CN103112959A - 纳米微气泡发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米微气泡发生装置，该装置包括电机、不锈钢圆筒、旋转轴、螺旋叶片、切割片、动态平衡支架、球形面外罩，不锈钢筒与电机固定连接，旋转轴与电机的轴固定连接并保持同心，螺旋叶片、切割片和球形面外罩固定在旋转轴上并保持同心，旋转轴通过动态平衡支架与不锈钢筒的内壁形成支撑，球形面外罩与不锈钢筒内壁之间具有狭小的缝隙，不锈钢圆筒靠近电机的一端具有进气孔，且远离电机的一端具有进水孔。在大气常压下电机旋转时能将空气抽入水中、并将水、气混合进入螺旋和外罩之间的舱体，形成高压，产生气爆效应；同时形成机械的、流体的各种纵向、周向、及径向的切割力，不断反复地粉碎气泡，最终能产生纳米级的微气泡。

Description

纳米微气泡发生装置
技术领域
本发明涉及水中增氧技术领域，尤其涉及一种纳米微气泡发生装置。
背景技术
超细微泡技术，就是把空气或者纯氧以极细微的气泡方式溶入水中，以实现水体的超饱和氧状态，达到了常规难以企及的效果，发挥了它的超常规作用。
平常的增进溶氧方法大多采用充氧泵地曝气增氧，而且大多依靠增氧砂头来实现气泡式的增氧，这种气泡颗粒大，与水体的接触表面积也小，再加上大气泡在水中因快速的上升而使逗留时间过短，难以实现超溶氧或少有氧气溶入水中，达不到理想的溶氧效果。特别是在温度高，大气压偏小的气候条件下，其增氧的效果就更差。这是影响使用效果的关键原因所在，如水耕、废水处理、水产养殖等场合都与增氧有关，而且其运用效果大多与溶氧量的多少呈正相关，所以改进溶入方法，让更多的氧溶入水体是让增氧发挥最大效率的重要技术所在。
这方面的技术重点有：(一)微气泡的直径越小，氧气与水接触的面积越大，效果越好；现有的纳米级微气泡发生装置，多数要采用高压泵等装置；(二)发生气泡所消耗的能量要尽量小，效率高；(三)制造成本越低越好。而目前现有的技术，在上述三个方面，大多存在瓶颈。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种耗能小、效率高且制作成本低的纳米微气泡发生装置，无需采用高压泵装置即可产生纳米级的气泡。
为实现上述目的，本发明提供一种纳米微气泡发生装置，包括电机、不锈钢圆筒、旋转轴、螺旋叶片、切割片、动态平衡支架、球形面外罩，所述不锈钢筒与电机固定连接，所述旋转轴与电机的轴固定连接并保持同心，所述螺旋叶片、切割片和球形面外罩固定在旋转轴上并保持同心，所述旋转轴通过动态平衡支架与不锈钢筒的内壁形成支撑，所述球形面外罩与不锈钢筒内壁之间具有狭小的缝隙，所述不锈钢圆筒靠近电机的一端具有进气孔，且远离电机的一端具有进水孔。
其中，所述螺旋叶片位于进水口远离电机的方向。
其中，所述切割片为带丝缝的切割片，安装于螺旋叶片与球型外罩之间。
其中，所述球形面外罩，安装于旋转轴末端。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的纳米微气泡发生装置，在大气常压下电机旋转时能将空气抽入水中、并将水、气混合进入螺旋和外罩之间的舱体，形成高压，产生气爆效应；同时形成机械的、流体的各种纵向、周向、及径向的切割力，不断反复地粉碎气泡，最终能产生纳米级的微气泡。
附图说明
图1是本发明纳米微气泡发生装置的结构剖视示意图；
图2是图1中A-A向的剖视图；
图3是图1中B-B向的剖视图；
图4是本发明纳米微气泡发生装置的立体示意图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1-4，本发明的纳米微气泡发生装置，包括电机1、不锈钢圆筒3、旋转轴4、螺旋叶片7、切割片8、动态平衡支架5、球形面外罩9，不锈钢筒3与电机1固定连接，旋转轴4与电机1的轴固定连接并保持同心，螺旋叶片7、切割片8和球形面外罩9固定在旋转轴4上并保持同心，旋转轴4通过动态平衡支架5与不锈钢圆筒3的内壁形成支撑，球形面外罩9与不锈钢圆筒3内壁之间具有狭小的缝隙，不锈钢圆筒3靠近电机1的一端具有进气孔2，且远离电机1的一端具有进水孔6。
