CN108325405A - 一种微纳米气泡水发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微纳米气泡水发生装置，包括柜体，柜体内有多级泵和水分子破坏室，多级泵通过入水管连有入水头，入水管上有进气管，进气管设有通断阀，水分子破坏室内有第一档板层，第一档板层上有第一小孔，多级泵内有第二档板层，第二档板层上有第二小孔，水分子破坏室通过出水管连有曝气头，曝气头包括曝气头本体，曝气头本体包括入口段和出口段，入口段与出口段的过渡处设有分水板，分水板上开有通孔，出口段上连有分水头，分水头外有盖头。该装置能将大分子气泡水转化成小分子气泡水，减小接触面积，使得气泡不易破裂，延长溶解氧存在的时间，保证水体中充足的氧含量，实现良好的增氧治污效果。
Description
技术领域
本发明涉及微纳米气泡发生技术领域，具体涉及一种微纳米气泡水发生装置。
背景技术
微纳米气泡技术，就是把空气、氧气、氮气、氢气或者其他气体以极细微的气泡方式溶于水中，根据实际需要，可以将不同的气体溶于水而达到需要的效果；一般情况下，纳米气泡粒径越小，气泡浓度越高，与水体的有效接触面积就越大，越有利于水体中其他物质或者生物体的吸收。这将在水产养殖、促进植物根系生长、增强清洗作用、废水处理以及美容洗浴方面有很大突破。
特别是，我国黑臭河道众多，仅靠水体中的自然溶氧是无法实现黑臭的去除，需采取增氧措施才能保证除臭除腥。增氧通常采用机械方式实现，保证在河塘缺氧或溶氧上下分布不均等情况下达到适宜溶氧量。目前，国内的增氧机有水车式、叶轮式、射流式和充气式等多种类型。各种类型的增氧机都是基于扩散原理增氧，扩散速率取决于缺氧程度、水与空气接触的表面积及水体搅动程度等因素。增氧可促进河塘水体上下交换，增加空气中氧气向水体的溶解，同时起水体透析与去除黑臭作用。
气泡水体除污机理:气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基(·OH)，具有超高的氧化还原电位，其产生的超强氧化作用可降解水中正常条件下难以氧化分解的水体污染物，实现对水质的净化作用。
目前市场上对微纳米气泡的制作方法主要采用泵分别吸入气体与液体进行混合，然后对混合后的气液混合、切割破坏水分子产生气泡，该形成的气泡主要是大分子气泡水，现有技术制造的大分子气泡水的粒径能达到100-300微米，但是大分子气泡水净化污水时，由于接触面积大，在污水中极其容易破裂，在气泡破裂的瞬间，溶解氧释放，污水中的颗粒物被分解，而气泡易破裂会导致溶解氧释放过多，即单位面积内释放的溶解氧量超过分解颗粒物所需的溶解氧量，溶解氧过度饱和，多余的溶解氧会逃逸到空气中，导致水体中氧含量不足，而且也缩短了溶解氧存在水体中的时间，不能很好的实现增氧治污的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种微纳米气泡水发生装置，能将大分子气泡水转化成小分子气泡水，减小接触面积，使得气泡不易破裂，延长溶解氧存在的时间，保证水体中充足的氧含量，实现良好的增氧治污效果。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的一种微纳米气泡水发生装置：包括柜体，所述柜体内安装有通过水管连通的多级泵和水分子破坏室，所述多级泵通过入水管连通有一入水头，所述入水管贯穿柜体一侧壁，所述入水管上连通有进气管，所述进气管上设有通断阀，所述多级泵以及所述通断阀分别与一控制单元相连接，所述水分子破坏室包括容室本体，所述容室本体的内壁上设有多个第一档板层，所述第一档板层上开有多个第一小孔，所述多级泵的压力腔体内设有多个第二档板层，所述第二档板层上开有多个第二小孔，所述水分子破坏室还通过出水管连通有一曝气头，所述出水管贯穿柜体另一侧壁，所述曝气头包括曝气头本体，所述曝气头本体包括连通的入口段和出口段，所述入口段与出口段的过渡处设有分水板，所述分水板上开有多个贯穿分水板的通孔，所述出口段上还连有分水头，所述分水头与分水板相抵，所述分水头外套设有与曝气头本体连接的盖头，所述分水头上开有多个分水孔，所述盖头上还开有多个出水孔。
作为优选，所述曝气头本体呈筒状，所述入口段的外径与所述出口段的外径相等，所述入口段的内径小于所述出口段的内径，所述入口段与出口段的过渡处形成环形台阶，所述曝气头本体上在入口段与出口段的过渡处向外凸设有环形挡块。
