一种流体动力转子式空化器的制作方法

本实用新型涉及一种在输送液体介质中产生空化的设备，具体涉及一种流体动力转子式空化器。

背景技术：

已知的大多数用于产生空化作用的流体动力转子式设备结构(按照离心泵式)，包括带进出口短管的机体、机体内同轴心布置的定子与可旋转的转子。在定子和转子的间隔阻塞的流道中使输送液体内连续性介质断裂并发生空化。

已知转子式设备包括具有环形室的机体和其中布置的开槽的定子和具有进出口流道的内外工作叶轮的转子，进出口流道与环形室连通，同时，其中一个工作叶轮的进口流道与环形室连通。该转子式设备的缺点是在低负荷下工作不稳定，在环形室内的液体由工作叶轮多次输送，结果环形室中形成大量气泡，液体从叶轮中脱离而转子停止输送液体。

已知转子式流体声纳设备的结构包括具有环形室的机体、机体中同轴布置驱动带齿的转子、带齿的定子和与转子同轴布置并形成环形室边缘部分与轴心连通的循环流道的隔板，此时循环流道做成流通截面有可能调节性的，并切向朝着转子，而环形室做成可变容积，并尽可能是环形的。该转子式设备的缺点表现在液流的能量耗散，这在工艺液体的高低流量下可以观察到的，在低流量下环形室中会出现大量气泡并将液体抛出设备，在较大的流量下液体可能以工艺作用很低的效能“跑过”空化屏障。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种流体动力转子式空化器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种流体动力转子式空化器，包括依次同轴布置的机体、转子、定子、具有中心孔的嵌板和具有中心孔的机盖，垂直固定布置在所述转子中心的机内轴穿过机体的中心并与所述机体通过轴承相连，所述机内轴与电动机传动连接；所述机盖的周向边沿与所述机体的周向边沿固定相连；所述定子的周向边沿压接固定在所述机盖和所述转子之间；

所述嵌板活动连接在所述机盖上且位于所述机盖和所述定子之间，所述嵌板可沿所述机盖的轴向移动且与所述定子之间形成容积可调的第二级空化室；

所述定子内具有第一级空化室，所述第一级空化室与穿入所述嵌板和机盖中心孔内的导入管相连通；

所述转子转动过程中，所述第二级空化室与所述第一级空化室相连通；

所述机盖上连接有与所述第二级空化室相连通的空化液排出管。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的空化器，在输送液体的路程上定子和转子之间产生多个液体空化处理的空化屏障，甚至于无空化处理也能消除“跑走”的最小概率，这样就可以显著的提高空化效应的工艺效能，增强了液体的化学变化，保证液体很高程度的微生物消毒，提高微观均质乳浊液与悬浮液质量等。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述转子和所述定子均呈具有中心孔的圆环形平板状结构，所述转子靠近所述定子的一侧面开设有多个第一流道和多个第二流道；多个所述第一流道和多个所述第二流道均呈长条形结构且长度方向均沿所述转子的径向延伸，所述第一流道和所述第二流道一一对应间隔排布；

所述定子上沿其轴向开设有流道入口和流道出口，所述转子转动过程中，所述第一级空化室通过所述流道入口和流道出口与所述第一流道和第二流道相连通，所述第二级空化室均通过所述流道入口和所述流道出口与所述第一流道和所述第二流道相连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在转子上设置第一流道和第二流道，可使流体在第一级空化室和第二级空化室内进行循环，当流道和空化室错开时，可在液流中剧烈降压，导致流体截止的连续性破坏而断流，形成空化核(即微观气泡)，在下一个瞬间，由于流道和空化室错开，流体动力压头使得液体压力轮流提高，已空化了的微观气泡崩溃并出现空化效应，空化效果更好。

进一步，所述定子包括定子本体和圆环形板状结构的盖板，所述盖板固定在所述定子本体远离所述转子的一侧面上且与所述定子本体之间形成圆环形结构的所述第一级空化室，所述第一级空化室与所述定子本体同轴设置；所述第二级空化室通过所述盖板和所述嵌板之间形成的液体溢出流道与导入管相连通。

