CN108854610B - 一种微气泡水产生装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微气泡水产生设备技术领域，公开了一种微气泡水产生装置，包括一密闭的气液混合器，所述气液混合器的上部设置第一入口和第二入口，所述第二入口用于引入气体，水自所述第一入口引入后与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出。通过水与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，而且微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出，该种方式生成的微气泡水的空气融入程度更高，效果更佳。

Description

一种微气泡水产生装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及微气泡水产生设备技术领域，尤其涉及一种微气泡水产生装置及其控制方法。

背景技术

微气泡是指直径在50um以下的微小气泡。微气泡水产生原理主要通过压差混合法实现。即在一定的压力下将一定气体(如空气)与水充分混合，形成气水混合溶液，再通过膨胀释放压力，使溶在水中的气体突然聚合形成细小微气泡而呈乳白色。该过程改变是气体与水的混合状态，属于物理变化。这种水有较强的除污功能，工业用于处理生产污水，对于养殖以及改善生态环境有一定的作用，其在日常生活中一般用于洗涤等。

现有微气泡水通常是通过微气泡水产生装置进行生成，微气泡水产生装置一般由水路增压装置、气路补充装置以及气液混合器共三大部分组成。它们之间通过管路以及特定接头进行连接。工作原理为：水通过水路增压装置与经过气路补充装置的外部气体共同进入气液混合器中，通过气液混合器的高压作用，将水与气体充分混合并压缩，即可实现微气泡水的生成。但是现有微气泡水产生装置生成的微气泡水效果不好，且无法持续生成微气泡水。

而且现有微气泡水产生装置多是利用压力开关检测气液混合器内的压力，即气液混合器内的压力达到压力开关的工作值时，压力开关断开，装置停止运行，不再有水以及气补充到气液混合器内。待气液混合器内的水排出后，气液混合器内的压力低于压力开关的工作值，装置重新运行。但在气液混合器的压力过大时，无法检测到气液混合器内的气液比是否在合理值之内。

此外，如果气液混合器存在质量问题，不能够保压或保压能力达不到要求，存在漏水漏气现象时，始终无法达到压力开关的关闭压力值，此时水路增压装置持续工作，将导致微气泡水产生装置漏水等后果，而且随着气液混合器的压力越来越大，容易损坏水路增压装置，而且会导致危险后果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微气泡水产生装置及其控制方法，以解决现有微气泡水产生装置生成的微气泡水效果不好、无法实现合理的气液比以及气液混合器存在质量问题时无法保压或保压达不到要求的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微气泡水产生装置，包括一密闭的气液混合器，所述气液混合器的上部设置的上部设置第一入口和第二入口，所述第二入口用于引入气体，水自所述第一入口引入后与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出。

作为优选，还包括分别连接于第一入口和第二入口的水泵以及气泵，所述水泵通过所述第一入口向气液混合器内进水，所述气泵通过所述第二入口向气液混合器内进气。

作为优选，所述气液混合器内设置有液位检测单元，所述液位检测单元由高至低检测有至少两个液位检测点。

作为优选，所述液位检测单元包括由高至低依次设置的第一检测探针和第二检测探针；

或者，所述液位检测单元包括由高至低依次设置的第一检测探针、第二检测探针以及第三检测探针。

作为优选，所述水泵两侧并联有与进水方向相反的第三单向阀，所述第三单向阀的开启压力大于第二检测探针所对应的液位检测点处的压力。

作为优选，所述水泵的一侧设有沿进水方向可导通的第一单向阀，所述气泵的一侧设有沿进气方向可导通的第二单向阀。

作为优选，所述气液混合器的上端处设置有泄压阀。

本发明还提供一种微气泡水产生装置的控制方法，经第一入口和第二入口分别向气液混合器内引入水和气体，所述水与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出。

