可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其包括具有氣體排放管的氣體積聚室、氣體供應(yīng)單元和可調(diào)節(jié)氣體排放單元?？烧{(diào)節(jié)氣體排放單元包括可滑動(dòng)地設(shè)置在氣體排放管的下部上的可伸長(zhǎng)氣體管和設(shè)置在可伸長(zhǎng)氣體管下面的氣頂；以使當(dāng)可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)或向下移動(dòng)時(shí)，積聚在氣體積聚室內(nèi)的攪拌氣體的體積減小或增大；從而改變排放的脈沖氣流的頻率和強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】
可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明一般涉及氣體/液體攪拌或混合，并且更具體地，涉及能夠改變排放氣泡的強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器。
【背景技術(shù)】
[0002]液體可以通過(guò)機(jī)械設(shè)備和螺旋槳混合、由液體本身通過(guò)栗送循環(huán)保持以及通過(guò)其它裝置攪拌。氣體混合具有沖刷作用和浮選效果的優(yōu)點(diǎn)。沖刷作用能夠用于凈化表面，比如中空纖維膜和反應(yīng)器的壁表面。浮選效果能夠有助于固體顆粒在液體中均勻懸浮而不沉淀。
[0003]氣體混合可以是連續(xù)或間歇或脈沖的。連續(xù)氣體混合是簡(jiǎn)單的，一般使用曝氣設(shè)備而實(shí)現(xiàn)，比如用于提供連續(xù)氣體供應(yīng)的曝氣擴(kuò)散器?；旌弦笏牧?。間歇性氣體攪拌能夠利用較低能量通過(guò)它們的離散氣泡攪拌獲得水湍流，但是出于相同目的，連續(xù)氣體攪拌需要較高能量消耗。在許多情況下，攪拌的液體需要一段時(shí)間(比如幾秒)變得平靜;不定向連續(xù)氣體供應(yīng)反而導(dǎo)致能量偏移。間歇性氣體供應(yīng)能夠通過(guò)閥門(mén)切換實(shí)現(xiàn)，但是頻繁切換(特別是以幾秒范圍內(nèi)的頻率)，將導(dǎo)致閥門(mén)疲勞故障。通過(guò)運(yùn)用氣壓突變?cè)矶圃斓拿}沖氣體攪拌器沒(méi)有機(jī)械變化;氣體供應(yīng)可以是連續(xù)的，但是氣體排放可以是脈沖的。
[0004]浸入的超濾/微濾中空纖維膜已經(jīng)廣泛運(yùn)用于液體-固體分離過(guò)程，比如用于污水處理過(guò)程的膜生物反應(yīng)器(MBR)，以及用于水處理和循環(huán)過(guò)程的膜化學(xué)反應(yīng)器(MCR)。在這些過(guò)程中，氣體沖洗是至關(guān)重要的以便防止薄膜表面污染。然而，由于氣體沖洗需要較高的能量消耗，如何節(jié)約能量并達(dá)到預(yù)定空氣沖洗效果已經(jīng)成為關(guān)鍵技術(shù)。氣體洗滌能夠使膜纖維旋轉(zhuǎn)，使得污染物不能積聚在膜表面上。同時(shí)，氣體使得固體(比如污泥或絮凝劑)均勻分布在液體中。
[0005]盡管機(jī)械攪拌在液體-液體和液體-固體混合過(guò)程中是有效的，但是它們有時(shí)會(huì)受到介質(zhì)的限制，例如，強(qiáng)酸和高鹽度液體對(duì)金屬具有腐蝕作用。使用惰性氣體作為攪拌動(dòng)力能夠克服這些不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器。在一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器包括具有倒置殼體的氣體積聚室，所述倒置殼體具有在被浸入液體中時(shí)的向下液體可連通開(kāi)口并具有通過(guò)氣體積聚室頂部的氣體排放管;氣體供應(yīng)單元，其用于在高于向下液體可連通開(kāi)口的位置處、在氣體積聚室內(nèi)提供攪拌氣體，以使攪拌氣體積聚在氣體積聚室內(nèi)；和可調(diào)節(jié)氣體排放單元，其用于以脈沖氣流形式間歇排放積聚在氣體積聚室內(nèi)的攪拌氣體，其中可調(diào)節(jié)氣體排放單元包括可滑動(dòng)地設(shè)置在氣體排放管下部之上的可伸長(zhǎng)氣體管和設(shè)置在可伸長(zhǎng)氣體管下面的氣頂；以使可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)或向下移動(dòng)時(shí)，積聚在氣體積聚室內(nèi)的攪拌氣體的體積減小或增大;從而改變排放脈沖氣流的頻率和強(qiáng)度。
[0007]在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，氣體積聚室具有矩形或圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0008]在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，氣體供應(yīng)單元包括與外部氣體供應(yīng)源氣體連通的氣體供應(yīng)管。在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，外部氣體供應(yīng)源是連續(xù)、間歇或波動(dòng)的。在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，氣體供應(yīng)單元進(jìn)一步包括設(shè)置在氣體供應(yīng)管遠(yuǎn)端、用于所供應(yīng)氣流的控制的氣體供應(yīng)噴嘴。
