CN104108762A - 一种微泡发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微泡发生器，包括底座、激振器、连接件、腔室槽、微孔材料、压力气体入口管、柔性支承；所述激振器固定在底座上，微孔材料固定在腔室槽上形成腔室，激振器与腔室槽通过连接件连接，腔室槽通过柔性支承固定在底座上，压力气体入口管固定在腔室槽上并连通腔室。本发明中，微泡还没长大到与相邻微泡接触就进入水中，大大减小微泡合并的概率，能够得到尺寸较为理想的微泡。可以在较大的微孔孔径下产生较小的微泡，减少了气体与微孔的摩擦损耗，本发明产生微泡的成本低，含气率可以增加微孔材料外表面积和延长时间来控制。通过调整剪切速度、微孔直径、腔室内气压可以获得的微泡直径范围较宽，适合于各种不同工况。

Description

一种微泡发生器

技术领域

本发明属于微泡发生器领域，适用于气浮净水、矿物浮选、食品工业的除渣和水产养殖的曝气等多种领域。

背景技术

19世纪矿物浮法的广泛使用是人们想到使用相同的原理来对污水进行净化，在20世纪30年代，出现了气浮净水的报道，随着研究的深入，上世纪50年代，使用气浮法进行大规模饮用水净化在很多国家都已经普遍使用。适用于水处理的微泡直径一般在10～80微米，目前气浮净水中使用比较广泛的溶气法析出的微泡直径在10～120微米之间，，但其设备要求完全密闭，使得工艺设备较为复杂。电解和超声波发泡都能产生直径较小且均匀的微泡，但电解法和超声波法存在着耗能较多，成本较高等缺点，所以很少使用在气浮净水中。微孔发泡法是一种较为经济的发泡方式，微孔发泡法使用微孔直径为一般为几微米到几十微米，但由于相邻微孔产生的微泡很可能相互合并，直径一般情况下会超过孔径几十倍到上百倍，很多时候达不到理想的微泡直径。

水产养殖中经常往水中通入微泡以增加水中的含氧量，一定量的空气通入水中后与水的接触面积越大则水溶解氧气的能力越强，要使得接触面积越大，则要求微泡直径越小。目前水产养殖中通入水中的微泡直径都较大，氧气的溶解效率特别低，因此需要减小通入空气微泡的直径，以提高氧气的溶解效率。

普通的微孔产生气微泡的方法中，尽管单个微孔能够产生较小的微泡，但众多的微孔同时产生微泡，由于微孔间的距离较小，在微泡达到成熟体积的过程就会相互合并，而最终形成较大的微泡，满足不了所要求的微泡尺寸。

普通的微孔产生气微泡的方法中，一定尺寸的微孔产生的最小微泡直径是一定的，气体通过微孔过程中与微孔壁面产生摩擦，消耗能量，要想得到尺寸更小的微泡就要选择尺寸更小的微孔，因此增加了能量的消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种微泡发生器，解决现有的微泡发生器能耗高、微泡容易聚集导致微泡直径过大的问题。

本发明提的技术方案为：一种微泡发生器，包括底座、激振器、连接件、腔室槽、微孔材料、压力气体入口管、柔性支承；所述激振器固定在底座上，微孔材料固定在腔室槽上形成腔室，激振器与腔室槽通过连接件连接，腔室槽通过柔性支承固定在底座上，压力气体入口管固定在腔室槽上并连通腔室。

进一步地，所述压力气体入口管上设有空气流量控制器和压力表。

进一步地，所述微孔材料的微孔直径为0.1μm～100μm。

进一步地，所述底座由底板和立板构成，整体呈L形，所述激振器固定在立板上，柔性支承固定在底板上。

进一步地，所述柔性支承为弹簧。

本发明使用固定在底座上的频率和振幅可调的激振器连接装有微孔材料的腔室槽，腔室槽通过柔性支承固定在底座上，通过压力气体入口管向腔室内通入一定压力的气体，在微孔材料表面产生微泡，同时激振器工作带动腔室槽在平衡位置来回振动，此时液体在微孔材料表面产生剪切作用使微泡在达到成熟体积前脱离微孔材料的孔口在液体中形成微泡。因其不需要从外部持续提供液体形成剪切流，因此随着微泡数量的增加，液体内的气含率是逐渐上升的，直到达到要求的气含量，并且因可以调节激振器频率和振幅、微孔孔口直径和腔室气体压力来控制微泡直径，从而可以获得的直径在0.05～5mm的微泡。