在本实施例中，上述螺旋叶片7位于进水口6远离电机1的方向，形成能产生纳米气泡的舱体的上盖板，并由旋转轴带动，在高速旋转时形成周向和径向的流体剪切力和机械搅拌力。
在本实施例中，上述切割片8为带丝缝的切割片，安装于螺旋叶片7与球型外罩9之间，位于能产生纳米气泡的舱体中间，被旋转轴带动高速旋转时形成径向的机械切割力，和反复切割作用。
在本实施例中，上述球形面外罩9，安装于旋转轴末端，形成舱体的下盖板，并由旋转轴带动旋转，并与钢筒内壁之间留有狭小的丝缝，产生机械反作用力和切割力。
相较于现有技术的情况，本发明提供的纳米微气泡发生装置，在大气常压下电机旋转时能将空气抽入水中、并将水、气混合进入螺旋和外罩之间的舱体，形成高压，产生气爆效应；同时形成机械的、流体的各种纵向、周向、及径向的切割力，不断反复地粉碎气泡，最终能产生纳米级的微气泡。
本发明的工作原理是：本装置的不锈钢圆筒3伸进水中，电机1一端在上方，启动电机1带动旋转轴4高速转动后，在高速旋转的螺旋叶片7的吸力作用下，从进水孔6进去的水和由进气孔2抽进的空气被不断地压进螺旋叶片7和球形外罩9之间的狭小的高压仓，发生气爆，产生气泡，这些气泡在螺旋叶片7、带丝缝的切割片8、和球形外罩9同时高速旋转的产生而产生的各种流体、机械的切割力的作用下，气泡被不断粉碎；这些气泡向前冲，微小的气泡通过球形外罩边缘缝隙射出舱体，形成水中的纳米级微气泡；稍微大的气泡被球形外罩9挡回到高压仓内，再次被舱体内各种切割力进一步粉碎。由动态平衡支架5固定旋转轴4使其牢固并保持平衡。
本发明的电机工作时，舱体内主要存在以下作用力：
机械搅拌力：螺旋叶片的高速旋转形成一种机械搅拌力。螺旋叶片7具有纵深曲线，在高速旋转时，使得仓内的水、气混合体高速旋转，离圆心距离不同的地方产生不同的离心力，压力差形成周向的剪切力；同时，叶片的纵向曲线设计，使得其在高速旋转时不同离心距的水气混合体速度不一样，速度差形成径向的剪切力。
机械切割力：带丝缝的切割刀8高速旋转，切割高速向前的气泡，形成径向的切割力；部分气泡在球面外罩9处被挡回，再被切割，也形成径向的切割力。
机械反作用力：水气混合体到了球形外罩9附近时，原本因为周边压力大而集中在圆心附近的气泡，因为球形外罩的阻挡而被进一步挤压、粉碎，
机械切割力：气泡在离开舱体时再次被球面外罩9和钢筒3内经之间的隙缝切割。
本装置解决了如下问题：
(一)常压下产生纳米气泡，无须采用高压气泵；
(二)和采用高压气泵的纳米气泡发生装置相比，降低了制作成本；
(三)和采用高压气泵的纳米气泡发生装置及其它装置相比，降低了工作能耗；
(四)和其它比纳米气泡大的气泡发生装置相比，增氧效果明显提高。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种纳米微气泡发生装置，其特征在于，包括电机、不锈钢圆筒、旋转轴、螺旋叶片、切割片、动态平衡支架、球形面外罩，所述不锈钢筒与电机固定连接，所述旋转轴与电机的轴固定连接并保持同心，所述螺旋叶片、切割片和球形面外罩固定在旋转轴上并保持同心，所述旋转轴通过动态平衡支架与不锈钢筒的内壁形成支撑，所述球形面外罩与不锈钢筒内壁之间具有狭小的缝隙，所述不锈钢圆筒靠近电机的一端具有进气孔，且远离电机的一端具有进水孔。
2.根据权利要求1所述的纳米微气泡发生装置，其特征在于，所述螺旋叶片位于进水口远离电机的方向。
3.根据权利要求1或2所述的纳米微气泡发生装置，其特征在于，所述切割片为带丝缝的切割片，安装于螺旋叶片与球型外罩之间。
4.根据权利要求3所述的纳米微气泡发生装置，其特征在于，所述球形面外罩，安装于旋转轴末端。
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