CN110102195A - 一种高浓度微纳米气泡浴缸及其控制方法 - Google Patents

一种高浓度微纳米气泡浴缸及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高浓度微纳米气泡浴缸，包括浴缸，浴缸中空，内设微纳米气泡液体制备系统；微纳米气泡液体制备系统包括：浴缸内壁设定液位处设置的进水管路，隔膜泵、出水管路容器依次连接；出水管路容器底部通过出水管路、截流件，于浴缸内壁设定液位处与浴缸连通；进水管路还与气管路连通，气管路上设有气路电磁阀。本发明采用间歇式切换的方式，利用相同隔膜泵进行进气和进水交替操作，实现一泵两用；耗电配件仅为隔膜泵和电磁阀，噪音震动小和能耗低，可长期连续运行，多个隔膜泵注气过程无交集，从而保证浴缸内气泡浓度，无需维修维护，结构、控制简单，非常适合内部维修维护难度较大的浴缸系统。

Description

一种高浓度微纳米气泡浴缸及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种浴缸，尤其涉及一种微纳米气泡浴缸及其控制方法。
背景技术
微纳米气泡浴具有非常有效的深层清洁功能，并能起到缓解皮肤炎症、舒缓神经等作用，配合各种气体，可以起到很多功效，如氢气浴可以保护紫外线引起的皮肤损伤，可以减少皮肤皱纹，还可以减少皮肤的色素沉着、缓解牛皮癣的皮肤症状等。加入了微纳米气泡浴功能的浴缸市场前景广阔。
公开号CN105534358A，公开日2016年5月4日；公开号CN106859438A，公开日2017年6月20日；公开号CN107551838A，公开日2018年1月9日；三个专利文献均分别公开了一种微纳米气泡浴缸，其中CN105534358A与CN106859438A是将微纳米气泡发生系统嵌入在浴缸和支撑件之间，使用了叶轮和气液混合泵，上述过程设备体积、重量大，叶轮密封难度大，同时，叶轮和离心泵、气液混合泵内的叶轮多为金属材质，容易发生腐蚀、长时间不使用容易卡死，对于嵌入浴缸和支撑件之间的设备而言，维修非常麻烦，此外，整体的叶轮切割结构和气液混合泵自身价格昂贵，将极大降低浴缸的市场竞争力。此外，叶轮和气液混合泵噪音和震动大，严重影响使用效果，且气液混合泵电机发热量大，在浴缸和支撑件之间的密闭空间内，无法有效散热，长时间使用可能造成电机损坏。
CN107551838A通过散气叶轮进行气泡的切割，气泡尺寸大，且浓度低，微纳米气泡浴效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种高浓度微纳米气泡浴缸，利用自吸隔膜泵对浴缸水进行增压，利用压力管路将间歇进气进行高压溶解，并在常压下释放，在浴缸内产生高浓度的微纳米气泡，并采用间歇式切换的方式，利用相同自吸隔膜泵进行进气，实现一泵两用，整个系统成本低，耗电配件仅为隔膜泵和电磁阀，噪音震动和能耗低，可长期连续运行，无需维修维护。从而解决现有技术造价高、噪音震动问题大或微气泡效果差的问题。
本发明采取以下技术方案：
一种高浓度微纳米气泡浴缸，包括浴缸2，浴缸2中空，内设微纳米气泡液体制备系统；所述微纳米气泡液体制备系统包括：浴缸内壁设定液位处设置的进水管路3，进水管路3、至少两台并列设置的自吸隔膜泵7、出水管路容器10依次连接；所述出水管路容器10底部通过出水管路经截流件13，与浴缸内壁设定液位处与浴缸2连通；所述进水管路3还与气管路4连通，气管路4上设有气路电磁阀6。
进一步的，所述气管路4上还设有单向阀5。
进一步的，还包括相互连接且设置在自吸隔膜泵7与出水管路容器10之间的气液混合促进装置、静态气液混合器9；所述出水管路容器10顶部与气液混合促进装置吸气管路连接。
进一步的，还包括控制系统，所述控制系统作为整个高浓度微纳米气泡浴缸的控制中心，所述气路电磁阀6、自吸隔膜泵7、与控制系统连接，控制系统采用PVB板控制、PLC控制或继电器控制；所述出水管路容器10内设有液位传感器或压力传感器，并与控制系统连接。
进一步的，还包括支撑件1，所述支撑件固定设置于浴缸2的外围。
进一步的，所述气液混合促进装置是文丘里、静态混合器、射流器中的一种或多种组合。
