申请日2020.11.25
公开（公告）日2021.02.26
IPC分类号C02F3/02
摘要
本发明公开了一种旋流式微纳米气泡发生器及其生成方法，主要内容为：所述蜗壳外壁上沿圆周方向均匀分布有两个起旋筒且起旋筒与蜗壳连通，蜗壳底部设有法兰盘且蜗壳中心处设有通孔，外筒体安装在安装盘的中心孔里，叶片轴上安装有多级叶片，进气喉管安装在套筒顶端，套筒底部通过定位销安装在空化器顶端且套筒底面与空化器顶面之间安装有齿形垫片，空化器安装在叶片轴顶端定位孔里。本发明采用静止多级叶栅且末级为中空叶片结构，利用叶栅将水流由平直流转化为旋流，通过多级叶栅安装角度变化，在短流程内将水泵提供的扬程高效地转化为高速的周向水流速度，通过旋转水流对气体的剪切来产生微纳米气泡，运行可靠且不易堵塞。
权利要求书
1.一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：包括外筒体、叶片轴、叶片、密封圈、套筒、进气喉管、蜗壳、顶丝、安装盘、空化器、起旋筒、定位销、连接螺钉和齿形垫片，所述蜗壳外壁上沿圆周方向均匀分布有两个起旋筒且起旋筒与蜗壳连通，所述蜗壳底部设有法兰盘且蜗壳中心处设有通孔，所述蜗壳底部法兰盘底面上设有环形凹槽且环形凹槽里安装有密封圈，所述安装盘通过螺钉固定安装在蜗壳底部法兰盘上且安装盘顶面压在密封圈上，所述外筒体固定安装在安装盘的中心孔里，所述叶片轴上安装有多级叶片且每个叶片安装在外筒体上的安装槽里，所述外筒体外壁上沿圆周方向均匀分布有多个径向螺纹孔，所述进气喉管通过锥管螺纹连接安装在套筒顶端，所述套筒底部通过定位销安装在空化器顶端且套筒底面与空化器顶面之间安装有齿形垫片，所述空化器通过连接螺钉固定安装在叶片轴顶端定位孔里且空化器安装在叶片轴顶端凹槽里，所述空化器上设有径向出气孔，所述顶丝安装在外筒体上的径向螺纹孔里且顶丝尾部安装在空化器上的径向出气孔里。
2.如权利要求1所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述叶片轴上安装有多级叶片且每级叶片沿圆周方向均匀分布有多个叶片，所述叶片轴上每级叶片与叶片轴轴线之间的夹角沿着叶片轴轴向从下到上依次递增且末级叶片与叶片轴轴线之间的夹角为90～95°。
3.如权利要求1所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述叶片轴下端为圆锥形结构。
4.如权利要求1所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述外筒体中心孔采用渐缩形结构。
5.如权利要求1所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述套筒中心轴线处由中心圆柱孔和中心锥孔组成且中心圆柱孔位于中心锥孔上端，所述套筒上的中心锥孔内壁上沿圆周方向均匀分布有若干条进气槽。
6.如权利要求1所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述空化器上设有机翼形中空叶片且机翼形中空叶片上布有出气狭缝。
7.如权利要求6所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述空化器上的机翼形中空叶片上的出气狭缝与空化器上的径向出气孔连通且出气狭缝的间隙为0.1～1mm。
8.如权利要求1所述的一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于：所述齿形垫片上沿圆周方向均匀分布有四个扇形出气槽且齿形垫片由0.02mm厚度和0.05mm厚度两种规格齿形垫片组合而成。
9.一种权利要求1-8中任一项所述一种旋流式微纳米气泡发生器的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将旋流式微纳米气泡发生器固定安装在污水池中的承载台上，并保证起旋筒出口位于污水水面附近，而进气喉管顶端位于污水水面上方；
步骤二：将污水泵出口通过管路连接在外筒体底部，污水泵抽取污水经由叶片轴与外筒体之间多组叶片来产生旋转水流，并在末级叶片后形成负压吸入气体，空气经由进气喉管进入到套筒内，套筒内空气经由进气槽进入到空化器内，一路空气经由空化器上的机翼形中空叶片出气狭缝通过旋转水流进行剪切产生微气泡，另一路空气经由空化器和套筒之间的齿形垫片上的出气槽通过旋转水流进行剪切产生微气泡，通过多个0.02mm厚的齿形垫片和0.05mm厚的齿形垫片组合来调节套筒底面与空化器顶面之间的距离来调节微气泡的粒径；
