專利名稱：一種機械噴射高效消除泡沫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理過程中機械噴射高效消除泡沫裝置，可廣泛應(yīng)用于消除因表面活性劑或部分高分子有機物或微生物而產(chǎn)生的泡沫。
背景技術(shù)：
水處理和發(fā)酵工業(yè)中常常會因生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量泡沫而陷入困境，造成生產(chǎn)效率低下。實際中，處理泡沫的方式一般有兩種:1、加入化學(xué)物質(zhì)，如采用油類等作為消泡劑；或采用強氧化性的殺菌劑等控制泡沫。雖然使用化學(xué)藥劑消除泡沫，有一定的時效，但會增加水處理廠的運行費用，并且在使用化學(xué)藥劑后，對出水水質(zhì)產(chǎn)生較大影響和剩余物質(zhì)的處理都會是問題。在CN1097357A中使用表面活性劑進行消泡，其生產(chǎn)成本高，并且表面活性劑的適用本身就可能會產(chǎn)生一定的泡沫，消泡效率也不理想；在CN16135357A中公開了一種高溫消泡劑，由消泡活性物質(zhì)、乳化劑、有機硅乳化劑、分散介質(zhì)水構(gòu)成，成分復(fù)雜，使用極其不方便。另外，從環(huán)保的角度看，化學(xué)消泡劑的不安全還有對人有毒，造成二次污染。2、采用機械消泡裝置，常用的機械裝置有:(1)耙式消泡槳，(2)旋轉(zhuǎn)圓板式消泡裝置，(3)旋轉(zhuǎn)葉片機械消泡裝置，(4)離心式消泡，(5)變徑孔式消泡槳。在CN1692967A、CN1692968A、CN201524436U中均使用了消泡塔，但是消泡塔設(shè)備復(fù)雜，其通過塔板進行消泡，對塔板制作要求很高，而且絕大多數(shù)塔板經(jīng)常會發(fā)生提前泛液，無法操作。在CN201321408Y中公開了一種射水消泡器，通過對水加壓噴射消除泡沫，但其使用受到很大的限制，由于水的噴射必然會對整個體系產(chǎn)生影響，在一定的生產(chǎn)中要盡量避免過多水的引入。在CN1244135A中對液體進行攪拌曝氣同時消泡，但設(shè)備復(fù)雜造價昂貴，并不適合工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。泡沫是氣體在相對 少量液體中的粗分散體系。純液體不可能維持泡沫的穩(wěn)定。這可從一個簡單的熱力學(xué)論點加以理解。對于一個單組分系統(tǒng)，它含有足夠的表面積將總能量分散在其上，其吉布斯自由能函數(shù)為:dG=Vdp-SdT-rdA (I)其中r:液體的表面張力A:每摩爾的表面積
f在此，r=—(2)
V oA Jt P將⑵式積分，得AG = rAA (3)其中Λ G: —定溫度和壓力下自由能的變化量泡沫在不同壓力下穩(wěn)定性不同，壓力越大，泡沫越穩(wěn)定。泡沫質(zhì)量一定時，壓力越大，泡沫半徑越??；泡膜的面積越大，液膜變得越薄，排液速度越低。如果將方程(3)用到泡沫，我們可以看到由于泡沫之間的聚結(jié)而引起的表面積下降，會減少系統(tǒng)的自由能，從熱力學(xué)角度來看，由純液體組成的泡沫是不穩(wěn)定的。
從經(jīng)濟性、環(huán)保性、實用性等角度綜合考慮，機械消泡無疑是最佳選擇?，F(xiàn)階段所呈現(xiàn)的各種消泡裝置專利中，單純采用機械力使液膜破裂，在實際應(yīng)用中勢必會有很多不足。新的機械消泡方法亟待研究。針對消泡裝置的現(xiàn)狀及消泡領(lǐng)域的需求，我單位從泡沫穩(wěn)定性機理研究出發(fā)，結(jié)合界面膜的界面鋪展性質(zhì)，深入研究，設(shè)計了機械噴射高效消除泡沫裝置，在驗證試驗中，取得良好消泡效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種污水處理過程中消除泡沫的裝置，其所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，從泡沫液膜性質(zhì)出發(fā)研究，提供一種低成本、消泡效果好的泡沫消除裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:一種機械噴射高效消除泡沫裝置，包括一個主體罐；一個設(shè)置在主體罐前端的文丘里管；一個與文丘里管連接的泡沫噴射管，泡沫經(jīng)由文丘里管進入泡沫噴射管內(nèi)；至少一個位于泡沫噴射管下方并與之相連接的折流板，在泡沫噴射管內(nèi)的破碎液及部分未破碎泡沫經(jīng)噴口噴出，在折流板的作用下改變方向；至少一個與折流板連接的波紋板，經(jīng)折流板改變方向的破碎液及部分未破碎泡沫分布至波紋板的填料上，細泡在填料上平面鋪展，氣體逃逸，最終消泡；一個位于波紋板下方排出消泡后液體的液體出口。