CN103861488A

CN103861488A - 微气泡发生装置

Info

Publication number: CN103861488A
Application number: CN201410101924.0A
Authority: CN
Inventors: 王丽艳; 周秀红; 何木龙
Original assignee: 702th Research Institute of CSIC
Current assignee: 702th Research Institute of CSIC
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明涉及一种微气泡发生装置，包括支架，所述支架上支撑安装有进水管，位于进水管内部通过支撑件安装有进气管，所述进气管的一端通过管路连接供气系统，所述管路上安装有第二单向阀；位于进水管的上端通过管路依次连接有多功能水泵控制系统、第一单向阀、水泵和水源；所述进水管的外端连接出水管，所述出水管上安装有出水流量调节阀；所述进气管的管壁上开有均匀的通孔。由于微孔布置密度高，因此本发明工作过程中出气均匀，微气泡与水可充分混合，气泡稳定性好。

Description

微气泡发生装置

技术领域

本发明涉及流体动力学技术领域，尤其是一种微气泡发生装置。

背景技术

经济、高效的微气泡发生装置是污水处理、船舶气体润滑减阻和矿浆分选等行业的关键设备。一个有效的微气泡发生装置应能够在最小充气量下产生细小而均匀的高质量气泡，产生微气泡的质量直接决定着使用微气泡发生装置的大的工程系统的运行效果。例如，在污水处理行业中，有些单位由于对臭氧气水混合装置设计或使用不当，使得耗费大量电能产生的臭氧，不能有效的溶解到水中而白白跑掉，不但造成极大的经济浪费，且达不到应有对水的净化作用；在船舶设计行业，很多专家和学者欲将气体润滑减阻技术应用于实船以降低船舶阻力，但是，如果微气泡发生装置设计不合理，这种新技术的应用不但起不到预期的减阻效果，还有可能造成综合能耗或阻力的增加。

现有技术中，已知的微气泡发生方式主要有：

（一）气体通过多孔介质产生微气泡；

（二）剪切接触产生微气泡（如气体通过金属丝网充填介质或使气泡与液体间产生相对运动产生剪切力）；

（三）降低压力或提高温度产生微气泡（当降低压力或提高温度时，可使溶解在水中的气体析出）；

（四）射流产生微气泡（将受压液体喷入到标准气压的容器中或将气流喷入液体中）；

（五）电解水产生微气泡；

（六）超声波产生微气泡。不同行业按照实际应用环境和对气泡的不同要求来选择需要的微气泡发生装置。

但迄今为止，上述各种微气泡生成方法都存在不同程度的利弊，很难达到能耗与生成微气泡质量间的平衡。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的微气泡发生装置，从而提高微气泡的稳定性，降低成本。

本发明所采用的技术方案如下：

一种微气泡发生装置，包括支架，所述支架上支撑安装有进水管，位于进水管内部通过支撑件安装有进气管，所述进气管的一端通过管路连接供气系统，所述管路上安装有第二单向阀；位于进水管的上端通过管路依次连接有多功能水泵控制系统、第一单向阀、水泵和水源；所述进水管的外端连接出水管，所述出水管上安装有出水流量调节阀；所述进气管的管壁上开有均匀的通孔。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述进气管成长圆形结构；

所述通孔的孔径为：0.02mm-1mm；

所述通孔的孔径为0.05mm；

进水管内的水流方向与其管壁平行；

进水管内，由进气管产生的气泡方向与进水管的管壁垂直。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明结构紧凑、合理，制作与安装方便，使用灵活可靠；

（2）由于微孔布置密度高，因此本发明工作过程中出气均匀，微气泡与水可充分混合；

（3）由于本发明中使用的多孔管孔径及微孔分布可调，可产生不同粒径的气泡，因此本装置的适用范围较广；

（4）由于本发明产生的气泡从微孔渗透至水中，水的压力使得气泡不易逃逸，气泡稳定性好；

（5）本发明结构简单，经济性好；易操作，拆装、使用和维修方便，且可以大型化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明进气管的展开图。