进一步，所述第一流道包括第一流槽和第二流槽，所述第二流道包括第三流槽；所述第一流槽、第二流槽和第三流槽均呈长条槽状结构且长度方向均沿所述转子的径向延伸，所述第一流槽和第二流槽一一对应的排布在所述转子的同一半径上且所述第一流槽布置在靠近所述转子中心的位置；

所述流道入口包括第一流道入口和第二流道入口，所述流道出口包括第一流道出口和第二流道出口，所述第一流道出口、第一流道入口、第二流道出口和第二流道入口依次沿所述定子径向由内至外依次排布，所述第一流道入口、第二流道入口、第一流道出口和第二流道出口均为多个且均围绕所述定子的中心周向排布；

所述转子转动过程中，所述第一流槽通过所述第一流道出口和所述第一流道入口与所述第一级空化室相连通；所述第二流槽通过所述第二流道出口和所述第二流道入口与所述第二级空化室相连通；所述第三流槽通过所述第一流道出口和所述第一流道入口与所述第一级空化室相连通，所述第三流槽通过所述第二流道出口和所述第二流道入口与所述第二级空化室相连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置第一流槽、第二流槽和第三流槽，可使流体受到多次空化作用。

进一步，多个所述第一流道入口和多个所述第二流道出口一一对应的排布在所述定子的同一半径上；多个所述第一流道出口和多个所述第一流道入口错位排布，每两个所述第一流道入口所在的定子半径之间的区域上设有一个所述第一流道出口；

多个所述第二流道入口中，间隔布置的第二流道入口与多个所述第二流道出口一一对应排布在所述定子的同一半径上。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对流道入口和流道出口的位置进行排布，方便流体在空化室内循环，使得空化效果更好。

进一步，还包括弹性嵌环，所述弹性嵌环压接在所述机盖的周向边沿和所述定子的周向边沿之间。

进一步，还包括调节所述液体溢出流道宽度的移动装置，所述移动装置密封穿设在所述机盖上且与所述机盖通过轴承连接，所述移动装置的一端与所述嵌板固定相连，手动驱动所述移动装置的另一端以使所述移动装置沿所述机盖的轴向移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置移动装置，方便将对嵌板进行轴向移动，可根据需要对液体溢出流道的宽度进行合理调节。

进一步，所述移动装置包括连接杆、滑块、圆筒和把手，所述圆筒的一端固定在所述机盖远离所述嵌板的一侧面上且与所述机盖同轴布置；所述连接杆穿设在所述机盖上且与所述机盖通过轴承连接，所述连接杆的一端与所述嵌板固定相连，所述连接杆的另一端与所述滑块固定相连，所述滑块滑动连接在所述圆筒的内侧壁上，所述把手的一端与所述滑块铰接，所述把手的另一端从所述圆筒中伸出；转动所述把手以使所述滑块沿所述圆筒的内侧壁轴向滑动。

进一步，所述第一流道出口和第二流道出口的周向宽度均大于所述第一流道入口和所述第二流道入口的周向宽度。

进一步，所述第一流道出口和第二流道出口的周向宽度相等，所述第一流道入口和所述第二流道入口的周向宽度相等，所述第一流道出口的周向宽度为所述第一流道入口的周向宽度的1.2倍-2.2倍。

