CN112369990A - 一种微纳米气泡产生装置及应用有该装置的清洗机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微纳米气泡产生装置及应用有该装置的清洗机，微纳米气泡产生装置包括壳体，该壳体顶部具有进水口、底部具有出水口，壳体顶部设置有围绕进水口外缘布置的进水管，进水管中设置有活塞、弹性件、连接件，活塞能上下移动地设于进水管中且下端与进水口外围的壳体顶壁相抵；连接件下部设于进水管中且下端具有插配在过水腔中的插接管，插接管下端面的面积小于活塞下端面的面积。当水流以较大流速通过时，活塞下端面受到的水压大于插接管下端口处的水压，活塞在水压驱动下上行，从而缩小插接管下端与托块上壁面之间的间隙，使过水面积缩小进而减小水压，为微纳米气泡产生装置提供稳压水源，有利于提高微纳米气泡浓度及清洗效果。

Description

一种微纳米气泡产生装置及应用有该装置的清洗机
技术领域
本发明涉及用于洗涤类电器的微纳米气泡产生装置，还涉及应用有该微纳米气泡产生装置并用来清洗餐具、蔬菜或水果的清洗机。
背景技术
随着微纳米气泡清洗技术的逐渐成熟，在家电领域的应用也变得更加广泛。
在工业应用领域中，纳米级气泡指在液体中1000nm以下的细小气泡，进一步地，将1～100μm之间的气泡称为微小气泡，100μm以上的气泡称为普通气泡。在水中，相较于普通气泡，微纳米气泡拥有存在时间长、表面能高、表面带负电荷、气液传质率高、能自发产生自由基的特点，因此，微纳米气泡具有增氧、杀菌、消毒、洗涤、去污、净水、有机物降解等功能。由于微纳米气泡具有的这些功能，其在洗涤和健康领域，如洗衣去污去垢、洁净皮肤、饮用水增氧、蔬菜水果清洗、牙齿去垢等展露出广阔的市场前景。
目前，产生微纳米气泡的方法主要有四种：超声空化、水动力空化、光学空化和微粒空化，其中，水动力空化设备要求简单，是产生微纳米气泡的常用方法。例如，申请公开号为CN104803467A的中国发明专利申请《一种微纳米臭氧气泡装置》(申请号：CN201510199198.5)、申请公开号为CN108842384A的中国发明专利申请《基于微纳米爆气的洗衣机过滤装置》(申请号：CN201810907234.2)等均披露了类似的结构。上述现有的微纳米气泡发生装置大多采用气泵提供动力源混入空气，空气与水进行充分混合溶解后，再释放压力以获得浓度较高的微纳米气泡，该方式的实现结构相对比较复杂、成本高，且需依靠电路进行控制，可靠性较差。
本申请人的在先申请201910820830.1提供了一种《一种微纳米气泡产生装置及应用有该装置的清洗机》，其能无源产生微纳米气泡从而简化设备结构、降低成本。然而，进一步的研究发现，影响空气在水中饱和溶解度的因素为温度和压力，上述在先申请无法提供稳定的进水压力，从而影响了微纳米气泡的浓度。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能提供稳定的进水压力从而提高微纳米气泡浓度进而提高清洗效果的微纳米气泡产生装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种无源式生成微纳米气泡从而简化设备结构、降低成本并提高可靠性的微纳米气泡产生装置。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用有上述微纳米气泡产生装置的清洗机，该清洗机能有效提高清洗效果。
本发明解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为：一种微纳米气泡产生装置，包括壳体，该壳体顶部具有进水口、底部具有出水口，其特征在于：所述壳体顶部设置有围绕进水口外缘布置的进水管，所述进水管中设置有
活塞，能上下移动地设于所述进水管中且下端与进水口外围的壳体顶壁相抵，所述活塞上部中空形成过水腔，所述活塞下部设置有对应过水腔布置的托块，该托块与所述活塞内壁之间形成将过水腔与进水口相连通的导流通道；
弹性件，设于所述进水管中且使活塞始终保持向下移动地趋势；以及
连接件，至少下部设于所述进水管中且下端具有插配在过水腔中的插接管，该插接管的下端面对应托块的上壁面布置，且所述插接管下端面的面积小于活塞下端面的面积。
在上述方案中，所述活塞下部的内周壁上设置有多个竖向且间隔布置的凸筋，所述托块的外周壁与该凸筋下部的内边缘相连接，所述托块外周壁与凸筋、活塞下部的内壁面之间共同围合成所述的导流通道，所述凸筋上部形成能对进入导流通道的水进行导流的导流条。上述结构将导流通道贴近活塞的内周壁布置且围设在插接管的外围，利用过水腔对水流进行缓冲，有利于进一步提高稳压效果。
