RU2698688C1 - Устройство для генерирования микропузырьков - Google Patents

Устройство для генерирования микропузырьков Download PDF

Info

Publication number
RU2698688C1
RU2698688C1 RU2019100061A RU2019100061A RU2698688C1 RU 2698688 C1 RU2698688 C1 RU 2698688C1 RU 2019100061 A RU2019100061 A RU 2019100061A RU 2019100061 A RU2019100061 A RU 2019100061A RU 2698688 C1 RU2698688 C1 RU 2698688C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
chamber
generating microbubbles
specified
Prior art date
Application number
RU2019100061A
Other languages
English (en)
Inventor
Цзяннин НЕ
Юньцин ЧЖАО
Бинь ЛИН
Original Assignee
Цзянсу Ланьшань Энвайронмент Текнолоджи Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Цзянсу Ланьшань Энвайронмент Текнолоджи Ко., Лтд. filed Critical Цзянсу Ланьшань Энвайронмент Текнолоджи Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2698688C1 publication Critical patent/RU2698688C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23126—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
    • B01F23/231264—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element being in the form of plates, flat beams, flat membranes or films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
    • B01F23/21322—Internal mixer atomization, i.e. liquid and gas are mixed and atomized in a jet nozzle before spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23123—Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/235—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/2366—Parts; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/2366—Parts; Accessories
    • B01F23/2368—Mixing receptacles, e.g. tanks, vessels or reactors, being completely closed, e.g. hermetically closed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/311—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows for mixing more than two components; Devices specially adapted for generating foam
    • B01F25/3111—Devices specially adapted for generating foam, e.g. air foam
    • B01F25/31112—Devices specially adapted for generating foam, e.g. air foam with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screen or baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3124—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
    • B01F25/31243—Eductor or eductor-type venturi, i.e. the main flow being injected through the venturi with high speed in the form of a jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3125—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characteristics of the Venturi parts
    • B01F25/31253—Discharge
    • B01F25/312532—Profiled, grooved, ribbed discharge conduit, or being provided with baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3141—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit with additional mixing means other than injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3142—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit the conduit having a plurality of openings in the axial direction or in the circumferential direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2204—Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2311—Mounting the bubbling devices or the diffusers
    • B01F23/23113—Mounting the bubbling devices or the diffusers characterised by the disposition of the bubbling elements in particular configurations, patterns or arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2311—Mounting the bubbling devices or the diffusers
    • B01F23/23114—Mounting the bubbling devices or the diffusers characterised by the way in which the different elements of the bubbling installation are mounted
    • B01F23/231143—Mounting the bubbling elements or diffusors, e.g. on conduits, using connecting elements; Connections therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23123—Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
    • B01F23/231231—Diffusers consisting of rigid porous or perforated material the outlets being in the form of perforations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23124—Diffusers consisting of flexible porous or perforated material, e.g. fabric
    • B01F23/231245—Fabric in the form of woven, knitted, braided, non-woven or flocculated fibers or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B01F23/23105—Arrangement or manipulation of the gas bubbling devices
    • B01F23/2312—Diffusers
    • B01F23/23126—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element
    • B01F23/231265—Diffusers characterised by the shape of the diffuser element being tubes, tubular elements, cylindrical elements or set of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к устройству для генерирования микропузырьков. Устройство содержит элемент (101) для впуска жидкости, элемент (104) для впуска газа, элемент (103) для выпуска пузырькового потока и камеру (102) для смешивания газа и жидкости. В поверхности взаимодействия с газом и жидкостью указанной камеры (102) для смешивания газа и жидкости выполнены газопропускные отверстия в виде имеющих углы элементов. Вершины газопропускных отверстий в виде имеющих углы элементов обращены в направлении потока жидкости. Технический результат: повышение эффективности массопереноса между газом и жидкостью, за счет того что пузырьки имеют очень малый диаметр, что увеличивает время их пребывания в жидкой фазе. 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к области химической технологии и, в частности, к устройству для генерирования микропузырьков.
