CN112705062B - 一种折流式气液溶合装置及其溶合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气液混合设备技术领域,公开了一种折流式气液溶合装置及其溶合方法。该装置通过溶合装置本体、气液混合结构和混合气液储存结构之间的协同作用,使得气体形成大量纳米气泡与液体混合形成更为稳定的液气混合态,极大提高了液体中的含气量,实现了包括难溶气体同样溶合与水体中的水气高效混合效能。该溶合装置的溶合方法在显著地降低了能耗的基础上,让气体在液体中的浓度和接触表面积大幅度提高,提高了气液混合液的化学反应能力、速度和强度,在环保、化工、医疗等领域加深、加强和拓展了很多应用领域和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于气液混合设备技术领域,具体涉及一种折流式气液溶合装置及其溶合方法。
背景技术
将气体溶于水或是其他液体中的方式,目前常见的技术有气液混合泵或射流器,然而由于很多类型的气体在水或其他液体中的溶合度极其有限,导致大量的气体无法溶入液体中而出现气体逃逸和浪费的现象,并且形成的混合溶液往往也达不到溶合浓度要求,致使成品无法使用。
在环保业界中,水中溶合氧气、水中溶合臭氧等等产品在产业中需求非常广泛,但很多时候因为达不到溶合浓度而一筹莫展,或者为了溶合而耗费了巨大的能耗、苛刻的条件和过高的成本,无法在经济节约化的条件下实现气水溶合。因此,现有技术中对于气液溶合存在高成本、高能耗、低效率、低产出率的相关问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明目的在于提供一种折流式气液溶合装置及其溶合方法。
本发明所采用的技术方案为:一种折流式气液溶合装置,所述装置包括溶合装置本体和气液混合结构,所述溶合装置本体顶部设有开口Ⅰ,所述气液混合结构经开口Ⅰ与溶合装置本体连接;所述溶合装置本体和气液混合结构为一体成型结构;所述气液混合结构上方设有气液进入口,所述溶合装置本体两侧壁上分别设有出口,所述出口所设位置低于开口Ⅰ;所述溶合装置本体顶部远离开口Ⅰ处设有开口Ⅲ;所述溶合装置本体内还设有混合气液储存结构,所述混合气液储存结构分别设于气液混合结构两侧,所述气液混合结构与混合气液储存结构经折流口连通。
作为优选地,所述气液混合结构为锥形结构,呈上小下大设置。
作为优选地,所述气液混合结构顶部设有开口Ⅱ,所述开口Ⅱ所设位置高于开口Ⅰ。
作为优选地,所述气液进入口的口径小于气液混合结构开口Ⅱ的口径。
作为优选地,所述折流口包括至少两个,每个折流口分别设于气液混合结构的侧壁上。
作为优选地,所述出口用于溶合后的气液或多余水体排出;所述开口Ⅲ用于多余气体排出。
作为优选地,所述溶合装置本体侧壁出口处设有控制装置,所述控制装置包括压力感应器、压力阀和气液溶合浓度检测仪。
一种折流式气液溶合装置的溶合方法,待溶合的气体和液体自气液进入口进入气液混合结构内进行气液混合,之后溶合的气液体经溶合装置本体底板的阻挡从气液混合结构两侧的折流口进入混合气液储存结构,完成溶合的气液可经出口排出装置。
作为优选地,当气液溶合溶液进入混合气液储存结构中后,溶合装置本体侧壁出口处的气液溶合浓度检测仪检测气液溶合浓度达标,打开溶合装置本体侧壁出口,溶合气液排出装置;或气液溶合浓度检测仪检测气液溶合浓度不达标,开启压力阀和压力感应器,在预设压力作用下,气液溶合浓度达标,溶合气液即可经出口排出装置。
作为优选地,所述预设压力为0-0.5MPa。
本发明的有益效果为:
本发明提供了一种折流式气液溶合装置,该装置通过溶合装置本体、气液混合结构和混合气液储存结构之间的协同作用,使得气体形成大量纳米气泡与液体混合形成更为稳定的液气混合态,极大提高了液体中的含气量,实现了包括难溶气体同样溶合与水体中的水气高效混合效能。该溶合装置的溶合方法在显著地降低了能耗的基础上,让气体在液体中的浓度和接触表面积大幅度提高,提高了气液混合液的化学反应能力、速度和强度,在环保、化工、医疗等领域加深、加强和拓展了很多应用领域和经济效益。
附图说明
图1是本发明提供的该折流式气液溶合装置的实施例1的结构示意图;
图2是本发明提供的该折流式气液溶合装置的实施例2的结构示意图。
图中:1-溶合装置本体;3-开口Ⅰ;4-混合气液储存结构;5-折流口;6-开口Ⅱ;7-气液进入口;8-出口;9-开口Ⅲ;10-压力感应器;11-压力阀;12-气液溶合浓度检测仪;13-气液导流溶合结构;14-气液折流溶合结构。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。本领域技术人员将会理解,下列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,仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件进行。所用试剂均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1,如图1所示。
一种折流式气液溶合装置,该折流式气液溶合装置包括溶合装置本体1和气液混合结构,该具体实施例1中将气液混合结构包括气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14。该具体实施例1中气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14为两段式设置,气液折流溶合结构14与溶合装置本体1底部连接。
