CN110559895A - 振荡射流式微纳米气泡发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种振荡射流式微纳米气泡发生装置，包括气源、射流振荡器、扩散器和溶气罐，所述气源通过第一管路与设置在所述射流振荡器上的入口连通，所述扩散器设置在所述溶气罐内，通过第二管路与设置在所述射流振荡器上的出口连通；所述射流振荡器内设置有振荡部，所述振荡部的第一端与所述入口连接，第二端与所述出口连接，所述振荡部将导入所述射流振荡器内的气流形成自激振荡射流，再从所述出口由第二管路导入所述扩散器内。本发明运行的能耗较低，能形成量大、尺寸适宜的微纳米气泡，可组成模块化的微纳米气泡发生系统，性能优越，适于推广应用。

Description

振荡射流式微纳米气泡发生装置
技术领域
本发明涉及微纳米气泡产生技术领域，特别涉及一种振荡射流式微纳米气泡发生装置。
背景技术
微纳米气泡通常是指直径在1nm～50μm的微小气泡，具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附能力强、存在时间长等特点，因而被广泛地应用于净水技术、水体增氧和气泡减阻等领域。
目前，有多种微纳米气泡发生机制，如溶气气浮法(DAF)，该方法产生气泡高效，但气泡生成过程系统能耗较高，超过90％的能量均损耗在了水流循环以及加压饱和过程；另一种方法是引气气浮法(IAF)，这类装置产生的微气泡数量较多，但气泡尺寸的离散度较大，难以控制在直径50μm以内，且能耗较高、运行噪音较大。除上述之外，微纳米气泡发生机制还有电解析出、微管道、高温、超声波、化学反应等技术，但普遍存在能耗高、价格贵等问题，限制对微纳米气泡技术的进一步推广应用。
发明内容
本发明提供了一种振荡射流式微纳米气泡发生装置，其目的是为了解决现有的微纳米气泡发生装置能耗较高、结构复杂、气泡发生量及尺寸难以控制的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种振荡射流式微纳米气泡发生装置，包括气源、射流振荡器、扩散器和溶气罐，所述气源通过第一管路与设置在所述射流振荡器上的入口连通，所述扩散器设置在所述溶气罐内，通过第二管路与设置在所述射流振荡器上的出口连通；所述射流振荡器内设置有振荡部，所述振荡部的第一端与所述入口连接，第二端与所述出口连接，所述振荡部将导入所述射流振荡器内的气流形成自激振荡射流，再从所述出口由第二管路导入所述扩散器内。
进一步地，所述入口设置呈逐渐收缩的喷嘴形状。
进一步地，所述振荡部包括一振荡腔，所述入口设置在所述振荡腔顶端，所述振荡腔的两侧侧壁形成附壁射流侧面，所述振荡腔内设置有一劈尖，所述劈尖将所述振荡腔分隔，形成两条输出通道，所述出口设置在每条所述输出通道的底端。
进一步地，所述振荡部还包括两条控制通道，两条所述控制通道的第一端共同设置在所述入口处，每条所述控制通道的第二端分别与其中一个所述输出通道连通。
作为另一种改进，所述振荡部还包括两条控制通道，两条所述控制通道的第一端共同设置在所述入口处，两条所述控制通道的第二端相互连通，形成回字形通道。
作为另一种改进，所述振荡部还包括分别设置在所述振荡腔顶部的左侧以及右侧的两个控制腔，所述振荡腔和全部所述控制腔连为整体的腔室结构。
进一步地，所述射流振荡器包括一基板和一盖板，所述入口、振荡部和出口均设置在所述基板内，通过所述盖板将所述基板的侧面密封。
进一步地，所述第一管路和第二管路上分别设置有一阀门。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的振荡射流式微纳米气泡发生装置，气流在射流振荡器内形成振荡射流，再输出通道射出，导入至溶气罐内的扩散器产生微纳米气泡，气流在整个装置内几乎处于层流状态，没有湍流造成的能量损耗，使得装置运行的能耗较低，而产生的振荡射流，最终通过扩散器在溶气罐形成量大、尺寸适宜的微纳米气泡。
本发明的射流振荡器结构简单、紧凑，没有任何移动零部件，便于携带和组装，占用空间小，可以组成模块化的微纳米气泡发生系统，性能优越，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明的实施例1整体结构示意图；
图2为图1的A向剖视图；
图3为图1的B向剖视图；
图4为图1的C向剖视图；
图5为本发明的实施例2整体结构示意图；
图6为图5的D向剖视图；
图7为本发明的实施例3整体结构示意图。
【附图标记说明】
1-气源；2-射流振荡器；3-扩散器；4-溶气罐；5-第一管路；6-入口；7-第二管路；8-出口；9-振荡腔；10-劈尖；11-控制通道；12-输出通道；13-附壁射流侧面；14-基板；15-盖板；16-阀门；17-基板通道；18-控制腔。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：
如图1所示，本发明的实施例1提供了一种振荡射流式微纳米气泡发生装置，包括气源1、射流振荡器2、扩散器3和溶气罐4，其中气源1通过第一管路5与射流振荡器2上的入口6连通，扩散器3设置在溶气罐4内，通过第二管路7与射流振荡器2上的出口8连通。在射流振荡器2内设置有振荡部，其第一端与入口6连接，第二端与出口8连接，从气源1发出的气体由第一管路5导入振荡部后，能形成自激振荡射流，再通过第二管路7从出口8导入扩散器3内，与溶气罐4内的液体作用产生微纳米气泡，可进一步应用于净水等领域。