Уровень техники
[0002] Размер пузырьков, получаемых посредством существующих барботажных устройств, генерирующих микропузырьки, составляет приблизительно от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров, при этом общая поверхность контакта пузырьков с жидкостью не большая и продолжительность пребывания в воде короткая, что приводит к невысокой эффективности массопереноса между газовой и жидкой фазами. Эффективные способы улучшения массопереноса между газом и жидкостью будут заключаться в генерировании более мелких пузырьков, однако генерирование существующими устройствами пузырьков с размерами в микрометрах обычно сопряжено с такими проблемами, как большое потребление энергии, небольшой объем подаваемого газа и т. п.
Суть изобретения
[0003] С учетом проблем, известных из уровня техники, техническая задача настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства для генерирования микропузырьков, характеризующегося сравнительно низким потреблением энергии, большим объемом подаваемого газа и эффективным перемешиванием газа с жидкостью.
[0004] Чтобы решить вышеизложенную техническую задачу, техническое решение, предложенное согласно настоящему изобретению, следующее.
Устройство для генерирования микропузырьков, содержащее элемент для впуска жидкости, элемент для впуска газа, элемент для выпуска пузырькового потока и камеру для смешивания газа и жидкости, отличающееся тем, что в поверхности взаимодействия с газом и жидкостью указанной камеры для смешивания газа и жидкости выполнены газопропускные отверстия в виде имеющих углы элементов, при этом вершины указанных имеющих углы элементов – газопропускных отверстий – обращены в направлении потока жидкости.
[0005] В дополнительных усовершенствованных или оптимизированных вариантах осуществления, основанных на вышеуказанном техническом решении, дополнительно предусмотрено следующее.
Вариант 1: указанные газопропускные отверстия выполнены в пластинах для генерирования микропузырьков; устройство для генерирования микропузырьков содержит конструкцию для установки пластин для генерирования микропузырьков, при этом указанная конструкция для установки содержит камеры для скапливания газа, расположенные в камере для смешивания газа и жидкости; внутренняя полость указанной камеры для скапливания газа выполнена в сообщении с указанным элементом для впуска газа; камера для скапливания газа контактирует с жидкостью, и в поверхностях ее стенок, параллельных направлению потока жидкости, предусмотрено больше одного элемента в виде газопропускных окон, при этом указанные пластины для генерирования микропузырьков установлены в указанных элементах в виде газопропускных окон.
[0006] Кроме того, поперечное сечение указанной камеры для скапливания газа является U-образным; между двумя боковыми стенками камеры для скапливания газа и двумя боковыми стенками полости камеры для смешивания газа и жидкости образованы симметричные друг другу каналы, обеспечивающие прохождение жидкости, при этом направление указанных каналов совпадает с направлением потока жидкости; указанные газопропускные окна выполнены в поверхностях двух боковых стенок камеры для скапливания газа.
[0007] Вариант 2: в указанной камере для смешивания газа и жидкости расположена камера для скапливания газа; указанная камера для скапливания газа за счет своей конструкции из внутренней и внешней втулок определяет кольцевую внутреннюю полость; указанная кольцевая внутренняя полость выполнена в сообщении с элементом для впуска газа; жидкость проходит через полость внутренней втулки указанной конструкции из втулок; указанные газопропускные отверстия выполнены в трубчатой стенке указанной внутренней втулки.
[0008] Внутренняя втулка и внешняя втулка указанной конструкции из внутренней и внешней втулок выполнены соосными или частично совмещены относительно друг друга.
[0009] Вариант 3: указанная камера для смешивания газа и жидкости состоит из трубчатой секции для жидкости и камеры трубы для впуска газа, прикрепленной снаружи указанной трубчатой секции для жидкости; камера трубы для впуска газа соединена с указанным элементом для впуска газа; указанная поверхность взаимодействия с газом и жидкостью является поверхностью прикрепления, которой указанная камера трубы для впуска газа соединена с трубчатой секцией для жидкости; газопропускные отверстия выполнены в указанной поверхности прикрепления.
[0010] В вышеуказанном варианте:
С двух сторон относительно поверхности взаимодействия с газом и жидкостью направление потока газа и направление потока жидкости перпендикулярны друг другу.
[0011] Указанный элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка вдоль края снабжен вырезами в виде зубьев, и посредством такой зубчатой области на элементе выпуска пузырькового потока можно дополнительно разделять микропузырьки, скапливающиеся в потоке в большие пузыри, что обеспечивает эффективное перемешивание газа и жидкости.