作为优选，所述分水板与所述出口段内壁过盈配合，所述分水板的一端与环形台阶相抵，所述分水板的另一端与分水头相抵。
作为优选，所述通孔的直径为2-10mm。
作为优选，所述分水头的一端为开口端，所述分水头的另一端为封闭端，所述分水头的外壁设有外螺纹，所述出口段的内壁设有与分水头的外螺纹相配合的内螺纹，所述分水头的开口端拧入出口段并与分水板相抵限制分水板滑动，所述多个分水孔设置在分水头的周向并靠近封闭端。
作为优选，所述多个分水孔等间距设置在分水头的周向，所述分水孔的直径为5-10mm。
作为优选，所述盖头的一端为开口端，所述盖头的另一端为闭合端，所述多个出水孔布设在闭合端上并贯穿闭合端，所述盖头的内壁上设有内螺纹，所述出口段的外壁上设有与盖头的内螺纹相配合的外螺纹，所述盖头的开口端与出口段螺纹连接并将分水头包围在盖头内，该开口端与环形挡块相抵。
作为优选，所述入口段的内壁为光滑面，所述入口段的外壁设有与气泡水出水端连接的外螺纹。
作为优选，所述多个第一档板层相互间隔层叠设置，所述第一挡板层呈圆弧面形状，所述第一小孔贯穿第一挡板层。
作为优选，所述多个第二挡板层沿水流动方向依次间隔层叠设置，所述第二挡板层也呈圆弧面形状，所述第二小孔贯穿第二档板层。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中入水管上连通设置进气管，在多级泵作用下，原水与空气吸入混合，沿入水管进入多级泵的压力腔体中，并经过高压注入水分子破坏室进行初次物理破坏，高压的气液混合体由入口高速冲入容室本体，并冲击安装在容室本体内的圆弧面状的第一挡板层，第一挡板层上的第一小孔对高速的气液混合体形成切割作用，同时，由于相邻第一挡板层相互间隔，因此，第一挡板层不会对气液混合体形成完全阻挡的作用，并结合在容室本体的壁体阻挡作用下，气液混合体改变流动方向，向相反方向开始冲击第一挡板层，然后，在容室本体相对另一侧的壁体阻挡作用下，高速的气液混合体流动方向再次发生改变，如此，形成对第一挡板层的循环冲击，即第一挡板层上设置的第一小孔对高速的气液混合体形成循环切割作用，然后，沿出水管经曝气头二次破坏，对大分子气泡水形成阻挡，使得大分子气泡水在分水板处挤压撞击转化成小分子气泡水并从通孔挤出，粒径达到0.25-3微米，小分子气泡水接触面积小，不易破裂，其与颗粒物撞击才会破裂释放溶解氧，可以避免发生溶解氧过度饱合造成浪费的状况，保证单位面积内释放的溶解氧量与分解颗粒物所需的溶解氧量相当，延长气泡破裂时间，延长溶解氧存在的时间，保证水体中含氧量充足，实现良好的增氧治污效果，另外，分水头、盖头的设置，可以对小分子气泡水形成多级阻挡，循环挤压撞击，并使得小分子气泡水可以延一个方向集中排放治污。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中曝气头的结构示意图。
图3是本发明中曝气头的分解示意图。
图4是本发明中曝气头的剖视图。
图5是本发明中第一档板层的俯视图。
如图所示：
1、柜体，2、多级泵，2.0、压力腔体，2.1、第二档板层，3、水分子破坏室，3.0、容室本体，3.1、第一挡板层，3.1.0、第一小孔，4、出水管，5、曝气头，6、进气管，7、通断阀，8、盖头，8.1、出水孔，9、入水管，10、入水头，11、曝气头本体，11.1、入口段， 11.2、出口段，11.3、环形台阶，11.4、环形挡块，12、分水板，12.1、通孔，13、分水头， 13.1、分水孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示；
