一种耦合空化处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种耦合空化处理装置。在一个实施例中，所述装置包括：流体空化发生器、超声换能器和反应室，所述流体空化发生器的出水端与所述反应室相通；所述反应室包括平行设置的反射板和辐射面；所述反射板与所述辐射面构成一个扁平空间，所述反射板反射所述辐射面接收所述超声换能器辐射的超声波，经过所述反射板和所述辐射面对超声波的多次反射和叠加，使所述反应室内的声场得到强化，从而形成沿所述反应室横向铺展的大面积的超声空化云；所述超声换能器位于辐射面一侧。本发明专利技术实施例实现了三种处理技术的高效耦合，在能源、环保、化工、医药等领域具有许多潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合空化处理装置
本专利技术涉及空化
，尤其涉及一种耦合空化处理装置。
技术介绍
空化是指液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空泡的形成、发展和溃灭的过程。空泡膨胀-溃灭的过程时间极短，瞬间聚集的高能量，可广泛应用于众多工业领域，例如：清洗、制浆、材料切割、岩石破碎、油井解堵、材料的超细粉碎、改善材料的表面性能、有机污染物降解、促进化学反应等。空化分为两种，一种是超声空化，一种是水力空化，将性质相差很大的空化形式高效的耦合在一起是很困难的，因为水力空化的阈值很低，产生的空泡尺寸很大，形成水力空化云之后对超声波形成屏蔽效应，抑制了超声波与外侧水力空泡的相互作用，使耦合局限于很小的范围。目前，空化装置多采用单一的空化反应器，鲜有报道以不同空化方式相结合的处理装置，而且难以保证空化的强度和稳定性，更难以解决超声波能量衰减的问题，影响了空化反应装置效能的发挥，并限制了耦合空化技术的进一步推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的局限和不足，提供了一种耦合空化处理装置。为实现上述目的，本专利技术提供了一种耦合空化处理装置，该装置包括：流体空化发生器、超声换能器和反应室，流体空化装置的出水端与反应室相通；反应室包括平行设置的反射板和辐射面；反射板与辐射面构成一个扁平空间，反射板反射辐射面接收超声换能器辐射的超声波，经过反射板和辐射面对超声波的多次反射和叠加，使反应室内的声场得到强化，从而形成沿反应室横向铺展的大面积的超声空化云；超声换能器位于辐射面一侧。优选地，反应室还包括调节装置，用于调节反射板与辐射面之间的距离。优选地，反应室靠近出水口的一端设有挡水板，用于均化反应室内的压力场。优选地，超声换能器为一个或多个，工作频率为10KHz-5000KHz。优选地，流体空化发生器中的空化发生装置还包括孔板、簧片哨、文丘里管、阻流体、共振腔和反射体中的一种或多种。优选地，反射板为透明玻璃。优选地，耦合空化处理装置还包括紫外光源，位于反射板外侧，用于向反应室中耦合空化区辐照紫外线。本专利技术实施例实现了一种耦合空化处理装置，其扁平状的反应室，使辐射面和反射板间的距离更短，通过声波的反射，入射声波和反射声波可以相互叠加，增强声能的利用。同时高速流体从侧向进入反应室，通过流体空化发生器中的空化发生装置形成薄片状水力空化云，减少了对超声波的屏蔽，实现了水力空化和超声空化的高效耦合。解决了耦合空化会造成超声波能量衰减的问题。超声空化和水力空化处理技术的高效耦合，可以有效地对反应室中的流体进行处理，可用于能源、环保、化工、医药等领域。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种耦合空化处理装置示意图。图2为本专利技术实施例提供的一种耦合空化处理装置剖面结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的一种耦合空化处理装置整体示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本专利技术实施例提供的一种耦合空化处理装置示意图。如图1所示，该耦合空化处理装置包括：反应室6、超声换能器4和流体空化发生器2，其中，反应室6上端具有反射板7、下端具有辐射面5，反射板7与辐射面5构成一个扁平空间。超声换能器4，通过辐射面5与反应室6相连，流体空化发生器2，通过孔板3与反应室6相通。反射板7反射辐射面5接收超声换能器4辐射的超声波，经过反射板7和辐射面5对超声波的多次反射和叠加，使反应室6内的声场得到强化，从而形成沿反应室横向铺展的大面积的超声空化云。超声空化云与流体空化发生器2产生的薄片状水力空化云，在反应室6中相互叠加形成耦合空化区，共同处理流经反应室6的流体。