[0012] Когда указанный элемент для выпуска пузырькового потока расположен горизонтально, то он выполнен в виде уплощенного насадка, постепенно увеличивающегося относительно ширины и постепенно уменьшающегося относительно высоты, при этом указанные вырезы в виде зубьев предпочтительно выполнены вдоль верхнего края указанного уплощенного насадка.
[0013] Когда указанный элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка направлен вверх, в насадке предусмотрено несколько концентричных и соосных конических ограничительных колец; отверстия конических ограничительных колец со стороны выпуска также снабжены вырезами в виде зубьев; между внутренними и внешними соседними ограничительными кольцами оставлены промежутки для прохождения потока; внешние ограничительные кольца, выступающие в осевом направлении, перекрывают указанные промежутки для прохождения потока.
[0014] Когда указанный элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка направлен вниз, указанный элемент для выпуска пузырькового потока выполнен в виде конического насадка с диаметром, постепенно уменьшающимся в направлении потока жидкости.
[0015] Преимущества
Когда посредством устройства для генерирования микропузырьков согласно настоящему изобретению в жидкость вдувается газ, на поверхности взаимодействия с газом и жидкостью, поскольку за счет быстрого потока жидкости с одной стороны газ, проходящий сквозь газопропускные отверстия, разрезается вершинами имеющих углы элементов – газопропускных отверстий – на маленькие пузырьки и поскольку эквивалентный диаметр канала газа в области вершин имеющих углы элементов в направлении потока жидкости стремится к бесконечно малой величине, генерируемые пузырьки имеют очень малый диаметр, время пребывания в жидкой фазе значительно увеличивается, и эффективность массопереноса между газом и жидкостью заметно повышается. Посредством дополнительно выполненной на элементе для выпуска пузырькового потока зубчатой области можно дополнительно разделять микропузырьки, скапливающиеся в потоке в большие пузыри, что обеспечивает эффективное перемешивание газа и жидкости, и устройство для генерирования микропузырьков согласно настоящему изобретению обладает таким преимуществами, как сравнительно низкое потребление энергии, большой объем подаваемого газа и эффективное перемешивание газа с жидкостью.
Описание прилагаемых графических материалов
[0016] На фиг. 1 представлено трехмерное схематическое изображение согласно варианту осуществления 1;
на фиг. 2 представлено схематическое изображение сверху согласно варианту осуществления 1;
на фиг. 3 представлено основное схематическое изображение согласно варианту осуществления 1;
на фиг. 4 представлено схематическое изображение сбоку согласно варианту осуществления 1;
на фиг. 5 представлено схематическое изображение конструкции для установки пластин для генерирования микропузырьков;
на фиг. 6 представлено основное схематическое изображение в разрезе согласно варианту осуществления 2;
на фиг. 7 представлено схематическое изображение сбоку согласно варианту осуществления 2;
на фиг. 8 представлено схематическое изображение сверху согласно варианту осуществления 2;
на фиг. 9 представлено трехмерное схематическое изображение согласно варианту осуществления 3;
на фиг. 10 представлено основное схематическое изображение согласно варианту осуществления 3;
на фиг. 11 представлено основное схематическое изображение согласно варианту осуществления 4;
на фиг. 12 представлено основное схематическое изображение согласно варианту осуществления 5;
на фиг. 13 представлено схематическое изображение сбоку согласно варианту осуществления 5;
на фиг. 14 представлено основное схематическое изображение согласно варианту осуществления 6;
на фиг. 15 представлено схематическое изображение сбоку согласно варианту осуществления 6.
Конкретные способы осуществления
[0017] Для более подробного объяснения технического решения и технических целей согласно настоящему изобретению ниже настоящее изобретение представлено более подробно со ссылками на прилагаемые графические материалы и конкретные варианты осуществления.
