CN103861485B - 一种臭氧与水的高效混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种臭氧与水的高效混合装置，用以解决现有技术灌溉水中臭氧含量低导致杀菌效果不佳的问题。该臭氧与水的高效混合装置包括主管道，其一端用于连接水泵，另一端伸入田地用于灌溉；旁通管，其径向尺寸小于所述主管道，所述旁通管并联于所述主管道上并与所述主管道连通，所述旁通管上设有臭氧入口。该臭氧与水的高效混合装置结构简单，使用方便，能够有效地提高水中的臭氧含量并灌溉入田地中，起到良好的杀菌效果。

Description

一种臭氧与水的高效混合装置

技术领域

本发明涉及农业用具技术领域，特别是指一种臭氧与水的高效混合装置，其能够将臭氧充分溶于水并注入到田地中，杀灭土壤中的细菌病毒，实现土壤改良的目的。

背景技术

目前，随着社会经济的不断发展，食品安全愈加成为人们日益关注的社会焦点问题。为了满足人们日益增加的生活需求，农业种植中人们常常采用大量的剧毒农药来杀灭土壤中所含的细菌病毒，这样不仅污染了农产品，对人体产生直接的危害，而且常年使用农药将造成土壤板结、病虫产生抗药性等生态问题。

现有技术中，人们逐渐发现一种能够保障作物无公害、无污染、纯绿色生长的新技术—臭氧灌溉，通过将臭氧溶于水中并灌溉入田地中，利用臭氧的强氧化性快速杀死土壤中的细菌、病毒、真菌、原虫及卵囊等，同时分解土壤中残留的各种农药及化肥，保证土壤绝对无公害，而且臭氧在杀菌、分解残留农药化肥后最终还原为氧气，能够增加土壤中的含氧量，达到疏松、改良土壤的奇效。

在0℃、一标准大气压条件下，一体积水可溶解0.494体积的臭氧，因此，常温常态常压下臭氧在水中的溶解度要比氧高约13倍，比空气高25倍，但是在实际应用时它的溶解度却甚小，主要是因为臭氧遵守亨利定律（在等温等压下，某种气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的平衡压力成正比），臭氧在空气中的含量极低，故分压也极低，就会迫使水中的臭氧从水和空气的界面上逸出，使水中臭氧浓度总是处于不断降低的状态，因此，如何将臭氧充分溶于水并将其灌溉入田地中是一个关键的问题。

发明内容

本发明提出一种臭氧与水的高效混合装置，解决了现有技术灌溉水中臭氧含量低导致杀菌效果不佳的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种臭氧与水的高效混合装置，包括：

主管道，其一端用于连接水泵，另一端伸入田地用于灌溉；

旁通管，其径向尺寸小于所述主管道，所述旁通管并联于所述主管道上并与所述主管道连通，所述旁通管上设有臭氧入口。

作为对上述技术方案的改进，所述旁通管的中间位置设有涡流室，所述臭氧入口连通所述涡流室；

所述涡流室上游的旁通管沿水的流向径向尺寸逐渐减小，所述涡流室下游的旁通管沿水的流向径向尺寸不变，所述涡流室的径向尺寸小于其下游旁通管的径向尺寸。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述涡流室内设有固定于其内壁上的挡板，所述挡板面积为所述涡流室横截面积的1/3。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述主管道内设有用于控制水流的阀门，所述阀门位于所述旁通管与所述主管道的两个连接点之间。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述主管道位于所述旁通管的下游还设有60～100M的水带。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：本发明通过主管道将水泵抽取的水灌溉入田地中，其中一部分会通过旁通管，同时通过臭氧入口向旁通管内持续不断地注入臭氧，则臭氧会在旁通管内与水进行初次混合，大部分的臭氧会溶于水中并沿旁通管向前流动，当旁通管内的水由旁通管的末端流入主管道时，又会受到主管道内水流的冲击，使臭氧与水形成二次混合，更多的臭氧又会溶入水中，最终提高灌溉入田地的水的臭氧含量，保证杀菌效果。

在旁通管的中间位置设置涡流室，而且涡流室上游旁通管的径向尺寸是沿水的流向逐渐减小的，这样就使涡流室上游旁通管内的水压沿水的流向逐渐升高，最终使涡流室内的水压达到最大，在这种条件下，臭氧从臭氧入口进入涡流室内时就会受到水流极大的冲击力，从而使臭氧与水充分混合，提高水中的臭氧含量。另外，将涡流室径向尺寸设置为小于其下游旁通管的径向尺寸，能够使涡流室内的水流流出时水压骤降，从而使涡流室处形成一个负压，使臭氧入口处的臭氧在外界大气压下快速进入涡流室内并与水流充分混合。

在涡流室的内壁上固定挡板能够使流入涡流室内的急速水流受到一定的阻挡，使水流稍微改变方向，这样能够使臭氧更加容易地溶入到水流。

在主管道内设置一个阀门能够通过调整阀门的开关大小来控制旁通管内的水压，进而控制臭氧溶入水中的比例。比如：在水泵水压一定的条件下，将阀门调小，则旁通管内的水压自然会升高，水的流速和臭氧溶入水中的比例也相应的增高，反之下降。

