甩液装置的制造方法_2

文档序号:8738820阅读:来源:国知局
定的粒度分布范围和模式时气液传质传热效率更高。比如在理论上和科学实验的研宄都显示,湿法除尘中不同直径的雾滴对不同大小的颗粒物有较高的去除效率,就是说每一种直径的颗粒物都有相应的最佳净化液滴直径。
[0051]综上所述,当采用液滴来净化气体中的污染物时,由于空气中的杂质种类较多,从而要求三维液滴场210A中的液滴的粒径具有较大的分布范围,例如液滴的粒径最好分布在零点几微米到几毫米之间,且占据从零点几微米到几毫米之间多种粒径的液滴,例如三维液滴场210A可以包括零点几微米粒径的液滴、几微米粒径的液滴、几十微米粒径的液滴、几百微米粒径的液滴、几千微米(即几毫米)粒径的液滴,从而可以全面且针对性地清除空气中粒径在10微米以上的较大颗粒物和粒径在10微米以下(PM10以下)的呼吸尘和杂质气体等。也就是说,可以很好地兼顾去除10微米以上的较大颗粒物和粒径在10微米以下(PM10以下)的呼吸尘和杂质气体等。
[0052]进一步地,根据空气中较大粒径颗粒物以及较小粒径呼吸尘和杂质气体的空间分布情况来设定三维液滴场210A的预定分布模式,从而控制、调节甩液组件产生预定的分布模式的三维液滴场210A,以进一步针对性地提高净化效果。例如在空气中聚集较大粒径颗粒物的位置采用甩液组件产生粒径处于几十到几百微米之间的三维液滴场210A,在空气中聚集较小粒径呼吸尘和杂质气体的位置采用甩液组件产生粒径处于零点几微米到几十微米之间、数量较多、集中密度较大的三维液滴场210A,从而可以全面地、针对性地、有效地、快捷地净化空气中的污染物。
[0053]其中,三维液膜场210B由形成在甩液组件上的液膜构成。具体地,三维液膜场210B可以是运动的液膜场也可以是静止的液膜场,三维液膜场210B在三维空间内以预定状态和分布模式有序地分布,优选地,三维液膜场210B为运动的三维液膜场210B,运动的三维液膜场210B在三维空间内以预定状态和分布模式有序地运动,其中三维液膜场210B是形成在甩液组件上的,例如三维液膜场210B可以附着在甩液组件上,且在甩液组件上运动分布。
[0054]这里,需要说明的是,“预定”指的是根据需求所设定的目标,“预定状态和分布模式”指的是液膜的预定状态(例如液膜的形态、运动速度)和液膜的空间分布情况,“预定状态和分布模式”指的是根据需求所设定的液膜的预定状态和分布目标。具体地,根据需要在三维空间内调整每个具体位置处的液膜的具体形态和运动速度,以使得三维液膜场210B的覆盖空间范围符合要求,且使得三维液膜场210B在所覆盖空间范围内、局部空间位置处分布的液膜的形态符合要求,同时使得三维液膜场210B在所覆盖空间范围内、局部空间位置处分布的某种形态的液膜的运动速度符合要求等。其中,形态可以包括形状和尺寸等,速度可以包括速率和方向等。
[0055]这里,需要说明的是,通过调节甩液装置100中甩液部件(如甩液盘101或甩液刷102等)的材料结构、表面结构、边缘距离中心轴的尺寸、转速以及其与中心轴之间的角度等按照一定模式沿中心轴进行排列,可以调节三维液膜场210B的状态和分布模式。
[0056]换言之,可以在三维液膜场210B所在的三维空间内建立三维笛卡尔坐标系,坐标系中每个坐标点处是否设置液膜,设置何种形态、何种运动速度的液膜均可以根据实际需要调整,以定制出坐标系所在三维空间内的全部液膜的分布情况,使得分布模式满足预定的要求。
[0057]简言之,三维液膜场210B指的是液体以膜状分布在三维空间内,且该液膜沿着三维空间的各个维度都有一定的速度,且液膜的面积、空间分布、运动特性等都可以根据需要进行设计和调节。三维液膜场210B有以下几方面特性:第一,液膜的产生方式多样,可以由比表面积比较大的网状结构材料、多层孔材料或片层结构产生,亦可由液体喷射产生。第二,液膜是做三维运动的,即液膜本身在所在的二维面内运动的同时,同时沿非对称轴在另一维度上运动,且运动速率方向可调节。
