一种空化器的制作方法

本发明涉及一种空化器，属于机械装备领域，特指一种水力空化的动定齿剪切装置。

背景技术：

动盘组和定盘组是空化器剪切盘的主要部件，在剪切盘齿间形成物料流动通道。其主要作用是(1)根据“空化机理”，剪切盘内能产生大量的空化效应，(2)利用相互错开的齿间间隙，能实现物料的撞击、粉碎、均质作用。现有的剪切盘都是简单的直齿柱面，如CN 106669481A，CN2442745，CN204699599U，US2014/0131492A1等，且前三个只能用于剪切分散。由于这些专利的剪切盘内齿分布不均，齿间距较大，对物料在齿内受到的分散和空化作用影响很大，从而影响剪切空化的处理过程。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种空化剪切盘，充分利用剪切盘内剪切空间，强化剪切盘内空化效应，进一步提高空化程度。

为达到上述目的，本发明公开了一种新的动定齿剪切盘内动齿楔角模型和齿布置方案，能够有效的产生空化现象。

本发明的技术方案是：一种空化器，其特征在于：该剪切盘主要功能为搅拌输送、混合液空化。其中，物料的搅拌输送是指物料由腰形孔进入剪切盘后，由渐开线式叶轮将物料径向推进动定齿槽内，随后切向进入动定齿间隙，随后射流进入定齿槽间，物料在动定齿盘内作多次重复流动，物料出口位于剪切盘组边缘，且物料一般由动齿槽间甩出。混合液空化是指空化剪切盘内的空化效应，空化过程是动定剪切盘的高速旋转过程中，齿槽道内产生的空化效应。

进一步，所述的腰形孔是指物料入口，且腰形孔沿圆周方向均布至少3个。

进一步，所述的渐开线式叶轮固定在动盘轮毂上且与传动元件固定连接。

优选的，所述的渐开线式叶轮的叶片数量为3～6枚，物料黏度大，则叶轮布置数目多。

进一步，所述的渐开线式叶轮的内径到动齿盘轮毂，外径接近第一圈动齿齿根圆直径，且叶轮叶片宽度接近动齿的高度，且动齿盘的转速范围在3000～7000rpm之内。

进一步，所述的剪切盘组包括动齿盘和定齿盘，所述动齿盘与传动轴固定连接且所述定齿盘与外壳固定连接，所述动齿盘上设有若干圈交错分布的动齿，所述定齿盘上设有若干圈交错分布的定齿，所述动齿与定齿其外形均为同心圆扇形，所述动齿和定齿相对且错开排列，所述动齿和子齿之间形成物料流动的间隙。

