CN106964267A - 微纳米气泡发生器及微纳米气泡制备*** - Google Patents

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陆澄
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Abstract

本发明涉及一种微纳米气泡发生器及微纳米气泡制备***，其中微纳米气泡发生器包括：连接座(1)，具有贯通的中空的内腔(13)，其第一端口(11)连接水气输送管道；第一切割模块(2)，容置在所述连接座(1)的内腔(13)内，第一切割模块(2)上设有连通所述第一端口(11)的第一过水腔室(21)以及连通所述第一过水腔室(21)的至少两个第一出水孔(22)；第二切割模块(3)，容置在所述连接座(1)的内腔(13)内并套设在所述第一切割模块(2)上，具有连通所述第一出水孔(22)的第二过水腔(31)和第二出水孔(32)，所述第二出水孔(32)的数量为所述第一出水孔(22)的两倍；出水喷头(4)，连接在所述连接座(1)的第二端口(12)上，其上设有多个喷孔(41)，并且所述喷孔(41)的数量大于所述第二过水孔(32)的数量。

Description

微纳米气泡发生器及微纳米气泡制备***
技术领域
本发明涉及一种微纳米气泡发生器及微纳米气泡制备***。
背景技术
通常我们把气体在液体中的存在现象称作气泡。所谓的微纳米气泡，是指气泡发生时直径在10微米左右到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，在污水处理、水产养殖、无土栽培、果蔬清洗、洗浴保健等很多领域有潜在的应用。目前有旋回式气液混合型微纳米气泡发生技术，它是按照流体力学计算为依据进行结构设计的发生器，在进入发生器的气液混合流体在压力作用下高速旋转，并在发生器的中部形成负压轴，利用负压轴的吸力可将液体中混合的气体或者外部接入的气体集中到负压轴上，当高速旋转的液体和气体在适当的压力下从特别设计的喷射口喷出，形成微纳米气泡，这种气泡发生器的设计制作成本贵，而且耗能比较高。另外一种方案是加压溶气析出气泡，即就通过改变气体压力，使得气体在液体中溶解度变化，再通过突然的压力恢复使得溶解的气体以微纳米气泡的形成析出，这种产品结构简单，但是产生的纳米气泡的尺寸比较大，产生气泡的效率不是很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种制造成本低且气泡均匀细腻、起泡效率高的微纳米气泡发生器。
本发明所以解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种制造成本低且气泡均匀细腻、起泡效率高的微纳米气泡制备***。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该微纳米气泡发生器，其特征在于包括：
连接座，具有贯通的中空的内腔，其第一端口连接水气输送管道；
第一切割模块，容置在所述连接座的内腔内，第一切割模块上设有连通所述第一端口的第一过水腔室以及连通所述第一过水腔室的至少两个第一出水孔；
第二切割模块，容置在所述连接座的内腔内并套设在所述第一切割模块上，具有连通所述第一出水孔的第二过水腔和第二出水孔，所述第二出水孔的数量为所述第一出水孔的两倍；
出水喷头，连接在所述连接座的第二端口上，其上设有多个喷孔，并且所述喷孔的数量大于所述第二过水孔的数量。
较好的，所述第一出水孔的孔径为3～5mm，所述第二出水孔的孔径为1～3mm。
优选所述第一出水孔设置在所述第一切割模块的端面上，所述第二出水孔设置在所述第二切割模块的侧面周壁上；并且所述第二出水孔的数量为所述第一出水孔数量的两倍。
所述连接座的内腔为沿水流方向内径逐渐增大的锥状结构，以方便压力的逐步释放。
作为优选，各所述喷孔可以均布在多个同心圆周线上，并且由内而外，所述喷孔的孔径逐渐增大。
位于最内圈圆周线上的所述喷孔的孔径为0.5～1.5mm。
对于小型的气泡发生器，所述同心圆周线可以有四个，位于最外圈圆周线上的所述喷孔的孔径为1.5～2.5mm。
为方便各部件的连接，所述第二切割模块与所述连接座的内腔壁螺纹连接。
使用上述各方案中的微纳米气泡发生器的微纳米气泡制备***，其特征在于包括压力大于0.5MPa、吸程大于5米的自吸式水泵，所述自吸式水泵的入口连接气体管道和液体管道，所述气体管道上设有气泵和单向阀；
所述自吸式水泵的出口通过管道连接所述连接座的第一端口。
为方便控制所制备气泡的大小和数量，可以在所述气体管道上设有气体流量控制器。
与现有技术相比，本发明所提供的微纳米气泡发生器及微纳米气泡制备方法基于溶气释气原理，结构简单，气泡效率高；并且通过多次切割，气体逐渐分布析出，能够形成均匀的微纳米气泡，且方便实现装置的小型化。
附图说明
图1为本发明实施例1分解结构的立体示意图；
图2为本发明实施例装配结构的纵向剖视图(出水喷头分离)。
图3为本发明实施例2示意图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1和图2所示，该微纳米气泡发生器包括：
连接座1，具有贯通的中空的内腔13，其第一端口11连接水气输送管道；连接座1的内腔13为沿水流方向内径逐渐增大的圆台状结构。
第一切割模块2，容置在连接座1的内腔13内，第一切割模块2上设有连通第一端口11的第一过水腔室21，第一过水腔室21的入口密封连接第一端口11，第一过水腔室21端面上均布有三个第一出水孔22；第一出水孔22的孔径为4mm。
第二切割模块3，容置在连接座1的内腔13内并套设在第一切割模块2上，具有连通第一出水孔22的第二过水腔室31和第二出水孔32；第二出水孔32有六个，均匀设置在第二切割模块3的侧壁上，孔径为2mm；第二切割模块3与连接座1的内腔壁螺纹连接，以使第二过水腔室31的端口密封连接在所述内腔13的壁上。
出水喷头4，密封连接在连接座1的第二端口12上，其端面上设有多个喷孔41，各喷孔41均布在四个同心圆周线上，并且由内而外，喷孔的孔径逐渐增大；本实施例中，位于最内圈圆周线上的喷孔41的孔径为1mm，位于最外圈圆周线上的喷孔的孔径为2mm。
实施例2
如图2所示，该微纳米气泡制备***包括：
自吸式水泵5，用于吸取水和空气形成混合液，可根据需要选用现有技术中的任意一种，要求压力大于0.5MPa、吸程大于5米的自吸式水泵。本实施例中的自吸式水泵在气体入口上设有流量调节阀，用于调节气体流量，从而控制气泡数量。
自吸式水泵5的入口同时连接气体管道51和液体管道52，气体管道51连接气泵53，气体管道51上设有单向阀54和气体流量控制器55。
管道6，用于输送混合液，连接在吸式水泵4的混合液出口和连接座1的第一端口11之间。
微纳米气泡发生器A，结构见实施例1的描述。
自吸式水泵吸入水和空气，由于气体在高压下的溶解度大于一个标准大气压下的溶解度，因此，大量气体将溶解在水中，形成高压混合液，在自吸式水泵的高压作用下，将形成的高压水气混合液经由管道送入微纳米气泡发生器。
高压混合液经由第一切割模块的切割后，被分成3路，从第一出水孔进入第一切割模块和第二切割模块之间的空腔内，从第二切割模块的侧壁上的第二出水孔流出，对高压混合液进行第二次切割；然后经由出水喷头的上的喷孔喷出；水气混合溶液又重新回到一个标准大气压，气体在水中的溶解度降低，因此溶解在水中的气体就会析出，气体在水中形成微纳米气泡。并且经由第一出水孔、第二出水孔和喷孔的依次切割后，气体逐渐分布析出，形成了均匀的微纳米气泡。
利用该纳米气泡制备***，能够制备直径在3-5微米的尺寸比较均匀的纳米气泡，增氧率达到了23.6mg/L以上。
而普通自来水中的氧含量为6-8mg/L，常规增氧机的增氧率为10mg/L左右，现有技术中的微纳米气泡发生装置的增氧率最高为18mg/L。