在主管道位于旁通管的下游位置设置60～100M的水带，可以增长主管道流出的水与臭氧溶合的时间，一般来说，这段时间能够增长10～15s，使臭氧与水进一步溶合，最终再灌溉入田地中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为图1中I处的局部放大示意图；

图中：1-主管道；2-旁通管；21-旁通管上段；22-涡流室；23-旁通管下段；24-旁通管入口；25-旁通管出口；3-臭氧入口；4-挡板；5-阀门；6-水带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1和图2所示，为本发明一种臭氧与水的高效混合装置的实施例，其首先包括一根主管道1，该主管道1的一端连接水泵（图中未示出），图中主管道1内的箭头代表的即是水流的方向。

在主管道1上设置有一段与其并联的旁通管2，该旁通管2包括旁通管上段21和旁通管下段23，旁通管上段21与主管道1的连接处为旁通管入口24，旁通管下段23与主管道1的连接处为旁通管出口25，旁通管上段21与旁通管下段23相连接的地方为涡流室22，即涡流室22位于旁通管2的中间位置。对于整个旁通管2来说，其各个位置的径向尺寸均要小于主管道1的径向尺寸，在水泵启动后，只有一小部分的水会经旁通管入口24→旁通管上段21→涡流室22→旁通管下段23→旁通管出口25→主管道1，并最终灌溉入田地中，大部分的水仍会通过主管道1直接灌溉入田地。

旁通管上段21的径向尺寸沿水的流向逐渐减小，即旁通管入口24处的径向尺寸大于涡流室22处的径向尺寸；旁通管下段23的径向尺寸沿水的流向不变，但旁通管下段23的径向尺寸要大于涡流室22处的径向尺寸。在主管道1内水压一定的情况下，由于一部分水会流经旁通管2，而且涡流室22处的径向尺寸最小，则涡流室22处的水流速度要大于其上游的水速，相应的，涡流室22处的水压要大于其上游的水压；又由于涡流室22的径向尺寸小于其下游旁通管下段23的径向尺寸，则旁通管下段23内的水流速度要小于涡流室22内的水速，相应的旁通管下段23内的水压要小于涡流室22内的水压，在旁通管下段23与涡流室22相连接的地方就会形成一定的负压。

该实施例还包括一个设置在旁通管2上、并与涡流室22相连通的臭氧入口3，图中臭氧入口3内的箭头代表的即是臭氧的流动方向。这样，当通过臭氧入口3向涡流室22内注入臭氧时，涡流室22内的急速水流就会对臭氧形成高度的冲击，使水与臭氧充分混合，但由于涡流室22与旁通管下段23之间具有一定的负压，臭氧入口3内的臭氧压力一般可设置为0.2MPa，在外界大气压的作用下，臭氧入口3内的臭氧会被自然压入涡流室22内，进而与水充分混合。

为了进一步增加涡流室22内水与臭氧的混合度，在涡流室22的内壁上固定一片挡板4，这样能够对涡流室22内的急速水流起到一定的阻挡作用，稍微改变涡流室22内水流的方向，提高水中的臭氧含量。但为了不太影响水流的流速，挡板4的面积可只占涡流室22横截面积的1/3。

当水流夹杂着臭氧从旁通管出口25再次回到主管道1内时，又会受到主管道1内水流的冲击，使臭氧与水再次充分混合，提高水中的臭氧含量。此时，水流中仍含有大量未溶入水中的臭氧，为了使这部分臭氧能够最大限度地溶入到水中再灌溉入田地，在主管道1位于旁通管2的下游还设有一段60～100M的水带，这样能够使臭氧与水的混合时间延长10～15s，再次提高水中的臭氧含量，提高水的杀菌效果。

在主管道1内还设有一个用于控制水流的阀门5，而且这个阀门位于旁通管2与主管道1的两个连接点（即旁通管入口24、旁通管出口25）之间，通过调整阀门5的开关大小，能够控制进入旁通管2内的水量及水压，进而控制臭氧溶入水中的比例。

该臭氧与水的高效混合装置结构简单，使用方便，能够有效地提高水中的臭氧含量并灌溉入田地中，起到良好的杀菌效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种臭氧与水的高效混合装置，其特征在于，包括：

主管道，其一端用于连接水泵，另一端伸入田地用于灌溉；

旁通管，其径向尺寸小于所述主管道，所述旁通管并联于所述主管道上并与所述主管道连通，所述旁通管上设有臭氧入口；

所述旁通管的中间位置设有涡流室，所述臭氧入口连通所述涡流室；

所述涡流室上游的旁通管沿水的流向径向尺寸逐渐减小，所述涡流室下游的旁通管沿水的流向径向尺寸不变，所述涡流室的径向尺寸小于其下游旁通管的径向尺寸；

所述涡流室内设有固定于其内壁上的挡板，所述挡板面积为所述涡流室横截面积的1/3。

2.如权利要求1所述的臭氧与水的高效混合装置，其特征在于：所述主管道内设有用于控制水流的阀门，所述阀门位于所述旁通管与所述主管道的两个连接点之间。

3.如权利要求2所述的臭氧与水的高效混合装置，其特征在于：所述主管道位于所述旁通管的下游还设有60～100M的水带。