氣泡發生器及螺旋微氣泡發生混合裝置的制作方法

本實用新型涉及水處理技術領域，具體是一種氣泡發生器及螺旋微氣泡發生混合裝置。

背景技術：

近年來，我國大部分油田都進入了開發后期，以聚合物驅為主的深部調驅采油技術已成為油田提高采收率的主要措施之一。與注水驅相比，注聚驅采出液的物化性質更加復雜，由于聚合物的增加，導致油水分離難度增大，傳統設備表現出極大的不適應性，室內研究表明含聚采出液污水經過曝氣處理后，可以提高后續設備的油水分離效率。

曝氣是將空氣中的氧強制向污水中轉移的過程，目的是獲得充足的氧，以達到對污水中有機物氧化分解作用，微氣泡發生器是曝氣的關鍵部件，關系到是否獲得足夠的溶解氧。

常規微氣泡發生器主要有微孔曝氣器或旋流氣液混合器，微孔曝氣器自微孔將空氣擴散到待處理的水中；但是油田含聚污水污染物多、污染物顆粒小、含油高的特點，使得微孔曝氣器的曝氣微孔易堵塞，導致充氧效率的降低，增加運行成本，此外，由于曝氣器的微孔結構，還需對進氣進行除塵處理，進一步增加了運行費用；氣液混合器采用中心套筒、擋流板、擴散罩等結構使氣、水混合。旋流氣液混合器的旋流進口精度要求高，加工難度大，對污水的適應性差，難以控制氣量、氣泡直徑，不同的污水水質，其切向進口和溢流口均需試驗調整，增加了較大的調試費用。

技術實現要素：

為了克服現有的氣泡發生器易堵塞以及加工精度要求高的不足，本實用新型提供了一種氣泡發生器，以達到避免堵塞和降低生產成本的目的。

本實用新型還提供了一種及螺旋微氣泡發生混合裝置，以達到污染物與水能夠有效分離的目的。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種氣泡發生器，氣泡發生器包括：外管；液體射流組件，液體射流組件能夠產生液體射流，液體射流組件的入口與進液管連接，液體射流組件的出口位于外管的內部；進氣管，進氣管的進氣端置于外管的外部，進氣管的出氣端置于外管內并位于液體射流組件的出口處。

進一步地，液體射流組件包括：漸縮管，漸縮管具有大徑端和小徑端，漸縮管的大徑端與進液管連接，漸縮管的小徑端置于外管內；內嘴，內嘴的入口與漸縮管的小徑端連接，內嘴的出口為液體射流組件的出口。

進一步地，內嘴的內孔為錐形孔，內孔的大徑端朝向漸縮管，內孔的錐度為1°至3°；漸縮管的錐度為18°至22°。

進一步地，漸縮管的大徑端設置有第一法蘭，外管的第一端設置第一配合法蘭，漸縮管通過第一法蘭和第一配合法蘭固定于外管的第一端處。

進一步地，液體射流組件的軸線與外管的軸線重合，進氣管的軸線與外管的軸線之間具有夾角，夾角的大小為43°至53°。

進一步地，外管具有第一端和第二端，液體射流組件設置在外管的第一端，氣泡發生器還包括氣液混合組件，氣液混合組件固定設置在外管的第二端。

進一步地，氣液混合組件包括喉管和漸擴管，喉管的入口端與外管的第二端連接，喉管的出口端與漸擴管的小徑端連接。

進一步地，漸擴管的錐度為8°至15°。

進一步地，喉管的入口端設置有第二法蘭，外管的第二端設置有第二配合法蘭，喉管通過第二法蘭與第二配合法蘭固定于外管的第二端處，并且喉管的內徑小于外管的第二端的內徑。

本實用新型還提供了一種螺旋微氣泡發生混合裝置，包括上述氣泡發生器。

進一步地，氣泡發生器包括依次連接的外管、喉管和漸擴管，螺旋微氣泡發生混合裝置還包括：螺旋混合部件，螺旋混合部件為螺旋管狀結構，螺旋混合部件的入口端與漸擴管的大徑端固定連接；離子壯大筒，離子壯大筒具有內部容納空間以及連通內部容納空間的離子壯大筒入口和離子壯大筒出口，螺旋混合部件的出口與離子壯大筒入口連接。

進一步地，螺旋混合部件盤繞在離子壯大筒的外部，離子壯大筒入口位于離子壯大筒的側壁下部，離子壯大筒出口位于離子壯大筒的頂壁。

本實用新型的有益效果是，設置液體射流組件和進氣管，通過液體射流組件產生液體射流，從而在液體射流組件出口處形成真空，便于將空氣由進氣管吸入，并使液體射流與空氣充分混合，由于沒有使用微孔結構，可以有效避免堵塞的情況發生，而且本申請的氣泡發生器對于精度要求較低，可以有效降低生產成本。