Claims (10)

1.微纳米气泡发生器，其特征在于包括：
连接座(1)，具有贯通的中空的内腔(13)，其第一端口(11)连接水气输送管道；
第一切割模块(2)，容置在所述连接座(1)的内腔(13)内，第一切割模块(2)上设有连通所述第一端口(11)的第一过水腔室(21)以及连通所述第一过水腔室(21)的至少两个第一出水孔(22)；
第二切割模块(3)，容置在所述连接座(1)的内腔(13)内并套设在所述第一切割模块(2)上，具有连通所述第一出水孔(22)的第二过水腔(31)和第二出水孔(32)，所述第二出水孔(32)的数量为所述第一出水孔(22)的两倍；
出水喷头(4)，连接在所述连接座(1)的第二端口(12)上，其上设有多个喷孔(41)，并且所述喷孔(41)的数量大于所述第二过水孔(32)的数量。
2.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生器，其特征在于所述第一出水孔(22)的孔径为3～5mm，所述第二出水孔(32)的孔径为1～3mm。
3.根据权利要求1或2所述的微纳米气泡发生器，其特征在于所述第一出水孔(22)设置在所述第一切割模块(2)的端面上，所述第二出水孔(32)设置在所述第二切割模块(3)的侧面周壁上；并且所述第二出水孔(32)的数量为所述第一出水孔数量的两倍。
4.根据权利要求3所述的微纳米气泡发生器，其特征在于所述连接座(1)的内腔(13)为沿水流方向内径逐渐增大的锥状结构。
5.根据权利要求4所述的微纳米气泡发生器，其特征在于各所述喷孔(41)均布在多个同心圆周线上，并且由内而外，所述喷孔的孔径逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的微纳米气泡发生器，其特征在于位于最内圈圆周线上的所述喷孔41的孔径为0.5～1.5mm。
7.根据权利要求6所述的微纳米气泡发生器，其特征在于所述同心圆周线有四个，位于最外圈圆周线上的所述喷孔的孔径为1.5～2.5mm。
8.根据权利要求7所述的微纳米气泡发生器，其特征在于所述第二切割模块3与所述连接座1的内腔壁螺纹连接。
9.使用如权利要求1至8任一权利要求所述的微纳米气泡发生器的微纳米气泡制备***，其特征在于包括压力大于0.5MPa、吸程大于5米的自吸式水泵(5)，所述自吸式水泵(5)的入口连接气体管道(51)和液体管道(52)，所述气体管道(51)上设有气泵(53)和单向阀(54)；
所述自吸式水泵(5)的出口通过管道(6)连接所述连接座(1)的第一端口(11)。
10.根据权利要求9所述的微纳米气泡发生器的微纳米气泡制备***，其特征在于所述气体管道(51)上设有气体流量控制器(55)。
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