一种上述的高浓度微纳米气泡浴缸的控制方法，至少包括以下步骤：浴缸内注水水位超过进水管路3和浴缸的接口处后，微纳米气泡液体制备系统启动，自吸隔膜泵7开启，水路电磁阀12关闭，气路电磁阀6关闭，浴缸内的水通过自吸隔膜泵7增压进入出水管路容器10；通电后，自吸隔膜泵向出水管路容器内注水，出水管路开始向浴缸排放低浓度微纳米气泡水；同时容器内逐渐增压，压力平衡后，出水管路开始向浴缸排放高浓度微纳米气泡水；同时容器内气体被消耗，当液位达到液位传感器高位时，气路电磁阀打开，隔膜泵开始向容器内注入空气，直至液位达到液位传感器低位时，气路电磁阀关闭，自吸隔膜泵向储水管路容器内注水，同时容器内逐渐增压，出水管路开始向浴缸排放高浓度微纳米气泡水；重复上述步骤。
进一步的，浴缸内注水水位超过进水管路3和浴缸的接口处时，采用人工开启微纳米气泡液体制备系统；或者，通过进水管路3处设置的液位传感器自动开启所述微纳米气泡液体制备系统。
一种高浓度微纳米气泡浴缸，包括浴缸，浴缸2中空，内设微纳米气泡液体制备系统；所述微纳米气泡液体制备系统包括：A/B双套系统组合，每套系统各自包括进水管路,进气管路，气路电磁阀，自吸隔膜泵，出水管路，水管路容器，双浮球液位开关，释放器；A/B两套系统的差异在于双浮球液位开关的浮球高度不同；所述进水管路与浴缸内壁设定液位处连通，进水管路、自吸隔膜泵、水管路容器依次连接；水管路容器、出水管路、释放器、浴缸内壁设定液位处依次连通。
进一步的，所述出水管路、产生负压的射流结构、混合器依次连接，混合器设于水管路容器内；水管路容器底部与出水管路连接。
更进一步的，气路电磁阀的开启由双浮球液位开关的信号控制，即当双浮球液位开关的高浮球检测到液位时，气路电磁阀开启，气通过自吸隔膜泵注入水管路容器；当双浮球液位开关的低浮球检测不到液位时，气路电磁阀关闭，浴缸中的水通过自吸隔膜泵注入水管路容器，水管路容器自动充气；A/B双套系统组合将注气时间错开，保证至少有一套在向浴缸内发生微纳米气泡水，减小浴缸内微纳米气泡的浓度降低对洗浴效果的影响。
本发明的有益效果在于：
1)利用自吸隔膜泵对浴缸水进行增压，利用压力管路将间歇进气进行高压溶解，并在常压下释放，在浴缸内产生高浓度的微纳米气泡；
2)采用间歇式切换的方式，利用相同自吸隔膜泵进行进气，实现一泵两用，整个系统成本低；
3)耗电配件仅为隔膜泵和电磁阀，噪音震动和能耗低，可长期连续运行，无需维修维护。
4)解决现有技术造价高、噪音震动问题大或微气泡效果差的问题。
5)微纳米气泡浓度极高，清洗效果明显。
6)结构简单，成本低。
附图说明
图1是本发明高浓度微纳米气泡浴缸的结构透视图。
图2是截流件的结构示意图。
图3是实施例四的结构示意图。
图中，1.支撑件，2.浴缸，3.进水管路，4.气管路，5.单向阀，6.气路电磁阀，7.自吸隔膜泵，8.管路，9.静态气液混合器，10.出水管路容器，11.文丘里装置吸气管路，12.水路电磁阀，13.截流件，14.文丘里射流器；131.进口螺纹，132.出口螺纹，133.截流孔，134.挡流板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
参见图1-2，高浓度微纳米气泡浴缸包括浴缸，其包含浴缸支撑件1，浴缸2，进水管路3，气管路4，单向阀5，气路电磁阀6，两台自吸隔膜泵7，出水管路8，静态气液混合器9，出水管路容器10，气液混合促进装置吸气管路，水路电磁阀12，截流件13(详见附图2，其包括进口螺纹131，出口螺纹132，截留孔133和挡流板134)，文丘里射流器14。电路和控制系统附图中未画出。
浴缸内注水水位超过进水管路3和浴缸的接口处后，人工接通电源，开启发生系统，两台自吸隔膜泵7开启，水路电磁阀12关闭，气路电磁阀6关闭，浴缸内的水通过两台自吸隔膜泵7增压进入容器10，控制系统通过时间控制器延时3秒钟后(此时容器10内具有了一定压力和水位)，水路电磁阀12开启，容器10内的水经过水路电磁阀12达到截流件13，由于其具有较大的局部阻力，同时由于容器10内的气体具有可压缩性，导致进入容器10的流量大于流出截流件13的流量，容器10内持续增压，直至进入容器10的流量等于流出截流件13的流量，此时出水管路和容器10内压力达到平衡，在这个过程中，容器10内顶部的气体经过气液混合促进装置吸气管路,被文丘里射流器14产生的负压吸入，形成气液混合物进入静态混合器9，增强了气液混合溶解的作用。