一种对转水力空化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水处理设备，尤其是一种用于船舶压载水处理的空化系统。一种对转水力空化系统，包括空化装置及驱动装置；所述的空化装置包括对称设置的两个叶轮，所述两个叶轮的相对面上分别设有若干齿形结构，相邻齿形结构之间形成空腔；所述空腔一端开口于所述叶轮的中心，另一端开口于叶轮的外缘；两个叶轮在所述驱动装置的作用下，沿相反方向旋转。本发明专利技术的对转水力空化系统，当两个叶轮在驱动装置的作用下，沿不同方向对转时，两叶轮之间形成交替的文丘里管结构，对水流产生高强度空化；两个叶轮相对面上的空腔重合后形成周期性的低压区，诱发二次空化；利用空化生成的高温高压及强烈的机械作用杀灭水中的生物体例如微生物、藻类等。藻类等。藻类等。

【技术实现步骤摘要】
一种对转水力空化系统


[0001]本专利技术涉及一种水处理设备，尤其是一种用于船舶压载水处理的空化装置。

技术介绍

[0002]众所周知，国际贸易中大部分以海洋航运为主。据统计，国际贸易中80%的运输量都是通过海上运输来进行。船舶空载和满载过程中，水线位置会发生变化，为确保空载航行时的安全性和经济性，需要将船舶部分压载舱注满水，维持空载航行时的水线。
[0003]对于空载或处于载荷少的状态下的船舶而言，由于需要确保螺旋桨入水深度以及确保空载时的安全航行等，因而在出港前将港口的水（海水、湖水或河水）取用至压载舱以作为压载水。
[0004]船舶压载水中含有大量生物，包括浮游生物、微生物、细菌以及各种物种的卵、幼体或孢子，这些生物在跟随船舶航行的过程中有的因为无法适应温度、盐度等因素的变化而死亡，但有的能够生存下来，并最终随着船舶压载水排入新的环境中。由此导致一个水域的生物或种类繁多的生物组随着压载水传送到另一个地理性隔离水域，如果这些生物因为缺乏天敌或其他原因能够在自然或半自然的生态系统或生境中生长繁殖、建立种群，就可能威胁到这些海湾、河口或内陆水域的生态系统结构及其物种多样性，成为外来入侵种，而且压载水还会传播有害的寄生虫和病原体，甚至可能导致当地物种的灭绝。
[0005]随着国际海事组织针对生态入侵引发的环境问题提出新要求，严格控制有危险微生物和病原体的压载水及残留物的转移，有必要对船舶压载水进行处理。现阶段对压载水处理的方式有物理法和化学法，其中物理法包括过滤法、离心分离法、加热法、紫外线处理法，化学法包括电解法及氯化法。考虑船舶压载水的处理量比较大，现阶段的方法处理效率较低，易产生二次危害介质，且能耗较大，严重制约着船舶经济性指标。
[0006]空化是由于流体内局部压力低于饱和蒸气压而形成的气泡，气泡经历初生、发展，并溃灭，特别是在溃灭过程，形成高温高压射流，同时伴随着热效应、化学效应和机械效应。在水处理领域可利用空化的各类效应进行压载水处理，其中空化过程中形成的高温高压射流形成强大的力量，破坏微生物的外壁，使微生物失去活性，同时，空化过程中产生大量具有强氧化性的羟基自由基，对受到破壁损坏的微生物进行二次破坏，并对压载水环境中的有害物质进行氧化处理，使其形成不会产生污染的物质，特别是在空化热效应的促进下，其处理效果更佳。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有的船舶压载水处理技术存在的问题，提供一种对转水力空化系统，该系统采用多种流动控制部件，减弱主动控制系统的复杂性，通过被动控制的方法，形成高强空化，利用空化生成的高温高压及强烈的机械作用，杀灭压载水中的生物体。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种对转水力空化系统，包括空化装置及驱动装置；所述的空化装置包括对称设置的两个叶轮，所述两个叶轮的相对面上分
别设有若干齿形结构，相邻齿形结构之间形成空腔；所述空腔一端开口于所述叶轮的中心，另一端开口于叶轮的外缘；两个叶轮在所述驱动装置的作用下，沿相反方向旋转。
[0009]进一步优选地，其中一个叶轮上的齿形结构与水平方向平行；另一个叶轮上的齿形结构沿旋转方向与水平方向呈5
‑
15度的倾斜角度。
[0010]进一步优选地，所述空化装置还包括设置在所述叶轮外部的蜗壳，所述蜗壳的内壁设有向内突出的W型结构；所述W型结构中间的结构正对两个叶轮的间隙，两侧的结构分别与两个叶轮构成周向文丘里管结构；所述蜗壳设有出液通道。
[0011]进一步优选地，所述驱动装置包括两个电机；其中一个电机通过传动装置与中空轴连接，所述中空轴与其中一个叶轮连接；另一个电机通过联轴器与另一个叶轮连接。
