專利名稱:新型液氣射流混合裝置的制作方法
本發明是一種液氣射流混合裝置及其設計安裝方法。
一般常用的液體和氣體混合的設備有兩類一類是機械混合設備，為機械葉輪表面曝氣裝置等。它通過淹沒于液體中的葉輪旋轉，將空氣吸入液體中進行混合。這種設備需要變速裝置，因而結構復雜，運行噪音大，葉輪 和軸等機械轉動部件易磨損和腐蝕。該裝置的動力機械放在混合池頂部，為了承受機械振動及其自重，必須對混合池采取相應的結構措施，從而增加了構筑物的造價。另一類是單級及雙級液氣射流泵，它通過高速液體射流吸入氣體進行混合，但是由于液體與氣體的傳質過程大部分要在混合池內完成，而氣體容易從混合池表面逸出，因而傳質效率不高。而且它不能適應幾何形狀和深度不同的混合池以及池內液位變化較大的場合。本發明就是針對上述裝置存在的問題而研制的一種結構簡單，傳質效率高，適用范圍廣的新型液氣射流混合裝置。
本發明的要點是該裝置由液氣-液射流泵，前置泵組成。見附圖一。液氣-液射流泵是裝置的主泵，它由噴咀、喉管、擴散管及吸入室組成，見附圖二。前置泵由離心泵和單級液氣射流泵或離心泵與空氣壓縮機組成，見附圖一。它們向液氣-液射流泵提供有壓的液氣混合流體。
該裝置的工作原理是離心泵自混合池或貯液池吸入液體加壓后通過液氣射流泵吸入氣體并進行混合，形成有壓液、氣兩相流或由離心泵和氣體壓縮機來形成液、氣兩相流。通過管道壓送到液氣-液射流泵，有壓的液氣混合液自該泵的噴咀噴出，吸入混合池中的液體，液氣射流與被吸液體在混合管內進行動量及質量傳遞，然后由擴散管排出，由于液氣-液射流泵在混合池內吸入并排出液體，因而在混合池內形成了強烈的紊動及旋流作用，使液體與氣體之間的相間接觸面積增大，傳質效率提高。
本發明的另一要點是提出了新型液氣射流裝置中的液氣-液射流泵的設計方法和前置泵(離心泵及液氣射流泵)的選擇，配套設計方法，以及整個裝置的安裝使用方法。
(1)液氣-液射流泵的結構尺寸設計方法噴咀直徑d′1=4Q0(1-qsPaPs)3.14×μ1(p′oro-P′srs)]]>喉管直徑 d13＝d11m]]>擴散管出口直徑d′c=4Q0(1+q1+qsPaPs)3.14Vcφ]]>喉管長度
＝(8～10)d13
上述式中qS＝Qg/QLq1＝QS/QLQg-氣體體積流量;
QL-工作液體流量;
QS-吸入液體流量;
P10-液氣-液射流泵噴咀前混合流體的壓力;
Pa-大氣壓力;
Pc-液氣-液射流泵擴散管出口壓力;
m＝f3/f1;
f1-噴咀出口面積;
f3-喉管進口面積;
μ1-噴嘴流量系數;
φ3-擴散管流速系數;
Vc-擴散管出口流速。
(2)液氣射流泵結構設計方法噴嘴直徑d1=4QL3.14μ2g(P0r0-Par0)]]>喉管直徑
喉管長度lK=[ (0.688m1-0.26)/(ΔP0) (2.42m1+7.77)+1.5( (0.688m1-0.26)/(ΔP0) )]d,上述式中P0-工作液體壓力;
μ-噴嘴流速系數;
m4＝f3/f1;
f3-喉管面積;
f1-噴咀出口面積;
ε-噴咀收縮系數;
(3)本裝置根據用途分為兩類一類是混合攪拌裝置，它有八種安裝方式，見附圖三。附圖三中，(1)所示安裝方式是一臺垂直安裝的液氣射流泵與一臺水平安裝的液氣-液射流泵串聯。(2)所示的安裝方式是一臺垂直安裝的液氣射流泵與四臺并聯水平安裝的液氣-液射流泵串聯。(3)所示的安裝方式是一臺垂直安裝的液氣射流泵與一臺垂直安裝的液氣-液射流泵串聯。(4)所示安裝方式是一臺垂直安裝的液氣射流泵與五臺并聯垂直安裝的液氣-液射流泵串聯。(5)所示的安裝方式是一臺垂直安裝的液氣射流泵與兩臺高度不同水平安裝的液氣-液射流泵并聯。(6)所示安裝方式是一臺垂直安裝的液氣射流泵與兩組四臺并聯液氣-液射流泵并聯。(7)所示的安裝方式是一臺液射流泵淹沒在液面以下與一臺垂直安裝的液氣-液射流泵串聯。(8)所示安裝方式是一臺垂直安裝的淹沒在液下的液氣射流泵與五臺并聯垂直安裝的液氣-液射流泵串聯。另一類是混合輸送裝置，它的安裝方式如圖四所示，是兼有輸送功能的一臺水平面安裝的液氣射流泵與一臺液氣-液射流泵串聯。
按上述方式設計、制造、安裝和使用的新型液氣射流混合裝置具有如下優點(1)它無運動部件淹沒于混合介質中，因而工作可靠，維護方面，噪音小。(2)它采用兩次噴射混合，使液氣兩相之間的接觸面積增加，從而提高了傳質效率。(3)它可用于兩種以上的液體和氣體之間的混合吸收過程并且兼有輸送及攪拌的功能。
