CN110052213A - 一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器 - Google Patents

一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，涉及气泡发生器领域，包括箱体、气泡发生管、卡套管接头、气相输入接头、液相输入接头；所述箱体为带有内部空腔的矩形体；所述气泡发生管为细长金属硬管；所述卡套管接头的第一端固定安装在所述箱体的上端面，所述卡套管接头的内腔与所述箱体的内腔连通，所述卡套管接头的第二端与所述气泡发生管的第一端固定连接；所述气相输入接头与所述箱体下端面密封固定连接，所述液相输入接头与所述箱体下端面密封固定连接，所述液相输入接头的内腔均与所述箱体的内腔连通。通过本发明的实施，可以在主流流量保持不变的情况下，灵活调控气泡尺寸，且气泡发生均匀，根据需要灵活组合。

Description

一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器
技术领域
本发明涉及气泡发生器领域，尤其涉及一种灵活控制气泡尺寸的气泡发生器。
背景技术
目前，国内外大多数两相流研究中的气泡产生方式是利用气液混合器来完成的，这种方式通常以主流作为气液混合时的液相，以空气压缩机经调压阀和流量调节阀后所产生的空气作为气液混合时的气相，通过调节流量调节阀分别控制气相和液相的流量来形成不同尺寸的气泡，从而得到所需两相流型或者其他研究目的。
在主流流量不变的情况下，在气液混合器中只能通过调整气相流量来改变初始气泡的大小；在气相和液相流量均不变的情况下，初始气泡的大小甚至无法调控。对初始气泡大小的调控灵活性较差。
气液混合器应用于棒束中的两相流研究时，初始气泡产生不均匀，通常需要牺牲很长一段试验段来进行充分混合并发展后才能在各个子通道内形成所需流型。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种灵活控制气泡尺寸的气泡发生器，可以在主流流量保持不变的情况下，灵活调控气泡尺寸，且气泡发生均匀，可以根据需要灵活组合。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提高气泡发生器的灵活性和不同通道生成气泡的均匀性。
为实现上述目的，本发明提供了一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，包括箱体、气泡发生管、卡套管接头、气相输入接头、液相输入接头；所述箱体为带有内部空腔的矩形体；所述气泡发生管为细长金属硬管；所述卡套管接头的第一端固定安装在所述箱体的上端面，所述卡套管接头的内腔与所述箱体的内腔连通，所述卡套管接头的第二端与所述气泡发生管的第一端固定连接；所述气相输入接头与所述箱体下端面密封固定连接，所述液相输入接头与所述箱体下端面密封固定连接，所述液相输入接头的内腔均与所述箱体的内腔连通。
进一步地，还包括毛细管、支撑塞，所述毛细管为细长硬管，所述毛细管一端设置在所述气泡发生管内腔的下部，所述毛细管另一端固定安装在所述支撑塞的中心处，所述支撑塞固定安装于所述气相输入接头上部，所述毛细管和所述气泡发生管的中心轴线重合。
进一步地，所述气相输入接头的内腔的上端只与所述毛细管的内腔连通。
进一步地，所述卡套管接头的第一端为螺纹连接端，所述卡套管接头的第二端为卡套端，所述卡套管接头的第一端与所述箱体的上端面密封固定连接，所述卡套管接头的第二端与所述气泡发生管的第一端卡套连接。
进一步地，所述气泡发生管为不锈钢管，所述气泡发生管的长度与内径的比值大于15。
进一步地，所述毛细管内腔直径与所述气泡发生管内腔直径的比值不大于0.25。
进一步地，所述毛细管伸入所述气泡发生管的长度大于所述气泡发生管内腔直径的5倍，所述气泡发生管内腔没有所述毛细管的长度大于所述气泡发生管内腔直径的10倍。
进一步地，所述液相输入接头为宝塔接头，所述气相输入接头为快换接头，所述宝塔接头配置为与液相软管连接，所述液相软管引入的液相来源为主流或主流分离出的支路，所述液相软管进口端之前设置有液相流量计、液相流量调节阀；所述快换接头配置为与气相软管连接，所述气相软管入的气相来源为压缩空气，所述压缩空气依次经过空压机、调压阀、旁路阀、气相流量调节阀以及气相流量计产生。
进一步地，所述支撑塞的材料为橡胶或硅胶。
进一步地，所述卡套管接头的卡套的材质为铜或不锈钢。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：
1、本发明提供的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，将气液混合区限定在不锈钢管内，减少了主流对气泡尺寸的影响，减少了气泡产生初期的破碎和聚合，提高了对初始气泡尺寸调控的能力
2、本发明提供的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，液相可以是通过主流中分离出来的一个支路所引入的，气液混合之后又共同汇入主流中，使得在主流流量保持不变的情况下也可以通过调整支路流量来达到调控初始气泡尺寸的效果，提高了灵活性。
3、本发明提供的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，可以根据需要进行灵活的组合，以达到在通道内部均匀产生气泡的目的。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的主视图；
图2是本发明的一个较佳实施例的俯视图；
图3是本发明的一个较佳实施例的纵向剖视图；
图4是本发明的一个较佳实施例的组合的轴侧图；
图5是本发明的一个较佳实施例的系统原理示意图。
其中：1-气泡发生管，2-卡套管接头，3-箱体，4-液相输入接头，5-气相输入接头，6-毛细管，7-橡胶塞，8-气泡发生器。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，本实施例公开了一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器8，包括箱体3、气泡发生管1、卡套管接头2、气相输入接头5、液相输入接头4、毛细管6、橡胶塞7。