[0018] Вариант осуществления 1
Как показано на фиг. 1–5, устройство для генерирования микропузырьков содержит элемент 101 для впуска жидкости, элемент 104 для впуска газа, элемент 103 для выпуска пузырькового потока, камеру 102 для смешивания газа и жидкости, пластины 108 для генерирования микропузырьков и конструкцию 106 для установки пластин для генерирования микропузырьков; указанные пластины 108 для генерирования микропузырьков снабжены группой рядов, образованных множеством регулярно расположенных газопропускных отверстий; форма указанных газопропускных отверстий имеет вид имеющего углы элемента, например, прямоугольника, треугольника, ромба, капли воды и т. п., и вершина указанного имеющего углы элемента обращена в направлении потока жидкости; направление газа, вводимого посредством указанного элемента 104 для впуска газа, перпендикулярно направлению потока жидкости.
[0019] Указанная конструкция 106 для установки пластин для генерирования микропузырьков содержит камеру 109 для скапливания газа, расположенную в камере 102 для смешивания газа и жидкости; поперечное сечение внутренней полости камеры 109 для скапливания газа является U-образным, и посредством отверстия в своей верхней части она сообщается с указанным элементом 104 для впуска газа; камера 106 для скапливания газа на переднем и заднем концах снабжена перегородками, и между ее двумя боковыми стенками и двумя боковыми стенками полости камеры для смешивания газа и жидкости образованы симметричные друг другу каналы, обеспечивающие прохождение жидкости, при этом направление указанных каналов совпадает с направлением потока жидкости. В каждой из двух боковых стенок камеры 109 для скапливания газа предусмотрено два газопропускных окна 107, при этом указанные пластины 108 для генерирования микропузырьков установлены в указанных газопропускных окнах 107. Указанная камера 102 для смешивания газа и жидкости в верхней части снабжена отверстием, и над отверстием размещен прямоугольный установочный элемент; конструкция 106 для установки пластин для генерирования микропузырьков содержит прямоугольную крышку 105, которая герметично закрывает отверстие камеры для скапливания газа и отверстие камеры для смешивания газа и жидкости и которая посредством винтов прикреплена к указанному прямоугольному установочному элементу; с указанной крышкой 105 соединена труба для впуска газа, содержащая элемент 104 для впуска газа.
[0020] Указанный элемент 103 для выпуска пузырькового потока расположен горизонтально и выполнен в виде уплощенного насадка, постепенно увеличивающегося относительно ширины и постепенно уменьшающегося относительно высоты, при этом указанный уплощенный насадок вдоль верхнего края снабжен вырезами в виде зубьев.
[0021] В этом варианте осуществления указанные пластины для генерирования микропузырьков также можно заменить подходящим полученным плетением материалом, содержащим газопропускные отверстия.
[0022] Вариант осуществления 2
Как показано на фиг. 6–8, устройство для генерирования микропузырьков содержит элемент 201 для впуска жидкости, элемент 204 для впуска газа, элемент 203 для выпуска пузырькового потока и камеру 202 для смешивания газа и жидкости; направление газа, вводимого посредством указанного элемента 204 для впуска газа, перпендикулярно направлению потока жидкости.
[0023] В указанной камере для смешивания газа и жидкости расположена камера 205 для скапливания газа; указанная камера 205 для скапливания газа за счет своей конструкции из соосно расположенных внутренней и внешней втулок определяет кольцевую внутреннюю полость; указанная кольцевая внутренняя полость сообщается с элементом 204 для впуска газа; жидкость проходит через полость внутренней втулки 206 указанной конструкции из втулок, при этом трубчатая стенка указанной внутренней втулки 206 снабжена группой рядов газопропускных отверстий, образованных регулярно расположенными газопропускными отверстиями.
[0024] Форма указанных газопропускных отверстий также имеет вид имеющего углы элемента, например, треугольника, ромба, капли воды и т. п., и вершина указанного имеющего углы элемента обращена в направлении потока жидкости.
[0025] Конструктивное решение для указанного элемента 203 для выпуска пузырькового потока такое же, как и для элемента 103 для выпуска пузырькового потока согласно варианту осуществления 1.
[0026] Вариант осуществления 3
Как показано на фиг. 9 и фиг. 10, устройство для генерирования микропузырьков имеет такую же основную конструкцию, как и в варианте осуществления 1, и содержит такие составляющие, как элемент 301 для впуска жидкости, элемент 304 для впуска газа, элемент 303 для выпуска пузырькового потока, камеру 302 для смешивания газа и жидкости, пластины для генерирования микропузырьков, конструкцию для установки пластин для генерирования микропузырьков и т. п.