附图说明

图1为本实用新型实施例的空化器的剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例转子的结构示意图；

图3为图2的Ⅰ-Ⅰ面示图；

图4为图2的Ⅱ-Ⅱ面示图；

图5为图2的Ⅲ-Ⅲ面示图；

图6为本实用新型实施例定子的结构示意图；

图7为图6的Ⅰ-Ⅰ面示图；

图8为图6的Ⅲ-Ⅲ面示图；

图9为本实施例的空化器的使用状态的原理结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机体；2、转子；21、机内轴；22、第一流槽；23、第二流槽；24、第三流槽；3、定子；31、定子本体；311、第一流道入口；312、第一流道出口；313、第二流道入口；314、第二流道出口；32、盖板；33、第一级空化室；4、嵌板；41、第二级空化室；42、液体溢出流道；5、机盖；51、空化液排出管；6、导入管；7、弹性嵌环；8、移动装置；81、连接杆；82、滑块；83、圆筒；84、把手；9、底座；101、第一空化屏障；102、第二空化屏障；103、第三空化屏障；104、第四空化屏障；105、第五空化屏障。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1-图9所示，本实施例的一种流体动力转子式空化器，包括依次同轴布置的机体1、转子2、定子3、具有中心孔的嵌板4和具有中心孔的机盖5，所述机体1安装在底座9上；垂直固定布置在所述转子2中心的机内轴21穿过机体1的中心并与所述机体1通过轴承相连，所述机内轴21从所述机体1上穿出；所述机内轴21与电动机传动连接；所述机盖5的周向边沿与所述机体1的周向边沿固定相连；所述定子3的周向边沿压接固定在所述机盖5和所述转子2之间；所述定子的周向边沿通过穿过机盖5的螺栓固定在机体上；

所述嵌板4活动连接在所述机盖5上且位于所述机盖5和所述定子3之间，所述嵌板4可沿所述机盖5的轴向移动且与所述定子3之间形成容积可调的第二级空化室41；

所述定子3内具有第一级空化室33；所述第一级空化室33通过转子入口与穿入所述嵌板4和机盖5中心孔内的导入管相连通；所述转子2转动过程中，所述第二级空化室41与所述第一级空化室33相连通；所述机盖5上连接有与所述第二级空化室41相连通的空化液排出管51。

本实施例的空化器，在输送液体的路程上定子和转子之间产生多个液体空化处理的空化屏障，甚至于无空化处理也能消除“跑走”的最小概率，这样就可以显著的提高空化效应的工艺效能，增强了液体的化学变化，保证液体很高程度的微生物消毒，增强化学变化，提高微观均质乳浊液与悬浮液质量等。

如图2-图6所示，本实施例的所述转子2和所述定子3均呈具有中心孔的圆环形平板状结构，所述转子2靠近所述定子3的一侧面开设有多个第一流道和多个第二流道；多个所述第一流道和多个所述第二流道均呈长条形结构且长度方向均沿所述转子2的径向延伸，所述第一流道和所述第二流道一一对应间隔排布；所述定子3上沿其轴向开设有流道入口和流道出口，所述转子转动过程中，所述第一级空化室通过所述流道入口和流道出口与所述第一流道和第二流道相连通，所述第二级空化室41通过所述流道入口和所述流道出口与所述第一流道和所述第二流道相连通。通过在转子上设置第一流道和第二流道，可使流体在第一级空化室和第二级空化室内进行循环，当流道和空化室错开时，可在液流中剧烈降压，导致流体截止的连续性破坏而断流，形成空化核(即微观气泡)，在下一个瞬间，由于流道和空化室错开，流体动力压头使得液体压力轮流提高，已空化了的微观气泡崩溃并出现空化效应，空化效果更好。

如图6-图9所示，图6为图7中的Ⅱ-Ⅱ面示图。本实施例的所述定子3包括定子本体31和圆环形平板状结构的盖板32，所述盖板32固定在所述定子本体31远离所述转子2的一侧面上且与所述定子本体31之间形成圆环形结构的所述第一级空化室33，所述第一级空化室33与所述定子本体31同轴设置；所述第二级空化室41通过所述盖板32和所述嵌板4之间形成的液体溢出流道42与导入管6相连通。所述液体溢出流道42就是从所述第二级环形空化室41到转子入口的循环流道。

如图4和图5所示，本实施例的所述第一流道包括第一流槽22和第二流槽23，所述第二流道包括第三流槽24；所述第一流槽22、第二流槽23和第三流槽24均呈长条槽状结构且长度方向均沿所述转子2的径向延伸，所述第一流槽22和第二流槽23一一对应的排布在所述转子2的同一半径上且所述第一流槽22布置在靠近所述转子2中心的位置；通过设置第一流槽、第二流槽和第三流槽，可使流体受到多次空化作用。所述第一流槽、第二流槽和第三流槽的槽底均成弧形结构。