本发明一种微纳米水气泡发生装置，包括柜体1，所述柜体1内安装有通过水管连通的多级泵2和水分子破坏室3，所述多级泵2通过入水管9连通有一入水头10，所述入水管9贯穿柜体1一侧壁，所述入水管9上连通有进气管6，所述进气管6上设有通断阀7，所述多级泵2以及所述通断阀7分别与一控制单元(图中未标出)相连接，所述水分子破坏室3包括容室本体3.0，所述容室本体3.0的内壁上设有多个第一档板层3.1，所述第一档板层3.1 上开有多个第一小孔3.1.0，所述多级泵2的压力腔体2.0内设有多个第二档板层2.1，所述第二档板层2.1上开有多个第二小孔，所述水分子破坏室3还通过出水管4连通有一曝气头 5，所述出水管4贯穿柜体1另一侧壁，所述曝气头5包括曝气头本体11，所述曝气头本体 11包括连通的入口段11.1和出口段11.2，所述入口段11.1与出口段11.2的过渡处设有分水板12，所述分水板12上开有多个贯穿分水板12的通孔12.1，所述出口段11.2上还连有分水头13，所述分水头13与分水板12相抵，所述分水头13外套设有与曝气头本体11连接的盖头8，所述分水头13上开有多个分水孔13.1，所述盖头8上还开有多个出水孔8.1。
所述曝气头本体11呈筒状，所述入口段11.1的外径与所述出口段11.2的外径相等，所述入口段11.1的内径小于所述出口段11.2的内径，所述入口段11.1与出口段11.2的过渡处形成环形台阶11.3，所述曝气头本体11上在入口段11.1与出口段11.2的过渡处向外凸设有环形挡块11.4。
所述分水板12与所述出口段11.2内壁过盈配合，所述分水板12的一端与环形台阶11.3 相抵，所述分水板12的另一端与分水头13相抵。
所述通孔12.1的直径为2-10mm。
所述分水头13的一端为开口端，所述分水头13的另一端为封闭端，所述分水头13的外壁设有外螺纹，所述出口段11.2的内壁设有与分水头13的外螺纹相配合的内螺纹，所述分水头13的开口端拧入出口段11.2并与分水板12相抵限制分水板12滑动，所述多个分水孔 13.1设置在分水头13的周向并靠近封闭端。
所述多个分水孔13.1等间距设置在分水头13的周向，所述分水孔13.1的直径为5-10mm。
所述盖头14的一端为开口端，所述盖头14的另一端为闭合端，所述多个出水孔14.1布设在闭合端上并贯穿闭合端，所述盖头14的内壁上设有内螺纹，所述出口段11.2的外壁上设有与盖头14的内螺纹相配合的外螺纹，所述盖头14的开口端与出口段11.2螺纹连接并将分水头13包围在盖头14内，该开口端与环形挡块11.4相抵。
所述入口段11.1的内壁为光滑面，所述入口段11.1的外壁设有与气泡水出水端连接的外螺纹。
所述多个第一档板层3.1相互间隔层叠设置，所述第一挡板层3.1呈圆弧面形状，所述第一小孔3.1.0贯穿第一挡板层3.1。
所述多个第二挡板层2.1沿水流动方向依次间隔层叠设置，所述第二挡板层2.1也呈圆弧面形状，所述第二小孔贯穿第二档板层2.1。
工作原理：本发明中入水管上连通设置进气管，在多级泵作用下，原水与空气吸入混合，沿入水管进入多级泵的压力腔体中，并经过高压注入水分子破坏室进行初次物理破坏，高压的气液混合体由入口高速冲入容室本体，并冲击安装在容室本体内的圆弧面状的第一挡板层，第一挡板层上的第一小孔对高速的气液混合体形成切割作用，同时，由于相邻第一挡板层相互间隔，因此，第一挡板层不会对气液混合体形成完全阻挡的作用，并结合在容室本体的壁体阻挡作用下，气液混合体改变流动方向，向相反方向开始冲击第一挡板层，然后，在容室本体相对另一侧的壁体阻挡作用下，高速的气液混合体流动方向再次发生改变，如此，形成对第一挡板层的循环冲击，即第一挡板层上设置的第一小孔对高速的气液混合体形成循环切割作用，然后，沿出水管经曝气头二次破坏，大分子气泡水首先进入入口段，而入口段与分水板一起形成第一挤压腔，分水板对大分子气泡水形成阻挡，大分子气泡水在第一挤压腔内挤压撞击转化成小分子气泡水，而且大分子气泡水的流速越大、分水板上的通孔的直径越小，则大分子气泡水在第一挤压腔内的挤压撞击就越剧烈，转化成的小分子气泡水的粒径就越小，粒径越小越不容易破裂，小分子气泡水从分水板的通孔中被挤压至由分水板与分水头形成的第二挤压腔内，小分子气泡水在第二挤压腔内进一步循环撞击，进一步细化小分子气泡水，其细化的程度来自于前面分水板处出来的挤压力。
Claims (10)
