本发明涉及污水处理及石油化工领域，尤其涉及一种基于颗粒诱导的射流式气泡发生器。
背景技术：
1、相较于直径大于1000微米的宏气泡，直径在1～1000微米的微气泡具有较小的尺寸、较大的比表面积、较高的含气率、在液相中停留时间较长和较好的表面吸附性等优点，多方面性能较为优异，具有广泛的应用前景，被广泛应用于水产养殖、工业清洗、废水处理和矿物浮选等领域。
2、目前微气泡的产生方法包括：电化学法、机械搅拌法、流体力学法等。电化学法通过电化学反应电解液体中的电解质产生气体，形成微气泡。电化学法通过控制电流对微气泡的生成进行高精度控制，但由于电化学反应于电极表面进行，难以大规模生产且反应条件刻苦。机械搅拌法通过机械搅拌使液体产生强烈的漩涡运动和剪切作用生成并破碎气泡。机械搅拌法通过控制机械搅拌即可控制微气泡的生成，操作简单且成本较低，但需要电力驱动机械设备，能耗较高，且存在设备磨损问题需要对搅拌设备定期检修。流体力学法通过控制流体流动变化与压力波动，使气相从液相中析出，产生微气泡。流体力学法通过控制流体参数可对气泡的生成进行高精度控制，但该方法产生的气泡稳定性较差，易破裂和合并。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本发明提供了一种基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，将机械搅拌法与流体力学法相结合，在射流泵的出口与吸口间增设混合腔室，建立颗粒内部循环管道，利用管道内部压差带动颗粒运动，固相颗粒对液相流体的反作用达到了机械搅拌的作用，省略了机械搅拌设备的使用，进一步简化气泡发生流程，并降低了装置的使用成本；循环颗粒减小了喉管的局部过流截面，降低了喉管内空化发生条件，进一步降低了生成气泡的进口初始流量，增大了装置的运行工况范围。
2、本发明是通过一下技术手段实现上述技术目标的。
3、一种基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，包括管道壳体、进口盖板与出口盖板，所述管道壳体内设双层管道，包括射流泵主流管道与颗粒循环管道，所述颗粒循环管道增设了混合腔室，所述混合腔室与射流泵主流管道的吸入室与出口管相互连通，形成了管道壳体内的颗粒循环管道；所述进口盖板与射流泵主流管道相互连接，主流方向为同一轴线；所述进口盖板流体出口端可拆卸安装喷嘴，用于喷出高速流体，带动装置内部颗粒循环；所述出口盖板与射流泵主流管道相互连接，主流方向为同一轴线，用于喷出微气泡液。射流泵主流管道内循环颗粒对流体的搅拌以及流体的空化产生大量气泡，在出口盖板流体出口端流出流体与微气泡的混合液。在出口盖板与管道壳体间增设滤网，防止颗粒流出并筛选流出混合液的气泡大小。固相颗粒受液相流体带动，在管道壳体内部流动，对液相流体存在机械搅拌的作用，在影响液相流体产生气泡的同时，对气泡产生破坏，减小气泡尺寸，增强了微气泡的稳定性；减小了液相流体的局部过流截面，降低了局部压力，增强了管道内的空化现象，增强了气泡的产生效率，并降低了装置的运行初始流量，增大了装置的运行工况范围，降低了装置的运行成本。
4、进一步，所述进口盖板使用若干螺栓与管道壳体连接，使用进口盖板密封垫片进行管道密封。所述进口盖板连通管道孔径为25～30mm。
5、进一步，所述喷嘴与进口盖板使用螺纹连接，用于加速进口流体，喷嘴出口位置在主流方向上超过吸口位置，防止颗粒倒吸进入喷嘴。所述喷嘴出口孔径为10～20mm。
6、进一步，所述吸入室为椭球状，吸口位于吸入室底部，防止吸入室内出现颗粒沉积现象。
7、进一步，所述混合腔室增设于喉管下方，用于存放颗粒，且在保证所述混合腔室体积的基础上，减小所述管道壳体的体积。所述混合腔室为锥形管道，防止混合腔室内部出现流动死角，避免颗粒沉积现象的产生。进一步，所述混合腔室增设导流叶片，加强颗粒在混合腔室内的混合，避免颗粒沉积。
8、进一步，所述滤网反倾斜进行安装，用于分流部分水流进入颗粒循环管道，使管道壳体内充满流体，并引导颗粒进入颗粒循环管道。所述滤网倾斜安装角度为5～15°，所述滤网孔径为0.05～0.1mm，用于破碎较大直径的气泡，增强输出微气泡的稳定性。