进一步，所述的剪切盘组可设置多级，且所述动盘齿和定盘齿之间的间隙应随级减小。

进一步，所述的动齿的齿顶圆具有楔角。

优选的，所述的动齿楔角开度与动齿盘转速成正比，一般角度范围为5°～15°。

进一步，所述的动齿和定齿沿周向均布，其周向间距为齿的中心圆周向齿厚的1～1.5倍。

优选的，剪切盘内齿的齿高与径向齿厚的比值范围为4～6。

进一步，所述动齿和定齿的齿间径向间距相等，等间距形成稳定的空化空间。

优选的，所述的动齿和定齿的径向间距为1～4mm。

优选的，所述动盘齿和定盘齿的横截面为同心圆扇形，且齿的中心圆周向厚度与径向厚度之比为1～1.5。

进一步，所述物料出口位于剪切盘组的边缘，一般由最后一层动齿槽甩出。

剪切盘组主要用于产生剪切空化效应，剪切空化的过程采用上下相互配合的动盘和定盘来实现，两盘成对使用，定盘和动盘的上下安装顺序由结构确定，各组之间面对面或背对背安装，物料流动方向为中间腰孔进料，经由渐开线式叶轮径向输送物料进入动定齿槽内，再经由定盘齿和动盘齿的剪切空化，再由圆周方向排出。剪切盘组可设置为多级，混合物料由上往下逐级处理，根据物料中固相颗粒的最终粒径要求，确定配对动盘和定盘以及动盘齿和定盘齿之间的间隙，如各齿间间隙值从上至下为6mm～4mm～2mm或3mm～1.5mm～1mm，不仅限于上述尺寸，根据物料实际情况而定。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种空化器剪切盘，能有效稳定的产生空化效应。根据文丘里管内的空化机理，在动齿的齿顶圆的圆周速度方向上作楔角，有利于剪切盘齿槽内迅速产生稳定的空化效应，提高空化程度。本发明可用于废弃油基钻井泥浆处理，也可用于油砂等处理、油水分散乳化等。

附图说明

图1为本发明的空化器剪切盘纵向剖视图。

图2为本发明的空化器剪切盘定齿盘横截面图。

图3为本发明的空化器剪切盘动齿盘横截面图。

图4为本发明的剪切盘动齿楔角局部放大图。

具体实施方式

标号说明：图中1、腰形孔，2、叶轮，3、键槽，4、动齿盘，5定齿盘，6、动齿，7、定齿，8、动齿槽道，9、动定齿间间隙，10、定齿槽道，11、轮毂，12、楔角。

现在结合附图介绍本发明的实施例。

本实施例给出的空化器剪切盘的组成如图1、图2、图3、图4所示。本发明的一种空化器剪切盘，所述的的剪切盘从上到下依次是腰形孔1、定齿盘5、定齿7、动齿盘4、动齿6和叶轮2。所述的腰形孔设置在定齿盘上端且沿圆周方向均布，但不仅限于腰形孔型式，所述的定齿盘5通过法兰与外部元件固定连接且位于动齿盘正上方错开搭接，所述的动齿盘4可通过轮毂11安装在传动轴上，所述的叶轮2固定焊接在动齿盘轮毂11上。

动齿和定齿沿圆周方向等尺寸分布，且齿高与齿径向宽度的比值范围为4～6。

剪切盘组主要用于物料的剪切空化，剪切空化过程采用上下相互配合的动齿盘和定齿盘来实现，两盘成对使用，定齿盘与动齿盘成面对面安装，物料流动方向为中间进料，经由定盘齿和动盘齿的剪切，再由圆周方向排出。

根据物料中固相颗粒的最终粒径要求，确定配对动齿盘和定齿盘以及动齿和定齿之间的间隙，其间隙值为6mm～4mm～2mm或3mm～1.5mm～1mm。也可以将剪切盘设置为多级，混合物料由上往下逐级处理，如各级间隙值从上至下应逐步减小。不仅限于上述尺寸，根据物料实际情况而定。

当动齿在传动轴的带动下转动时，动齿盘带动动齿转动，同级剪切盘组内的动齿和定齿之间发生相对转动，在高速旋转行下，在动定齿槽道内产生稳定空化效应。

工作原理：

本发明的空化器剪切盘实现空化效应的过程如下：物料入口在定齿盘上端，即腰形孔1，物料出口是由动齿盘最后一层动齿槽甩出。

物料具有一定的黏度，在经腰形孔1进入剪切盘内时，需要有径向力推送物料，即叶轮2将物料推送物料进入剪切盘齿内。

在剪切盘齿内，物料先流进动齿槽道8，随槽道作高速旋转运动，槽道压力迅速降低，随后再由切向进入动定齿间间隙9内，低压空间内空化泡聚集能量，随后物料在定齿槽道10内实现流体释放，压力恢复，空化泡溃灭，最后物料由最后一层动齿槽道将物料甩出。

在每层动齿的齿顶圆上设有楔角12，物料从动定齿间隙流入定齿槽道内时，压力缓慢上升，由于楔角的存在，压缩后的流体释放空间增大，压力迅速增大，强化空化效应。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。