同时如图2至图4所示，入口6设置呈逐渐收缩的喷嘴形状，即入口6越靠近振荡部的位置越窄，使得通过气源1驱动的气体由入口6进入振荡部时产生一个加速的作用，以提升其进入振荡部的初始速度，提高振荡效果。振荡部由振荡腔9、设置在振荡腔9内的劈尖10和设置在振荡腔9两侧的控制通道11组成，劈尖10位于振荡腔9的底部，将振荡腔9分隔形成两条输出通道12，输出通道12的底端与出口8连接，而振荡腔9的侧壁则组成附壁射流侧面13。其中，控制通道11为具有90度弯折的细小通道，第一端设置在振荡腔9内的入口6的下方，第二端与其中一条输出通道12连通。
当气体由气源1驱动从入口6进入振荡腔9时，由于科安达附壁效应，加速后的气体将随机偏向一侧的附壁射流侧面13，形成附壁射流并进入到该侧的输出通道12，由于控制通道11内部的控制流作用，使得射流无法稳定附壁于一侧，而在两个附壁射流侧面13之间来回切换，进而形成射流自激振荡。振荡射流随后从一侧的输出通道12射出，并通过第二管路7导入至溶气罐4内的扩散器3，在充满液体的溶气罐4中产生微纳米气泡。气流在整个装置内几乎处于层流状态，没有湍流造成的能量损耗，使得装置运行的能耗较低，同时产生的振荡射流抑制了气泡的不均匀生长，最终通过扩散器3在溶气罐4形成浓度大、尺寸均匀的微纳米气泡。
其中，射流振荡器2由一基板14和一盖板15组成，振荡腔9、劈尖10、控制通道11等均成型在基板14一侧，通过盖板15扣合将基板14侧面密封，并用螺栓或螺钉等紧固连接。整个射流振荡器2结构简单、紧凑，没有任何移动零部件，便于携带和组装，占用空间小，可以组成模块化的微纳米气泡发生系统。
另外，在第一管路5和第二管路7上分别设置有一阀门16，且第二管路7设置有两条，分别与其中一条输出通道12的出口连接。在第一管路5上的阀门16用于控制气源1的通气状况，两条第二管路7的端部可分别连接两套扩散器3和容气罐4，也可只设置一套扩散器3和容气罐4，另一第二管路7视情况将阀门16关闭，或打开与大气连通。
实施例2：
如图5至图6所示，本实施例与实施例1的区别主要为控制通道11的布置方式不同，在本实施例中，控制通道11同样为具有90度弯折的细小通道，第一端设置在振荡腔9内的入口6的下方，而第二端并不与输出通道12连通，而是向上延伸，相互接通形成回字形的通道，此形式的控制通道11同样具有控制流的作用。相应地此时入口设置在基板14的侧面，并通过一基板通道17与第一管路5连通。
实施例3：
如图7所示，本实施例相对于实施例1的主要区别为将控制通道11替换成控制腔18的形式。在本实施例中，控制腔18相对地设置在振荡腔9顶部的两侧，并与振荡腔9顶部连为一体形式，组成一个较大的腔室。此腔室同样具有控制流作用，在输出通道12内形成振荡射流。相对于设置控制通道11的振荡部，本实施例的控制腔18的替换方案使得基板15能更方便地加工成型，同时产生的振荡射流具有频率高，压力恢复高的特点。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，包括气源、射流振荡器、扩散器和溶气罐，所述气源通过第一管路与设置在所述射流振荡器上的入口连通，所述扩散器设置在所述溶气罐内，通过第二管路与设置在所述射流振荡器上的出口连通；所述射流振荡器内设置有振荡部，所述振荡部的第一端与所述入口连接，第二端与所述出口连接，所述振荡部将导入所述射流振荡器内的气流形成自激振荡射流，再从所述出口由第二管路导入所述扩散器内。
2.根据权利要求1所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述入口设置呈逐渐收缩的喷嘴形状。
3.根据权利要求1所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述振荡部包括一振荡腔，所述入口设置在所述振荡腔顶端，所述振荡腔的两侧侧壁形成附壁射流侧面，所述振荡腔内设置有一劈尖，所述劈尖将所述振荡腔分隔，形成两条输出通道，所述出口设置在每条所述输出通道的底端。
4.根据权利要求3所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述振荡部还包括两条控制通道，两条所述控制通道的第一端共同设置在所述入口处，每条所述控制通道的第二端分别与其中一个所述输出通道连通。
5.根据权利要求3所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述振荡部还包括两条控制通道，两条所述控制通道的第一端共同设置在所述入口处，两条所述控制通道的第二端相互连通，形成回字形通道。
6.根据权利要求3所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述振荡部还包括分别设置在所述振荡腔顶部的左侧以及右侧的两个控制腔，所述振荡腔和全部所述控制腔连为整体的腔室结构。
7.根据权利要求1所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述射流振荡器包括一基板和一盖板，所述入口、振荡部和出口均设置在所述基板内，通过所述盖板将所述基板的侧面密封。