[0058]例如在净化领域的实际应用中,三维液膜场210B具有冲刷作用,对于去除颗粒物、液滴、气体都适用,空气污染物中粒径在10微米以上的较大颗粒物主要是通过惯性碰并和截留作用和液体相互作用被去除,当采用液膜作为气液作用界面时,也就是说,当采用液膜净化较大颗粒物时,则要求液膜和颗粒物相对速度较大,且速度方向合适;而对于空气污染物中粒径在10微米以下(PMlOWT)的呼吸尘和杂质气体,主要依靠扩散粘附、凝集、扩散漂移、热漂移、斯蒂芬流、热泳等过程和液体相互作用被吸收、粘附而去除,则要求液膜的表面积大、空间分布广等。
[0059]综上所述,当采用液膜来净化气体中的污染物时,由于空气中的杂质种类较多,从而要求三维液膜场210B中的液膜表面积大、空间分布广、且和颗粒物等的相对速度(包括相对运动速率和相对运动方向)适合,以全面且针对性地清除空气中粒径在10微米以上的较大颗粒物和粒径在10微米以下(PM10以下)的呼吸尘和杂质气体等,也就是说,可以很好地兼顾去除10微米以上的较大颗粒物和粒径在10微米以下(PM10以下)的呼吸尘和杂质气体等。
[0060]进一步地,根据空气中较大粒径颗粒物以及较小粒径呼吸尘和杂质气体的空间分布情况来设定三维液膜场210B的预定状态和分布模式,从而控制、调节甩液组件产生预定状态和分布模式的三维液滴场210A,以全面地、针对性地、有效地、快捷地净化空气中的污染物。这里,三维液膜场210B具有分布模式多样、分布范围广、运动速率和方向均为根据预定要求设置的优势,例如可以具有较快的运动速率和较大的分布范围,以有效地提高净化效率。
[0061]根据本实用新型实施例的甩液装置100,通过甩液组件产生在三维空间内以预定的分布模式有序地分布的三维液滴场210A、和在三维空间内以预定状态和分布模式有序地分布的三维液膜场210B中的至少一个,例如,通过甩液组件产生液滴粒径处于零点几微米到几毫米之间、分布位置确定、分布集中度确定、运动速度符合要求的三维液滴场210A、和液膜表面积大、空间分布广、且和颗粒物等的相对运动速度(包括相对运动速率和相对运动方向)适合的三维液膜场210B中的至少一种场,从而全面地、针对性地、有效地、快捷地净化空气中的污染物,进而有效地提高净化效果。
[0062]具体地,产生三维液滴场210A的甩液装置100可以有多种,例如旋转的振动雾化、多口径喷头、至少一层非均匀裂缝(例如,可以是中空的管状或片层机构,其侧壁开有细小裂缝,裂缝的宽窄尺寸可以不相等)、至少一层离心甩液盘101、甩液刷102或者上述各种方法的组合等。通过调节甩液装置100的具体结构参数、例如调节振动雾化器的振动频率、喷头的孔径、裂缝的尺寸、甩液盘101的半径、甩液刷102刷毛1021的材料、形状、长度、直径、结构特性等的排列,或不同的甩液组件的组合排列,配合着对气液压力、离心力、溅射表面等的调节,可以控制所产生的三维液滴场210A的预定分布模式,例如可以方便的调节三维液滴场210A中液滴粒径的分布模式、液滴粒径的分布范围以及不同粒径液滴的运动速度分布等。
[0063]例如,当将不同振动频率的超声雾化器按一定顺序排列后,超声雾化器在旋转的过程中,可以产生多粒径分布的三维液滴场210A,如果配合涡流风扇702的带动(将在下文中详述),可以进一步调节三维液滴场21A的液滴分布情况。
[0064]例如,当给直径沿气流方向递减的甩液盘101供液时,在电机的驱动下,由于甩液盘101直径呈递减的分布,在离心力作用下,液体脱离甩液盘101时的末端速度就相应的有一定的分布,在惯性和射流破碎作用下,就会进一步产生多粒径分布的三维液滴涡流场210Ao
[0065]例如,当向刷毛1021直径或长度沿气流方向递减的甩液刷102供液时,在电机的驱动下,甩液刷102高速旋转,在离心力作用下,液体脱离甩液刷102的刷毛1021末端时的末端速度也相应的会有一定的大小分布,在惯性和射流破碎作用下,会产生多粒径分布的三维液滴涡流场210A。
