[發明專利]水力復頻超聲發聲器

有效

• 申請號: 201410160697.9
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103936099A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 沈壯志
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 曹宇飛

技術領域

本發明涉及一種在有機污染物廢水處理系統中的利用流體超聲波降解有機污染物的流體發聲器裝置，尤其涉及一種水力復頻超聲發聲器。

背景技術

近二十幾年來，我國的水體污染十分嚴重，造成水污染的主要污染源為工業污染廢水、農業污染廢水和城市生活污水。尤其是難降解的“三致”(致癌、致畸、致基因突變)有機污染物，它們不僅大量消耗水體中的溶解氧，使水體失去自我凈化的能力，而且能長期在環境中的存在，并通過食物鏈侵入到人體中并逐步積累，對人體健康已構成了嚴重威脅。同時，由于水體的污染，造成許多水資源無法再利用，從而加重了水資源的匱乏程度,影響了環境的可持續利用和經濟的可持續發展。因此，尋求新的方法和技術對流量大、污染物多且又成分復雜的工業、農業污染廢水進行有效地、深度處理，將為水資源的再利用創造條件。

物理方法進行水處理，由于不產生二次污染，被稱為“綠色水處理”，受到了廣泛的關注。其中的超聲空化法，因可以廉價簡易地集高溫、高壓、機械剪切和破碎為一體，為物理方法進行有機污染物降解和水體凈化處理創造了特殊的形式。但是，很多實驗室的研究難于應用在大流量、大規模的水體處理中。原因是常規的電動式超聲（如壓電式和磁致式換能器所產生的超聲）若要實現將聲空化處理水體的應用從實驗室規模“放大”到生產規模。遇到的瓶頸是：（1）需要大功率的超聲換能器和大功率超聲信號發生器；（2）大功率的換能器和發生器耗能大，能量利用率低(只有5%～10%)，裝置復雜、制造和維修困難；（3）由于換能器安裝及其輻射形式，決定了聲空化區域停留在換能器附近，難以分散到大的流體空間，從而導致處理效果無法達到實驗室小型試驗的效果；因此，國內外聲空化研究者把探討和研究聲波處理大流量液體的方法聚焦在流體動力發聲器上。

早期的簧片哨就是水力聲空化流體動力發聲器的重要代表之一，它的出現為聲學應用中的聲波產生帶來了新的方法。尤其是簧片哨在應用于解堵、防垢、增注、除蠟、降粘、均化乳化、粉碎、促進化學反應以及對水體消毒和氯酚系列的降解等方面顯示出獨特的效果，曾受到應用的關注。但是，發明人在進一步研究過程中發現：傳統的簧片哨在污水處理方面還存在有頻率單一，聲壓振幅難以大幅度提高而導致難以進一步提高空化強度，為簧片哨的廣泛工程應用帶來了困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超聲頻率可調，能夠提高和強化超聲波廢水處理效果，而且結構簡單、操作方便、易于管理、成本較低的水力復頻超聲發聲器。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：在入口盤與底盤之間設置至少2根連桿，入口盤的中心加工有向內延伸的收斂形噴嘴，噴嘴的入口直徑d與出口直徑d₀之比為1：0.4～0.7，噴嘴的外側設置有至少2個入口簧片，底盤的中心設置有與噴嘴相對應的障體，障體距離噴嘴的喉部為2.0～4.0mm，且障體的長度不等于噴嘴的長度，障體的直徑與噴嘴的外徑相同且與噴嘴在同一中心線上，在障體的外側設置有與入口簧片相對應的底部簧片，入口簧片與底部簧片的端部是大小為10°～15°的尖角狀結構。

上述入口簧片與底部簧片正對或錯位排列。

上述入口簧片與底部簧片均是在同一圓周上關于中心線對稱分布。

本發明提供了一種水力復頻超聲發聲器，由入口盤、底盤以及設置在入口盤與底盤之間的噴嘴、連桿、入口簧片、底部簧片、障體組成一個振動系統，障體與噴嘴在同一中心線上，利用由噴嘴出來的射流與一定幾何形狀的障礙物的相互作用，使液體介質發生擾動，而擾動對噴嘴附近的射流產生反作用，從而在噴嘴以障體之間產生交變的壓力場和速度場，而交變的流場形成自激激勵入口簧片和底部簧片，產生振動而產生聲波，從而達到提高和強化超聲波廢水處理效果的目的，而且由于噴嘴與障體的長度不同，對應入口簧片與底部簧片的長度也不同，產生復頻超聲波，還可通過改變噴嘴的長度、障體長度以及入口簧片與底部簧片的長度來改變其超聲頻率，實現頻率可調的目的，此外本發明的結構簡單，操作方便，易于管理，設備成本低，處理規模大大提高，可進行工業化處理使用。

附圖說明

圖1為實施例1的結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖對本發明的技術方案進行進一步說明，但是本發明不僅限于下述實施的情形。

實施例1

由圖1可知，本實施例的水力復頻超聲發聲器是由入口盤1、噴嘴2、入口簧片3、連桿4、障體5、底部簧片6以及底盤7連接構成。