作为优选，还包括：

通过液位检测单元对气液混合器内的液位进行检测，在气液混合器内的液位低于第二设定值时，控制水泵以及气泵同时向气液混合器内进水和进气，直至气液混合器内的液位达到第二设定值。

作为优选，在水泵启动时，记录水泵的运行时间T；

在气液混合器内的液位达到第二设定值时，如果运行时间T大于等于设定进水时间T1，关闭水泵和气泵。

作为优选，在关闭水泵和气泵后，如果液位降到第一设定值及以下时，控制水泵以及气泵向气液混合器内进水和进气。

作为优选，如果运行时间T小于设定进水时间T1，控制水泵继续进水；

在气液混合器内的压力大于第三单向阀的开启压力时，所述水泵输出的水经第三单向阀流至水泵的入口处。

作为优选，在第三单向阀失效时，如果气液混合器内的液位达到第三设定值，则关闭水泵。

作为优选，在液位检测单元失效无法检测到第三设定值或者微气泡水产生装置的控制器失效时，如果气液混合器内的压力达到泄压阀的泄压压力值，由泄压阀进行泄压。

本发明通过水与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，而且微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出，该种方式生成的微气泡水的空气融入程度更高，效果更佳。

通过设置检测有至少两个液位检测点的液位检测单元，能够根据气液混合器内的液位高度判断气液混合器内的压力，进而进行水泵以及气泵的启闭控制，使得气液混合器内的气液比更加合理。而且在气液混合器存在质量问题时，能够及时控制水泵以及气泵，避免气液混合器内的压力持续增大，影响微气泡水产生装置使用安全。

通过在水泵两侧并联有与第一单向阀导通方向相反的第三单向阀，气液混合器内的压力大于第三单向阀的开启压力时，经水泵增压后流出的水会从第三单向阀流至水泵的入口，而不会进入到气液混合器内，能够降低水泵的启闭频率，也就能够延长水泵的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例一的微气泡水产生装置的原理示意图；

图2是本发明实施例二的微气泡水产生装置的原理示意图。

图中：

1、气液混合器；2、进水管路；3、进气管路；4、第一单向阀；5、水泵；6、气泵；7、第二单向阀；8、液位检测单元；9、第三单向阀；10、电控截止阀；11、泄压阀；12、出水阀；13、进水接头；14、进气接头；81、第一检测探针；82、第二检测探针；83、第三检测探针。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供一种微气泡水产生装置，如图1所示，该微气泡水产生装置包括一密闭的气液混合器1，在气液混合器1的上部设置有第一入口和第二入口，底部设置有出水口，其中第一入口处设置有进水接头13，第二入口处设置有进气接头14，出水口处连接有出水阀12。

上述进水接头13连接有进水管路2，在进水管路2上设有第一单向阀4以及水泵5，水由水泵5经进水管路2以及进水接头13输送至气液混合器1内。上述第一单向阀4沿进水方向可导通，其可位于水泵5的一侧，例如可以位于图示水泵5的左侧，也可以位于水泵5的右侧，用于防止水倒流。

上述水泵5连接于该微气泡水产生装置的控制器(图中未示出)。本实施例中，上述水泵5可具有增压功能(例如高压水泵)，以便输送的水达到预设的压力，上述水泵5也可以是其他能够输送预设压力的水的装置。

上述进气接头14连接有进气管路3，在进气管路3上设有气泵6和第二单向阀7，气体由气泵6经进气管路3以及进气接头14输送至气液混合器1内。上述第二单向阀7沿进气方向可导通，其可位于气泵6的一侧，例如可以位于图示气泵6的上侧，也可以位于气泵6的下侧，用于防止气体倒流。

上述气泵6连接于上述控制器。本实施例中，上述气泵6可以是具有增压功能(例如高压气泵)的泵，以便输送的气体达到预设的压力，上述气泵6也可以是其他能够输送预设压力的气体的装置。

