本實(shí)用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種氣泡發(fā)生器及螺旋微氣泡發(fā)生混合裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，我國(guó)大部分油田都進(jìn)入了開發(fā)后期，以聚合物驅(qū)為主的深部調(diào)驅(qū)采油技術(shù)已成為油田提高采收率的主要措施之一。與注水驅(qū)相比，注聚驅(qū)采出液的物化性質(zhì)更加復(fù)雜，由于聚合物的增加，導(dǎo)致油水分離難度增大，傳統(tǒng)設(shè)備表現(xiàn)出極大的不適應(yīng)性，室內(nèi)研究表明含聚采出液污水經(jīng)過(guò)曝氣處理后，可以提高后續(xù)設(shè)備的油水分離效率。

曝氣是將空氣中的氧強(qiáng)制向污水中轉(zhuǎn)移的過(guò)程，目的是獲得充足的氧，以達(dá)到對(duì)污水中有機(jī)物氧化分解作用，微氣泡發(fā)生器是曝氣的關(guān)鍵部件，關(guān)系到是否獲得足夠的溶解氧。

常規(guī)微氣泡發(fā)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(kuò)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(diǎn)，使得微孔曝氣器的曝氣微孔易堵塞，導(dǎo)致充氧效率的降低，增加運(yùn)行成本，此外，由于曝氣器的微孔結(jié)構(gòu)，還需對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行除塵處理，進(jìn)一步增加了運(yùn)行費(fèi)用；氣液混合器采用中心套筒、擋流板、擴(kuò)散罩等結(jié)構(gòu)使氣、水混合。旋流氣液混合器的旋流進(jìn)口精度要求高，加工難度大，對(duì)污水的適應(yīng)性差，難以控制氣量、氣泡直徑，不同的污水水質(zhì)，其切向進(jìn)口和溢流口均需試驗(yàn)調(diào)整，增加了較大的調(diào)試費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

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

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種氣泡發(fā)生器，氣泡發(fā)生器包括：外管；液體射流組件，液體射流組件能夠產(chǎn)生液體射流，液體射流組件的入口與進(jìn)液管連接，液體射流組件的出口位于外管的內(nèi)部；進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的進(jìn)氣端置于外管的外部，進(jìn)氣管的出氣端置于外管內(nèi)并位于液體射流組件的出口處。

進(jìn)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(jìn)液管連接，漸縮管的小徑端置于外管內(nèi)；內(nèi)嘴，內(nèi)嘴的入口與漸縮管的小徑端連接，內(nèi)嘴的出口為液體射流組件的出口。

進(jìn)一步地，內(nèi)嘴的內(nèi)孔為錐形孔，內(nèi)孔的大徑端朝向漸縮管，內(nèi)孔的錐度為1°至3°；漸縮管的錐度為18°至22°。

進(jìn)一步地，漸縮管的大徑端設(shè)置有第一法蘭，外管的第一端設(shè)置第一配合法蘭，漸縮管通過(guò)第一法蘭和第一配合法蘭固定于外管的第一端處。

進(jìn)一步地，液體射流組件的軸線與外管的軸線重合，進(jìn)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(jìn)一步地，外管具有第一端和第二端，液體射流組件設(shè)置在外管的第一端，氣泡發(fā)生器還包括氣液混合組件，氣液混合組件固定設(shè)置在外管的第二端。

進(jìn)一步地，氣液混合組件包括喉管和漸擴(kuò)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(kuò)管的小徑端連接。

進(jìn)一步地，漸擴(kuò)管的錐度為8°至15°。

進(jìn)一步地，喉管的入口端設(shè)置有第二法蘭，外管的第二端設(shè)置有第二配合法蘭，喉管通過(guò)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(nèi)徑小于外管的第二端的內(nèi)徑。

本實(shí)用新型還提供了一種螺旋微氣泡發(fā)生混合裝置，包括上述氣泡發(fā)生器。

進(jìn)一步地，氣泡發(fā)生器包括依次連接的外管、喉管和漸擴(kuò)管，螺旋微氣泡發(fā)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(jié)構(gòu)，螺旋混合部件的入口端與漸擴(kuò)管的大徑端固定連接；離子壯大筒，離子壯大筒具有內(nèi)部容納空間以及連通內(nèi)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(jìn)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(cè)壁下部，離子壯大筒出口位于離子壯大筒的頂壁。

本實(shí)用新型的有益效果是，設(shè)置液體射流組件和進(jìn)氣管，通過(guò)液體射流組件產(chǎn)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(jìn)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(jié)構(gòu)，可以有效避免堵塞的情況發(fā)生，而且本申請(qǐng)的氣泡發(fā)生器對(duì)于精度要求較低，可以有效降低生產(chǎn)成本。