优选地，所述插接管的下端对应凸筋上部布置，且插接管下端的外周壁形成自上而下内径逐渐缩小的斜面。该结构有利于降低水流在过水腔中的撞击，进一步提高稳压效果。
优选地，所述托块的顶壁上开有容置槽，该容置槽中嵌置有阀芯，该阀芯对应所述插接管的下端口布置。上述阀芯采用橡胶或硅胶制作，当其上壁面与插接管下端相接触时，可发生弹性形变而允许很小的间隙存在，既保持水流通过，又能最大限度的进行限流，以提高稳压效果。
为了便于装配，所述活塞下部的外周壁上设置有凸圈，所述弹性件套置在插接管及活塞上部的外周，且上端与连接件的下壁面相抵、下端与凸圈相抵。
在本发明中，所述壳体为内部中空的圆柱状结构，所述壳体中设置有能将壳体的内部空间分隔为第一区域、第二区域的隔板，该隔板为碗状，该碗状隔板内的空间为第一区域，该碗状隔板外的空间为第二区域，所述第一区域的顶部与第二区域的顶部相连通，所述隔板的底部开有供第一区域中的水缓慢流入第二区域中的第一过水孔，所述进水口对应碗状隔板的凹腔布置且与第一区域相连通，所述壳体的底壁上开有供第二区域中的水输出的孔，且该孔成形为上端小、下端大的锥形孔。使用时，水流通过进水口进入第一区域中，第一区域中的水通过其底部的第一过水孔缓慢流入第二区域中，由于第二区域底部锥形孔的上端口极小，因此，进入第二区域中的水会因重力作用而迅速将孔堵住，当第一区域的水满出时，水流通过第一区域与第二区域顶部的连通处进入第二区域，水流自高处落下使第二区域中的水发生湍动，在水流不断输入第二区域的过程中，壳体中的空气无处散失，使得壳体中压力急剧增大，进而提高了空气在水中的溶解度，伴随着水流输入产生的湍动作用，空气快速溶解在水中，当壳体中的压力达到锥形孔上端口所能承担的临界值时，溶解有大量空气的水流自锥形孔向外迅速释放，经过锥形孔过程中产生负压，从而形成微纳米气泡水。
作为改进，所述壳体的底部具有能承接锥形孔喷出水流的储水腔，所述壳体上开有供储水腔中的水流输出的出水口。优选地，所述储水腔成形为开口朝上的碗状结构，所述出水口开设于储水腔的底部。采用上述结构，有利于在锥形孔的出口端处形成背压，从而提高微纳米气泡的产生量，提高微纳米气泡水的浓度。
优选地，所述隔板的顶部边缘与壳体内壁之间连接有水平布置的挡板，该挡板上开设有供所述第一区域顶部溢出的水流进入第二区域中的第二过水孔，所述第二过水孔为多个并在挡板上间隔布置。该结构可使水流自第二区域的顶部进入，有效增加第二区域中水的湍流程度，增加空气与水的接触面，使空气更加充分的溶解于水中，有利于提高微纳米气泡水的浓度。
在上述方案中，所述锥形孔的上端口位于第二区域的内底壁上，且该上端口的直径为0.5～1.5mm。将孔的上端口设置为0.5～1.5mm，是为了在水流初步进入第二区域中后，能将孔的上端口堵住，从而使第二区域中随着水流进入而形成负压，避免进入第二区域中的水流在水流输送过程中流走。
优选地，所述锥形孔在轴向上的长度为25-30mm，且所述锥形孔的下端口直径为5-8mm；优选地，所述锥形孔的数量为多个并在第二区域的下方间隔布置。采用这样的结构，以提高微纳米气泡的形成效果。
一种应用有上述微纳米气泡产生装置的清洗机，包括具有洗涤腔的箱体，所述箱体的侧壁上开设有进水开口，其特征在于：还包括所述的微纳米气泡产生装置，该微纳米气泡产生装置的壳体设于箱体外侧，所述微纳米气泡产生装置的出水口与箱体的进水开口相连通。本发明产生微纳米气泡水的过程无需提供动力及进行电控操作，不仅简化了设备结构，而且降低了成本，提高了使用的可靠性；微纳米气泡在水中产生的空化作用以及表面带有的负电荷具有提高界面活性的化学作用，有利于提高清洗效果。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在微纳米气泡产生装置的进水口处设置了稳压结构，由于插接管下端面的面积小于活塞下端面的面积，当水流以较大流速通过时，活塞下端面受到的水压大于插接管下端口处的水压，活塞在水压驱动下上行，从而缩小插接管下端与托块上壁面之间的间隙，使过水面积缩小进而减小水压，为微纳米气泡产生装置提供稳压水源，有利于提高微纳米气泡浓度及清洗效果。
附图说明
图1为本发明实施例微纳米气泡产生装置的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2的局部放大图；
图4为本发明实施例中活塞的剖视图；
图5为本发明实施例中清洗机的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～4所示，本实施例的微纳米气泡产生装置包括壳体1，该壳体1顶部具有进水口12、底部具有出水口141。