[0066]进一步地,可以产生三维液膜场210B的甩液装置100也可以有多种,例如旋转的叶轮表面、填料表面和内层、纤维刷表面、特殊膜材料制成多层规整网状片层表面、无序网状片层表面、树枝叶状结构或者上述各种方法的组合等。这里,需要说明的是,当片层表面和内部充满液体,片层随机转动可以产生三维液膜场210B。
[0067]通过调节甩液装置100的具体结构参数、可以控制产生的三维液膜场210B的预定状态和分布模式,例如可以调控液膜的空间分布和运动速度的方案等。例如,可以通过调节叶轮表面,或旋转填料(这里需要说明的是,填料的作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。其中,填料可以是按一定的几何构形排列,整齐堆砌的填料,规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等)或旋转纤维刷,或者网状片层等部件的结构特性或表面特性来调节其表面积大小,同时还可以调节上述部件的安装角度,运动速度等。
[0068]具体地,例如当向甩液盘101或甩液刷102供液时,在电机的驱动下,甩液盘101和纤维刷高速旋转,在离心力作用下,甩液盘101或甩液刷102刷毛1021表面会形成三维液膜场210B。
[0069]三维液滴场210A和三维液膜场210B可以极大地提高气液传质传热的效率和净化效率,从而当将三维液滴场21A和三维液膜场21B用于气液反应或气体净化时,会极大地促进气液反应效率,如用于空气净化则可以对空气起到高效的净化作用。
[0070]下面将参考图1-图9描述根据本实用新型多个实施例的甩液装置100。
[0071]实施例一,
[0072]如图1-图4所示,甩液组件包括转轴1lA和至少一个甩液盘101,至少一个甩液盘101可拆卸地连接在转轴1lA上,其中至少一个甩液盘101绕转轴1lA的中心轴线可转动,旋转轴线为转轴1lA的中心轴线。参照图3,转轴1lA可以为沿直线延伸的回转轴101A,还可以为沿曲线延伸的回转轴101A,转轴1lA的回转轴线为转轴1lA的中心轴线,且转轴1lA的中心轴线为甩液组件的旋转轴线。
[0073]其中,参照图3,转轴1lA上可以直接安装一个或者多个甩液盘101,每个甩液盘101可以通过转轴1lA的带动以转轴1lA的回转轴线为旋转轴线转动,以实现甩液盘101环绕旋转轴线的公转或者自转。另外,需要说明的是,每个甩液盘101还可以通过其他装置间接地安装在转轴1lA上,此时甩液盘101在其他装置上可以自转,从而甩液盘101绕旋转轴线公转的同时可以实现自转。下面仅以转轴1lA沿直线延伸,甩液盘101直接安装在转轴1lA上,甩液盘101以转轴1lA的回转轴线为旋转中心自转为例进行说明。
[0074]进一步地,每个甩液盘101在转轴1lA上的安装位置可以调节,当需要调节甩液盘101在转轴1lA上的安装位置时,可以将甩液盘101从转轴1lA上拆卸下来,然后再按照需求将甩液盘101重新安装在转轴1lA上的其他位置,以调节甩液盘101所产生的三维液滴场21A以及三维液膜场21B,使得产生的三维液滴场21A以及三维液膜场21B符合预定要求。其中甩液盘101甩出的、脱离甩液盘101的液体形成三维液滴场210A,附着在甩液盘101上、例如附着在甩液盘101表面或者内部空隙上的液体形成三维液膜场210B。
[0075]其中,甩液盘101可以构造为规则形状或者不规则形状,当甩液盘101构造为规则形状时,每个甩液盘101构造为圆锥形盘、圆形盘、椭圆锥形盘、椭圆形盘、长圆锥形盘、长圆形盘、多边锥形盘、多边形盘等,其中,圆锥形盘、椭圆锥形盘、长圆锥形盘以及多边锥形盘等均可以理解为锥形结构。优选地,甩液组件的旋转轴线贯穿甩液盘101的重心,例如转轴1lA的中心轴线可以分别穿过每个甩液盘101的重心。其中,甩液盘101的边缘到旋转轴线的距离可
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