同现有技术相比，本发明有如下优点：

1、普通的微孔产生气微泡的方法中，尽管单个微孔能够产生较小的微泡，但众多的微孔同时产生微泡，由于微孔间的距离较小，在微泡达到成熟体积的过程就会相互合并，而最终形成较大的微泡，满足不了所要求的微泡尺寸。本发明中，增加了激振器，微泡还没长大到与相邻微泡接触就进入水中，大大减小微泡合并的概率，能够得到尺寸较为理想的微泡。

2、普通的微孔产生气微泡的方法中，一定尺寸的微孔产生的最小微泡直径是一定的，气体通过微孔过程中与微孔壁面产生摩擦，消耗能量，要想得到尺寸更小的微泡就要选择尺寸更小的微孔，因此增加了能量的消耗。本发明中，增加激振器后，可以在较大的微孔孔径下产生较小的微泡，减少了气体与微孔的摩擦损耗，在某些工况下，虽然增加了激振器的功耗，但总体功耗是降低的。

3、普通的微孔产生气微泡的方法中，微孔孔径不能无限减小，而本发明中，使用激振器可以得到在仅使用微孔材料的情况下达不到微泡直径。

4、与电解法、超声波法和溶气法相比，虽然它们都能产生直径较小且均匀的微泡，但电解法和超声波法耗能较多，成本较高；溶气法由于空气溶解度较小而容易出现含气率不足的现象。而本发明产生的微泡的成本低，含气率可以增加微孔材料外表面积和延长时间来控制。

5、与其他微泡产生方法相比，此发明通过调整剪切速度(激振器的振幅和频率)、微孔直径、腔室内气压可以获得的微泡直径范围较宽，适合于各种不同工况。

附图说明

图1为本发明的微泡发生器的结构示意图；

图2为使用本发明的微泡发生器产生微泡的示意图。

图中附图标记为：1-底座，2-激振器，3-连接件，4-腔室槽，5-微孔材料，6-柔性支承，7-压力气体入口管。

具体实施方式

如图1所示，一种微泡发生器，包括底座1、激振器2、连接件3、腔室槽4、微孔材料5、压力气体入口管7、柔性支承6。所述激振器2固定在底座1上，微孔材料5固定在腔室槽4上形成腔室，激振器2与腔室槽4通过连接件3连接，腔室槽4通过柔性支承6固定在底座1上，压力气体入口管7固定在腔室槽4上并连通腔室。

为了便于对腔室内的气体参数进行控制，在压力气体入口管7上设有空气流量控制器和压力表。

微孔材料的微孔直径为0.1μm～100μm。当然，也可以根据实际需要，调整微孔的直径。

在本实施例中，底座1由底板和立板构成，整体呈L形，所述激振器2固定在立板上，柔性支承6固定在底板上。形成如图1所示的结构。所述柔性支承为弹簧，当然也可以为其他结构，只要能保证既对腔室槽4形成支撑，又能保证腔室槽4能在水平方向上摆动即可。

如图2所示，用本发明的微泡发生器产生微泡的方法是：将连接好电源和压力气体的微泡发生器放入装有目标液体的容器中，压力气体通过压力气体入口管7通入由腔室槽4和微孔材料5组成的腔室中，在微孔材料5外表面形成微泡，同时激振器2开始工作，带动腔室槽4以与激振器2相同振幅和频率开始振动，工作过程中微孔材料5外表面的液体由于与微孔材料5的速度不一致，形成剪切流，使还没达到成熟体积的微泡提前进入液体中形成比较小的微泡。通过调整激振器2的振幅和频率、更换微孔材料5(改变微孔材料孔径)、调节腔室内的压力可以得到所需的微泡直径。

Claims (5)

1.一种微泡发生器，其特征在于：包括底座、激振器、连接件、腔室槽、微孔材料、压力气体入口管、柔性支承：所述激振器固定在底座上，微孔材料固定在腔室槽上形成腔室，激振器与腔室槽通过连接件连接，腔室槽通过柔性支承固定在底座上，压力气体入口管固定在腔室槽上并连通腔室。

2.根据权利要求1所述的一种微泡发生器，其特征在于：所述压力气体入口管上设有空气流量控制器和压力表。

3.根据权利要求1所述的一种微泡发生器，其特征在于：所述微孔材料的微孔直径为0.1微米～100微米。

4.根据权利要求1所述的一种微泡发生器，其特征在于：所述底座由底板和立板构成，整体呈L形，所述激振器固定在立板上，柔性支承固定在底板上。

5.根据权利要求1所述的一种微泡发生器，其特征在于：所述柔性支承为弹簧。