本实施例通过将进水接头13以及进气接头14设置在气液混合器1上部的第一入口和第二入口处，随后将进水管路2和进气管路3连接在进水接头13和进气接头14上，之后通过水泵5向气液混合器1内输送水，同时通过气泵6向气液混合器1内输送气体，水与气液混合器1内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，上述微气泡水能够在气液混合器1内维持一定液位并自底部的出水口连续输出。该种方式生成的微气泡水的空气融入程度更高，效果更佳，而且能够连续生成输出。

本实施例中，上述气液混合器1内设置有液位检测单元8，该述液位检测单元8由高至低检测有至少两个液位检测点，本实施例检测有两个液位检测点。具体的，上述液位检测单元8包括由高至低设置的第一检测探针81和第二检测探针82，上述第一检测探针81和第二检测探针82分别对应有两个液位检测点，用于检测气液混合器1内的液体是否达到液位检测点处。

由于现有气液混合器内部压力在达到设定值后，需要关闭水泵，而后在使用过程中，气液混合器的出水阀处被频繁开启，导致气液混合器内的压力低于设定值时，又需要启动水泵，在使用过程中频繁开关出水阀，会造成水泵频繁启动，而频繁启动会影响水泵的使用寿命。且在水路高压的情况下，启动水泵会导致其堵转，造成水泵电机变热，严重影响水泵的使用寿命。

基于上述原因，本实施例在水泵5两侧并联有与第一单向阀4导通方向相反的第三单向阀9，该第三单向阀9的开启压力大于上述第二检测探针82所对应的液位检测点处的压力。当气液混合器1内的压力大于第三单向阀9的开启压力时，第三单向阀9会导通，此时经水泵5增压后流出的水会从第三单向阀9流至水泵5的入口，继续由水泵5循环，而不会进入到气液混合器1内，进而避免了气液混合器1压力过高。而且上述第三单向阀9的设置，能够降低水泵5的启闭频率，也就能够延长水泵5的使用寿命。

本实施例通在进行微气泡水的生成时，首先通过液位检测单元8检测气液混合器1内的液位，当液位低于第二检测探针82的位置时，第二检测探针82反馈信号给控制器，控制器控制水泵5以及气泵6分别向气液混合器1内进水和进气，随着水泵5和气泵6的持续运行，气液混合器1内的液位会上升至第二检测探针82的位置。在上述向气液混合器1内进水和进气的过程中，进入的水与气液混合器1内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，并且上述微气泡水能够自气液混合器1底部的出水阀12连续输出。

当液位达到第二检测探针82的位置时，第二检测探针82反馈信号给控制器，控制器根据预设逻辑控制水泵5和气泵6的启闭。具体的，是在启动水泵5时，记录水泵5的运行时间T，当液位达到第二检测探针82的位置时，如果运行时间T大于等于设定进水时间T1时，控制器则控制水泵5和气泵6关闭。如果运行时间T小于设定进水时间T1时，控制器则控制水泵5继续进水，同时控制气泵6关闭，并且当气液混合器1内的压力大于第三单向阀9的开启压力时，第三单向阀9会被导通，此时水泵5输出的水经第三单向阀9流至水泵5的入口处，循环流动，此时水泵5不再向气液混合器1进水，气液混合器1内的压力保持恒定。

本实施例中，当上述第三单向阀9失效时，此时水泵5输出的水会持续进入气液混合器1，在液位达到第一检测探针81的位置时，第一检测探针81反馈信号给控制器，控制器则关闭水泵5，并通过显示器或蜂鸣器发出报警，以提示用户气液混合器1内压力过大，需及时进行排水。

本实施例中，进一步在气液混合器1的上端处设置有泄压阀11，当液位检测单元8的第一检测探针81失效或者微气泡水产生装置的控制器失效时，此时不会或无法关闭水泵5，通过上述泄压阀11，如果气液混合器1内的压力达到泄压阀11的泄压压力值，可以由泄压阀11进行泄压，以保证气液混合器1的安全。