[0009]在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，氣頂具有可變高度的側(cè)壁和防止液體直接流過(guò)氣頂?shù)牡撞浚⑶铱缮扉L(zhǎng)氣體管的底部末端和氣頂?shù)牡撞恐g的距離是可改變的。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器進(jìn)一步包括氣體排放管和可伸長(zhǎng)氣體管之間的緊固裝置，以便防止積聚在氣體積聚室內(nèi)的氣體從氣體排放管和可伸長(zhǎng)氣體管之間的間隙中逸出。
[0011]在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)氣體排放單元進(jìn)一步包括整體連接可伸長(zhǎng)氣體管和氣頂以使它們能夠共同向上移動(dòng)和向下移動(dòng)的三個(gè)或更多徑向支撐件。在可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的一個(gè)進(jìn)一步實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)氣體排放單元進(jìn)一步包括耦接至氣頂?shù)撞康钠揭蒲b置以用于將可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器進(jìn)一步包括能夠可拆卸地插入至氣體排放管中的管道大小控制器，其中管道大小控制器能夠以不同內(nèi)徑改變以改變排放氣泡的大小和形狀。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器進(jìn)一步包括設(shè)置在氣體積聚室內(nèi)的可調(diào)節(jié)隔板，其中可調(diào)節(jié)隔板能夠改變氣室的體積以便控制所排放氣泡的體積。
[0014]在氣體混合過(guò)程中，混合氣泡的頻率和強(qiáng)度是控制混合效果的關(guān)鍵因素。因此，通過(guò)基于混合要求機(jī)械控制混合器部件，調(diào)節(jié)混合氣泡的釋放頻率和強(qiáng)度以便達(dá)到最優(yōu)混合效果;這是可調(diào)節(jié)氣體混合器超過(guò)靜態(tài)氣體混合器的最大優(yōu)點(diǎn)。
[0015]從以下結(jié)合附圖對(duì)其優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0016]現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0017]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的剖視圖。
[0018]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)氣體排放單元的等距視圖。
[0019]圖3示出通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)氣體排放單元的位置調(diào)節(jié)氣體積聚室內(nèi)積聚的氣體體積。
[0020]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的操作。
[0021]圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的剖視圖。
[0022]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]通過(guò)參考以下本發(fā)明的某些實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】，可以更容易理解本發(fā)明。
[0024]在整個(gè)申請(qǐng)中，其中參考了多個(gè)出版物，這些出版物的全部公開(kāi)內(nèi)容在此以引用形式并入本申請(qǐng)中，以便更充分描述本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的狀態(tài)。
[0025]本發(fā)明提供一種可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其用于需要脈沖氣流以提供液體混合的情形中。簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器采用可調(diào)節(jié)氣體排放單元，以便根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求改變排放氣體的速度和強(qiáng)度。
[0026]現(xiàn)參考圖1，提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器。如圖1所示，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器I包括具有倒置殼體的氣體積聚室10，所述倒置殼體具有在被浸入液體中時(shí)的向下液體可連通開(kāi)口 ；氣體供應(yīng)單元20，其用于在高于向下液體可連通開(kāi)口的位置處、在氣體積聚室10內(nèi)提供攪拌氣體;和可調(diào)節(jié)氣體排放單元30，其用于根據(jù)積聚在氣體積聚室1內(nèi)的氣體體積排放脈沖氣流。
