一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置与流程

本发明属于水质处理设备技术领域，特别涉及一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置。

背景技术：

水中溶解氧的浓度高低表示水域的自净能力，目前综合水体生态修复工程中，使用曝气装置提高水体的溶解氧是一个关键点技术手段。

在相同条件下，微纳米曝气与普通曝气方法相比，微纳米曝气方法在相同时间内向水中输入的气量更多，作用的范围更广。微纳米曝气设备体积小，比传统曝气设备使用起来更加便捷，能耗更低，并且，微纳米气泡可以长时间保持在水中，能够大幅提高水体的溶解氧，且气泡直径小于50微米时，其气泡界面呈负电性，具有很强的吸附能力，气浮效果明显，同时微纳米气泡周围附着着一些有氧化能力的自由基，为水体修复系统提供了高浓度活性氧化剂，能大大提高水体的综合指标，所以本发明新型提出一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置，本发明基于文丘里射流法，采用独特的双流对撞式结构设计，实现了更稳定的微纳米气泡制备的效果。本发明和该方法做出之前，国内外其它的微纳米气泡的发生方法有加压溶气释气法、水温差法、电场法、微波法、文丘里射流法等，基于以上几种方法，配合旋切、离心等装置来制备微纳米气泡。

其中，加压溶气释气法及其相关装置是通过在特殊的溶气罐中，改变气体压力，使气体在液体中溶解度发生变化，再通过突然的压力恢复使溶解的气体以微纳米气泡形式析出，析出的微纳米气泡数量较多，粒径均匀，但是该装置的溶气罐溶气效率低、整个操作复杂、制造成本高，能耗高，且大多数应用在气浮技术中，应用领域范围小。水温差法明利用冷热水混合时，低温水有气体放出，来制备生成纳米气泡，但是此方法无法精确控制水温的温差，而且所制备出的微纳米气泡数量少，这个装置的工作部件多，配合复杂，能耗高。电场法是通过在水中通电，分别在正负极板产生微纳米气泡。这种发生方式产生的微气泡直径大多介于20～60μm，气泡尺寸的可控性好，但存在气泡量较少、电极消耗、能耗较高等缺点，在很多实际应用中对电解装置有严格要求。

文丘里射流法是通过利用各种剪切力作用，将气体粉碎使之形成微纳米气泡进入液相中，此方法操作简单，能耗较低，而文丘里射流式微纳米气泡发生装置因其具有“结构紧凑、不易堵塞、通量大”等优点具有重要应用潜力，但是，传统的单管文丘里式射流装置由于射流方向单一不能形成360°全方位射流，产生的微纳米气泡在河湖水体应用时扩散不均匀、扩散不充分，同时射流所需压力较大造成能耗较高，因此，本发明提出一种基于对撞射流的360°微纳米气泡发生方法及发生装置，可便捷地形成360°微纳米气泡的发生和扩散，同时降低所需射流压力和能耗即可获取较小粒度微纳米气泡，这是微纳米气泡发生技术广泛应用于河湖水体处理的必然需求。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置，解决了现有技术的缺点。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置，包括文丘里管，所述文丘里管设置有两个，所述文丘里管套设在固定圆盘上，所述文丘里管上端设置有进水口，所述文丘里管的进水口处于固定圆盘的圆心位置，所述固定圆盘上穿插设置有若干固定杆，所述固定杆上套设有螺丝，每个所述固定杆与两个固定圆盘垂直相连，每个所述固定杆之间相互平行，两个所述固定圆盘相互平行，所述进水口下方连接有收缩管，所述进水口与收缩管为一个整体，所述收缩管末端一侧设置有喉管，所述文丘里管上设置有进气孔，所述文丘里管相对于进水口一端设置有出水口，所述收缩管末端与喉管之间有一个间距很小的间隙，所述收缩管外壁与进气孔之间有一个间隙，两个所述文丘里管之间设置有对撞间隙。

作为优选，所述固定圆盘之间通过固定杆和螺丝可拆式连接，每个所述固定杆距离固定圆盘中心的距离相等，每两个相邻的所述固定杆之间的距离相等。

作为优选，所述收缩管末端为一小段圆筒状结构，所述收缩管与进气孔之间没有直接连通。

作为优选，所述收缩管外壁与进气孔之间的间隙呈环状围绕收缩管下端。

作为优选，所述收缩管和喉管之间的间隙与收缩管外壁与进气孔之间的间隙相通。

作为优选，所述进气孔位于文丘里管装置外部。

作为优选，所述出水口与喉管之间连接有扩散管。

作为优选，所述对撞间隙的长度范围在0.1cm-100cm之间。

作为优选，其气泡发生方法为：

1)、首先通过两侧的进水口各自连接着抽水泵，两个对称的文丘里管上的进气孔各自连接着一个软质管，两个软质管上都能安装气体流量计，分别检测两侧文丘里管的进气量，并且两条软质管上都带有调节进气量的装置，确保两个进气孔的进气量保持相同。