[0012]进一步优选地，所述中空轴内设有通流管；所述通流管的出口端与所述叶轮的内部空腔连通；入口端连接外部进液设备。
[0013]进一步优选地，所述通流管的入口端连接文丘里管，所述文丘里管的另一端切向连接外部进液设备。
[0014]进一步优选地，所述的传动装置包括两个锥齿轮和一个换向齿轮，其中两个锥齿轮分别固定在电机轴和中空轴上，所述换向齿轮与两个锥齿轮啮合。
[0015]进一步优选地，所述叶轮表面空腔的深度与宽度的比值为1
‑
3。
[0016]进一步优选地，所述两个叶轮表面的空腔数量相等。
[0017]进一步优选地，所述叶轮表面的空腔数量为8
‑
15个。
[0018]本专利技术的对转水力空化系统，当两个叶轮在驱动装置的作用下，沿相反方向对转时，两叶轮之间形成交替的文丘里管结构，对水流产生高强度空化；两个叶轮相对面上的空腔重合后形成周期性的低压区，诱发二次空化；利用空化生成的高温高压及强烈的机械作用杀灭水中的生物体例如微生物、藻类等。
[0019]本专利技术的系统，结构简单紧凑，处理效率较高，不产生二次危险物质，且能耗较低，体积小，便于在船舶上安装，满足船舶经济性指标。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1的对转水力空化系统结构示意图；图2为实施例1中蜗壳的结构示意图；图3为实施例1中上叶轮的结构示意图；图4为实施例1中下叶轮的结构示意图；图5为实施例1中下叶轮示意图；图6为实施例1中的中空轴的示意图；图7为实施例1中对转水力空化系统的半剖视图；图8为图7的局部放大图；图9为实施例2的对转水力空化系统结构示意图；图中：实施例1中：1.第一电机；2. 第一锥齿轮；3.换向齿轮；4.第二锥齿轮；5. 中空轴；5
‑
1. 固定基座；5
‑
2. 上轴肩；5
‑
3. 下轴肩；6.下端盖；7. 下外轴承；8.下外油封；9. 蜗壳9
‑
1.类文丘里结构；9
‑
2.锥形结构；10.上端盖；11. 上油封；12.上轴承；13. 上轴；14. 联轴器；15. 第二电机；16. 上叶轮；16
‑
1.第一空腔的高度；16
‑
2. 第一空腔的宽度；16
‑
3.
第一齿形结构；17. 下叶轮；17
‑
1. 第二齿形结构；17
‑
2. 第二空腔的宽度；17
‑
3第二空腔的高度；17
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4. 螺栓固定孔；17
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5. 内部空腔；17
‑
6. 中心孔；18.上内油封；19.上内轴承；20. 通流管；21.下内轴承；22.下内油封；23.旋流文丘里管；24.涡流二极管；实施例2中，23.直管。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术公开内容的理解更加透彻全面。
[0022]实施例1 本实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对转水力空化系统，包括空化装置及驱动装置；其特征在于：所述的空化装置包括对称设置的两个叶轮，所述两个叶轮的相对面上分别设有若干齿形结构，相邻齿形结构之间形成空腔；所述空腔一端开口于所述叶轮的中心，另一端开口于叶轮的外缘；两个叶轮在所述驱动装置的作用下，沿相反方向旋转。2.根据权利要求1所述的对转水力空化系统，其特征在于：其中一个叶轮上的齿形结构与水平方向平行；另一个叶轮上的齿形结构沿旋转方向与水平方向呈5
‑
15度的倾斜角度。3.根据权利要求1所述的对转水力空化系统，其特征在于：所述空化装置还包括设置在所述叶轮外部的蜗壳，所述蜗壳的内壁设有向内突出的W型结构；所述W型结构中间的峰正对两个叶轮的间隙，两侧的峰分别与两个叶轮构成周向文丘里管结构；所述蜗壳相连的上端盖设有出液通道。4.根据权利要1所述的对转水力空化系统，其特征在于：所述驱动装置包括两个电机；其中一个电机通过传动装置与中空轴连接，所述中空轴与其中一个叶轮连接；另一个电机通过联轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：别海燕，任万龙，郝宗睿，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：