由于本實用新型整套裝置中沒有微孔結構，所以阻力小，能耗低。

由于本實用新型整套裝置中沒有切向旋流及溢流結構，所以加工難度減小，調試簡單。

本實用新型中的氣泡發生器從本質上解決了堵塞和氣阻損耗問題，可以長期保持氣體壓力穩定，保證污水中的充氣量和充氧量。

本實用新型中的氣泡發生器可以穩定地保持微氣泡定量穩定產生。

本實用新型中的螺旋微氣泡發生混合裝置采用了螺旋混合部件，可以使微氣泡在污水中均勻無死角分布，有效地保證了污水的處理效果。

本實用新型中的螺旋微氣泡發生混合裝置將氣泡發生器和螺旋混合部件的有機結合，可以讓微氣泡與含聚污水中微細顆粒充分結合、反應，并在螺旋混合部件中碰撞，通過離子壯大筒形成紊流并壯大，為含聚污水后續的處理提供穩定混合體。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施方式一中氣泡發生器的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施方式一中液體射流組件的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施方式二中螺旋微氣泡發生混合裝置的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施方式二中螺旋混合組件與離子壯大筒的裝配結構示意圖；

圖5為本實用新型實施方式二中離子壯大筒的剖視結構示意圖。

圖中附圖標記：10、外管；11、第一配合法蘭；12、第二配合法蘭；20、液體射流組件；21、漸縮管；22、內嘴；23、第一法蘭；30、進氣管；41、喉管；42、漸擴管；43、第二法蘭；50、螺旋混合部件；60、離子壯大筒；61、筒中；62、筒芯；63、筒壁；70、氣水出口管；80、進液管。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

實施方式一

如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供了一種氣泡發生器，氣泡發生器包括外管10、液體射流組件20和進氣管30。外管10為三通管，包括沿軸向設置的第一端和第二端以及設置在外管10管壁上的第三端。液體射流組件20設置在外管10的第一端，液體射流組件20的入口與進液管80連通，液體射流組件20的出口設置在外管10的內部，上述液體射流組件20能夠產生高速液體射流。上述進氣管30設置在外管10的第三端，進氣管30的進氣端置于外管10的外部，進氣管30的出氣端穿過外管10的第三端伸入至外管10內部，并且進氣管30的出氣端位于液體射流組件20的出口處。

設置液體射流組件20和進氣管30，通過液體射流組件20產生液體射流，從而在液體射流組件20出口處形成真空，便于將空氣由進氣管30吸入，并使液體射流與空氣充分混合，由于沒有使用微孔結構，可以有效避免堵塞的情況發生，而且本申請的氣泡發生器對于精度要求較低，可以有效降低生產成本。

具體地，如圖1所示，本實用新型實施例中的液體射流組件20包括漸縮管21和內嘴22。漸縮管21沿液體射流的流動方向直徑逐漸減小，該漸縮管21包括大徑端和小徑端，漸縮管21的大徑端與進液管80連接，漸縮管21的小徑端置于外管10內。內嘴22為管狀結構，該內嘴22具有內孔，內嘴22的入口與漸縮管21的小徑端連接，內嘴22的出口為液體射流組件20的出口。需要說明的是，本實用新型實施例中的內嘴22的內孔為錐形孔，該內孔的大徑端直徑與漸縮管21的小徑端的直徑相同。

具體地，該內孔的錐度為1°至3°，內孔的長徑比為小端2:1，即內孔的長度與內孔小端的直徑比值為2:1。漸縮管21的錐度為18°至22°，長徑比為小端3:1，即漸縮管21的長度與漸縮管21的小端直徑比值為3:1。本實用新型實施例中內嘴22的錐度和長徑比決定液體射流組件20產生的液體射流速度、流體形態以及抽吸壓力(吸氣用的負壓)。

如圖1和圖2所示，本實用新型實施例中的漸縮管21的大徑端設置有第一法蘭23，外管10的第一端設置有第一配合法蘭11，漸縮管21通過第一法蘭23和第一配合法蘭11固定于外管10的第一端處。優選地，上述進液管80設置有入水固定法蘭，上述入水固定法蘭與第一法蘭23配合并用于與外管10的第一端固定，在各法蘭之間設置有用于密封的密封圈。

本實用新型實施例中的進氣管30設置在外管10的第三端，上述漸縮管21和內嘴22的軸線均與外管10的軸線重合。上述進氣管30的軸線與外管10的軸線之間具有夾角a，在本實施例中，該夾角a的大小為43°至53°，當然，夾角a也可設置為其它角度，只要使進氣管30的軸線與外管10的軸線之間形成夾角即可，在此不作限制。如圖1所示，進氣管30的進氣端靠近外管10的第一端，即進氣管30朝向外管10的第一端傾斜。將進氣管30傾斜設置，可以有效提升進氣量，試驗證明，當進氣管30與外管10的軸線夾角在43°至53°之間時，進氣管30的進氣量為垂直于外管10軸線設置方式的進氣量的1.25倍。