2)、高压水流流经进水口和收缩管，并在收缩管末端空腔与气体初步混合进入喉管，在喉管充分混合碰撞，经扩散管以泡沫流的形态喷出，喷出的两股气液混合体仍有很大的动能，在碰撞间隙处发生碰撞，获得更多微纳米气泡的同时，微纳米气泡的扩散路径由直线扩散变为360°的圆盘状平面扩散。

3)、使用此装置时，应将该装置竖直放置于水体中，使微纳米气泡初始的扩散面与水面保持平行，由于该装置与泵机分离，可以根据情况来自由调节装置在水体中的竖直位置，为保证产生微纳米气泡的数量和微纳米最终的扩散方式，所述的抽水泵为增压泵，水泵扬程为30-40m，软质管采用pvc材质软管，所述的气体流量计为电子流量计，所述的扩散管11的扩散角度为5°-15°，对撞间隙距离为0.1-100cm之间。

本发明的有益效果：

本发明采用了双流对撞式的结构设计，两股含微纳米气泡的流体发生对向撞击，产生了比传统单管射流高1.5-3倍的湍流强度，促使微纳米的二次破碎，使微纳米气泡产生的数量更多，粒径变得均匀，本发明通过两股泡沫流对撞，使微纳米气泡的的扩散方式变为360°环形圆盘状形式，有利于微纳米气泡的扩散，由于特殊的对撞式结构设计，水体对其的反作用力很小，因此该装置在水下工作时，无需其它的固定装置，便捷性大大提高，本发明与传统的单管文丘里管装置相比，在对产生相同粒径，相同微纳米气泡数量要求下，所需能耗更低。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的工作流程图。

图中：1、螺丝；2、进水口；3、进气孔；4、对撞间隙；5、出水口；6、文丘里管；7、固定杆；8、固定圆盘；9、收缩管；10、喉管；11、扩散管。

具体实施方式：

如图1-3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种双流对撞射流式微纳米气泡发生方法及装置，包括文丘里管6，所述文丘里管6设置有两个，所述文丘里管6套设在固定圆盘8上，所述文丘里管6上端设置有进水口2，所述文丘里管6的进水口2处于固定圆盘8的圆心位置，所述固定圆盘8上穿插设置有若干固定杆7，所述固定杆7上套设有螺丝1，每个所述固定杆7与两个固定圆盘8垂直相连，每个所述固定杆7之间相互平行，两个所述固定圆盘8相互平行，所述进水口2下方连接有收缩管9，所述进水口2与收缩管9为一个整体，所述收缩管9末端一侧设置有喉管10，所述文丘里管6上设置有进气孔3，所述文丘里管6相对于进水口2一端设置有出水口5，所述收缩管9末端与喉管10之间有一个间距很小的间隙，所述收缩管9外壁与进气孔3之间有一个间隙，两个所述文丘里管6之间设置有对撞间隙4。

其中，所述固定圆盘8之间通过固定杆7和螺丝1可拆式连接，每个所述固定杆7距离固定圆盘8中心的距离相等，每两个相邻的所述固定杆7之间的距离相等。

其中，所述收缩管9末端为一小段圆筒状结构，所述收缩管9与进气孔3之间没有直接连通。

其中，所述收缩管9外壁与进气孔3之间的间隙呈环状围绕收缩管9下端。

其中，所述收缩管9和喉管10之间的间隙与收缩管9外壁与进气孔3之间的间隙相通。

其中，所述进气孔3位于文丘里管6装置外部。

其中，所述出水口5与喉管10之间连接有扩散管11。

其中，所述对撞间隙4的长度范围在0.1cm-100cm之间。

其中，其气泡发生方法为：

1)、首先通过两侧的进水口2各自连接着抽水泵，两个对称的文丘里管6上的进气孔3各自连接着一个软质管，两个软质管上都能安装气体流量计，分别检测两侧文丘里管6的进气量，并且两条软质管上都带有调节进气量的装置，确保两个进气孔3的进气量保持相同。

2)、高压水流流经进水口2和收缩管9，并在收缩管9末端空腔与气体初步混合进入喉管10，在喉管10充分混合碰撞，经扩散管11以泡沫流的形态喷出，喷出的两股气液混合体仍有很大的动能，在碰撞间隙4处发生碰撞，获得更多微纳米气泡的同时，微纳米气泡的扩散路径由直线扩散变为360°的圆盘状平面扩散。

3)、使用此装置时，应将该装置竖直放置于水体中，使微纳米气泡初始的扩散面与水面保持平行，由于该装置与泵机分离，可以根据情况来自由调节装置在水体中的竖直位置，为保证产生微纳米气泡的数量和微纳米最终的扩散方式，所述的抽水泵为增压泵，水泵扬程为30-40m，软质管采用pvc材质软管，所述的气体流量计为电子流量计，所述的扩散管11的扩散角度为5°-15°，对撞间隙4距离为0.1-100cm之间。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。