在本实施例中，壳体1顶部设置有围绕进水口12外缘布置的进水管3，进水管3中设置有活塞4、弹性件5及连接件6，活塞4能上下移动地设于进水管3中且下端与进水口12外围的壳体1顶壁相抵，活塞4上部中空形成过水腔41，活塞4下部设置有对应过水腔41布置的托块42，该托块42与活塞4内壁之间形成将过水腔41与进水口12相连通的导流通道43。弹性件5为弹簧，设于进水管3中且使活塞4始终保持向下移动地趋势。连接件6的上部与进水管3顶部螺纹连接，连接件6的下部设于进水管3中且下端具有插配在过水腔41中的插接管61，该插接管61的下端面对应托块42的上壁面布置，且插接管61下端面的面积小于活塞4下端面的面积。
当水流以较大流速通过进水管3时，活塞4下端面受到的水压大于插接管61下端口处的水压，活塞4在水压驱动下上行，从而缩小插接管61下端与托块42上壁面之间的间隙，使过水面积缩小进而减小水压，为微纳米气泡产生装置提供稳压水源，有利于提高微纳米气泡浓度及清洗效果。
在本实施例中，活塞4下部的内周壁上设置有多个竖向且间隔布置的凸筋44，托块42的外周壁与该凸筋44下部的内边缘相连接，托块42外周壁与凸筋44、活塞4下部的内壁面之间共同围合成上述导流通道43，凸筋44上部形成能对进入导流通道43的水进行导流的导流条。上述结构将导流通道43贴近活塞4的内周壁布置且围设在插接管61的外围，利用过水腔41对水流进行缓冲，有利于进一步提高稳压效果。插接管61的下端对应凸筋44上部布置，且插接管61下端的外周壁形成自上而下内径逐渐缩小的斜面611，该结构有利于降低水流在过水腔中的撞击，进一步提高稳压效果。
上述托块42的顶壁上开有容置槽421，该容置槽421中嵌置有阀芯45，该阀芯45对应插接管61的下端口布置。上述阀芯45采用橡胶或硅胶制作，当其上壁面与插接管61下端相接触时，可发生弹性形变而允许很小的间隙存在，既保持水流通过，又能最大限度的进行限流，以提高稳压效果。为了便于装配，活塞4下部的外周壁上设置有凸圈46，弹性件5套置在插接管61及活塞4上部的外周，且上端与连接件6的下壁面相抵、下端与凸圈46相抵。
在本实施例中，壳体1为内部中空的圆柱状结构，壳体1中设置有能将壳体1的内部空间分隔为第一区域101、第二区域102的隔板11，该隔板11为碗状，该碗状隔板11内的空间为第一区域101，该碗状隔板11外的空间为第二区域102，第一区域101的顶部与第二区域102的顶部相连通，隔板11的底部开有供第一区域101中的水缓慢流入第二区域102中的第一过水孔111。壳体1的顶部开有对应第一区域101的上端口布置的进水口12，第二区域102的底壁上开有供第二区域102中的水输出的孔，且该孔成形为上端小、下端大的锥形孔13。
具体的，锥形孔13的上端口位于第二区域102的内底壁上，且该上端口的直径为0.5～1.5mm。将孔的上端口设置为0.5～1.5mm，是为了在水流初步进入第二区域102中后，能将孔的上端口堵住，从而使第二区域102中随着水流进入而形成负压，避免进入第二区域102中的水流在水流输送过程中流走。锥形孔13在轴向上的长度为25-30mm，且锥形孔13的下端口直径为5-8mm本实施例中锥形孔13的数量为多个并在第二区域102的下方间隔布置。采用上述结构，以提高微纳米气泡的形成效果。
在本实施例中，壳体1的底部具有能承接锥形孔13喷出水流的储水腔14，壳体1上开有供储水腔14中的水流输出的出水口141。储水腔14成形为开口朝上的碗状结构，出水口141开设于储水腔14的底部。该结构有利于在锥形孔13的出口端处形成背压，从而提高微纳米气泡的产生量，提高微纳米气泡水的浓度。
本实施例隔板11的顶部边缘与壳体1内壁之间连接有水平布置的挡板15，该挡板15上开设有供第一区域101顶部溢出的水流进入第二区域102中的第二过水孔151，第二过水孔151为多个并在挡板15上间隔布置。该结构可使水流自第二区域102的顶部进入，有效增加第二区域102中水的湍流程度，增加空气与水的接触面，使空气更加充分的溶解于水中，有利于提高微纳米气泡水的浓度。
如图5所示，本实施例的清洗机包括具有洗涤腔的箱体2及上述微纳米气泡产生装置，箱体2的侧壁上开设有进水开口21，微纳米气泡产生装置的壳体1设于箱体2外侧，微纳米气泡产生装置的出水口141与箱体2的进水开口21相连通。
对于本实施例的清洗机来说，通过调节稳压结构中弹性件的弹力、活塞与进水管的配合结构等，使进水压力稳定在0.25～0.3MPa为宜。

Claims (10)

