刘佳, 张东, 吴雪飞, 王先云, 姜蕾 申请人:上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司, 上海大学