如图6-图9所示，本实施例的所述流道入口包括第一流道入口311和第二流道入口313，所述流道出口包括第一流道出口312和第二流道出口314，所述第一流道出口312、第一流道入口311、第二流道出口314和第二流道入口313依次沿所述定子3径向由内至外依次排布，所述第一流道入口311、第二流道入口313、第一流道出口312和第二流道出口314均为多个且均围绕所述定子3的中心周向排布；

所述转子2转动过程中，所述第一流槽22通过所述第一流道出口312和所述第一流道入口311与所述第一级空化室33相连通；所述第二流槽23通过所述第二流道出口314和所述第二流道入口313与所述第二级空化室41相连通；所述第三流槽24通过所述第一流道出口312和所述第一流道入口311与所述第一级空化室33相连通，所述第三流槽24通过所述第二流道出口314和所述第二流道入口313与所述第二级空化室41相连通。

如图6所示，本实施例的多个所述第一流道入口311的中心和多个所述第二流道出口314的中心一一对应的排布在所述定子3的同一半径上；多个所述第一流道出口312和多个所述第一流道入口311错位间隔排布，即每两个所述第一流道入口311所在的定子半径之间的区域上设有一个所述第一流道出口312；多个所述第二流道入口313中，间隔布置的第二流道入口313与多个所述第二流道出口314一一对应排布在所述定子3的同一半径上。通过对流道入口和流道出口的位置进行排布，方便流体在空化室内循环，使得空化效果更好。

如图1所示，本实施例的所述空化器还包括弹性嵌环7，所述弹性嵌环7压接在所述机盖5的周向边沿和所述定子3的周向边沿之间。本实施例的弹性嵌环7为工业硬橡胶制成。

如图1所示，本实施例的所述空化器还包括调节所述液体溢出流道宽度的移动装置8，所述移动装置8密封穿设在所述机盖5上且与设置在所述机盖5上穿设孔内轴承的内圈滑动连接，所述移动装置8的一端与所述嵌板4固定相连，手动驱动所述移动装置8的另一端以使所述移动装置8沿所述机盖5的轴向移动。通过设置移动装置，方便将对嵌板进行轴向移动，可根据需要对液体溢出流道的宽度进行合理调节。

如图1所示，本实施例的所述移动装置8包括连接杆81、滑块82、圆筒83和把手84，所述圆筒83的一端固定在所述机盖5远离所述嵌板4的一侧面上且与所述机盖5同轴布置；所述连接杆81穿设在所述机盖5上且与所述机盖5通过轴承内圈连接，所述连接杆81的一端与所述嵌板4固定相连，所述连接杆81的另一端与所述滑块82固定相连，所述滑块82滑动连接在所述圆筒83的内侧壁上，所述把手84的一端与所述滑块82铰接，所述把手84的另一端从所述圆筒83中伸出；转动所述把手84以使所述滑块82沿所述圆筒83的内侧壁轴向滑动。所述圆筒的内壁上开设有沿所述圆筒轴向布置的滑槽，所述滑块上设有与所述滑槽相适配的滑轨，所述滑轨适配滑动连接在所述滑槽内且可沿所述滑槽沿所述圆筒的轴向滑动。

如图6所示，本实施例的所述第一流道出口312和第二流道出口314的周向宽度均大于所述第一流道入口311和所述第二流道入口313的周向宽度。

所述第一流道出口312和第二流道出口314的周向宽度和径向长度均相等，所述第一流道入口311和所述第二流道入口313的周向宽度相等，所述第一流道出口312的周向宽度为所述第一流道入口311的周向宽度的1.2倍-2.2倍。

本实施例为了产生平缓转倒圆的液体进出口，转子的流槽均采用盘形铣刀来完成。为了在空化器内构成高速流体动力空化脉冲流，转子的流槽和定子的流道出入口均位置做成彼此之间具有明显几何形状的位置，在转子的流槽和定子的流道出入口以及转子和定子的边界上保证最少有5次空化转变。