本实施例中，进一步的，在第一单向阀4以及水泵5之间设置有电控截止阀10，该电控截止阀10连接于控制器，当微气泡水出水效果不明显或者长时间不用时，需要将气液混合器1内的水排出，此时通过电控截止阀10将进水管路1断开，随后气液混合器1内的水在气液混合器1内的压力下排出出水阀12，或者可以控制气泵6向气液混合器1进气，将气液混合器1内的水排出。

本实施例还提供一种上述微气泡水产生装置的控制方法，具体的，通过控制器控制水泵5从顶部向气液混合器1内输送水，同时通过气泵6从顶部向气液混合器1内输送气体，水与气液混合器1内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水在气液混合器内1维持一定液位时，能够自底部的出水口连续输出。通过上述结构以及方式形成的微气泡水，其空气融入程度更高，效果更佳。

本实施例中，进一步的，上述控制方法还包括：通过液位检测单元8的两个检测探针对气液混合器1内的液位进行检测，在气液混合器1内的液位低于第二检测探针82所对应的第二设定值时，控制水泵5启动以及气泵6分别向气液混合器1内进水和进气，并在气液混合器1内形成微气泡水，在水泵5启动时记录水泵5的运行时间T。随着水泵5和气泵6的持续运行，气液混合器1内的液位会达到第二检测探针82所对应的第二设定值。

在上述液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值时，如果水泵5的运行时间T大于等于设定进水时间T1，此时表示气液混合器1内的压力达到了要求的压力，此时将水泵5以及气泵6关闭。

如果运行时间T小于设定进水时间T1，此时尽管液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值，但是有可能气液混合器1内的压力未达到要求的压力，此时控制器控制水泵5继续进水，气泵6被关闭；

随着水泵5持续进水，在气液混合器1内的压力小于第三单向阀9的开启压力时，水泵5持续向气液混合器1内进水。在气液混合器1内的压力大于第三单向阀9的开启压力时，水泵5输出的水会经第三单向阀9流至水泵5的入口处，以达到保持气液混合器1内压力恒定以及延长水泵5使用寿命的目的。

本实施例中，当上述第三单向阀9失效时，如果气液混合器1内的液位达到了第三设定值，则关闭水泵5并报警，以避免气液混合器1内的压力高出太多，影响气液混合器1的安全性能。

进一步的，当液位检测单元8失效无法检测到第三设定值或者微气泡水产生装置的控制器失效时，此时存在水泵5的持续进水，气液混合器1内的压力越来越大，当气液混合器1内的压力达到泄压阀11的泄压压力值时，可以通过泄压阀11进行泄压，以使得气液混合器1内的压力不再上升，避免气液混合器1压力过高影响安全使用。

实施例二

本实施例提供一种微气泡水产生装置，其与实施例一的区别在于：本实施例的液位检测单元8包括由高至低依次设置的第一检测探针81和第二检测探针82以及第三检测探针83，如图2所示，上述三个检测探针分别对应有三个液位检测点，用于检测气液混合器1内的液体是否达到液位检测点处。

通过上述第三检测探针83，在液位达到第二检测探针82的位置，并且运行时间T大于等于设定进水时间T1，关闭了水泵5和气泵6后，当用户使用微气泡水时，此时液位会降到第三检测探针83和第二检测探针82之间时，此时水泵5不会启动，直至液位降到第三检测探针83的位置及以下时，控制水泵5以及气泵6向气液混合器1内进水和进气，重复上述过程至液位达到第二检测探针82的位置。