反射板7、辐射面5平行设置，使反应室6形状为扁平状。调节装置8可以控制反射板7与辐射面5之间的距离。在一个例子中，耦合空化处理装置还可以包括紫外光源10(图2、3中未示出)，用于向反应室6中超声空化云与水力空化云相互叠加形成耦合空化区辐照紫外线，超声空化、水力空化及紫外光源辐照，三种处理方式共同对流经反应室6的高速流体进行处理。反射板7是透明玻璃，用于透射紫外光源10辐照的紫外线，而反应室6中反射板7和辐射面5形成的扁状平空间使紫外线最大限度的与空泡互相作用，避免了空泡对紫外光的散射。实现了水力空化和超声空化高效耦的合同时，将紫外线射入耦合空化区，形成三种空化处理技术的高效耦合。解决了耦合空化会造成超声波能量衰减的问题，同时避免了空泡对紫外线的散射，实现了三种处理技术的高效耦合。图2为本专利技术实施例提供的一种耦合空化处理装置剖面结构示意图。如图2所示，利用水泵提供的压力使流体高速的从入水管1流入流体空化发生器2(以孔板为例)，由于孔板3上存在一个或多个圆形孔12，且孔板3上的圆形孔12按线性布置，当高速流体经过孔板3时，流经通道截面的突然缩小使流体流速增大，压力骤然减小，在孔板3附近的区域形成负压力区和恢复压力区。通过孔板3的高速流体在负压力区产生空泡，空泡在恢复压力区溃灭，从而形成薄片状水力空化云，这种薄片状水力空化云有效降低了水力空化云对超声波的屏蔽作用。利用超声换能器4，将接收到的电能转换为超声波，通过辐射面5传递至反应室6中。超声波经过反应室6中反射板7和辐射面5的多次反射和叠加，使反应室6内的声场得到强化，从而形成沿反应室横向铺展的大面积的超声空化云。超声空化云与水力空化云在反应室6中相互叠加，形成耦合空化区。如图1所示，紫外光源10，向所述反应室6中的耦合空化区辐照紫外线，形成了三种处理技术的高效耦合。所处理的高速流体可以是无机溶液(水、液氨、液态二氧化碳等)、有机溶液(苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯等)、乳化液或悬浮液，也可以是添加各种溶质、染料、荧光物质、催化剂或反应物、颗粒物等的流体。可用于能源、环保、化工、医药、科研等众多领域。图3为本专利技术实施例提供的一种耦合空化处理装置整体示意图。如图3所示，本实施例中超声换能器4设置于反应室6的底部，超声换能器4数量为多个，工作频率为10KHz-5000KHz。流体空化发生器设置于反应室6的一侧通过孔板3与反应室6相连。耦合空化处理装置的放置位置不限于水平放置，也可以出口朝上的垂直放置，或倾斜放置(便于排气)。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施方式而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合空化处理装置，其特征在于，所述装置包括：流体空化发生器(2)、超声换能器(4)和反应室(6)，所述流体空化发生器(2)的出水端与所述反应室(6)相通；所述反应室(6)包括平行设置的反射板(7)和辐射面(5)；所述反射板(7)与所述辐射面(5)构成一个扁平空间，所述反射板(7)反射所述辐射面(5)接收所述超声换能器(4)辐射的超声波，经过所述反射板(7)和所述辐射面(5)对超声波的多次反射和叠加，使所述反应室(6)内的声场得到强化，从而形成沿所述反应室(6)横向铺展的大面积的超声空化云；所述超声换能器(4)位于辐射面(5)一侧。

【技术特征摘要】
1.一种耦合空化处理装置，其特征在于，所述装置包括：流体空化发生器(2)、超声换能器(4)和反应室(6)，所述流体空化发生器(2)的出水端与所述反应室(6)相通；所述反应室(6)包括平行设置的反射板(7)和辐射面(5)；所述反射板(7)与所述辐射面(5)构成一个扁平空间，所述反射板(7)反射所述辐射面(5)接收所述超声换能器(4)辐射的超声波，经过所述反射板(7)和所述辐射面(5)对超声波的多次反射和叠加，使所述反应室(6)内的声场得到强化，从而形成沿所述反应室(6)横向铺展的大面积的超声空化云；所述超声换能器(4)位于辐射面(5)一侧；所述反应室(6)还包括调节装置(8)，用于调节反射板(7)与所述辐射面(5)之间的距离；所述超声空化云与所述流体空化发生器(2)产生薄片状水力空化云，所述薄片状水力空化云在所述反应室(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：白立新，林伟军，邓京军，李超，徐德龙，吴鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11