[0027] Отличие от варианта осуществления 1 заключается в том, что конец со стороны указанного элемента 301 для впуска жидкости направлен вниз, а элемент 303 для выпуска пузырькового потока в виде насадка направлен вверх. Элемент 303 для выпуска пузырькового потока представляет собой конический насадок с постепенно уменьшающимся диаметром; указанный элемент 303 для выпуска пузырькового потока в виде насадка по окружности снабжен вырезами в виде зубьев; в элементе 303 для выпуска пузырькового потока в виде насадка дополнительно предусмотрено несколько конических ограничительных колец, концентричных и соосных относительно элемента 303 для выпуска пузырькового потока; отверстия указанных ограничительных колец со стороны выпуска также снабжены вырезами в виде зубьев; между внутренними и внешними соседними ограничительными кольцами оставлены промежутки для прохождения потока; диаметр указанных конических ограничительных колец постепенно уменьшается в направлении потока жидкости; внешние ограничительные кольца, выступающие в осевом направлении, перекрывают указанные промежутки для прохождения потока.
[0028] Вариант осуществления 4
Как показано на фиг. 11, это конструктивное решение и вариант осуществления 3 в основном одинаковы, и его отличие заключается в том, что в нем конец со стороны элемента для впуска жидкости направлен вверх, а элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка направлен вниз, при этом конические ограничительные кольца не предусмотрены.
[0029] Вариант осуществления 5
На основании варианта осуществления 2 указанная конструкция из внутренней и внешней втулок заменена вариантом, в котором втулки совмещены в нижней части, как показано на фиг. 12 и фиг. 13, при этом внутренняя втулка 502 и внешняя втулка 501 совмещены в нижней части, и указанная внутренняя втулка 502 полностью или в трубчатой стенке верхней части снабжена равномерно распределенными газопропускными отверстиями.
[0030] Вариант осуществления 6
Как показано на фиг. 13 и 14, устройство для генерирования микропузырьков содержит элемент 604 для впуска жидкости, элемент 603 для впуска газа, элемент для выпуска пузырькового потока и камеру для смешивания газа и жидкости.
[0031] Указанная камера для смешивания газа и жидкости состоит из трубчатой секции 602 для жидкости и камеры 601 трубы для впуска газа, прикрепленной снаружи указанной трубчатой секции 602 для жидкости; камера 601 трубы для впуска газа соединена с указанным элементом 603 для впуска газа; поверхностью взаимодействия с газом и жидкостью является поверхность прикрепления, которой указанная камера 601 трубы для впуска газа соединена с трубчатой секцией 602 для жидкости; в указанной поверхности прикрепления выполнены газопропускные отверстия в виде имеющих углы элементов, при этом вершины указанных имеющих углы элементов обращены в направлении потока жидкости.
[0032] Для трубчатых элементов, предусмотренных во всех вышеуказанных вариантах осуществления, таких как конструкция из внутренней и внешней втулок, трубчатая секция для жидкости, камера трубы для впуска газа и т. п., обычно применяются круглые трубы, но также можно применять трубы другой формы, например, квадратные трубы и т. п. Диаметр микропузырьков, полученных посредством устройства для генерирования микропузырьков согласно настоящему изобретению, составляет от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров, и его можно широко использовать в области промышленности, защиты окружающей среды и т. п. Выше были показаны и описаны основные принципы и основные особенности настоящего изобретения, а также преимущества настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятным то, что настоящее изобретение не ограничивается вышеизложенными вариантами осуществления и что представленное в вышеизложенных вариантах осуществления и описании предназначено исключительно для описания принципов настоящего изобретения, поэтому без отклонения от идеи и объема настоящего изобретения в настоящее изобретение также можно внести изменения и модификации, при этом объем правовой защиты настоящего изобретения определяется посредством прилагаемой формулы изобретения, описания и их эквивалентов.

Claims (11)

1. Устройство для генерирования микропузырьков, содержащее элемент для впуска жидкости, элемент для впуска газа, элемент для выпуска пузырькового потока и камеру для смешивания газа и жидкости, отличающееся тем, что в поверхности взаимодействия с газом и жидкостью указанной камеры для смешивания газа и жидкости выполнены газопропускные отверстия в виде имеющих углы элементов, при этом вершины указанных имеющих углы элементов обращены в направлении потока жидкости.
2. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 1, отличающееся тем, что указанные газопропускные отверстия выполнены в пластинах для генерирования микропузырьков; указанное устройство для генерирования микропузырьков содержит конструкцию для установки пластин для генерирования микропузырьков, при этом указанная конструкция для установки содержит одну или несколько камер для скапливания газа, расположенных в камере для смешивания газа и жидкости; внутренняя полость указанной камеры для скапливания газа выполнена в сообщении с указанным элементом для впуска газа; камера для скапливания газа контактирует с жидкостью и в поверхностях ее стенок, параллельных направлению потока жидкости, предусмотрено больше одного элемента в виде газопропускных окон, при этом указанные пластины для генерирования микропузырьков установлены в указанных элементах в виде газопропускных окон.
3. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 2, отличающееся тем, что поперечное сечение указанной камеры для скапливания газа является U-образным; между двумя боковыми стенками камеры для скапливания газа и двумя боковыми стенками полости камеры для смешивания газа и жидкости образованы каналы, обеспечивающие прохождение жидкости, при этом направление указанных каналов совпадает с направлением потока жидкости; указанные газопропускные окна выполнены в поверхностях двух боковых стенок камеры для скапливания газа.
4. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 1, отличающееся тем, что в указанной камере для смешивания газа и жидкости расположена камера для скапливания газа; указанная камера для скапливания газа за счет своей конструкции из внутренней и внешней втулок определяет кольцевую внутреннюю полость; указанная кольцевая внутренняя полость выполнена в сообщении с элементом для впуска газа; жидкость проходит через полость внутренней втулки указанной конструкции из втулок; указанные газопропускные отверстия выполнены в трубчатой стенке указанной внутренней втулки.
5. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 4, отличающееся тем, что внутренняя втулка и внешняя втулка указанной конструкции из внутренней и внешней втулок выполнены соосными или частично совмещены относительно друг друга.
6. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 1, отличающееся тем, что указанная камера для смешивания газа и жидкости состоит из трубчатой секции для жидкости и камеры трубы для впуска газа, прикрепленной снаружи указанной трубчатой секции для жидкости; камера трубы для впуска газа соединена с указанным элементом для впуска газа; указанная поверхность взаимодействия с газом и жидкостью является поверхностью прикрепления, которой указанная камера трубы для впуска газа соединена с трубчатой секцией для жидкости; газопропускные отверстия выполнены в указанной поверхности прикрепления.
7. Устройство для генерирования микропузырьков по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что с двух сторон относительно поверхности взаимодействия с газом и жидкостью направление потока газа и направление потока жидкости перпендикулярны друг другу.
8. Устройство для генерирования микропузырьков по любому из пп. 1–6, отличающееся тем, что указанный элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка вдоль края снабжен вырезами в виде зубьев.
9. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 8, отличающееся тем, что указанный элемент для выпуска пузырькового потока при его расположении горизонтально выполнен в виде уплощенного насадка, постепенно увеличивающегося относительно ширины и постепенно уменьшающегося относительно высоты.
10. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 8, отличающееся тем, что когда указанный элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка направлен вверх, то в насадке предусмотрено несколько концентричных и соосных конических ограничительных колец; отверстия конических ограничительных колец со стороны выпуска также снабжены вырезами в виде зубьев; между внутренними и внешними соседними ограничительными кольцами оставлены промежутки для прохождения потока; внешние ограничительные кольца, выступающие в осевом направлении, перекрывают указанные промежутки для прохождения потока.
11. Устройство для генерирования микропузырьков по п. 8, отличающееся тем, что когда указанный элемент для выпуска пузырькового потока в виде насадка направлен вниз, то указанный элемент для выпуска пузырькового потока выполнен в виде конического насадка с диаметром, постепенно уменьшающимся в направлении потока жидкости.
RU2019100061A 2016-08-01 2017-07-28 Устройство для генерирования микропузырьков RU2698688C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610617272.5 2016-08-01
CN201610617272.5A CN106076135B (zh) 2016-08-01 2016-08-01 微气泡发生装置
PCT/CN2017/094847 WO2018024159A1 (zh) 2016-08-01 2017-07-28 微气泡发生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698688C1 true RU2698688C1 (ru) 2019-08-28

Family

ID=57478362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100061A RU2698688C1 (ru) 2016-08-01 2017-07-28 Устройство для генерирования микропузырьков

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11148105B2 (ru)
EP (1) EP3492162B1 (ru)
CN (1) CN106076135B (ru)
ES (1) ES2887038T3 (ru)
RU (1) RU2698688C1 (ru)
WO (1) WO2018024159A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106076135B (zh) * 2016-08-01 2019-04-16 江苏揽山环境科技股份有限公司 微气泡发生装置
TWI629247B (zh) * 2017-08-22 2018-07-11 阮慶源 Microbubble generator
CN111068530B (zh) * 2018-10-22 2022-02-22 中国石油天然气股份有限公司 微气泡生成装置及设备
CN109985539A (zh) * 2019-05-16 2019-07-09 宁波筑鸿纳米科技有限公司 超微气泡发生装置
CN112439335B (zh) * 2019-08-30 2022-03-18 宁波方太厨具有限公司 一种微纳米气泡产生装置及应用有该装置的清洗机
CN110567147B (zh) * 2019-09-25 2021-10-15 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 热水器
CN112759056B (zh) * 2020-12-16 2022-04-22 深圳市创辉氢科技发展有限公司 一种富氢水发生器及富氢水的生产方法
CN117145612B (zh) * 2023-10-30 2024-01-26 泰安九洲金城机械有限公司 一种地下矿车烟气处理装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR803551A (fr) * 1935-03-18 1936-10-03 Minimax Ag Producteur de mousse d'air, plus spécialement pour l'extinction des incendies
SU1321691A1 (ru) * 1985-11-12 1987-07-07 Институт Тепло-И Массообмена Им.А.В.Лыкова Устройство дл очистки сточных вод
JP2008237996A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Nakata Coating Co Ltd 微細気泡発生装置及びそれを用いた洗浄装置、シャワリング装置、生簀
CN103861488A (zh) * 2014-03-19 2014-06-18 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 微气泡发生装置
RU2556672C1 (ru) * 2013-12-20 2015-07-10 Игорь Александрович Лепешинский Способ создания газокапельной струи и устройство для его выполнения
CN104772055A (zh) * 2014-08-12 2015-07-15 中国科学院上海应用物理研究所 一种微气泡生成装置及其应用

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB694918A (en) * 1951-02-23 1953-07-29 F S Gibbs Inc Diffusion of gases in liquids
US3351292A (en) * 1966-01-26 1967-11-07 Sr Fred E Stuart Nozzle discharge cap
JPS586281B2 (ja) * 1978-02-20 1983-02-03 松下電器産業株式会社 可変抵抗器の製造方法
CN2081753U (zh) * 1991-02-02 1991-07-31 华东化工学院 导向浮阀塔板
US5525242A (en) * 1994-10-19 1996-06-11 Kerecz; Robert C. J. Apparatus and process for the aeration of water
US5845993A (en) * 1995-10-12 1998-12-08 The Dow Chemical Company Shear mixing apparatus and use thereof
WO2008038763A1 (fr) * 2006-09-28 2008-04-03 Nakata Coating Co., Ltd. Appareil de production d'un écoulement tourbillonnaire, procédé de production d'un écoulement tourbillonnaire, appareil de génération de phase vapeur, appareil de génération de microbulles, mélangeur de fluides et buse d'injection de fluides
US20090023189A1 (en) * 2007-05-18 2009-01-22 Applera Corporation Apparatus and methods for preparation of subtantially uniform emulsions containing a particle
