CN113908710B - 一种微纳米气泡发生器及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种微纳米气泡发生器及方法，包括一端开口的筒体，筒体的内腔中具有内芯，沿远离内芯中心的方向，内芯的外径尺寸先增加后减少，以使得内芯与筒体内壁之间形成缩尺段和扩尺段，内芯在外径尺寸分界处形成凸起；筒体外壁处具有进气口，进气口与内芯中的气道连通，凸起处设有连通筒体内腔与气道的排气通道；筒体的外壁处具有进水口，筒体内壁与内芯外壁之间形成进液通道，进液通道与缩尺段连通。所述内芯能够沿筒体轴线方向移动并固定，以改变凸起与筒体内壁之间的距离。

Description

一种微纳米气泡发生器及方法

技术领域

本公开属于气泡发生器技术领域，具体涉及一种微纳米气泡发生器及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

微纳米气泡是指气泡发生时直径在数十微米到数百纳米之间的气泡，具有比表面积大、上升速度慢、自身增压溶解、表面带电、气体溶解率高等特性。

发明人了解到，微纳米气泡水中微纳米气泡的含量与微纳米气泡发生之前相比，与水中掺杂的气体含量有关，气体含量越多，形成的微纳米气泡水中微纳米气泡的含量越多。一些技术方案中通过控制气体供应流量来控制微纳米气泡含量，调节不便且会使得发生器的体积剧增。

发明内容

本公开的目的是提供一种微纳米气泡发生器及方法，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种微纳米气泡发生器，包括筒体，筒体一端密封，另一端开口，筒体内腔中设有内芯，靠近筒体开口端的内芯的外径尺寸先增加后减少，以使得内芯与筒体内壁之间形成缩尺段和扩尺段，内芯在外径尺寸增加与减少的分界处形成锥面凸起；

筒体外壁具有进气口，进气口与内芯中的气道连通，锥面凸起处设有连通筒体内腔与气道的排气通道；筒体外壁处具有进水口，进水口与水道连通。所述内芯能够沿筒体轴线方向移动并固定，以改变凸起与筒体内壁之间的距离。

作为进一步的改进，所述筒体靠近开口一端的内壁锥面为第一锥面，沿远离筒体中心方向，第一锥面外径逐渐扩大。

作为进一步的改进，所述内芯包括同轴固定的芯柱和端盖，端盖与芯柱之间具有间隙，以形成所述的排气通道。

作为进一步的改进，所述芯柱靠近开口一端的外壁锥面为第二锥面，沿远离筒体中心方向，第二锥面外径逐渐扩大。第二锥面直径最大尺寸大于第一锥面直径最小尺寸。

作为进一步的改进，所述端盖的外壁锥面形成第三锥面，沿远离筒体中心方向，第三锥面外径逐渐缩小。

作为进一步的改进，所述内芯的外壁面处设有与进气口连通的第一环形槽，第一环形槽与气道通过进气孔连通。

作为进一步的改进，所述内芯的外壁面设有第二环形槽，第二环形槽与进水口连通，第二环形槽形成所述的进液通道。

作为进一步的改进，所述筒体外壁面处环绕设有密封槽，密封槽中设有密封垫，密封槽处于第一环形槽与第二环形槽之间以及第一环形槽之前。

作为进一步的改进，所述筒体的密封端通过盖板封堵，螺杆穿过盖板与芯柱的端部配合，实现芯柱在筒体内部的固定，且在螺杆上还套有弹簧，通过调节螺杆实现芯柱沿筒体轴向方向的调整。

本公开的一个或多个实施例还提供一种微纳米气泡发生方法，包括以下步骤：

调节内芯在筒体内腔中的位置，以调节第二锥面与第三锥面与第一锥面之间的间隙；以调节压力水源在间隙处的流速，进而调节外界气体混入压力水源中的气体量；

压力水源从进水口输入进液通道；外界的气体从进气口输入，然后输送至排气通道处；

压力水源经由进液通道流入缩尺段，缩尺段处形成负压，将排气通道处的气体吸入压力水流中，同步发生在水中溶解，通过高速水流的剪切力，将气泡打碎，形成微纳米气泡水，从扩尺段喷出。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本实施例中采用靠近开口一端的内芯尺寸先增加后减少的方式，便于在内芯与筒壁之间形成缩尺段和扩尺段，便于在凸起处形成较高的流速，进而利用伯努利原理将内芯中排气通道处的气体均匀吸入水中，实现良好混合；相对于直接向水中溶解气体的方式来说，气体在水中的溶解更均匀，便于得到微纳米气泡均匀分布的气泡水。