本实施例的空化器的工作过程为，流体介质(水、石油、烃、乳化液和悬浮液等)沿导入管进入到转子的第一流槽中，并通过流体压力通过第一流道入口进入到第一级空化室内，在下一个瞬间，第一流槽和第一流道入口错开，第一流道入口和第三流槽对应，液流剧烈的降压，导致流体介质的连续性破坏而断流，形成空化核(微观气泡)，流体动力压头使液体压力轮流的提高，已经空化了的微观气泡崩溃并出现空化效应，产生微观冲击波、温度局部提高、气体析出、化学变化增强、固体颗粒和不混合液体的乳化液滴的扩散、微生物细胞与酶的破坏等。空化液体被卷入第一级空化室内的涡流中，空化液体通过第一流道出口从第一流槽内抽出，液体从第一流道入口重新进入到第三流槽中并重新发生空化破坏和液核崩溃，轮流发生空化现象。第三流槽内液体在离心力作用下集中于转子边缘的切线方向，当与第二流道入口结合时，以很高的压力集中在第二流道入口内，在第二流道入口内被连续性破坏。即当转子的流槽和流道出入口覆盖时出现微观空化气泡，在下一个瞬间，当原来覆盖的流槽和流道出入口错开时，重新发生空化现象并出现空化效应。空化液从第二流道入口进入到第二级空化室内做旋转运动，此时将液体及其组分按密度进行分类，旋卷的液体及其较重的组分被卷入第二流道出口，占据转子的第二流槽并发生两次空化现象，从第二流道出口转入第二流槽时以及从第二流槽转入到第二流道入口时，第二级空化室内的旋卷流量要大2-3倍，具体卷流量要由第二级空化室容积对第一级空化室容积的倍数以及转子的转速来确定。

为了实现重烃转化成轻烃，或达到保障对腐蚀性微生物污染的工业循环水的消毒效果，在空化器内组成内部循环回路。具体可通过转动嵌板上的移动装置，嵌板就从定子上的盖板移向机盖，同时将液体溢出流道打开，流体从具有较高压力的第二级空化室沿液体溢出流道进入到导入管内，流体压力降低。流体内循环的次数依赖于实际的工艺需要，并可通过转子的转速、液体溢出流道的打开程度、设备的液体流量和空化器内的压力进行调节，也可以通过安装在导入管上的闸阀来进行调节。

经过空化处理的空化液依靠向心力集中在第二级空化室的圆环中心里并通过空化液排出管从空化器中导出。

本实施例的空化器的工作原理为，选择一个第一流道入口311为第一空化屏障101，选择一个第一流道出口312为第二空化屏障102，选择一个第二流道出口314为第四空化屏障104，选择两个相邻的第二流道入口313分别为第三空化屏障103和第五空化屏障105。当转子逆时针旋转时，在转子的第一流槽22中的流体依靠离心力到第一空化屏障101并与第一流道入口311相遇，在其中生成空化，然后卷入到第一级空化室33内，正在空化的流体来到第二空化屏障102，在第一流道出口312进入到第三流槽24内发生空化，在离心力作用下进入第三空化屏障103，再通过第三流槽进入第二流道入口，在第二流道入口内发生空化，继续在第二级空化室内旋卷空化流体进入第二流道出口并与第二流槽之间形成第四空化屏障，在该处发生空化，由于在离心力作用下流体通过第二流槽23与第二流道入口313处形成第五空化屏障105，在第五空化屏障105处发生空化。整个空化器中，每次流体循环可经过五次空化处理，最后沿空化液排出管从空化器中导出。第二级空化室内旋流中循环液体的单位容积，由于其容积比第一级空化室大，需要附加2-3倍的捐流量通过第四空化屏障和第五空化屏障。此外，当工艺需要时，流体在第一流道入口和第二流道入口处旋转，沿着内循环回路通过液体溢出流道，利用移动装置可以调节溢流量，此时流体重新通过多屏障空化处理完成多次循环。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。