所述波紋板的數(shù)量沒有特殊的限制，優(yōu)選為f 10個，更優(yōu)選Γ4個。所述折流板的數(shù)量沒有特殊的限制，優(yōu)選為Γ20，更優(yōu)選為Γ8個。所述波紋板為波紋板，選自陶瓷波紋板、聚丙烯孔板波紋板、聚丙烯絲網(wǎng)波紋板、不銹鋼孔板波紋板、不銹鋼絲網(wǎng)波紋板中的任一種，波紋板具有碾壓的細紋。進一步的，所述波紋板經(jīng)過改性處理，利于細泡鋪展從而使氣體逃逸進行消泡。所述文丘里管由入口圓管段(Α)、均壓環(huán)(B)、圓錐收縮段(C)、圓筒喉部(D)、圓錐擴散段(E)組成，入口圓管段(A)吸泡沫口的直徑是圓錐擴散段(E)泡沫出口直徑的
0.8-1.2倍，圓錐收縮段(C)優(yōu)選為兩種不同的收縮段。所述泡沫噴射管是內(nèi)置多根簇狀管道型噴射管，管道內(nèi)壁為刺狀碎泡物。所述入口圓管段(A)吸泡沫口的直徑是圓錐擴散段(E)泡沫出口直徑的1.0倍。所述折流板的上端與泡沫噴射管的下端外壁連接；連接可以是任意的形式，如焊接，鉚接等等。所述折流板的數(shù)目可以根據(jù)需要增加或者減少，其數(shù)量的確定與普通折流板的確定方法是根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)、流量、換熱器大小和折流板大小確定的。進一步的，所述折流板與泡沫噴射管連接方式是可拆卸的連接方式，多個折流板沿泡沫噴射管的下端外周均勻分布。所述與波紋板連接的折流板的下端的中部或板角或其他位置與波紋板的上端的邊相連接，連接可以是任意的形式，如焊接，鉚接等等；進一步的，所述與波紋板連接的折流板的下端的中部或板角或其他位置與波紋板的上端的邊的連接方式是可拆卸的連接方式。所述泡沫噴射管、折流板、波紋板位于主體罐內(nèi)；整個設(shè)備與消泡塔不同，其運輸使用安裝方便快捷。 本發(fā)明在研究泡沫性質(zhì)和消泡原理的基礎(chǔ)上研制而成，其工作原理:利用文丘里管不斷形成負壓，將泡沫吸入泡沫噴射管內(nèi)，經(jīng)過泡沫噴射管拉伸、破碎，破碎液及部分未破碎泡沫由噴口噴出，經(jīng)折流板改變方向后被分布到一經(jīng)改性處理的波紋板填料上，細泡在填料平面鋪展，氣體逃逸，最終造成消泡。本噴射消泡裝置適用于因表面活性劑或部分高分子有機物或微生物而產(chǎn)生的泡沫，并可以根據(jù)需要改變噴射管噴射速度及填料板填料。本發(fā)明機械噴射高效消除泡沫裝置結(jié)構(gòu)簡單，但機理深入。批量生產(chǎn)后，運行成本較低，既不污染環(huán)境又高效解決泡沫所帶來的困擾；泡沫去除效果穩(wěn)定高效、安裝操作管理均便捷靈活。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為噴射管側(cè)面圖和噴射管剖面圖，左圖為側(cè)面圖，右圖為剖面圖；圖3為折流板俯視圖；圖4為波紋板側(cè)面圖和波紋板俯視圖，左圖為側(cè)面圖，右圖為剖面圖；圖5為文丘里管外形簡圖；圖6為折流板與泡沫噴射管的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為波紋板與折流板的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標記為:1、主體罐；2、文丘里管；