采用筒体靠近开口一端的内壁面为第一锥面，内芯能够沿筒体轴线方向移动并固定的方式，使得本方案中凸起与筒体内壁面之间的距离能够调节并固定，在流量不变的情况下，调节该位置的压力水流速，进而提供不同程度的负压环境，便于调节从凸起处溶解入压力水的气体量，便于改变微纳米气泡水中微纳米气泡的含量。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1为本公开一个或多个实施例中整体结构示意图。

图中，1、筒体；1A、第一锥面；2、端盖，2A、第三锥面；3、芯柱，3A、第二锥面；4、螺杆；4A、大孔段；5、螺栓；6、弹簧垫圈；7、密封垫；8、弹簧；9、进气口；10、进水口；11、第一环槽；12、第二环槽；13、进气孔；14、气道；15、缩尺段；16、储气环槽；17、扩尺段；18、气体暂存空间；19、盖板。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种微纳米气泡发生器，包括一端开口的筒体1，筒体1内腔中设有内芯，靠近开口一端的内芯的外径尺寸先增加后减少，以使得内芯与筒体1内壁之间形成缩尺段15和扩尺段17，内芯在外径尺寸增加与减少的分界处形成凸起。

进气口9与内芯中的气道14连通，凸起处设有连通筒体1内腔与气道14的排气通道；筒体1外壁处具有进水口10，筒体1内壁与内芯外壁之间形成进液通道12，进液通道12与缩尺段15连通。

具体的，当进气口9连接外界气源，进水口10连接外界压力水源时，压力水源从进水口10通入，然后压力水源沿着进液通道12、缩尺段15、扩尺段17的方向从筒体1的开口处喷射出。

具体的，此处的缩尺段15指的是沿着液体前进方向，横截面尺寸逐渐减小的通道，扩尺段17指的是沿着液体前进方向，横截面尺寸逐渐扩大的通道。

具体的，筒体的另一端通过盖板19进行封堵，盖板19与筒体之间通过可拆卸的螺栓封堵，也可以采用胶粘等其他密封良好连接方式。

在本实施例中，为了调节第二锥面3A与筒体1内壁之间的距离，进而调节压力水在分界面处的流速，筒体1靠近开口一端的内壁面为第一锥面1A，沿筒体1开口方向，第一锥面1A的外径逐渐扩大，内芯能够沿筒体1轴线方向移动并固定，以改变第二锥面3A和第三锥面2A与筒体1内壁之间的距离。

为了实现内芯沿筒体1移动时的驱动，本实施例中，如图1所示，所述筒体1左端通过盖板封堵，螺杆4穿过盖板与芯柱的端部配合，实现芯柱在筒体内部的固定，且在螺杆上还套有弹簧，通过调节螺杆实现芯柱沿筒体轴向方向的调整。进一步的，内芯的左端设有台阶孔，台阶孔的大孔段4A设置有弹簧8，台阶孔的小孔段为螺孔，螺杆4穿过盖板上的通孔后与螺孔通过螺纹连接，弹簧8套设在螺杆4的外部。

具体的，弹簧8向内芯提供弹力，使得内芯有朝向开口处运动的动力，螺杆4旋入小孔段的深度实现内芯向开口处运动的限位。

在另外一些实施方式中，弹簧8的弹力可以使得内芯有背离开口处运动的动力，盖板处设置螺纹孔，螺纹孔与螺杆4通过螺纹配合，螺杆4的端部***小孔段，实现内芯向着远离开口方向运动的限位。

具体的，为了将气体导入锥面间隙位置，进而在负压作用下溶解于压力水源中，本实施例中内芯包括同轴固定的芯柱3和端盖2，端盖2与芯柱3之间具有间隙，以形成所述的排气通道。

具体的，芯柱3中的气道14贯穿芯柱3靠近开口的端面，端盖2靠近芯柱3的端面的中部设置凹槽以形成暂存空间18，芯柱3靠近端盖2的端面处设置有储气环槽16，储气环槽16与暂存空间18连通，暂存空间18中的气体能够进入储气环槽16中，实现暂存；储气环槽16中的气体能够从端盖2与芯柱3之间的端面间隙处排出。

