CN103112959B - 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
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。
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。
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,所述不锈钢圆筒与电机固定连接,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圆筒的内壁形成支撑,所述球形面外罩与不锈钢圆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。
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。
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。
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,不锈钢圆筒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。
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,所述不锈钢圆筒与电机固定连接,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圆筒的内壁形成支撑,所述球形面外罩与不锈钢圆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,安装于螺旋叶片与所述球形面外罩之间。
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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