出水管路开始向浴缸排放高浓度微纳米气泡水，同时，容器10内的气体将不断被流经容器10的水溶解消耗。控制系统通过时间控制器延时5分钟后，气路电磁阀6打开，导致进水管路3接通大气，两台自吸隔膜泵7不再自吸，而改为吸气，空气通过气管路3进入两台自吸隔膜泵7最终进入容器10，并不断在容器10内被压缩，直至压力足以将容器10内残余的水压出截流件13，从而为容器10内补充气体；控制系统通过时间控制器延时10秒钟后，水路电磁阀12开启，气路电磁阀6关闭，重复上述过程，直至电源关闭。整个过程中系统均可以稳定产生高浓度微纳米气泡，对于180L浴缸，可以在30秒内产生“乳白”效果。整套系统噪音低、震动小，体积小、成本低，非常适合嵌入传统浴缸，尤其是传统按摩浴缸。
其中，附图2中采用了2台自吸隔膜泵7，也可以是一台或多台。
其中，容器10可以是圆柱形、方柱形等任意尺寸和结构，其主要作用是令上述循环管路的水流流经该容器时，使得气和水能够分离。
其中，浴缸通过一个时间控制器，控制气管路上电磁阀的周期性开启，其目的是为循环管路内提供气体；
其中，为了提高出水管路进入浴缸时微纳米气泡的浓度，在出水管路的容器前，设置气液混合促进结构，可以采用本实施例中的文丘里结构，也可以采用射流器结构、静态混合器结构、水力旋转剪切结构、填料床结构等。
其中，为了提高出水管路进入浴缸时微纳米气泡的浓度，本实施例在出水管路的容器10下游管路上设置截流件13，该截流件13可以是截留孔板、旋转流结构等，其作用是利用截流产生的局部阻力，将容器和容器上游管路的压力提高，附图2展示了截流件的具体结构。
其中，通过将气管路与氢气、氧气、二氧化碳等气源连接，可以实现特殊气体的微纳米气泡浴缸。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别是，在容器10内设置液位传感器，控制系统接通过接收液位传感器的电信号反馈判断液位的高低，从而控制气路电磁阀6、自吸隔膜泵7、水路电磁阀12的开闭，而不设置时间控制器，不采用延时控制。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别是，在容器10内设置压力传感器，控制系统接通过接收压力传感器的电信号反馈判断压力的高低，从而控制气路电磁阀6、自吸隔膜泵7、水路电磁阀12的开闭，而不设置时间控制器，不采用延时控制。
实施例四：
本实施例与前三项实施例具有较大的差别。
实施例4中，采用A/B双套系统组合，每套系统分别包括进水管路A1,B1,进气管路A2,B2，气路单向阀A3,B3，气路电磁阀A4,B4，隔膜泵A5,B5，出水管路A6,B6，容器A7,B7，产生负压的射流结构A8,B8，混合器A9,B9，双浮球液位开关A10,B10，释放器A11,B11。其中两套系统唯一的差异在于浮球液位计的浮球高度不同。
水泵、气路电磁阀和液位计通过直流电源供电，气路电磁阀的开启由双浮球液位开关的信号控制，即当浮球液位计的高浮球检测到液位时，气路电磁阀开启，气通过隔膜泵注入容器；当浮球液位计的低浮球检测不到液位时，气路电磁阀关闭，浴缸中的水通过隔膜泵注入容器，从而实现容器自动充气的功能。
因为容器充气过程一般需要有几秒钟的时间，导致浴缸内的循环水停止，从而影响浴缸内微纳米气泡的浓度和洗浴效果，因此在这里将两套浮球的低浮球(高浮球也可以)位置错开，使得两套系统容器的注水或注气时间存在差异，从而将注气时间错开，保证至少有一套在向浴缸内发生微纳米气泡水，减小浴缸内微纳米气泡的浓度和洗浴效果的影响。
以上是本发明的可选实施例，本本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：
包括浴缸(2)，浴缸(2)中空，内设微纳米气泡液体制备系统；所述微纳米气泡液体制备系统包括：
浴缸内壁设定液位处设置的进水管路(3)，进水管路(3)、至少两台并列设置的自吸隔膜泵(7)、出水管路容器(10)依次连接；所述出水管路容器(10)底部通过出水管路经截流件(13)，与浴缸内壁设定液位处与浴缸(2)连通；