1.一种微纳米气泡水发生装置，包括柜体(1)，所述柜体(1)内安装有通过水管连通的多级泵(2)和水分子破坏室(3)，所述多级泵(2)通过入水管(9)连通有一入水头(10)，所述入水管(9)贯穿柜体(1)一侧壁，所述入水管(9)上连通有进气管(6)，所述进气管(6)上设有通断阀(7)，所述多级泵(2)以及所述通断阀(7)分别与一控制单元相连接，所述水分子破坏室(3)包括容室本体(3.0)，所述容室本体(3.0)的内壁上设有多个第一档板层(3.1)，所述第一档板层(3.1)上开有多个第一小孔(3.1.0)，所述多级泵(2)的压力腔体(2.0)内设有多个第二档板层(2.1)，所述第二档板层(2.1)上开有多个第二小孔，其特征在于：所述水分子破坏室(3)还通过出水管(4)连通有一曝气头(5)，所述出水管(4)贯穿柜体(1)另一侧壁，所述曝气头(5)包括曝气头本体(11)，所述曝气头本体(11)包括连通的入口段(11.1)和出口段(11.2)，所述入口段(11.1)与出口段(11.2)的过渡处设有分水板(12)，所述分水板(12)上开有多个贯穿分水板(12)的通孔(12.1)，所述出口段(11.2)上还连有分水头(13)，所述分水头(13)与分水板(12)相抵，所述分水头(13)外套设有与曝气头本体(11)连接的盖头(8)，所述分水头(13)上开有多个分水孔(13.1)，所述盖头(8)上还开有多个出水孔(8.1)。
2.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述曝气头本体(11)呈筒状，所述入口段(11.1)的外径与所述出口段(11.2)的外径相等，所述入口段(11.1)的内径小于所述出口段(11.2)的内径，所述入口段(11.1)与出口段(11.2)的过渡处形成环形台阶(11.3)，所述曝气头本体(11)上在入口段(11.1)与出口段(11.2)的过渡处向外凸设有环形挡块(11.4)。
3.根据权利要求2所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述分水板(12)与所述出口段(11.2)内壁过盈配合，所述分水板(12)的一端与环形台阶(11.3)相抵，所述分水板(12)的另一端与分水头(13)相抵。
4.根据权利要求1或3所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述通孔(12.1)的直径为2-10mm。
5.根据权利要求2所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述分水头(13)的一端为开口端，所述分水头(13)的另一端为封闭端，所述分水头(13)的外壁设有外螺纹，所述出口段(11.2)的内壁设有与分水头(13)的外螺纹相配合的内螺纹，所述分水头(13)的开口端拧入出口段(11.2)并与分水板(12)相抵限制分水板(12)滑动，所述多个分水孔(13.1)设置在分水头(13)的周向并靠近封闭端。
6.根据权利要求5所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述多个分水孔(13.1)等间距设置在分水头(13)的周向，所述分水孔(13.1)的直径为5-10mm。
7.根据权利要求2所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述盖头(8)的一端为开口端，所述盖头(8)的另一端为闭合端，所述多个出水孔(8.1)布设在闭合端上并贯穿闭合端，所述盖头(8)的内壁上设有内螺纹，所述出口段(11.2)的外壁上设有与盖头(8)的内螺纹相配合的外螺纹，所述盖头(8)的开口端与出口段(11.2)螺纹连接并将分水头(13)包围在盖头(8)内，该开口端与环形挡块(11.4)相抵。
8.根据权利要求1或2所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述入口段(11.1)的内壁为光滑面，所述入口段(11.1)的外壁设有与气泡水出水端连接的外螺纹。
9.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述多个第一档板层(3.1)相互间隔层叠设置，所述第一挡板层(3.1)呈圆弧面形状，所述第一小孔(3.1.0)贯穿第一挡板层(3.1)。
10.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于：所述多个第二挡板层(2.1)沿水流动方向依次间隔层叠设置，所述第二挡板层(2.1)也呈圆弧面形状，所述第二小孔贯穿第二档板层(2.1)。
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