CN107597001A - 一种活塞式的高压水气混合装置、混合方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活塞式的高压水气混合装置、混合方法及其应用，用于制备气水混合物，包括一缸套，缸套内设置有活塞，活塞将缸套内腔分隔成混合腔和行程腔，所述缸套外壁设有连通混合腔的进气口、进液口和排出口，进气口配有进气阀，进液口配有进液阀，排出口配有排出阀，所述活塞外接有动力部件，动力部件驱动活塞在缸套内腔运动。本发明将气体和液体输入至混合腔中，之后动力部件主动驱动活塞使得混合腔容积变小从而增加混合腔的内部压力，使得气体与液体更容易的充分混合并形成高压的水雾状。
Description
技术领域
本发明涉及水气混合物生产领域，特别是涉及一种活塞式的高压水气混合装置、混合方法及其应用。
背景技术
CN 205856092 U公开了一种碳酸泉发生器，属于水气混合的装置，其将二氧化碳和水输入至气水混合仓中，混合后的水雾或者水经过导流、被动增压后输出。然而，混合仓的容积一般是固定的，气体、水输入之后其混合效果有限，气体很难溶于水体中，导致输出的气水混合物不能达到预期。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种活塞式的高压水气混合装置，其混合物输出效果佳。
本发明所采用的技术方案是：
一种活塞式的高压水气混合装置，包括一缸套，缸套内设置有活塞，活塞将缸套内腔分隔成混合腔和行程腔，所述缸套外壁设有连通混合腔的进气口、进液口和排出口，进气口配有进气阀，进液口配有进液阀，排出口配有排出阀，所述活塞外接有动力部件，动力部件驱动活塞在缸套内腔运动。
作为本发明的进一步改进，所述进气阀、进液阀、排出阀的至少一个为电控阀。
作为本发明的进一步改进，在所述活塞运动使行程腔容积变小时，进气阀、进液阀开启，排出阀关闭；在所述活塞运动使混合腔容积变最小时，进气阀关闭，进液口与混合腔隔离，排出阀打开。
作为本发明的进一步改进，所述进气阀、进液阀、排出阀的至少一个由动力部件驱动。
作为本发明的进一步改进，所述动力部件包括第一传动件，第一传动件连接活塞并与活塞构成曲柄滑块结构。
作为本发明的进一步改进，所述进气阀、进液阀的至少一个与第二传动件传动连接，所述第二传动件具有驱动端，所述驱动端与所述曲柄滑块结构的曲柄同轴旋转,所述排出阀与第二传动件传动连接。
本发明还公开了一种高压水气混合方法，其采用的技术方案是：
一种高压水气混合方法，使用上述的混合装置，混合腔内输入气体和液体进行混合后，使用动力部件驱动活塞减少混合腔的容积以增加混合腔的压力，使水气混合物以雾状由排出口喷出。
作为本发明的进一步改进，控制进气阀、进液阀的启闭时长以调节混合腔的水气混合比。
上述的水气混合装置可以用于制作碳酸泉、富氢水。
本发明的有益效果是：本发明将气体和液体输入至混合腔中，之后动力部件主动驱动活塞使得混合腔容积变小从而增加混合腔的内部压力，使得气体与液体更容易的充分混合并形成高压的水雾状。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明混合腔压缩的示意图；
图3是本发明的左视图；
图4是动力部件驱动进气阀、进液阀的示意图；
图5是进液口优选封闭形式的示意图。
具体实施方式
如图1所示的活塞式的高压水气混合装置，包括一缸套1，缸套1内设置有活塞2，活塞2将缸套1内腔分隔成位于上方的混合腔3和位于下方的行程腔4，混合腔3与行程腔4互不连通。在缸套1外壁设有连通混合腔3的进气口、进液口和排出口，进气口配有进气阀5，通过进气阀5的启闭、启闭时长来来控制进气量；进液口配有进液阀6，通过进液阀6的启闭、启闭时长来控制进液量；所述的排出口配有排出阀7，通过排出阀7的启闭、启闭时长来控制水气混合物的喷射量和喷射时间。
实施例中，活塞2外接有动力部件，动力部件驱动活塞2在缸套1内腔上下运动。活塞2的上下运动可以是一种间歇运动，使得进液、进气的过程具有一个缓冲，保证混合腔3内的水气混合比；活塞2的上下运动也可以是连续运动，使得控制更加方便。
本装置的使用过程如下：在混合腔3内输入气体和液体进行混合后，使用动力部件驱动活塞2的向上移动来减少混合腔3的容积以增加混合腔3的压力，随着容积的变小，混合腔3内混合物的压力逐渐增大，气体被压缩并且与液体充分混合，其中气体的一部分还溶于液体中；加压混合后混合物形成高压水雾状，之后以水雾状由排出口喷出。
上述的过程中，用户通过控制进气阀5、进液阀6的启闭时长以调节混合腔3的水气混合比。
在并未图示的实施中，进气阀5、进液阀6、排出阀7的至少一个为电控阀，通过硬件或者软件控制相应阀门的启闭。当其中一个为电控阀时，为了方便整体的控制，其他阀门亦优选为电控阀。那么，用户可以通过时间继电器、程序的其中一种来对各阀门的启闭时长、启闭时间进行准确的控制，使得进液、进气、排出与活塞2的活动相对应。
进一步优选的，进气阀5、进液阀6、排出阀7可以如下与活塞2进行联动控制。