由于本實(shí)用新型整套裝置中沒有微孔結(jié)構(gòu)，所以阻力小，能耗低。

由于本實(shí)用新型整套裝置中沒有切向旋流及溢流結(jié)構(gòu)，所以加工難度減小，調(diào)試簡(jiǎn)單。

本實(shí)用新型中的氣泡發(fā)生器從本質(zhì)上解決了堵塞和氣阻損耗問(wèn)題，可以長(zhǎng)期保持氣體壓力穩(wěn)定，保證污水中的充氣量和充氧量。

本實(shí)用新型中的氣泡發(fā)生器可以穩(wěn)定地保持微氣泡定量穩(wěn)定產(chǎn)生。

本實(shí)用新型中的螺旋微氣泡發(fā)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(wú)死角分布，有效地保證了污水的處理效果。

本實(shí)用新型中的螺旋微氣泡發(fā)生混合裝置將氣泡發(fā)生器和螺旋混合部件的有機(jī)結(jié)合，可以讓微氣泡與含聚污水中微細(xì)顆粒充分結(jié)合、反應(yīng)，并在螺旋混合部件中碰撞，通過(guò)離子壯大筒形成紊流并壯大，為含聚污水后續(xù)的處理提供穩(wěn)定混合體。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式一中氣泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施方式一中液體射流組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施方式二中螺旋微氣泡發(fā)生混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施方式二中螺旋混合組件與離子壯大筒的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施方式二中離子壯大筒的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)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(nèi)嘴；23、第一法蘭；30、進(jìn)氣管；41、喉管；42、漸擴(kuò)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(jìn)液管。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。

實(shí)施方式一

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

設(shè)置液體射流組件20和進(jìn)氣管30，通過(guò)液體射流組件20產(chǎn)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(jìn)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(jié)構(gòu)，可以有效避免堵塞的情況發(fā)生，而且本申請(qǐng)的氣泡發(fā)生器對(duì)于精度要求較低，可以有效降低生產(chǎn)成本。

具體地，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的液體射流組件20包括漸縮管21和內(nèi)嘴22。漸縮管21沿液體射流的流動(dòng)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(jìn)液管80連接，漸縮管21的小徑端置于外管10內(nèi)。內(nèi)嘴22為管狀結(jié)構(gòu)，該內(nèi)嘴22具有內(nèi)孔，內(nèi)嘴22的入口與漸縮管21的小徑端連接，內(nèi)嘴22的出口為液體射流組件20的出口。需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中的內(nèi)嘴22的內(nèi)孔為錐形孔，該內(nèi)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(nèi)孔的錐度為1°至3°，內(nèi)孔的長(zhǎng)徑比為小端2:1，即內(nèi)孔的長(zhǎng)度與內(nèi)孔小端的直徑比值為2:1。漸縮管21的錐度為18°至22°，長(zhǎng)徑比為小端3:1，即漸縮管21的長(zhǎng)度與漸縮管21的小端直徑比值為3:1。本實(shí)用新型實(shí)施例中內(nèi)嘴22的錐度和長(zhǎng)徑比決定液體射流組件20產(chǎn)生的液體射流速度、流體形態(tài)以及抽吸壓力(吸氣用的負(fù)壓)。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的漸縮管21的大徑端設(shè)置有第一法蘭23，外管10的第一端設(shè)置有第一配合法蘭11，漸縮管21通過(guò)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(yōu)選地，上述進(jìn)液管80設(shè)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(shè)置有用于密封的密封圈。

本實(shí)用新型實(shí)施例中的進(jìn)氣管30設(shè)置在外管10的第三端，上述漸縮管21和內(nèi)嘴22的軸線均與外管10的軸線重合。上述進(jìn)氣管30的軸線與外管10的軸線之間具有夾角a，在本實(shí)施例中，該夾角a的大小為43°至53°，當(dāng)然，夾角a也可設(shè)置為其它角度，只要使進(jìn)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(jìn)氣管30的進(jìn)氣端靠近外管10的第一端，即進(jìn)氣管30朝向外管10的第一端傾斜。將進(jìn)氣管30傾斜設(shè)置，可以有效提升進(jìn)氣量，試驗(yàn)證明，當(dāng)進(jìn)氣管30與外管10的軸線夾角在43°至53°之間時(shí)，進(jìn)氣管30的進(jìn)氣量為垂直于外管10軸線設(shè)置方式的進(jìn)氣量的1.25倍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的氣泡發(fā)生器還包括氣液混合組件，氣液混合組件固定設(shè)置在外管10的第二端。該氣液混合組件包括喉管41和漸擴(kuò)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(kuò)管42的小徑端連接。