为了实现端盖2与芯柱3的固定，在本实施例中，端盖2与芯柱3之间连接有螺栓5和弹簧垫圈6。

具体的，为了获得缩尺段15和扩尺段17，在所述芯柱3靠近筒体开口一端形成第二锥面3A，沿远离筒体1中心方向，第二锥面3A外径逐渐扩大。所述端盖2的外壁面形成第三锥面2A，沿远离筒体1中心方向，第三锥面2A外径逐渐缩小。第一锥面1A的最小尺寸大于第二锥面3A的最大尺寸。

所述芯柱3的外壁面处环绕设置与进气口9连通的第一环形槽11，内芯3中具有与内芯3同轴的所述气道14，气道14与排气通道连通，气道14与第一环形槽11通过进气孔13连通。

所述内芯3的外壁面设有第二环形槽12，第二环形槽12与进水口10连通，第二环形槽12形成所述的进液通道。

筒体1外壁面处环绕设有密封槽，密封槽中设有密封垫7，密封槽处于第一环形槽11与第二环形槽12之间以及第一环形槽11之前。

实施例2

本实施例提供一种微纳米气泡发生方法，利用了实施例1中所述的微纳米气泡发生器，包括以下步骤：

调节内芯3在筒体1内腔中的位置，以调节第二锥面3A和第三锥面2A与筒体1内壁面之间的间隙；以调节压力水源在间隙处的流速，进而调节外界气体混入压力水源中的气体量；

压力水源从进水口10输入第二环形槽12；外界的气体从进气口9输入，然后输送至排气通道处；

压力水源经由进液通道流入缩尺段15，缩尺段15处形成负压，将排气通道处的气体吸入压力水流，同步发生在水中溶解，通过高速水流的剪切力，将气泡打碎，形成微纳米气泡水，从扩尺段17喷出。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种微纳米气泡发生器，其特征在于，包括筒体，筒体一端密封，另一端开口，筒体内腔中设有内芯，靠近筒体开口一端的内芯的外径尺寸先增加后减少，以使得内芯与筒体内壁之间形成缩尺段和扩尺段，内芯在外径尺寸增加与减少的分界处形成凸起；

筒体外壁具有进气口，进气口与内芯中的气道连通，凸起处设有连通筒体内腔与气道的排气通道；筒体外壁处具有进水口，进水口与缩尺段连通；所述内芯能够沿筒体轴线方向移动并固定，以改变凸起与筒体内壁之间的距离；

所述内芯包括同轴固定的芯柱和端盖，端盖与芯柱之间具有间隙，以形成所述的排气通道；

所述筒体的密封端通过盖板封堵，螺杆穿过盖板与芯柱的端部配合，实现芯柱在筒体内部的固定，且在螺杆上还套有弹簧，通过调节螺杆实现芯柱沿筒体轴向方向的调整；

所述筒体靠近开口一端的内壁面为第一锥面，沿远离筒体中心方向，第一锥面外径逐渐扩大；

所述芯柱靠近开口一端的外壁面为第二锥面，沿远离筒体中心方向，第二锥面外径逐渐扩大，第二锥面直径最大尺寸大于第一锥面直径最小尺寸；

所述端盖的外壁面形成第三锥面，沿远离筒体中心方向，第三锥面外径逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生器，其特征在于，所述内芯的外壁面处设有与进气口连通的第一环形槽，第一环形槽与气道通过进气孔连通。

3.根据权利要求2所述的微纳米气泡发生器，其特征在于，所述内芯的外壁面设有第二环形槽，第二环形槽与进水口连通，第二环形槽形成所述的进液通道。

4.根据权利要求3所述的微纳米气泡发生器，其特征在于，筒体外壁面处环绕设有密封槽，密封槽中设有密封垫，密封槽处于第一环形槽与第二环形槽之间。

5.一种微纳米气泡发生方法，其特征在于，利用了权利要求1-4中任意一项所述的微纳米气泡发生器，包括以下步骤：

调节内芯在筒体内腔中的位置，以调节凸起与筒体内壁面之间的间隙，以调节压力水源在间隙处的流速，进而调节外界气体混入压力水源中的气体量；

压力水源从进水口输入进液通道；外界的气体从进气口输入；

压力水源经由进液通道流入缩尺段，缩尺段处形成负压，将排气通道处的气体吸入压力水源，同步发生在水中溶解，通过高速水流的剪切力，将气泡打碎，形成微纳米气泡水，从扩尺段喷出。

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