其中：1、水源；2、水泵；3、第一单向阀；4、多功能水泵控制系统；5、进水管；6、进气管；7、支撑件；8、出水流量调节阀；9、出水管；10、支架；11、第二单向阀；12、供气系统；13、通孔。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的微气泡发生装置，包括支架10，支架10上支撑安装有进水管5，位于进水管5内部通过支撑件7安装有进气管6，进气管6的一端通过管路连接供气系统12，管路上安装有第二单向阀11；位于进水管5的上端通过管路依次连接有多功能水泵控制系统4、第一单向阀3、水泵2和水源1；进水管5的外端连接出水管9，出水管9上安装有出水流量调节阀8；进气管6的管壁上开有均匀的通孔13。

进气管6成长圆形结构。

通孔13的孔径为：0.02mm-1mm。

通孔13的孔径为0.05mm。

进水管5内的水流方向与其管壁平行。

进水管5内，由进气管6产生的气泡方向与进水管5的管壁垂直。

实际使用过程中，水源1的作用是向整个微气泡发生装置提供源源不断的水（此处所说的水指应用本装置的大系统中的待处理污水或船舶航行水域中的水，根据该装置的不同用途而定），水泵2将水源1中的水抽至进水管5中，第一单向阀3的作用是保证装置中的水不会倒流到水泵2，通过多功能水泵控制系统4调节进水的流量和速度（实际使用过程中，流量和速度根据不同的应用场合需要调节）。供气系统12将空气供入进气管6，此供气系统12可实时显示供气流量及管路压力，同时可精确控制供气流量等，第二单向阀11的作用是保证装置中的气体不倒灌。进气管6为多孔管，孔径及微孔分布可调。当进气管6中压力大于进水管5中压力时，高压气体会通过微孔渗透到进水管5中与水混合，通过调节水速、多孔管孔径、微孔分布、进气量和供气压力等一系列参数，最终可得到满足一定气泡粒径、一定气隙比和一定流量的微气泡流，以满足不同行业的使用需求。例如，在污水处理工程中，本发明产生的臭氧微气泡与污水混合作用后可达到净水作用，处理后的水通过出水管9流出；在船舶气体润滑减阻技术应用中，本发明产生的微气泡流由出水管9喷至船底表面，可起到润滑减阻作用。

本发明仅需为供水和供气提供动力源，进水管5和进气管6都处于静止状态，在进气管6中压力大于进水管5中压力时，高压气体会通过微孔渗透到进水管5中产生气泡。

本发明通过水流的剪切作用产生微气泡，其剪切方法与现有技术中的不同，现有技术中需要依靠动力驱动出气装置旋转以产生剪切力，而本发明的剪切力来自于水流的速度，出气方向垂直于进气管6，水流方向平行于进气管6，刚好产生剪切力，将气泡冲碎，产生微气泡。水流速度越高，其剪切力越大，产生微气泡的粒径也越小，本发明可根据该装置不同用途要求，通过多功能水泵控制系统4来调节水流速度，以控制微气泡粒径。能耗小，节能，成本低。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种微气泡发生装置，其特征在于：包括支架（10），所述支架（10）上支撑安装有进水管（5），位于进水管（5）内部通过支撑件（7）安装有进气管（6），所述进气管（6）的一端通过管路连接供气系统（12），所述管路上安装有第二单向阀（11）；位于进水管（5）的上端通过管路依次连接有多功能水泵控制系统（4）、第一单向阀（3）、水泵（2）和水源（1）；所述进水管（5）的外端连接出水管（9），所述出水管（9）上安装有出水流量调节阀（8）；所述进气管（6）的管壁上开有均匀的通孔（13）。

2.如权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于：所述进气管（6）成长圆形结构。

3.如权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于：所述通孔（13）的孔径为：0.02mm-1mm。

4.如权利要求3所述的微气泡发生装置，其特征在于：所述通孔（13）的孔径为0.05mm。

5.如权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于：进水管（5）内的水流方向与其管壁平行。

6.如权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于：进水管（5）内，由进气管（6）产生的气泡方向与进水管（5）的管壁垂直。