[发明专利]一种文丘里管式微气泡发生器

说明书

本发明提供了一种文丘里管式微气泡发生器，涉及污水净化处理、过程强化技术领域，该种文丘里管式微气泡发生器，是在传统文丘里流道上游同轴安装中空旋流组件，使得部分水流通过中空旋流组件的中心空腔时卷吸，混合由注气管注入的气相，从而降低初始成泡粒径，另一部分水流则在起旋叶片作用下形成旋流，助力气泡在文丘里流道内的碎化；在文丘里流道下游同轴安装的导流叶片式破涡板，一方面起到破坏旋转尾流的作用，降低微气泡间的碰撞聚结概率，另一方面会进一步对成泡进行均质和细化，提高成泡质量，本发明的文丘里管式微气泡发生器具有结构紧凑、安装操作方便、运行维护成本低、生成微气泡粒径小且均匀等优点。

技术领域

本发明涉及污水净化处理、过程强化技术领域，尤其是涉及一种文丘里管式微气泡发生器。

背景技术

微气泡相比于常规气泡具有比表面积大、气含率高、不易破碎、黏附效率高、传质效率高等特点，广泛应用于矿物浮选、水质净化处理、水产养殖和生物制药等领域，而产生微气泡的设备常被简称为微气泡发生器。

常用的微气泡发生方式包括溶气释放式、文丘里管式、叶轮旋转剪切混合式、静态剪切混合式等，其中文丘里管式微气泡发生器凭借成泡效率高、结构紧凑、运行维护成本低等优势受到工程技术人员的广泛关注，但同时也存在成泡粒径大、粒径分布不均匀等缺点。

为提升文丘里管式微气泡发生器的成泡质量，拓展应用领域，相关学者及从业人员进行了大量的结构改进设计。李浙昆等人在专利CN201565361U中展示了一种微泡发生器，其特征是借助微孔材料对文丘里流道喉管段进行改进，使得气相经微孔进入喉管内以降低成泡粒径，但微孔材质同时存在易堵塞的风险。章成武等人在专利CN106277150B中提出了一种石油水处理用气浮选微气泡加气装置及其使用方法，通过耦合旋流剪切、微孔扩散等单元成泡技术，调节工业浮选所需的气泡粒径、气泡群密度以及均匀度，该装置同样也存在微孔易堵塞的问题。李华等人在专利CN104772055A中提出了一种微气泡生成装置及其应用，相比于常规结构，其在喉管段管壁上设有一组沿文丘里管的轴心呈对称分布的通气孔，将气体均匀地通入液体内。此改进能够提高初始气泡在流道内分散均匀度，但对于降低成泡平均粒径无明显作用。黄正粱等人在专利CN109550418B中提出了一种旋流型微气泡发生器及气液反应器，其主体基于文丘里流道，但在进水位置采用多个切向管产生旋流的方式强化气泡破碎，以期降低成泡平均粒径，然而整体装置的结构紧凑性有待进一步提高。

由此可知，针对常规文丘里式微气泡发生器的缺点和不足，需要进行大胆的结构革新以提高成泡质量，但同时也要兼顾实用性、结构紧凑性和运行维护成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种文丘里管式微气泡发生器，以解决现有技术中的文丘里微气泡发生器结构不紧凑、成泡粒径不均匀以及运行维护成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种文丘里管式微气泡发生器，包括水流导管，所述水流导管一端为进水口，相对的另一端为出水口，所述水流导管的内腔中顺着水流方向依次设有中空旋流组件、文丘里流道和导流叶片式破涡板；

所述中空旋流组件包括中空圆柱、注气管和起旋叶片，所述中空圆柱设为空腔结构，所述注气管设于所述中空圆柱上且与所述空腔结构导通，所述起旋叶片周向设于所述中空圆柱的外壁面且紧贴所述水流导管的内壁面；

所述文丘里流道位于所述中空旋流组件的下游，且包括收缩段、喉管和扩张段；

所述导流叶片式破涡板位于所述文丘里流道的下游，包括直板段和弯折段。

优选地，所述空腔结构包括顺次设置的导流腔、收缩腔和喉管腔。

优选地，所述注气管与所述喉管腔连通。

优选地，所述收缩腔的收缩角为20°-30°，所述喉管腔的内径为所述中空圆柱外径的1/4-1/3，所述的喉管腔长度为所述中空圆柱总长的2/3-3/4。