8.根据权利要求1所述的振荡射流式微纳米气泡发生装置，其特征在于，所述第一管路和第二管路上分别设置有一阀门。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113266623A (zh) * 2021-05-17 2021-08-17 中国航空发动机研究院 一种单反馈通道的流体振荡器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057497A (en) * 1974-08-22 1977-11-08 Slovenska Vysoka Skola Technicka Method and apparatus for dispensing multi-component liquid suspensions
CN1978068A (zh) * 2005-11-30 2007-06-13 北京华阳惠民科技有限公司 射流振荡器
US20100002534A1 (en) * 2006-10-30 2010-01-07 William Bauer Jay Zimmerman Bubble generation for aeration and other purposes
CN102341168A (zh) * 2009-01-06 2012-02-01 谢菲尔德大学 等离子体微反应器装置、灭菌单元和分析器
CN202527089U (zh) * 2012-02-24 2012-11-14 张端 新型回流式微混合器
US20130092626A1 (en) * 2006-10-30 2013-04-18 Perlemax Ltd Bubble generation for aeration and other purposes
US20150336112A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 MikroFlot Technologies LLC Low energy microbubble generation system and apparatus
CN105149123A (zh) * 2015-10-10 2015-12-16 浙江大学 一种水下裂蚀射流喷嘴
CN107750288A (zh) * 2015-06-18 2018-03-02 塞罗斯有限公司 用臭氧气泡处理基材的装置和方法
CN107956423A (zh) * 2017-12-19 2018-04-24 中南大学 涡流式振荡射流压力脉冲减阻工具
WO2018100915A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 日東精工株式会社 微細気泡発生ノズル

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057497A (en) * 1974-08-22 1977-11-08 Slovenska Vysoka Skola Technicka Method and apparatus for dispensing multi-component liquid suspensions
CN1978068A (zh) * 2005-11-30 2007-06-13 北京华阳惠民科技有限公司 射流振荡器
US20100002534A1 (en) * 2006-10-30 2010-01-07 William Bauer Jay Zimmerman Bubble generation for aeration and other purposes
US20130092626A1 (en) * 2006-10-30 2013-04-18 Perlemax Ltd Bubble generation for aeration and other purposes
CN102341168A (zh) * 2009-01-06 2012-02-01 谢菲尔德大学 等离子体微反应器装置、灭菌单元和分析器
CN202527089U (zh) * 2012-02-24 2012-11-14 张端 新型回流式微混合器
US20150336112A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 MikroFlot Technologies LLC Low energy microbubble generation system and apparatus
CN107750288A (zh) * 2015-06-18 2018-03-02 塞罗斯有限公司 用臭氧气泡处理基材的装置和方法
CN105149123A (zh) * 2015-10-10 2015-12-16 浙江大学 一种水下裂蚀射流喷嘴
WO2018100915A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 日東精工株式会社 微細気泡発生ノズル
CN107956423A (zh) * 2017-12-19 2018-04-24 中南大学 涡流式振荡射流压力脉冲减阻工具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113266623A (zh) * 2021-05-17 2021-08-17 中国航空发动机研究院 一种单反馈通道的流体振荡器

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