9、进一步，所述循环颗粒为石英砂颗粒，所述颗粒的平均体积浓度为0.5～1％，所述颗粒的粒径为0.1～1mm。进一步，所述喉管孔径为25～30mm。所述射流泵主流管道的面积比为1.56～9.00。所述喉管的长径比为5～9，用于产生稳定的含充分气泡的气泡混合液。
10、进一步，所述出口盖板使用若干螺栓与管道壳体连接，使用出口盖板密封垫片进行管道密封。所述进口盖板连通管道孔径为50～60mm。
11、本发明的有益效果在于：
12、1.本发明所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，内置的固体颗粒通过流体进行内部循环流通，固相颗粒对液相流体进行反作用，起到机械搅拌的作用，在影响液相流体产生气泡的同时，对气泡产生破坏，减小气泡尺寸，增强了微气泡的稳定性，并且省略了机械搅拌设备的使用，进一步简化气泡发生流程，并降低了装置的使用成本。
13、2.本发明所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，内置的固体颗粒在通过喉管时减小了喉管的局部过流截面，降低了局部压力，增强了管道内的空化现象，增强了气泡的产生效率，并降低了装置的运行初始流量，增大了装置的运行工况范围，降低了装置的运行成本。
14、3.本发明所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，结构简单小巧，结合机械搅拌法与流体力学法的特点，气泡稳定性好，操作简便，成本更低且使用范围更广。
1.一种基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，其特征在于，包括管道壳体2、进口盖板1与出口盖板3，所述管道壳体1内设双层管道，包括射流泵主流管道与颗粒循环管道，所述颗粒循环管道增设了混合腔室27，所述混合腔室27与射流泵主流管道的吸入室21与出口管25相互连通，形成了管道壳体内的颗粒循环管道；所述进口盖板1与射流泵主流管道相互连接，主流方向为同一轴线；所述进口盖板流体出口端12可拆卸安装喷嘴13，用于喷出高速流体，带动装置内部颗粒循环；所述出口盖板3与射流泵主流管道相互连接，主流方向为同一轴线，用于喷出微气泡液。
2.根据权利要求1所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，其特征在于，所述出口盖板3与管道壳体2间增设滤网31，防止颗粒流出并筛选流出混合液的气泡大小，所述滤网31反倾斜进行安装，用于分流部分水流进入颗粒循环管道，使管道壳体2内充满流体，并引导颗粒进入颗粒循环管道，所述滤网31倾斜安装角度为5～15°，所述滤网31孔径为0.05～0.1mm，用于破碎较大直径的气泡，增强输出微气泡的稳定性。
3.根据权利要求1所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，其特征在于，所述混合腔室27增设于喉管23下方，用于存放颗粒，且在保证所述混合腔室27体积的基础上，减小所述管道壳体2的体积，所述混合腔室27为锥形管道，防止腔室内部出现流动死角，避免颗粒沉积现象的产生。
4.根据权利要求3所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，其特征在于，所述混合腔室27增设2个导流叶片28，加强颗粒在混合腔室内的混合，避免颗粒沉积。
5.根据权利要求1所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴13与进口盖板1使用螺纹连接，用于加速进口流体，喷嘴13出口位置在主流方向上超过吸口位置，防止颗粒倒吸进入喷嘴13，所述喷嘴13出口孔径为10～20mm。
6.根据权利要求5所述的基于颗粒诱导的射流式气泡发生器，其特征在于，所述吸入室21为椭球状，吸口位于吸入室21底部，防止吸入室21内出现颗粒沉积现象。