1.一种微纳米气泡产生装置，包括壳体(1)，该壳体(1)顶部具有进水口(12)、底部具有出水口(141)，其特征在于：所述壳体(1)顶部设置有围绕进水口(12)外缘布置的进水管(3)，所述进水管(3)中设置有
活塞(4)，能上下移动地设于所述进水管(3)中且下端与进水口(12)外围的壳体(1)顶壁相抵，所述活塞(4)上部中空形成过水腔(41)，所述活塞(4)下部设置有对应过水腔(41)布置的托块(42)，该托块(42)与所述活塞(4)内壁之间形成将过水腔(41)与进水口(12)相连通的导流通道(43)；
弹性件(5)，设于所述进水管(3)中且使活塞(4)始终保持向下移动地趋势；以及
连接件(6)，至少下部设于所述进水管(3)中且下端具有插配在过水腔(41)中的插接管(61)，该插接管(61)的下端面对应托块(42)的上壁面布置，且所述插接管(61)下端面的面积小于活塞(4)下端面的面积。
2.根据权利要求1所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述活塞(4)下部的内周壁上设置有多个竖向且间隔布置的凸筋(44)，所述托块(42)的外周壁与该凸筋(44)下部的内边缘相连接，所述托块(42)外周壁与凸筋(44)、活塞(4)下部的内壁面之间共同围合成所述的导流通道(43)，所述凸筋(44)上部形成能对进入导流通道(43)的水进行导流的导流条。
3.根据权利要求2所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述插接管(61)的下端对应凸筋(44)上部布置，且插接管(61)下端的外周壁形成自上而下内径逐渐缩小的斜面(611)。
4.根据权利要求2所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述托块(42)的顶壁上开有容置槽(421)，该容置槽(421)中嵌置有阀芯(45)，该阀芯(45)对应所述插接管(61)的下端口布置。
5.根据权利要求1所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述活塞(4)下部的外周壁上设置有凸圈(46)，所述弹性件(5)套置在插接管(61)及活塞(4)上部的外周，且上端与连接件(6)的下壁面相抵、下端与凸圈(46)相抵。
6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述壳体(1)为内部中空的圆柱状结构，所述壳体(1)中设置有能将壳体(1)的内部空间分隔为第一区域(101)、第二区域(102)的隔板(11)，该隔板(11)为碗状，该碗状隔板(11)内的空间为第一区域(101)，该碗状隔板(11)外的空间为第二区域(102)，所述第一区域(101)的顶部与第二区域(102)的顶部相连通，所述隔板(11)的底部开有供第一区域(101)中的水缓慢流入第二区域(102)中的第一过水孔(111)；所述进水口(12)对应碗状隔板的凹腔布置且与第一区域相连通，所述第二区域(102)的底壁上开有供第二区域(102)中的水输出的孔，且该孔成形为上端小、下端大的锥形孔(13)。
7.根据权利要求6所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述壳体(1)的底部具有能承接锥形孔(13)喷出水流的储水腔(14)，所述出水口(141)开设于壳体(1)底壁上且与储水腔(14)相连通。
8.根据权利要求6所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述隔板(11)的顶部边缘与壳体(1)内壁之间连接有水平布置的挡板(15)，该挡板(15)上开设有供所述第一区域(101)顶部溢出的水流进入第二区域(102)中的第二过水孔(151)。
9.根据权利要求6所述的微纳米气泡产生装置，其特征在于：所述锥形孔(13)的上端口位于第二区域(102)的内底壁上，且该上端口的直径为0.5～1.5mm；所述锥形孔(13)在轴向上的长度为25～30mm，且所述锥形孔(13)的下端口直径为5～8mm。
10.一种应用有权利要求1～9中任一权利要求所述微纳米气泡产生装置的清洗机，包括具有洗涤腔的箱体(2)，所述箱体(2)的侧壁上开设有进水开口(21)，其特征在于：还包括所述的微纳米气泡产生装置，该微纳米气泡产生装置的壳体(1)设于箱体(2)外侧，所述微纳米气泡产生装置的出水口与箱体(2)的进水开口(21)相连通。
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