3、噴射管；4、折流板；5、波紋板；6、液體出口 ；A、入口圓管段；B、均壓環(huán)；C、圓錐收縮段；D、圓筒喉部；E、圓錐擴散段。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖和具體實`施方式對本發(fā)明進一步說明如下:本發(fā)明機械噴射高效消除泡沫裝置包括主體罐與文丘里管構(gòu)成一個組合體。消泡器的泡沫進口是文丘里管泡沫進口，在主體罐內(nèi)，文丘里管與泡沫噴射管相接，噴射管下方連接的折流板，以及折流板連接的波紋板填料。在主體罐的底部是液體出口。本發(fā)明機械噴射高效消除泡沫裝置實施例，它是由主體罐與文丘里管構(gòu)成一個組合體。圖2為噴射管側(cè)面圖和噴射管剖面圖，左圖為側(cè)面圖，右圖為剖面圖；圖3為折流板俯視圖；圖4為波紋板側(cè)面圖和波紋板俯視圖，左圖為側(cè)面圖，右圖為剖面圖；圖5為文丘里管外形簡圖；如圖所示:消泡器的泡沫進口是文丘里管泡沫進口，在主體罐內(nèi)，文丘里管與泡沫噴射管相接,通過文丘里管產(chǎn)生的負壓,泡沫被吸到泡沫噴射管中,通過噴射管內(nèi)構(gòu)件拉伸、破碎,破碎液及部分未破碎泡沫由噴口噴出，噴射管下方連接的折流板，經(jīng)折流板改變方向后被分布到波紋板填料上。細泡在填料平面鋪展，氣體逃逸，最終造成消泡。泡沫破碎后的液體經(jīng)主體罐底部的液體出口流出。如圖6所示:多個折流板的上端與泡沫噴射管的下端外壁連接，連接可以是任意的形式，如焊接，鉚接等等，優(yōu)選的連接方式是可拆卸的連接方式，多個折流板沿泡沫噴射管的下端外周均勻分布。所述折流板的數(shù)目可以根據(jù)需要增加或者減少，其數(shù)量的確定與普通折流板的確定方法一樣，也是根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)、流量、換熱器大小和折流板大小確定的。如圖7所示，與波紋板連接的折流板的下端的中部或板角或其他位置與波紋板的上端的邊相連接，連接可以是任意的形式，如焊接，鉚接等等，優(yōu)選的連接方式是可拆卸的連接方式。實施例一參照圖1，泡沫通過文丘里管入口進入文丘里管，入口圓管段吸泡沫口的直徑是擴散段泡沫出口直徑的0.8倍，在噴射管內(nèi)，泡沫在管道內(nèi)壁刺狀碎泡物的作用下被拉伸、破碎，隨后經(jīng)過四片折流板進入陶瓷波紋板，細泡進一步在填料上鋪展，消泡，最終液體經(jīng)出口排出主體罐。實施例二參照圖1，泡沫通過文丘里管入口進入文丘里管，入口圓管段吸泡沫口的直徑是擴散段泡沫出口直徑的1.0倍，在噴射管內(nèi)，泡沫在管道內(nèi)壁刺狀碎泡物的作用下被拉伸、破碎，隨后經(jīng)過八片折流板進入聚丙烯孔板波紋板，細泡進一步在填料上鋪展，消泡，最終液體經(jīng)出口排出主體罐。實施例三參照圖1，泡沫通過文丘里管入口進入文丘里管，入口圓管段吸泡沫口的直徑是擴散段泡沫出口直徑的1.2倍，在噴射管內(nèi)，泡沫在管道內(nèi)壁刺狀碎泡物的作用下被拉伸、破碎，隨后經(jīng)過八片折流板進入聚丙烯絲網(wǎng)波紋板，細泡進一步在填料上鋪展，消泡，最終液體經(jīng)出口排出主體罐。實施例四參照圖1，泡沫通過文丘里管入口進入文丘里管，入口圓管段吸泡沫口的直徑是擴散段泡沫出口直徑的0.8倍，在噴射管內(nèi)，泡沫在管道內(nèi)壁刺狀碎泡物的作用下被拉伸、破碎，隨后經(jīng)過四片折流板進入不銹鋼孔板波紋板，波紋板填料經(jīng)改性處理，細泡進一步在填料上鋪展，消泡，最終液體 經(jīng)出口排出主體罐。實施例五 參照圖1，泡沫通過文丘里管入口進入文丘里管，入口圓管段吸泡沫口的直徑是擴散段泡沫出口直徑的1.0倍，在噴射管內(nèi)，泡沫在管道內(nèi)壁刺狀碎泡物的作用下被拉伸、破碎，隨后經(jīng)過八片折流板進入不銹鋼絲網(wǎng)波紋板，波紋板填料經(jīng)改性處理，細泡進一步在填料上鋪展，消泡，最終液體經(jīng)出口排出主體罐。實施例六參照圖1，泡沫通過文丘里管入口進入文丘里管，入口圓管段吸泡沫口的直徑是擴散段泡沫出口直徑的1.0倍，在噴射管內(nèi)，泡沫在管道內(nèi)壁刺狀碎泡物的作用下被拉伸、破碎，隨后經(jīng)過八片折流板進入不銹鋼絲網(wǎng)波紋板，波紋板填料經(jīng)改性處理，細泡進一步在填料上鋪展，消泡，最終液體經(jīng)出口排出主體罐。
權(quán)利要求