如圖1所示，本實用新型實施例中的氣泡發生器還包括氣液混合組件，氣液混合組件固定設置在外管10的第二端。該氣液混合組件包括喉管41和漸擴管42。喉管41的入口端與外管10的第二端連接，喉管41的出口端與漸擴管42的小徑端連接。

本實用新型實施例中液體在液體射流組件20的作用下形成高速液體射流，并從內嘴22出口噴射出，同時在內嘴22出口附近形成真空區域，并由進氣管30吸入外界空氣與液體射流進行混合。上述液體射流與空氣在喉管41和漸擴管42內初步混合，產生大量微氣泡。本實用新型實施例中的漸縮管21的長度和錐度、漸擴管42的長度和錐度以及喉管41的長度共同決定了氣泡的直徑和液體的充氧能力。具體地，本實用新型實施例中的漸擴管42的錐度為8°至15°，漸擴管42的長徑比為小端2.2:1，即漸擴管42的長度與漸擴管42小端直徑的比值為2.2:1，喉管41的長徑比為2:1，即喉管41的長度與喉管41的直徑比值為2:1。

如圖1所示，喉管41的入口端設置有第二法蘭43，外管10的第二端設置有第二配合法蘭12，喉管41通過第二法蘭43與第二配合法蘭12固定于外管10的第二端處，并且喉管41的內徑小于外管10的第二端的內徑，以保證流體在進入喉管41時流速得到提升。

實施方式二

如圖3至圖5所示，本實用新型還提供了一種螺旋微氣泡發生混合裝置，包括實施方式一的氣泡發生器、螺旋混合部件50和離子壯大筒60。該氣泡發生器的結構、工作原理以及有益效果與實施方式一相同，在此不再贅述。螺旋混合部件50為螺旋管狀結構，螺旋混合部件50的入口端與漸擴管42的大徑端固定連接。離子壯大筒60為筒狀結構，離子壯大筒60具有內部容納空間以及連通內部容納空間的離子壯大筒入口和離子壯大筒出口，螺旋混合部件50的出口與離子壯大筒入口連接。

具體地，螺旋混合部件50盤繞在離子壯大筒60的外部，離子壯大筒入口位于離子壯大筒60的側壁下部，離子壯大筒出口位于離子壯大筒60的頂壁。上述離子壯大筒出口處設置有氣水出口管70。

本實用新型實施例中的螺旋混合部件50與上述漸擴管42的出口端連接，與空氣進行初步混合的液體能夠進入到螺旋混合部件50中進行更進一步地混合。其中，螺旋混合部件50的管徑大小和螺旋圈數影響本實用新型實施例中的氣水混合效果。即螺旋混合部件50的管徑與漸擴管42的出口端直徑相同，以保證氣水混合效率。螺旋混合部件50的螺旋圈數影響液體的處理量，即液體處理量越多，所需的螺旋圈數越大，本實用新型實施例中的螺旋混合部件50的螺旋圈數在4圈至12圈之間。

在經過螺旋混合部件50后，液體在螺旋混合部件50中強制混合、流動，由于螺旋混合部件50為螺旋管狀結構，隨著液體在長螺旋流道中流動會產生流體加速，使液體加速進入到離子壯大筒60內。

由于加速進入的離子壯大筒60的液體壓力的部分釋放，從而在離子壯大筒60的筒壁63、筒中61和筒芯62處分別形成不同的雷諾數，因此產生了離子壯大筒中不同區域的不同流動狀態。即在筒壁63處產生過渡流，在筒中61處產生層流，在筒芯62處產生紊流。從而為進一步的分離提供穩定的氣、液混合體，最后液體由氣水出口管70排出。

需要說明的是，本實用新型實施例中的液體包括但不限于聚合物驅產生的污水，上述空氣包括但不限于氧氣。

從以上的描述中，可以看出，本實用新型的實施方式一和實施方式二實現了如下技術效果：

由于整套裝置中沒有微孔結構，所以阻力小，能耗低。

由于整套裝置中沒有切向旋流及溢流結構，所以加工難度減小，調試簡單。

該裝置從本質上解決了堵塞和氣阻損耗問題，可以長期保持氣體壓力穩定，保證污水中的充氣量和充氧量。

本實用新型中的氣泡發生器可以穩定地保持微氣泡定量穩定產生。

該裝置采用了螺旋混合部件50，可以使微氣泡在污水中均勻無死角分布，有效地保證了污水的處理效果。

氣泡發生器和螺旋混合部件50的有機結合，可以讓微氣泡與含聚污水中微細顆粒充分結合、反應，并在螺旋混合部件中碰撞，通過離子壯大筒形成紊流并壯大，為含聚污水后續的處理提供穩定混合體。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施例，不能以其限定實用新型實施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，都應仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實用新型中的技術特征與技術特征之間、技術特征與技術方案之間、技術方案與技術方案之間均可以自由組合使用。