[實用新型]一種可變可控的空化器

有效

• 申請號: 201921408665.0
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN210752696U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 杭明;郭紅磷;袁媛
• 申請（專利權）人: 邁安德集團有限公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01J19/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 任利國

本實用新型涉及一種可變可控的空化器，包括大缸體和小缸體，小缸體位于大缸體的右側且相互貫通，大缸體的左端口覆蓋有大缸端蓋，小缸體的右端口覆蓋有右端蓋，小缸體右端連接有流體進口，大缸體右端連接有流體出口，小缸體的左端口設有截流錐，沿截流錐的軸線設有過流喉口；大缸體的內腔中段設有可以沿大缸體內壁軸向滑動的滑板；大缸端蓋的左側連接有端蓋箱，大缸端蓋中心孔中設有活塞，活塞由螺桿套驅動且通過連接筒與滑板相連。螺桿套中旋接有螺桿軸，螺桿軸的右端頭固定有噴射錐，噴射錐插入截流錐的過流喉口中。截流錐的右端設有固定孔板，固定孔板設有可調節的中心孔和周邊孔。該空化器可以實現多種空化模式，原料適應性強，空化效果好。

技術領域

本實用新型涉及一種可變可控的空化器，屬于流體反應裝置技術領域。

背景技術

水力空化現象是流體流過一個限流區域(孔板、文丘里管、環隙等) 時內部壓力下降，當壓力降至液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時，液體開始汽化而產生大量空化汽泡，空化汽泡在流經瞬間擴大流道時，液體壓力上升，空化汽泡體積急劇縮小直至潰滅，在其潰滅瞬間伴有高溫、高壓、強烈的沖擊波和微射流。利用空泡潰滅時釋放的巨大瞬間能量可以破壞化學鏈、加快反應進程，故水力空化在廢水處理、食品、強化反應過程等領域得到廣泛運用。

目前國內外研究者一般認為用空化值來判定空化發生強弱，公式如下：δc =2（P-P_V）/ (ρV2)，其中：δc為空化值， P為液體局部靜壓，Pv是液體的蒸汽壓，ρ為液體的密度 ，V為液體的速率。 通常認為δc＜1有空化發生可能，空化值δc越小空化反應越劇烈；可以看出局部靜壓P、液體速率V 是重要的控制參數。根據流體靜壓能、動能的轉變關系、靜壓P 、速率V反比關系，故可看出空化強弱由速率V主導、同時流體流經的邊界條件也會對空化產生影響；對工業運用的水力空化器而言，空化泡產生和空化泡潰滅一直是研究的方向。

目前國內外空化器設計基本靠單級或多級串聯固定孔板或由內部阻流體和外腔體之間形成的固定環隙來強制流體截流、流速急增、失壓產生空化泡，通過后流速隨著流道截面增大而降低、壓力升高、氣泡潰滅。研究發現多級之間很難產生大幅度的壓力變化，空化氣泡也就發生在最后一級孔板處，只是增加混合功能，還無辜增加了動力消耗。以上設計的非調節截面流道對流體的初始條件參數（流量、壓力、物性）要求嚴苛，稍有變化影響后續工段穩定，給連續化工業生產就帶來很大局限性；而且針對不同原料空化強弱的需求不一，設計初期很難顧及全面、又無法在線調整，即使調整要付出大量人力、時間和生產線暫停的代價。其結果一方面可能是無辜增加動力消耗，另一方面會帶來整個生產線指標波動及操作復雜性、不確定性。

目前也有設計成可在線調整孔板上的小孔數量來改變流體流速，實現空化強弱的控制，該結構的小孔截面分布不均勻，用多級孔板雖有強化混合作用，空化氣泡也就發生最后一級孔板處；其次通過旋轉動孔板改變與靜孔板相貫通的小孔數量，相當于有幾個固定變化檔位，還是無法實現連續無級變化。此外，現有空化器的設計對空化氣泡的潰滅區空間研究未有太多的考慮。工業上應用空化器，正是看好氣泡潰滅時產生瞬間能量可以加速反應過程。現有的潰滅區還是延續滿足一般流速的等徑管道的做法，上游高速流體未得到充分擴張，結果一方面流體夾帶氣泡碰撞擊碎流向下游，另一方面大量氣泡聚集占據了有限空間，形成潰滅屏障 ，氣泡未得到充分的潰滅使空化效果大大降低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種可變可控的空化器，可以實現在線調控空化發生參數，提高空化效果。