1.一種機械噴射高效消除泡沫裝置，其特征在于:包括一個主體罐(I);一個設(shè)置在主體罐(I)前端的文丘里管(2)個與文丘里管(2)連接的泡沫噴射管(3)，泡沫經(jīng)由文丘里管(2)進入泡沫噴射管(3)內(nèi)；至少一個位于泡沫噴射管(3)下方并與之相連接的折流板(4)，在泡沫噴射管(3)內(nèi)的破碎液及部分未破碎泡沫經(jīng)噴口噴出，在折流板(4)的作用下改變方向；至少一個與折流板(4)連接的波紋板(5),經(jīng)折流板(4)改變方向的破碎液及部分未破碎泡沫分布至波紋板(5)的填料上，細泡在填料上平面鋪展，氣體逃逸，最終消泡；一個位于波紋板(5)下方排出消泡后液體的液體出口(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除泡沫裝置，其特征在于:所述波紋板(5)的數(shù)量為f10個；所述波紋板(5)為“P”波紋板，選自陶瓷波紋板、聚丙烯孔板波紋板、聚丙烯絲網(wǎng)波紋板、不銹鋼孔板波紋板、不銹鋼絲網(wǎng)波紋板中的任一種，波紋板具有碾壓的細紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除泡沫裝置，其特征在于:文丘里管(2)由入口圓管段(A)、均壓環(huán)(B)、圓錐收縮段(C)、圓筒喉部(D)、圓錐擴散段(E)組成，入口圓管段(A)吸泡沫口的直徑是圓錐擴散段(E)泡沫出口直徑的0.8-1.2倍，圓錐收縮段(C)優(yōu)選為兩種不同的收縮段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除泡沫裝置，其特征在于:泡沫噴射管(3)是內(nèi)置多根簇狀管道型噴射管，管道內(nèi)壁為刺狀碎泡物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的消除泡沫裝置，其特征在于:所述入口圓管段(A)吸泡沫口的直徑是圓錐擴散段(E)泡沫出口直徑的1.0倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除泡沫裝置，其特征在于:所述折流板(4)的上端與泡沫噴射管(3)的下端外壁連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的消 除泡沫裝置，其特征在于:所述折流板(4)與泡沫噴射管(3)連接方式是可拆卸的連接方式，多個折流板(4)沿泡沫噴射管的下端外周均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除泡沫裝置，其特征在于:所述與波紋板(5)連接的折流板(4)的下端的中部或板角或其他位置與波紋板(5)的上端的邊相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除泡沫裝置，其特征在于:所述與波紋板(5)連接的折流板(4)的下端的中部或板角或其他位置與波紋板(5)的上端的邊的連接方式是可拆卸的連接方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除泡沫裝置，其特征在于:所述泡沫噴射管(3)、折流板(4)、波紋板(5)位于主體罐(I)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以機械方式噴射消泡為機理的高效消除泡沫裝置，裝置具有文丘里管吸泡沫口、泡沫噴射管碎泡管口、折流板、改性處理的波紋板填料、廢液排出口。該裝置依據(jù)空吸作用、機械高壓噴泡破泡機理、泡沫流道界面鋪展性質(zhì)設(shè)計的，通過文丘里管產(chǎn)生的負壓，泡沫被吸到泡沫噴射管中，通過噴射管內(nèi)部一系列構(gòu)件最終造成消泡。本裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)構(gòu)簡單、運行成本低、操作管理便捷，泡沫處理效果好，不僅提高了生產(chǎn)效率，又保護了人類環(huán)境。
文檔編號C02F1/20GK103112914SQ201310052618
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者董彬, 常志東, 李文軍, 孫長艷, 劉世香, 周花蕾, 車平 申請人:北京科技大學(xué)