[0027]氣體積聚室10能夠具有各種形狀和結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，其具有矩形或圓柱形結(jié)構(gòu)。氣體積聚室10具有通過(guò)其頂部的氣體排放管11，如圖1所示，在這個(gè)頂部，氣體排放管11允許液體經(jīng)過(guò)氣體積聚室。
[0028]氣體供應(yīng)單元20優(yōu)選地提供連續(xù)氣體供應(yīng);但是也不局限于氣體供應(yīng);能夠使用各種氣體供應(yīng)，只要能夠滿足根據(jù)具體應(yīng)用的排放脈沖氣體的要求。如圖1所示，氣體供應(yīng)單元20包括與外部氣體供應(yīng)源(未示出)氣體連通的氣體供應(yīng)管21，其中外部氣體供應(yīng)源能夠是連續(xù)、間歇或波動(dòng)的，優(yōu)選是連續(xù)的。在某些實(shí)施例中，所供應(yīng)的氣體是空氣。在某些實(shí)施例中，供應(yīng)氣體是適用于任何具體應(yīng)用的任何純化氣體。氣體供應(yīng)單元20進(jìn)一步包括具有氣體供應(yīng)孔口的氣體供應(yīng)噴嘴22，其設(shè)置在氣體供應(yīng)管21的遠(yuǎn)端處以控制所供應(yīng)的氣流。在某些實(shí)施例中，氣體供應(yīng)噴嘴是大阻力氣體供應(yīng)設(shè)備以在與并行可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器共同工作且氣體供應(yīng)噴嘴未以精確水平安裝時(shí)，防止不均勻分布。
[0029]可調(diào)節(jié)氣體排放單元30包括可滑動(dòng)地設(shè)置在氣體排放管11下部之上的可伸長(zhǎng)氣體管31和設(shè)置在可伸長(zhǎng)氣體管31下面的氣頂32。在某些實(shí)施例中，氣體排放管11、可伸長(zhǎng)氣體管31和氣頂32具有圓柱形結(jié)構(gòu)。氣頂32具有根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的可變高度的側(cè)壁和防止液體直接流過(guò)氣頂32的底部。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，可伸長(zhǎng)氣體管31的底部末端和氣頂32的底部之間的距離是可改變的。當(dāng)組裝氣體排放管U、可伸長(zhǎng)氣體管31與氣頂32時(shí)，液體連通在氣體積聚室10內(nèi)的外部空間和內(nèi)部空間之間建立，以使積聚在氣體積聚室10內(nèi)的氣體以脈沖氣泡流排放至外部液體。對(duì)于可伸長(zhǎng)氣體管31的存在，能夠調(diào)整用于排放脈沖氣泡流的通道的總體長(zhǎng)度以便控制脈沖頻率。在某些實(shí)施例中，可以在氣體排放管11和可伸長(zhǎng)氣體管31之間提供緊固裝置，以將可伸長(zhǎng)氣體管31緊固在其位置，其中緊固裝置能夠是任何適合的裝置，比如螺栓或鎖。在某些實(shí)施例中，氣體排放管和可伸長(zhǎng)氣體管之間的緊固裝置用于防止積聚在氣體積聚室內(nèi)的氣體從氣體排放管和可伸長(zhǎng)管之間的間隙中逸出。在某些實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)氣體排放單元30進(jìn)一步包括如圖2所示的三個(gè)或更多徑向支撐件34，其用于整體連接可伸長(zhǎng)氣體管31和氣頂32，其中氣頂32被牢固固定至可伸長(zhǎng)氣體管31以使它們能夠共同向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。可調(diào)節(jié)氣體排放單元30進(jìn)一步包括固定可調(diào)節(jié)氣體排放單元30并上下調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)氣體排放單元30的平移裝置33，比如螺栓上的兩個(gè)螺母。
[0030]圖3示出通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)氣體排放單元的位置調(diào)節(jié)氣體積聚室內(nèi)積聚的氣體體積；(a)當(dāng)可調(diào)節(jié)氣體排放單元向下移動(dòng)時(shí)，增大積聚在氣體積聚室內(nèi)的氣體體積，使得所排放的氣泡強(qiáng)度增大；以及(b)當(dāng)可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)時(shí)，減小積聚在氣體積聚室內(nèi)的氣體體積，使得所排放的氣泡強(qiáng)度減小。
[0031]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的脈沖氣體攪拌器的操作；(I)開(kāi)始將小的不定向連續(xù)氣體供應(yīng)至氣體積聚室中；(2)增大氣體體積和壓力；(3)排放來(lái)自氣體積聚室的加壓氣體以釋放加壓的脈沖氣流;以及(4)重復(fù)在氣體積聚室內(nèi)積聚氣體。
[0032]在某些實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器I進(jìn)一步包括能夠可拆卸地插入至氣體排放管11中的管道大小控制器。管道大小控制器能夠以不同內(nèi)徑改變，以改變所排放氣泡的大小和形狀。