本裝置可用于化學工程中的混合、攪拌及氣液吸收設備，污水生化處理過程中的曝氣設備，給水工程中的除鐵曝氣設備及漁業養殖中的增氧設備。
附圖一中1為離心泵，2為閘閥，3為液氣射流泵，4為液氣-液射流泵，5為混合池，6為氣體進口。
附圖二中1為噴咀，2為吸入室，3為喉管，4為擴散管，5為液氣兩相流進口，6為氣液混合流出口，7為液體進口。
附圖三中，符號
代表離心泵，
代表液氣射流泵，
代表液氣-液射流泵，
代表閘閥，
為混合池。
附圖四中1為離心泵，2為閘閥，3為液氣射流泵，4為液氣-液射流泵，5為液體進口，6為氣體進口，7為混合液出口，8為液體進口。
權利要求
1.一種新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是由離心泵和液氣射流泵或離心泵和氣體壓縮機構成的前置泵和液氣-液射流泵組成。
2.如權利要求
1.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是所述的液氣-液射流泵的尺寸結構是按如下方法設計的噴咀直徑d′1=4Q0(1-qsPaPs)3.14×μ1(p′oro-P′srs)]]>喉管直徑 d13＝d11m]]>擴散管出口直徑d′c=4Q0(1+q1+qsPaPs)3.14Vcφ]]>喉管長度 lk＝(8～10)d13所述的液氣射流泵的尺寸結構是按如下方法設計的
3.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置采用由一臺垂直安裝的液氣射流泵與一臺水平安裝的液氣-液射流泵串聯的安裝方式。
4.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置采取由一臺垂直安裝的液氣射流泵與四臺并聯水平安裝的液氣-液射流泵串聯的安裝方式。
5.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置采取由一臺垂直安裝的液氣射流泵與一臺垂直安裝的液氣-液射流泵串聯的安裝方式。
6.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是采取由一臺垂直安裝的液氣射流泵與五臺并聯垂直安裝的液氣-液射流泵串聯的安裝方式。
7.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是采取由一臺垂直安裝的液氣射流泵與兩臺高度不同水平安裝的液氣-液射流泵并聯的安裝方式。
8.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是采取由一臺垂直安裝的液氣射流泵與兩組四臺并聯液氣-液射流泵并聯。
9.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是采取一臺液氣射流泵淹沒在液面以下與一臺垂直安裝的液氣-液射流泵串聯的安裝方式。
10.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是采取一臺垂直安裝淹沒在液下的液氣射流泵與五臺并聯垂直安裝的液氣-液射流泵串聯。
11.如權利要求
1.、2.所述的新的液氣射流混合裝置，其特征是該裝置是采取由一臺水平面安裝的液氣射流泵與一臺液氣-液射流泵串聯的安裝方式。
專利摘要
一種由前置泵和液氣——液射流泵組成的新的 液氣射流混合裝置。該裝置利用前置泵將液體和氣 體混合成為有壓液氣兩相流體，通過液氣——液射 流泵吸入混合池的液體。工作液氣射流與被吸液體 在喉管內進行動量及質量交換，然后通過擴散管排 出，并在混合池內造成強烈紊動及旋流，從而使液氣 兩相間的接觸面積增大，傳質效率提高。此外，這種 裝置還兼有混合及輸送的綜合功能。可用于化學工 程的混合、攪拌，輸送及傳質吸收，污水生化處理工 程的曝氣，給水工程中的除鐵曝氣及漁業養殖等場 合。
文檔編號B05B7/04GK85104555SQ85104555
公開日1987年1月14日 申請日期1985年6月12日
發明者陸宏圻, 王德茂 申請人:武漢水利電力學院機電排灌研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan