CN103316603B - 气液混合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气液混合器，其具有进水口、进气口及出水口，进水口与出水口之间设有混合腔，其中，进水口与混合腔之间设有进水孔，一针阀的阀柱穿过进水孔，阀柱靠近进水口的部分呈锥台状，阀柱的锥台状部分的横截面积自远离进水口一端向靠近进水口的一端逐渐增大，阀柱外套有一弹簧，弹簧的第一端抵接在第一弹簧座上，第一弹簧座固定在阀柱上，第一叶轮套在针阀上，第一叶轮位于进水孔与第一弹簧座之间。本发明提供的气液混合器可以调节流进混合腔的液体的量，在流经进水口的液体压力增大或减小的情况下，均可以使流出气液混合器的液体的流量保持恒定，也有利于气体溶解在液体中以及保持气体溶解在液体中的浓度稳定。

Description

气液混合器

技术领域

本发明涉及供水领域，尤其是涉及一种气液混合器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对水的质量要求也越来越高，臭氧水因具有杀菌、消毒、除臭的作用而广泛受到人们的欢迎。人们使用的臭氧水通常是将臭氧气体溶解在自来水中形成的，因此需要在水龙头近旁设置臭氧发生器，用于产生臭氧气体，并将臭氧气体与自来水混合。应用上述方法制备臭氧水最为常见的设备是臭氧水龙头。

但是，臭氧水龙头需要在一个普通的水龙头上加设臭氧发生器以产生臭氧，若房屋内水龙头较多，则需要使用大量的臭氧发生器，家居装修成本较高。此外，该结合臭氧的水龙头需要在水龙头的近旁设置臭氧发生器，而臭氧发生器的工作需要电力，因此需要在水龙头的近旁设置电源插座，容易发生水溅到电源插座内的情况而导致意外，给家居安全带来隐患。

因此，人们使用中央供应臭氧水的方法向多个用水终端供应臭氧水，这就需要使用臭氧水供应系统，现有的一种臭氧水系统的原理框图如图1所示。

臭氧水供应系统具有中央控制器10，并设有一个臭氧发生器11，臭氧发生器11在中央控制器10的控制下工作。臭氧发生器11具有多个出气口，如图1中的出气口21为其中一个，用于向外输出臭氧气体。出气口21连接至供气管道12，在供气管道12与出气口21之间安装有电磁阀13，电磁阀13由中央控制器10控制启闭。供气管道12的一端连接至气液混合器14的进气口15，气液混合器14的进水口16与供水管道18连接，且供水管道18内安装有水流传感器22，用于检测供水管道18内是否有水流动，并将检测的信号返回至中央控制器10，中央控制器10通过检测信号判断供水管道18内有水流流动时启动臭氧发生器11。

臭氧气体与自来水在气液混合器14内混合后形成臭氧水，臭氧水从气液混合器14的出水口17流向管道19，最终从用水终端，如水龙头20流出。

当然，臭氧发生器11的其他出气口也分别通过电磁阀连接至一个气液混合器，臭氧气体在气液混合器内与自来水混合形成臭氧水，臭氧水经过管道流向诸如水龙头、马桶、浴缸等用水终端。

参见图2，常见的气液混合器25具有进水口26、进气口27以及出水口28，进水口26与出水口28之间设有混合腔29，进气口27与混合腔29连通。自来水通过进水口26流进混合腔29，臭氧气体通过进气口27流进混合腔29，臭氧气体在混合腔29内与自来水混合，形成臭氧水，并经出水口28流出。

由于臭氧气体由臭氧发生器供应，单位时间流经进气口27的臭氧气体的量比较稳定。但是，自来水的压力容易受到水龙头阀门的开度、供水水压、使用人数等因素影响，因此自来水的流量往往不稳定，单位时间流进混合腔的自来水的流量也不稳定。在自来水流量较大时，单位时间流经混合腔29的自来水较多，混合后的臭氧水浓度较低，消毒效果不理想；在自来水流量较小时，混合后的臭氧水浓度较高，不利于臭氧水的安全使用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种流进混合腔的自来水的量基本恒定的气液混合器。

本发明的另一目的是提供一种流出的臭氧水浓度稳定的气液混合器。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的气液混合器包括进水口、进气口及出水口，进水口与出水口之间设有混合腔，其中，进水口与混合腔之间设有进水孔，一针阀的阀柱穿过进水孔，阀柱靠近进水口的部分呈锥台状，阀柱的锥台状部分的横截面积自远离进水口一端向靠近进水口的一端逐渐增大，阀柱外套有一弹簧，弹簧的第一端抵接在第一弹簧座上，第一弹簧座固定在阀柱上，第一叶轮套在针阀上，第一叶轮位于进水孔与第一弹簧座之间。

由上述方案可见，气液混合器内设置针阀，且针阀的阀柱穿过进水孔，在自来水压力升高时，自来水流量增大，水流向第一叶轮及针阀顶部施加较大的压力，推动第一叶轮向出水口方向运动，第一弹簧座也随之向出水口方向运动，第一弹簧座挤压弹簧，阀柱随第一弹簧座向出水口方向运动。由于阀柱穿过进水孔的部分为锥台状，当阀柱向出水口方向运动时，阀柱与进水孔之间的间隙减小，避免流经进水孔的自来水的量过大，单位时间流进混合腔内的自来水的量保持稳定。当自来压力降低时，自来水流量随之减小，第一弹簧座在弹簧的弹性恢复力作用下向进水孔方向运动，阀柱也向进水口方向运动，阀柱与进水孔之间的间隙增大，确保单位时间流进混合腔的自来水的量稳定。

不管自来水压力高还是低，单位时间内流进混合腔的自来水的量基本保持恒定，混合后的臭氧水浓度也相对恒定。并且，自来水流动时，第一叶轮在水流作用下转动，对臭氧水有搅拌作用，臭氧气体更好地溶解到自来水中,从而提高臭氧水的杀菌解毒效果.。

一个优选的方案是，混合腔与出水口之间设有出水孔，出水孔靠近混合腔的一侧设有第二弹簧座，弹簧的第二端抵接在第二弹簧座上。

由此可见，将第二弹簧座固定在出水孔的一侧，有利于实现弹簧第二端的固定，且避免弹簧在混合腔内摆动，更好地对阀柱进行调节。

进一步的方案是，阀柱穿过出水孔，第二叶轮套在阀柱上，且第二叶轮位于出水孔靠近出水口的一侧。

可见，在出水口附件设置第二叶轮，在水流推动下转动，对将要流出气液混合器的臭氧水进行二次搅拌，使臭氧气体与自来水的混合效果更为理想。

再进一步的方案是，第一叶轮或第二叶轮均具有至少一片叶片，每一叶片与阀柱的轴线倾斜设置。

由此可见，将叶片与阀柱的轴线倾斜设置，有利于叶片在水流推动下转动,有利于臭氧气体溶解在自来水中水。

更进一步的方案是，第二弹簧座上设有多条筋条，每一筋条具有与阀柱的轴线倾斜的表面。

这样，水流流经筋条上的表面时可被倾斜的表面导流，形成旋转水流，同时带动第二叶轮转动，对混合器的臭氧水进行充分搅拌，使臭氧气体与自来水的混合效果进一步提高。

附图说明

图1是现有臭氧水供应系统的结构图。

图2是现有气液混合器的结构图。

图3是本发明实施例的结构图。

图4是本发明实施例工作状态的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的气液混合器可以应用在诸如臭氧水供应系统等需要将气体与液体混合的装置中，下面以应用在臭氧水供应系统中的气液混合器为例对本发明进行说明。

参见图3，本发明的气液混合器具有一个壳体31，并设有进水口32、进气口35以及出水口34，其中，进水口32与供水管道连通，自来水从供水管道流进进水口32内。进水口32上安装有滤网33，用于将自来水中颗粒较大的杂质过滤，避免杂质流进气液混合器内。进气口35与供气管道连通，臭氧发生器产生的臭氧气体从供气管道进入进气口35内。出水口34与进水口32相对设置，混合有臭氧气体的臭氧水经出水口34流出。

在进水口32与出水口34之间设有一个混合腔38，自来水与臭氧气体在混合腔38内混合形成臭氧水，并从出水口34流出。出水口34与管道连通，臭氧水经过出水口34后最终流向用水终端，如水龙头、浴缸等。

进水口32与混合腔38之间具有一个进水孔61，进水孔61的横截面的面积小于进水口32横截面的面积，流经进水口32的自来水经进水孔61流进混合腔38。

出水口34与混合腔38之间设有一个出水孔63，出水孔63的横截面的面积小于出水口34横截面的面积。臭氧水从混合腔38流经出水孔63后，从出水口34流出。

进气口35与混合腔38之间设有进气孔39，在进气口35与进气孔39之间设置有单向阀36，臭氧气体只能从进气口35经单向阀36流进进气孔39，臭氧水不能从进气孔39经单向阀36流出进气口35，从而避免臭氧水流进臭氧发生器。

气液混合器内设置有针阀40，针阀40包括阀柱41以及套装在阀柱41外的弹簧44，且阀柱41外还套有两个叶轮48、51。阀柱41穿过进水孔61以及出水孔63，且阀柱41靠近进水口32的部分42为圆台状，靠近出水口34的部分43大致为圆柱状，圆台状的部分42的半径自远离进水口32的一端向靠近进水口32的一端逐渐增大，并且圆台状的部分42穿过进水孔61。

弹簧44套在阀柱41的圆柱状部分43外，弹簧44的两端分别抵接在两个弹簧座45、46上。弹簧座45位于弹簧44的第一端，其固定在阀柱41靠近进水孔61的一端上，弹簧44的第一端抵接在弹簧座45上。弹簧座46固定在出水孔63靠近混合腔38的一侧上，弹簧44的第二端抵接在弹簧座46上。为了确保臭氧水能够从混合腔38流出，弹簧座46的中部开设通孔47。当然，阀柱41也可以穿过通孔47，并相对通孔47运动。

为了避免阀柱41旋转，可以将阀柱41靠近出水口34的一段设置为横截面为方形的形状，且横截面为方形的一段阀柱41穿过出水孔63。从图3可见，出水孔63与阀柱41之间的间隙较小，从而限制阀柱41在混合腔38内旋转。

弹簧座46上可以设置多条筋条，每一条筋条自弹簧座46的中部向周壁延伸，即弹簧座46具有位于中部的圆环以及位于周缘上的圆弧，两个圆环之间连接有多条筋条。并且，每一条筋条具有与阀柱41的轴线倾斜的表面，每一表面均朝向出水孔63方向倾斜。这样，臭氧水可以在倾斜的表面的导引下流向出水孔63。

叶轮48套在阀柱41外，且叶轮48位于进水孔61与弹簧座45之间。叶轮48具有套在阀柱41上的轮盘49以及设置在轮盘49上的多片叶片50，轮盘49与阀柱41间隙配合，每一片叶片50均与阀柱41的轴线倾斜设置。优选地，叶片50的形状与风扇叶片的形状相同，以便于水流的流动。

弹簧座45靠近进水孔61的一端设有朝向进水孔61方向凸起的凸块，以确保叶片50与弹簧座45之间有足够的间隙，避免弹簧座45影响叶片50的旋转。并且，弹簧座45的凸块上可以包裹有耐磨材料，避免轮盘49长期与弹簧座45摩擦而导致轮盘49、弹簧座45损坏。

叶轮51套在阀柱41外，且叶轮51位于出水孔63与出水口34之间，且叶轮51与阀柱41间隙配合，即叶轮51的轮盘52与阀柱41之间具有间隙。叶轮51上也设有多片叶片53，每一片叶片53均与阀柱41倾斜设置。

在阀柱41靠近出水口34的一端设有限位件55，限位件55自阀柱41的外壁向外延伸，防止叶轮51从阀柱41上脱落。叶轮51的轮盘52上可以设置耐磨材料，以避免轮盘52与限位件55长期摩擦而导致损坏。

自来水从进水口32流进混合腔38后，水流向叶轮48施加朝向出水口34方向的压力，叶轮48推动弹簧座45朝向出水口34方向运动。并且，叶轮48、51随水流旋转，对臭氧水进行搅拌，有利于臭氧气体充分溶解在自来水中。

随着自来水的压力增大，流量增大,水流向叶轮48及针阀顶部施加的压力也增加，如图4所示，弹簧座45朝向出水口45方向运动，弹簧44被挤压并积蓄弹性势能。由于弹簧座45固定在阀柱41上，阀柱41随弹簧座45朝向出水口34方向运动。由于阀柱41穿过进水孔61的部分为圆台状，阀柱41越朝向出水口34方向运动，阀柱41与进水孔61之间的间隙越小，避免单位时间内流进混合腔38的自来水的量过大。

若自来水的压力降低,流量减小，水流向叶轮48及针阀顶部施加的压力减小，弹簧44在弹性恢复力的作用下朝向进水孔61方向运动，弹簧座45也随之朝向进水孔61方向运动，阀柱41朝向进水口32方向运动。阀柱41越靠近进水口32，阀柱41与进水孔61之间的间隙越大，这样，可以确保单位时间内流进混合腔38的自来水的量相对恒定。

可见，在气液混合器内设置针阀40，能够利用针阀40与进水孔61的间隙调节流进混合腔38内的自来水流量，确保流出气液混合器的臭氧水的流量恒定。并且，通过两个叶轮48、51对臭氧水进行搅拌，有利于臭氧气体溶解在臭氧水中，确保流出气液混合器的臭氧水的浓度均匀、稳定,从而保证臭氧水杀菌解毒效果稳定.

为了使气液混合器适应不同的臭氧水流出速度的要求，可以根据实际使用情况调节弹簧44的弹性系数，即根据实际使用情况选用不同弹性系数的弹簧，从而调节阀柱41上下运动的距离。

当然，上述实施例仅是本发明的一个优选的方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，可以在进水孔或者出水孔的孔壁上包裹由弹性材料制成缓冲垫圈，以避免阀柱与进水孔、出水孔的孔壁碰撞而导致阀柱的损坏；或者，在阀柱靠近出水孔的一端设置限位件，避免阀柱在混合腔内旋转；又或者，针阀靠近进水口的一端呈锥台状，锥台的横截面可以为正方形或多边形，且锥台的横截面积自远离进水口的一端向靠近进水口的一端逐渐增大，这样的改变也能实现本发明的目的。

另外，本发明的气液混合器不但可以应用在臭氧水供应系统中，还可以应用在其他需要气体与液体混合的场合。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如气液混合器外形、针阀形状、叶轮的叶片数量及形状的改变、弹簧座形状的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.气液混合器，包括

进水口、进气口及出水口，所述进水口与所述出水口之间设有混合腔；

其特征在于：

所述进水口与所述混合腔之间设有进水孔，一针阀的阀柱穿过所述进水孔，所述阀柱靠近所述进水口的部分呈锥台状，所述阀柱的锥台状部分的横截面积自远离所述进水口一端向靠近所述进水口的一端逐渐增大；

所述阀柱外套有一弹簧，所述弹簧的第一端抵接在第一弹簧座上，所述第一弹簧座固定在所述阀柱上；

第一叶轮套在所述针阀上，所述第一叶轮位于所述进水孔与所述第一弹簧座之间。

2.根据权利要求1所述的气液混合器，其特征在于：

所述混合腔与所述出水口之间设有出水孔，所述出水孔靠近所述混合腔的一侧设有第二弹簧座，所述弹簧的第二端抵接在所述第二弹簧座上。

3.根据权利要求2所述的气液混合器，其特征在于：

所述第二弹簧座的中部设有至少一个通孔。

4.根据权利要求2所述的气液混合器，其特征在于：

所述阀柱穿过所述出水孔，第二叶轮套在所述阀柱上，且所述第二叶轮位于所述出水孔靠近所述出水口的一侧。

5.根据权利要求4所述的气液混合器，其特征在于：

所述第二叶轮与所述阀柱间隙配合。

6.根据权利要求4所述的气液混合器，其特征在于：

所述第一叶轮或所述第二叶轮均具有至少一片叶片，每一所述叶片与所述阀柱的轴线倾斜设置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的气液混合器，其特征在于：

所述第一叶轮与所述阀柱间隙配合。

8.根据权利要求1至6任一项所述的气液混合器，其特征在于：

所述第二弹簧座上设有多条筋条，每一所述筋条具有与所述阀柱的轴线倾斜的表面。

9.根据权利要求1至6任一项所述的气液混合器，其特征在于：

所述进水口上安装有滤网。

10.根据权利要求1至6任一项所述的气液混合器，其特征在于：

所述进气口与所述混合腔之间设有进气孔，所述进气口与所述进气孔之间设有单向阀。