本實(shí)用新型實(shí)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(nèi)嘴22出口噴射出，同時(shí)在內(nèi)嘴22出口附近形成真空區(qū)域，并由進(jìn)氣管30吸入外界空氣與液體射流進(jìn)行混合。上述液體射流與空氣在喉管41和漸擴(kuò)管42內(nèi)初步混合，產(chǎn)生大量微氣泡。本實(shí)用新型實(shí)施例中的漸縮管21的長(zhǎng)度和錐度、漸擴(kuò)管42的長(zhǎng)度和錐度以及喉管41的長(zhǎng)度共同決定了氣泡的直徑和液體的充氧能力。具體地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的漸擴(kuò)管42的錐度為8°至15°，漸擴(kuò)管42的長(zhǎng)徑比為小端2.2:1，即漸擴(kuò)管42的長(zhǎng)度與漸擴(kuò)管42小端直徑的比值為2.2:1，喉管41的長(zhǎng)徑比為2:1，即喉管41的長(zhǎng)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(shè)置有第二法蘭43，外管10的第二端設(shè)置有第二配合法蘭12，喉管41通過(guò)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(nèi)徑小于外管10的第二端的內(nèi)徑，以保證流體在進(jìn)入喉管41時(shí)流速得到提升。

實(shí)施方式二

如圖3至圖5所示，本實(shí)用新型還提供了一種螺旋微氣泡發(fā)生混合裝置，包括實(shí)施方式一的氣泡發(fā)生器、螺旋混合部件50和離子壯大筒60。該氣泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及有益效果與實(shí)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(jié)構(gòu)，螺旋混合部件50的入口端與漸擴(kuò)管42的大徑端固定連接。離子壯大筒60為筒狀結(jié)構(gòu)，離子壯大筒60具有內(nèi)部容納空間以及連通內(nèi)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(cè)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(shè)置有氣水出口管70。

本實(shí)用新型實(shí)施例中的螺旋混合部件50與上述漸擴(kuò)管42的出口端連接，與空氣進(jìn)行初步混合的液體能夠進(jìn)入到螺旋混合部件50中進(jìn)行更進(jìn)一步地混合。其中，螺旋混合部件50的管徑大小和螺旋圈數(shù)影響本實(shí)用新型實(shí)施例中的氣水混合效果。即螺旋混合部件50的管徑與漸擴(kuò)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(shù)影響液體的處理量，即液體處理量越多，所需的螺旋圈數(shù)越大，本實(shí)用新型實(shí)施例中的螺旋混合部件50的螺旋圈數(shù)在4圈至12圈之間。

在經(jīng)過(guò)螺旋混合部件50后，液體在螺旋混合部件50中強(qiáng)制混合、流動(dòng)，由于螺旋混合部件50為螺旋管狀結(jié)構(gòu)，隨著液體在長(zhǎng)螺旋流道中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生流體加速，使液體加速進(jìn)入到離子壯大筒60內(nèi)。

由于加速進(jìn)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(shù)，因此產(chǎn)生了離子壯大筒中不同區(qū)域的不同流動(dòng)狀態(tài)。即在筒壁63處產(chǎn)生過(guò)渡流，在筒中61處產(chǎn)生層流，在筒芯62處產(chǎn)生紊流。從而為進(jìn)一步的分離提供穩(wěn)定的氣、液混合體，最后液體由氣水出口管70排出。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中的液體包括但不限于聚合物驅(qū)產(chǎn)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(shí)用新型的實(shí)施方式一和實(shí)施方式二實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

由于整套裝置中沒有微孔結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，所以加工難度減小，調(diào)試簡(jiǎn)單。

該裝置從本質(zhì)上解決了堵塞和氣阻損耗問(wèn)題，可以長(zhǎng)期保持氣體壓力穩(wěn)定，保證污水中的充氣量和充氧量。

本實(shí)用新型中的氣泡發(fā)生器可以穩(wěn)定地保持微氣泡定量穩(wěn)定產(chǎn)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(wú)死角分布，有效地保證了污水的處理效果。

氣泡發(fā)生器和螺旋混合部件50的有機(jī)結(jié)合，可以讓微氣泡與含聚污水中微細(xì)顆粒充分結(jié)合、反應(yīng)，并在螺旋混合部件中碰撞，通過(guò)離子壯大筒形成紊流并壯大，為含聚污水后續(xù)的處理提供穩(wěn)定混合體。

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