所述进水管路(3)还与气管路(4)连通，气管路(4)上设有气路电磁阀(6)。
2.如权利要求1所述的高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：所述气管路(4)上还设有单向阀(5)。
3.如权利要求1所述的高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：还包括相互连接且设置在自吸隔膜泵(7)与出水管路容器(10)之间的气液混合促进装置、静态气液混合器(9)；所述出水管路容器(10)顶部与气液混合促进装置吸气管路连接。
4.如权利要求1所述的高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统作为整个高浓度微纳米气泡浴缸的控制中心，所述气路电磁阀(6)、自吸隔膜泵(7)、与控制系统连接，控制系统采用PVB板控制、PLC控制或继电器控制；所述出水管路容器(10)内设有液位传感器或压力传感器，并与控制系统连接。
5.如权利要求1所述的高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：还包括支撑件(1)，所述支撑件固定设置于浴缸(2)的外围。
6.如权利要求1所述的高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：所述气液混合促进装置是文丘里、静态混合器、射流器中的一种或多种组合。
7.一种采用权利要求4或5所述的高浓度微纳米气泡浴缸的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
浴缸内注水水位超过进水管路(3)和浴缸的接口处后，微纳米气泡液体制备系统启动，自吸隔膜泵(7)开启，水路电磁阀(12)关闭，气路电磁阀(6)关闭，浴缸内的水通过自吸隔膜泵(7)增压进入出水管路容器(10)；通电后，自吸隔膜泵向出水管路容器内注水，出水管路开始向浴缸排放低浓度微纳米气泡水；同时容器内逐渐增压，压力平衡后，出水管路开始向浴缸排放高浓度微纳米气泡水；同时容器内气体被消耗，当液位达到液位传感器高位时，气路电磁阀打开，隔膜泵开始向容器内注入空气，直至液位达到液位传感器低位时，气路电磁阀关闭，自吸隔膜泵向储水管路容器内注水，同时容器内逐渐增压，出水管路开始向浴缸排放高浓度微纳米气泡水；
重复上述步骤。
8.如权利要求7所述的高浓度微纳米气泡浴缸的控制方法，其特征在于：浴缸内注水水位超过进水管路(3)和浴缸的接口处时，采用人工开启微纳米气泡液体制备系统；或者，通过进水管路(3)处设置的液位传感器自动开启所述微纳米气泡液体制备系统。
9.一种高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：
包括浴缸，浴缸(2)中空，内设微纳米气泡液体制备系统；
所述微纳米气泡液体制备系统包括：A/B双套系统组合，每套系统各自包括进水管路,进气管路，气路电磁阀，自吸隔膜泵，出水管路，水管路容器，双浮球液位开关，释放器；A/B两套系统的差异在于双浮球液位开关的浮球高度不同；
所述进水管路与浴缸内壁设定液位处连通，进水管路、自吸隔膜泵、水管路容器依次连接；
水管路容器、出水管路、释放器、浴缸内壁设定液位处依次连通。
10.如权利要求9所述的高浓度微纳米气泡浴缸，其特征在于：所述出水管路、产生负压的射流结构、混合器依次连接，混合器设于水管路容器内；水管路容器底部与出水管路连接。
11.一种权利要求9所述的高浓度微纳米气泡浴缸的控制方法，其特征在于：
气路电磁阀的开启由双浮球液位开关的信号控制，即当双浮球液位开关的高浮球检测到液位时，气路电磁阀开启，气通过自吸隔膜泵注入水管路容器；当双浮球液位开关的低浮球检测不到液位时，气路电磁阀关闭，浴缸中的水通过自吸隔膜泵注入水管路容器，水管路容器自动充气；
A/B双套系统组合将注气时间错开，保证至少有一套在向浴缸内发生微纳米气泡水，减小浴缸内微纳米气泡的浓度降低对洗浴效果的影响。
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