[0033]現(xiàn)參考圖5，在某些實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器I進(jìn)一步包括設(shè)置在氣體積聚室10內(nèi)的可調(diào)節(jié)隔板40，其中可調(diào)節(jié)隔板40能夠改變氣室的體積以便控制所排放氣泡的體積。隔板被制成緊密配合的插塞，當(dāng)朝著氣體排放單元30推動(dòng)它時(shí)，氣體積聚室的體積將減小，反之，體積將增大。該體積確定每個(gè)氣體積聚時(shí)間段的釋放體積。
[0034]現(xiàn)參考圖6，在某些實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器I進(jìn)一步包括能夠可拆卸地插入氣體排放管中的管道大小控制器50，其中管道大小控制器能夠以不同內(nèi)徑改變，以改變所排放氣泡的大小和形狀。
[0035]盡管已經(jīng)參考特定實(shí)施例描述本發(fā)明，但是將理解，所述實(shí)施例是示例性的并且本發(fā)明范圍并不受限于此。本發(fā)明的可選實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是明顯的。這些可選實(shí)施例被認(rèn)為包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明范圍由所附權(quán)利要求限定并由上述描述支持。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其包括: 具有倒置殼體的氣體積聚室，所述氣體積聚室具有在被浸入液體時(shí)的向下液體可連通開(kāi)口并具有通過(guò)所述氣體積聚室的頂部的氣體排放管； 氣體供應(yīng)單元，其用于在高于所述向下液體可連通開(kāi)口的位置處、在所述氣體積聚室內(nèi)提供攪拌氣體，以使所述攪拌氣體積聚在所述氣體積聚室內(nèi)；和 可調(diào)節(jié)氣體排放單元，其用于以加壓脈沖氣流的形式間歇地排放積聚在所述氣體積聚室內(nèi)的所述攪拌氣體，其中所述可調(diào)節(jié)氣體排放單元包括可滑動(dòng)地設(shè)置在所述氣體排放管的下部之上的可伸長(zhǎng)氣體管和設(shè)置在所述可伸長(zhǎng)氣體管下面的氣頂； 以使當(dāng)所述可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)或向下移動(dòng)時(shí)，積聚在所述氣體積聚室內(nèi)的所述攪拌氣體的體積減小或增大;從而改變所排放的脈沖氣流的頻率和強(qiáng)度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述氣體積聚室具有矩形或圓柱形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述氣體供應(yīng)單元包括與外部氣體供應(yīng)源氣體連通的氣體供應(yīng)管。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述外部氣體供應(yīng)源是連續(xù)、間歇或波動(dòng)的。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述氣體供應(yīng)單元進(jìn)一步包括設(shè)置在所述氣體供應(yīng)管的遠(yuǎn)端處的氣體供應(yīng)噴嘴以用于控制所供應(yīng)的氣流。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述氣頂具有可變高度的側(cè)壁和防止所述液體直接流過(guò)所述氣頂?shù)牡撞?，并且所述可伸長(zhǎng)氣體管的底部末端和所述氣頂?shù)乃龅撞恐g的距離是可改變的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，進(jìn)一步包括在所述氣體排放管和所述可伸長(zhǎng)氣體管之間的緊固裝置，以防止積聚在所述氣體積聚室內(nèi)的空氣從所述氣體排放管和可伸長(zhǎng)氣體管之間的間隙中逸出。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述可調(diào)節(jié)氣體排放單元進(jìn)一步包括三個(gè)或更多個(gè)徑向支撐件，其整體連接所述可伸長(zhǎng)氣體管和所述氣頂，以使它們能夠共同向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，其中所述可調(diào)節(jié)氣體排放單元進(jìn)一步包括耦接至所述氣頂?shù)乃龅撞康钠揭蒲b置，以將所述可調(diào)節(jié)氣體排放單元向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，進(jìn)一步包括能夠可拆卸地插入至所述氣體排放管中的管道大小控制器，其中所述管道大小控制器能夠以不同內(nèi)徑改變，以改變所述排放氣泡的大小和形狀。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)脈沖氣體攪拌器，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述氣體積聚室內(nèi)的可調(diào)節(jié)隔板，其中所述可調(diào)節(jié)隔板能夠改變所述氣室的所述體積以控制所排放的氣泡的體積。
【文檔編號(hào)】B01F13/02GK105848769SQ201380078658
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2013年7月31日
【發(fā)明人】鄔向東, 葛海霖
【申請(qǐng)人】新加坡美能材料科技有限公司, 北京北排膜科技有限公司