US9144774B2 (en) * 2009-09-22 2015-09-29 Turbulent Energy, Llc Fluid mixer with internal vortex
CN100504126C (zh) * 2007-09-14 2009-06-24 李东国 微细气泡发生装置用阀门
AT507226B1 (de) * 2008-08-28 2010-09-15 Univ Wien Tech Mikrofluidvorrichtung
CN201894961U (zh) * 2010-09-08 2011-07-13 江苏揽山环境科技有限公司 一种大流量压力雾化喷嘴
CN202199278U (zh) * 2011-08-23 2012-04-25 神华集团有限责任公司 一种气液混合装置
JP6167321B2 (ja) * 2014-04-11 2017-07-26 有限会社オーケー・エンジニアリング ループ流式バブル発生ノズル
US10801003B2 (en) * 2016-06-03 2020-10-13 Lonza Ltd Single use bioreactor
CN106000070B (zh) * 2016-08-01 2018-09-18 江苏揽山环境科技股份有限公司 气泡反应塔
CN205868041U (zh) * 2016-08-01 2017-01-11 江苏揽山环境科技股份有限公司 微气泡发生装置
CN106076135B (zh) * 2016-08-01 2019-04-16 江苏揽山环境科技股份有限公司 微气泡发生装置
CN111068530B (zh) * 2018-10-22 2022-02-22 中国石油天然气股份有限公司 微气泡生成装置及设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR803551A (fr) * 1935-03-18 1936-10-03 Minimax Ag Producteur de mousse d'air, plus spécialement pour l'extinction des incendies
SU1321691A1 (ru) * 1985-11-12 1987-07-07 Институт Тепло-И Массообмена Им.А.В.Лыкова Устройство дл очистки сточных вод
JP2008237996A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Nakata Coating Co Ltd 微細気泡発生装置及びそれを用いた洗浄装置、シャワリング装置、生簀
RU2556672C1 (ru) * 2013-12-20 2015-07-10 Игорь Александрович Лепешинский Способ создания газокапельной струи и устройство для его выполнения
CN103861488A (zh) * 2014-03-19 2014-06-18 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 微气泡发生装置
CN104772055A (zh) * 2014-08-12 2015-07-15 中国科学院上海应用物理研究所 一种微气泡生成装置及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP3492162A1 (en) 2019-06-05
ES2887038T3 (es) 2021-12-21
WO2018024159A1 (zh) 2018-02-08
US20190232236A1 (en) 2019-08-01
EP3492162A4 (en) 2020-03-18
CN106076135A (zh) 2016-11-09
EP3492162B1 (en) 2021-08-18
CN106076135B (zh) 2019-04-16
US11148105B2 (en) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2698688C1 (ru) Устройство для генерирования микропузырьков
RU2579079C1 (ru) Прямоточный центробежный газожидкостный сепаратор
JP6398981B2 (ja) 間欠的気泡発生装置
RU2016116144A (ru) Устройство и метод применения для тепломассообмена между газом и жидкостью
CA2824466C (en) Absorber
KR102196077B1 (ko) 기포 발생 장치
AU2012351569B2 (en) Contact and separation column and tray
KR101097483B1 (ko) 기체/액체 또는 기체/액체/고체 반응용 반응기
RU171763U1 (ru) Тепломассообменная тарелка с барботажным контактным устройством
RU2682606C2 (ru) Распределительная тарелка для колонны обмена между газом и жидкостью с дефектором жидкости, колонна обмена теплом и использование колонны
KR102305212B1 (ko) 기포 발생 장치
JP5787573B2 (ja) 気液分離装置
RU129408U1 (ru) Устройство для контакта газа и жидкости
BR112019017625A2 (pt) Separador
KR100529707B1 (ko) 다공실린더를 구비한 피동형 원심 분리기
RU2780517C1 (ru) Контактное устройство для тепломассообменного аппарата
CN210965044U (zh) 气液分配器及气液分配盘
KR101297672B1 (ko) 전기분해를 이용한 수 처리장치의 전해챔버
RU130230U1 (ru) Массообменное устройство
RU134306U1 (ru) Кожухотрубный теплообменник-реактор
RU100916U1 (ru) Тепломассообменный аппарат
WO2016064304A1 (ru) Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость
RU2019128774A (ru) Газопромыватель
RU2328044C2 (ru) Входная камера активной зоны
RU109125U1 (ru) Сепаратор пенной очистки сточных вод от шлама