步骤三：产生的微气泡经过蜗壳曲线形内腔体多次导向后，最后从起旋筒出口处流出，可有效防止微气泡由于路径一致最后导致已切割的微气泡再聚集。
说明书
一种旋流式微纳米气泡发生器及其生成方法
技术领域
本发明涉及环保设备技术领域，具体地说，特别涉及一种旋流式微纳米气泡发生器及其生成方法。
背景技术
好氧生物处理是目前污水处理工艺中最为常见的处理单元，曝气器是该单元核心设备。曝气器的主要作用是对水体进行充氧，保证微生物正常的生命活动，防止污泥沉降，保证空气与污泥、污水中有机物的充分接触。
现有的主要曝气器类型存在如下问题：(1)气液混合位置位于装置内轴末端的后缘点，尽管负压较大，利于进气，但此处速度很小(即半径为零，故周向速度趋于零)，不利于水流对气流的剪切，气体流出后容易形成连续气柱，不利于离散气泡的生成；(2)进气至气液混合位置的管路过长，会造成一部分负压损失；或者进气元件位于上游流场中，会对水流流动产生不利影响；(3)装置为一体化，一旦在污水处理中堵塞，不易清理，造成装置失效；(4)气泡粒径不可控，生成的气泡尺寸大且在水体的分布不均匀；(5)装置不具备紊流增强结构，曝气器内流场紊乱程度不够，不利于水流对气体的剪切和气泡均匀地分布；(6)部分曝气装置中具有如加压溶气等设备，在大水体处理，尺寸放大后压力容器的安全运行对材料强度和加工方式具有很高要求；(7)部分装置主要依靠较小通流截面来产生高速水流，形成负压吸入气体，并对气体进行剪切，因此原理上装置难以整体放大，不能满足大水体处理的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种旋流式微纳米气泡发生器及其生成方法，其采用静止多级叶栅且末级为中空叶片结构，利用叶栅将水流由平直流转化为旋流，通过多级叶栅安装角度变化，在短流程内将水泵提供的扬程高效地转化为高速的周向水流速度，通过旋转水流对气体的剪切来产生微纳米气泡，运行可靠且不易堵塞。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种旋流式微纳米气泡发生器，包括外筒体、叶片轴、叶片、密封圈、套筒、进气喉管、蜗壳、顶丝、安装盘、空化器、起旋筒、定位销、连接螺钉和齿形垫片，所述蜗壳外壁上沿圆周方向均匀分布有两个起旋筒且起旋筒与蜗壳连通，所述蜗壳底部设有法兰盘且蜗壳中心处设有通孔，所述蜗壳底部法兰盘底面上设有环形凹槽且环形凹槽里安装有密封圈，所述安装盘通过螺钉固定安装在蜗壳底部法兰盘上且安装盘顶面压在密封圈上，所述外筒体固定安装在安装盘的中心孔里，所述叶片轴上安装有多级叶片且每个叶片安装在外筒体上的安装槽里，所述外筒体外壁上沿圆周方向均匀分布有多个径向螺纹孔，所述进气喉管通过锥管螺纹连接安装在套筒顶端，所述套筒底部通过定位销安装在空化器顶端且套筒底面与空化器顶面之间安装有齿形垫片，所述空化器通过连接螺钉固定安装在叶片轴顶端定位孔里且空化器安装在叶片轴顶端凹槽里，所述空化器上设有径向出气孔，所述顶丝安装在外筒体上的径向螺纹孔里且顶丝尾部安装在空化器上的径向出气孔里。
作为本发明的一种优选实施方式，所述叶片轴上安装有多级叶片且每级叶片沿圆周方向均匀分布有多个叶片，每级叶片与叶片轴轴线之间的夹角沿着叶片轴轴向从下到上依次递增且末级叶片与叶片轴轴线之间的夹角为90～95°。
作为本发明的一种优选实施方式，所述叶片轴下端为圆锥形结构。
作为本发明的一种优选实施方式，所述外筒体中心孔采用渐缩形结构。
作为本发明的一种优选实施方式，所述套筒中心轴线处由中心圆柱孔和中心锥孔组成且中心圆柱孔位于中心锥孔上端，所述套筒上的中心锥孔内壁上沿圆周方向均匀分布有若干条进气槽。
作为本发明的一种优选实施方式，所述空化器上设有机翼形中空叶片且机翼形中空叶片上布有出气狭缝。
作为本发明的一种优选实施方式，所述空化器上的机翼形中空叶片上的出气狭缝与空化器上的径向出气孔连通且出气狭缝的间隙为0.1～1mm。
作为本发明的一种优选实施方式，所述齿形垫片上沿圆周方向均匀分布有四个扇形出气槽且齿形垫片由0.02mm厚度和0.05mm厚度两种规格齿形垫片组合而成。
（发明人：张晓博）