如图1所示，在活塞2向下运动的过程中，行程腔4容积持续变小时，此时在某个时间段或者整个过程中，进气阀5、进液阀6开启，气体、液体(水)进入混合腔3。全过程中排出阀7关闭。该过程中，进气阀5、进液阀6可以是同时打开的，也可以是间错打开，比如进气阀5先打开进入定量的气体，之后进气阀5关闭，进液阀6打开来进入定量的液体(水)。
参考图2，水气混合之后，活塞2向上运动运动使混合腔3容积变持续最小，此时进气阀5、进液阀6持续关闭，排出阀7在某个时间段或者整个过程中打开，混合物喷射而出。
进一步优选的，进气阀5、进液阀6、排出阀7的至少一个由动力部件驱动，动力部件既驱动活塞2，也驱动其中一个阀门，从而精简了结构，也减少了控制的环节，使得成本大大降低。
同时参考图3，所述动力部件包括第一传动件，第一传动件连接活塞2并与活塞2构成曲柄滑块结构。活塞2作为滑块部分，而第一传动件为两条连杆10，作为曲柄部分。曲柄部分的一端铰接活塞2，另一端连接外部的电机减速器9并由电机减速器9驱动。当如图1至图2的过程中，曲柄部分逆时针旋转，活塞2首先向下运动至底部，之后反向向上运动，如此循环。
参考图4，进一步优选的，进气阀5与第二传动件传动连接，第二传动件具有驱动端，驱动端与曲柄部分同轴旋转，也即进气阀5也由电机减速器9所驱动。具体来说，第二传动件可以包括凸轮12和第二连杆11，凸轮12由电机减速器9驱动，第二连杆11一端抵接凸轮12外缘，另一端连接进气阀5。凸轮12设计应该与曲柄滑块结构的设计进行配合，使得活塞2向下运动时，凸轮12驱动进气阀5打开，而活塞2向上运动时，凸轮12驱动进气阀5关闭。
进液阀6也可以与第二传动件传动连接，即进液阀6、进气阀5同时与第二传动件传动连接，或者进液阀6、进气阀5的其中一个与第二传动件传动连接。
进一步优选的，排出阀7亦与第二传动件传动连接，也即第二传动件既驱动进气阀5的启闭，也驱动排出阀7的启闭。由于第二传动件也是由电机减速器9驱动的，因此等于进液阀6和排出阀7也由电机减速器9驱动，那么一套电机减速器驱动活塞2、阀门，大大精简了结构，减少了控制的环节，降低成本。
进一步优选的，进气阀5、进液阀6、排出阀7均由动力部件驱动，即所有阀门的启闭以及活塞2的运动均是由一套动力源进行驱动。
在如图5所示的实施例中，进液阀6可以处于常开的状态，进液口位于缸套1侧壁上。活塞2在向上运动至设定位置时，排出阀7打开，进液口恰好被活塞2的侧壁封闭，那么混合腔3不能进气也无法进液；活塞2在向下运动至设定位置时，排出阀7关闭，进液口与活塞2分离，混合腔直接进液和进气。
优选的，图5所示的实施例中，进气阀5也与第二传动件传动连接。
进一步优选的，缸套1对应于混合腔3的位置还接有安全阀13，该安全阀13通向混合腔3，当进气阀5失灵而无法关闭时，或者混合腔3压力过大时，安全阀13自动打开进行泄压。
实施例中的装置，可以用于制备碳酸泉，此时是在混合腔3中按比例输入二氧化碳和水；也可以用作制备富氢水，此时是在混合腔3中按比例输入氢气和水。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种活塞式的高压水气混合装置，其特征在于：包括一缸套，缸套内设置有活塞，活塞将缸套内腔分隔成混合腔和行程腔，所述缸套外壁设有连通混合腔的进气口、进液口和排出口，进气口配有进气阀，进液口配有进液阀，排出口配有排出阀，所述活塞外接有动力部件，动力部件驱动活塞在缸套内腔运动。
2.根据权利要求1所述的活塞式的高压水气混合装置，其特征在于：所述进气阀、进液阀、排出阀的至少一个为电控阀。
3.根据权利要求1所述的活塞式的高压水气混合装置，其特征在于：在所述活塞运动使行程腔容积变小时，进气阀、进液阀开启，排出阀关闭；在所述活塞运动使混合腔容积变最小时，进气阀关闭，进液口与混合腔隔离，排出阀打开。
4.根据权利要求1或3所述的活塞式的高压水气混合装置，其特征在于：所述进气阀、进液阀、排出阀的至少一个由动力部件驱动。
5.根据权利要求4所述的活塞式的高压水气混合装置，其特征在于：所述动力部件包括第一传动件，第一传动件连接活塞并与活塞构成曲柄滑块结构。
6.根据权利要求5所述的活塞式的高压水气混合装置，其特征在于：所述进气阀、进液阀的至少一个与第二传动件传动连接，所述第二传动件具有驱动端，所述驱动端与所述曲柄滑块结构的曲柄同轴旋转,所述排出阀与第二传动件传动连接。
7.一种高压水气混合方法，其特征在于：使用权利要求1至6中任一项所述的装置，混合腔内输入气体和液体进行混合后，使用动力部件驱动活塞减少混合腔的容积以增加混合腔的压力，使水气混合物以雾状由排出口喷出。
8.根据权利要求7所述的高压水气混合方法，其特征在于：控制进气阀、进液阀的启闭时长以调节混合腔的水气混合比。
9.一种碳酸泉的制备方法，其特征在于：使用权利要求1至6中任一项所述的装置。
10.一种富氢水的制备方法，其特征在于：使用权利要求1至6中任一项所述的装置。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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