如图2和图3所示，箱体3为带有内部空腔的矩形体；箱体3内部的水平截面为正方形；
气泡发生管1为细长不锈钢管；卡套管接头2的第一端为螺纹连接端，卡套管接头2的第二端为卡套端，卡套管接头2的第一端与箱体3的上端面通过锥螺纹密封固定连接，卡套管接头2的第二端与气泡发生管1的第一端卡套连接，卡套管接头2的卡套的材质为铜或不锈钢，本实施例优选为不锈钢。
气相输入接头5为快换接头，气相输入接头5与箱体3下端面螺纹密封固定连接，橡胶塞7固定安装于气相输入接头5内腔的上部，毛细管6为细长硬管，材质为不锈钢，毛细管6一端设置在气泡发生管1内腔的下部，毛细管6另一端固定安装在橡胶塞7的中心处，橡胶塞7用于固定支撑毛细管6和调整毛细管6的位置，毛细管6和气泡发生管1的中心轴线重合；气相输入接头5的内腔的上端只与毛细管6的内腔连通；
液相输入接头4为宝塔接头，液相输入接头4与箱体3下端面螺纹密封固定连接，液相输入接头4的内腔均与箱体3的内腔连通。
如图5所示，气相输入接头5配置为与气相软管连接，气相软管入的气相来源为压缩空气，压缩空气依次经过空压机、调压阀、旁路阀、气相流量调节阀以及气相流量计产生；液相输入接头4配置为与液相软管连接，液相软管引入的液相来源为主流或主流分离出的支路，液相软管进口端之前设置有液相流量计、液相流量调节阀。
气泡发生管1的长度与内径的比值大于15；毛细管6内腔直径与气泡发生管1内腔直径的比值不大于0.25；毛细管6伸入气泡发生管1的长度大于气泡发生管1内腔直径的5倍，气泡发生管1内腔没有毛细管6的长度大于气泡发生管1内腔直径的10倍。
如图4所示，本实施例公开的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器8可根据需要灵活编组、组合使用。
如图5所示，本实施例中，液相来源于从主流分离出的支路，依次通过液相流量计、液相流量调节阀，通过软管连接到液相输入接头4上，进入箱体3的内腔，经过箱体3的内腔的过渡，流入气泡发生管1的内腔；气相来源于空压机经调压阀、旁路阀、流量调节阀以及流量计所产生的空气，通过软管连接到气相输入接头5，通过气相输入接头5的内腔全部流入毛细管6的内腔，最后进入到气泡发生管1的内腔；气液两相在气泡发生管1的内腔的中上部混合，形成气泡；
气泡尺寸的大小与进入气泡发生管1的液相和气相流量有关，液相流量越大，使得气泡脱离时间变短，气泡尺寸越小；在一定范围内，气相流量越大，使得气泡生长所受惯性阻力变大，气泡脱离所需的浮升力会越大，气泡尺寸就会越大，可以通过调整气液两相的流量从而调控气泡尺寸的大小，还可以对气泡发生器8的布置进行合理地组合，以达到在每个通道内部均匀产生气泡的目的。
本实施例的橡胶塞7的材料可以替换为或硅胶。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，包括箱体、气泡发生管、卡套管接头、气相输入接头、液相输入接头；所述箱体为带有内部空腔的矩形体；所述气泡发生管为细长金属硬管；所述卡套管接头的第一端固定安装在所述箱体的上端面，所述卡套管接头的内腔与所述箱体的内腔连通，所述卡套管接头的第二端与所述气泡发生管的第一端固定连接；所述气相输入接头与所述箱体下端面密封固定连接，所述液相输入接头与所述箱体下端面密封固定连接，所述液相输入接头的内腔均与所述箱体的内腔连通。
2.如权利要求1所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，还包括毛细管、支撑塞，所述毛细管为细长硬管，所述毛细管一端设置在所述气泡发生管内腔的下部，所述毛细管另一端固定安装在所述支撑塞的中心处，所述支撑塞固定安装于所述气相输入接头上部，所述毛细管和所述气泡发生管的中心轴线重合。
3.如权利要求2所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述气相输入接头的内腔的上端只与所述毛细管的内腔连通。
4.如权利要求3所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述卡套管接头的第一端为螺纹连接端，所述卡套管接头的第二端为卡套端，所述卡套管接头的第一端与所述箱体的上端面密封固定连接，所述卡套管接头的第二端与所述气泡发生管的第一端卡套连接。
5.如权利要求4所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述气泡发生管为不锈钢管，所述气泡发生管的长度与内径的比值大于15。
6.如权利要求5所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述毛细管内腔直径与所述气泡发生管内腔直径的比值不大于0.25。
7.如权利要求6所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述毛细管伸入所述气泡发生管的长度大于所述气泡发生管内腔直径的5倍，所述气泡发生管内腔没有所述毛细管的长度大于所述气泡发生管内腔直径的10倍。
8.如权利要求7所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述液相输入接头为宝塔接头，所述气相输入接头为快换接头，所述宝塔接头配置为与液相软管连接，所述液相软管引入的液相来源为主流或主流分离出的支路，所述液相软管进口端之前设置有液相流量计、液相流量调节阀；所述快换接头配置为与气相软管连接，所述气相软管入的气相来源为压缩空气，所述压缩空气依次经过空压机、调压阀、旁路阀、气相流量调节阀以及气相流量计产生。
9.如权利要求8所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述支撑塞的材料为橡胶或硅胶。
10.如权利要求9所述的灵活调控气泡尺寸的气泡发生器，其特征在于，所述卡套管接头的卡套的材质为铜或不锈钢。
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