[發明專利]一種對流式多齒狀渦流場聲空化反應器

有效

• 申請號: 201711465121.3
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108178232B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 沈壯志;郭建中;鳳飛龍;田華
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C02F1/34
• 分類號: C02F1/34
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 曹宇飛

1.一種對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，包括反應器(1)，其特征在于，在反應器(1)的側壁上自上而下分布多個超聲換能器(2)，在反應器(1)的頂部和底部上開設有進水口，在反應器(1)的上側壁開設有出水口，在頂部和底部的進水口上分別設置有多齒狀渦流式進水管(3)，且頂部和底部的多齒狀渦流式進水管(3)的出水端相對，多齒狀渦流式進水管(3)的進水方向與反應器(1)的中心軸平行且與超聲換能器(2)的聲波傳播方向相互垂直，使超聲換能器(2)產生的聲場與多齒狀渦流式進水管(3)產生的渦流場聯合形成混沌流場；

所述多齒狀渦流式進水管(3)包括管體，所述管體的出水端包括內外套接的內層管(31)和外層管(32)，沿著水流方向，外層管(32)管口距內層管(31)管口的水平距離為15～25mm，內層管(31)或/和外層管(32)的出水管口為多齒狀結構，使經過管體的出水在管口處形成多齒狀渦流混沌場；所述的多齒狀結構為矩形齒狀、鋸齒狀、半橢圓齒狀或者拋物線形齒狀。

2.根據權利要求1所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述內層管(31)或/和外層管(32)為鋸齒狀，在管體的展開圖中，以水流方向為y軸，管體的周向延伸方向為x軸，鋸齒形管口的線性曲線為：

y＝±k(x-na)

其中：k為斜率，取值為0.577～1.732；a為齒間距，取值為20～25mm；n為鋸齒的個數；當x＝(n-1)*a+a/2時，y的取值為5.77～17.32mm。

3.根據權利要求1所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述內層管(31)或/和外層管(32)為半橢圓齒狀，在管體的展開圖中，以水流方向為y軸，管體的周向延伸方向為x軸，半橢圓齒的線性曲線為：

其中：b為半橢圓的長半軸，即半橢圓齒的齒高，b＝10～20mm，a為半橢圓的短半軸，即半橢圓齒的齒根部半寬度，a＝5～10mm。

4.根據權利要求1所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述內層管(31)或/和外層管(32)為拋物線形齒狀，在管體的展開圖中，以水流方向為y軸，管體的周向延伸方向為x軸，拋物線形齒的線性曲線為：

y＝±m(x-na)²

其中，m為常數，m＝0.5；a為兩個拋物線形齒的頂點之間的距離，a＝11～12.6mm；n為拋物線形齒的個數；當x＝(n-1)*a+a/2時，y的取值為15～20mm。

5.根據權利要求1～4任一項所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述頂部和底部設置的多齒狀渦流式進水管(3)的出水端之間的間距不小于50mm。

6.根據權利要求5所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述多齒狀渦流式進水管(3)是并列設置在反應器(1)頂部或底部的多個，一個多齒狀渦流式進水管(3)與相鄰一個多齒狀渦流式進水管(3)之間的水平間距不小于25mm。

7.根據權利要求6所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述多齒狀渦流式進水管(3)的管體是直管或者彎管或者文丘里管或者同心套管。

8.根據權利要求7所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，所述超聲換能器(2)在反應器(1)的側壁上沿著周向均勻分布。

9.根據權利要求8所述的對流式多齒狀渦流場聲空化反應器，其特征在于，上下相鄰超聲換能器(2)之間的間距不小于50mm。