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专利号: 2017114651213
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种对流式多齿状涡流场声空化反应器,包括反应器(1),其特征在于,在反应器(1)的侧壁上自上而下分布多个超声换能器(2),在反应器(1)的顶部和底部上开设有进水口,在反应器(1)的上侧壁开设有出水口,在顶部和底部的进水口上分别设置有多齿状涡流式进水管(3),且顶部和底部的多齿状涡流式进水管(3)的出水端相对,多齿状涡流式进水管(3)的进水方向与反应器(1)的中心轴平行且与超声换能器(2)的声波传播方向相互垂直,使超声换能器(2)产生的声场与多齿状涡流式进水管(3)产生的涡流场联合形成混沌流场;

所述多齿状涡流式进水管(3)包括管体,所述管体的出水端包括内外套接的内层管(31)和外层管(32),沿着水流方向,外层管(32)管口距内层管(31)管口的水平距离为15~

25mm,内层管(31)或/和外层管(32)的出水管口为多齿状结构,使经过管体的出水在管口处形成多齿状涡流混沌场;所述的多齿状结构为矩形齿状、锯齿状、半椭圆齿状或者抛物线形齿状。

2.根据权利要求1所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述内层管(31)或/和外层管(32)为锯齿状,在管体的展开图中,以水流方向为y轴,管体的周向延伸方向为x轴,锯齿形管口的线性曲线为:y=±k(x-na)

其中:k为斜率,取值为0.577~1.732;a为齿间距,取值为20~25mm;n为锯齿的个数;当x=(n-1)*a+a/2时,y的取值为5.77~17.32mm。

3.根据权利要求1所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述内层管(31)或/和外层管(32)为半椭圆齿状,在管体的展开图中,以水流方向为y轴,管体的周向延伸方向为x轴,半椭圆齿的线性曲线为:其中:b为半椭圆的长半轴,即半椭圆齿的齿高,b=10~20mm,a为半椭圆的短半轴,即半椭圆齿的齿根部半宽度,a=5~10mm。

4.根据权利要求1所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述内层管(31)或/和外层管(32)为抛物线形齿状,在管体的展开图中,以水流方向为y轴,管体的周向延伸方向为x轴,抛物线形齿的线性曲线为:y=±m(x-na)2

其中,m为常数,m=0.5;a为两个抛物线形齿的顶点之间的距离,a=11~12.6mm;n为抛物线形齿的个数;当x=(n-1)*a+a/2时,y的取值为15~20mm。

5.根据权利要求1~4任一项所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述顶部和底部设置的多齿状涡流式进水管(3)的出水端之间的间距不小于50mm。

6.根据权利要求5所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述多齿状涡流式进水管(3)是并列设置在反应器(1)顶部或底部的多个,一个多齿状涡流式进水管(3)与相邻一个多齿状涡流式进水管(3)之间的水平间距不小于25mm。

7.根据权利要求6所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述多齿状涡流式进水管(3)的管体是直管或者弯管或者文丘里管或者同心套管。

8.根据权利要求7所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,所述超声换能器(2)在反应器(1)的侧壁上沿着周向均匀分布。

9.根据权利要求8所述的对流式多齿状涡流场声空化反应器,其特征在于,上下相邻超声换能器(2)之间的间距不小于50mm。