本实施例还提供上述微气泡水产生装置的控制方法，其与实施例一的区别仅在于：

本实施例在液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值，并且运行时间T大于等于设定进水时间T1，关闭了水泵5和气泵6后，当用户使用微气泡水时，液位会降到第三检测探针83和第二检测探针82之间，此时水泵5不会启动，直至液位降到第三检测探针83所对应的第一设定值及以下时，控制水泵5以及气泵6向气液混合器1内进水和进气，重复上述过程至液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微气泡水产生装置，其特征在于，包括一密闭的气液混合器（1），所述气液混合器（1）的上部设置第一入口和第二入口，所述第二入口用于引入气体，还包括分别连接于第一入口和第二入口的水泵（5）以及气泵（6），所述水泵（5）通过所述第一入口向气液混合器（1）内进水，所述气泵（6）通过所述第二入口向气液混合器（1）内进气，水自所述第一入口引入后与气液混合器（1）内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器（1）内维持一定液位并连续输出；

所述气液混合器（1）内设置有液位检测单元（8），所述液位检测单元（8）包括由高至低依次设置的第一检测探针（81）和第二检测探针（82）；

通过液位检测单元对气液混合器内的液位进行检测，在气液混合器内的液位低于所述第二检测探针（82）所对应的第二设定值时，控制水泵以及气泵同时向气液混合器内进水和进气，直至气液混合器内的液位达到所述第二检测探针（82）所对应的第二设定值；

在水泵启动时，记录水泵的运行时间T，在液位达到所述第二检测探针（82）所对应的第二设定值时，如果运行时间T小于设定进水时间T1，则所述气液混合器（1）内的压力未达到要求的压力，控制水泵继续进水，并关闭气泵；如果运行时间T大于等于设定进水时间T1，关闭水泵（5）和气泵（6）。

2.根据权利要求1所述的微气泡水产生装置，其特征在于，所述液位检测单元（8）包括由高至低依次设置的第一检测探针（81）、第二检测探针（82）以及第三检测探针（83）。

3.根据权利要求1或2所述的微气泡水产生装置，其特征在于，所述水泵（5）两侧并联有与进水方向相反的第三单向阀（9），所述第三单向阀（9）的开启压力大于第二检测探针（82）所对应的液位检测点处的压力。

4.根据权利要求1所述的微气泡水产生装置，其特征在于，所述水泵（5）的一侧设有沿进水方向可导通的第一单向阀（4），所述气泵（6）的一侧设有沿进气方向可导通的第二单向阀（7）。

5.根据权利要求1所述的微气泡水产生装置，其特征在于，所述气液混合器（1）的上端处设置有泄压阀（11）。

6.一种采用权利要求1-5任一所述的微气泡水产生装置的控制方法，其特征在于，经第一入口和第二入口分别向气液混合器内引入水和气体，所述水与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出；

通过液位检测单元对气液混合器内的液位进行检测，在气液混合器内的液位低于第二检测探针（82）所对应的第二设定值时，控制水泵以及气泵同时向气液混合器内进水和进气，直至气液混合器内的液位达到第二检测探针（82）所对应的第二设定值；

在水泵启动时，记录水泵的运行时间T，在液位达到第二检测探针（82）所对应的第二设定值时，如果运行时间T小于设定进水时间T1，则所述气液混合器内的压力未达到要求的压力，控制水泵继续进水，并关闭气泵。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，

在气液混合器内的液位达到第二检测探针（82）所对应的第二设定值时，如果运行时间T大于等于设定进水时间T1，关闭水泵和气泵；

在关闭水泵和气泵后，如果液位降到第三检测探针（83）所对应的第一设定值及以下时，控制水泵以及气泵向气液混合器内进水和进气。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在气液混合器内的压力大于第三单向阀的开启压力时，所述水泵输出的水经第三单向阀流至水泵的入口处。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在第三单向阀失效时，如果气液混合器内的液位达到第一检测探针（81）所对应的第三设定值，则关闭水泵并报警。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在液位检测单元失效无法检测到第一检测探针（81）所对应的第三设定值或者微气泡水产生装置的控制器失效时，如果气液混合器内的压力达到泄压阀的泄压压力值，由泄压阀进行泄压。

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