溶合装置本体1顶部设有开口Ⅰ3,气液混合结构经开口Ⅰ3与溶合装置本体1连接。溶合装置本体1和气液混合结构为一体成型结构。
溶合装置本体1内还设有混合气液储存结构4,混合气液储存结构4分别设于气液混合结构两侧,气液混合结构与混合气液储存结构4经折流口5连通。
折流口5包括至少两个,每个折流口5分别设于气液混合结构的侧壁上。上述具体实施例1中,由于气液混合结构包括气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14,混合气液储存结构4即分别设于气液导流溶合结构13的两侧。折流口5设置在气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14之间。
气液混合结构中气液导流溶合结构13为锥形结构,呈上小下大设置。气液折流溶合结构14为倒锥形结构,呈上大下小设置。
气液混合结构中气液导流溶合结构13的顶部设有开口Ⅱ6,开口Ⅱ6所设位置高于开口Ⅰ3。
气液混合结构中气液导流溶合结构13上方设有气液进入口7,气液进入口7的口径小于气液混合结构中气液导流溶合结构13的开口Ⅱ6的口径。
溶合装置本体1两侧壁上分别设有出口8,出口8所设位置低于开口Ⅰ3;溶合装置本体1顶部远离开口Ⅰ3处设有开口Ⅲ9。
该具体实施例1在制作过程中,气液导流溶合结构13的锥形夹角范围为10-30度。气液折流溶合结构14的倒锥形夹角范围为0-45度。出口8设置在比气液进入口7的位置低3-15厘米的间隔即可。
出口8用于溶合后的气液或多余水体排出;开口Ⅲ9用于多余气体排出。
溶合装置本体1侧壁出口处设有控制装置,控制装置包括压力感应器10、压力阀11和气液溶合浓度检测仪12。
一种折流式气液溶合装置的溶合方法,待溶合的气体和液体自气液进入口7在进水压力达到0.15MPa以上的文丘里射流器将气体和液体导入气液混合结构的锥形气液导流溶合结构13内进行气液混合,之后溶合的气液体在流体动力原理的作用下,让液体和气泡充分产生,形成大面积有效溶合。然后在气液受重力的作用下,会直接进入倒锥形气液折流溶合结构14中,在上述水气流动过程中,气液混合结构内气体会在液体里形成大量气泡,相互撞击。之后由于气液折流溶合结构14底面的阻挡作用下,溶合后的气液会从设置在气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14之间的折流口5处进入混合气液储存结构4。
当气液溶合浓度检测仪12检测气液溶合浓度达标,打开溶合装置本体1侧壁出口8,溶合气液排出装置。当气液溶合浓度检测仪12检测气液溶合浓度不达标,开启压力阀10和压力感应器11,在0-0.5MPa压力作用下,气液溶合浓度达标,溶合气液即可经出口排出装置。
常规使用上述装置的过程中,溶合装置本体1侧壁出口8可以只打开一侧的一个开口,当处理过程中的需要的气液溶合的量较大时可以同时打开两侧的开口,便于提高排出效率。
同时,当本装置在进行气液溶合的过程中,由于原料气体和液体充入的量较大,进而产生了无法充分利用的气体和液体。当本装置中出现了过量的气体和液体时,可通过打开一侧的出口8和开口Ⅲ9来完成多余的液体和气体的排出,进而用于再次循环使用,避免浪费。
本装置适用于例如空气、氧气、臭氧、一氧化氮、一氧化二氮、氢气、二氧化碳、氨气、硫化氢等气体的溶合。常规的液体包括水、橄榄油、酒精等均可以实现功效溶合。
实施例2,如图2所示。
一种折流式气液溶合装置,该折流式气液溶合装置包括溶合装置本体1和气液混合结构,该具体实施例2中将气液混合结构包括气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14。该具体实施例2中气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14为一体结构。
溶合装置本体1顶部设有开口Ⅰ3,气液混合结构经开口Ⅰ3与溶合装置本体1连接。溶合装置本体1和气液混合结构为一体成型结构。
溶合装置本体1内还设有混合气液储存结构4,混合气液储存结构4分别设于气液混合结构两侧,气液混合结构与混合气液储存结构4经折流口5连通。
折流口5包括至少两个,每个折流口5分别设于气液混合结构的侧壁上。上述具体实施例2中,由于气液混合结构包括气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14,气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14为一体结构,混合气液储存结构4即分别设于气液导流溶合结构13和气液折流溶合结构14的两侧。折流口5设置在气液折流溶合结构14与溶合装置本体1底部连接处。
气液混合结构中气液导流溶合结构13为锥形结构,呈上小下大设置。气液折流溶合结构14为倒锥形结构,呈上大下小设置。
气液混合结构中气液导流溶合结构13的顶部设有开口Ⅱ6,开口Ⅱ6所设位置高于开口Ⅰ3。
气液混合结构中气液导流溶合结构13上方设有气液进入口7,气液进入口7的口径小于气液混合结构中气液导流溶合结构13的开口Ⅱ6的口径。
溶合装置本体1两侧壁上分别设有出口8,出口8所设位置低于开口Ⅰ3;溶合装置本体1顶部远离开口Ⅰ3处设有开口Ⅲ9。
该具体实施例2在制作过程中,气液导流溶合结构13的锥形夹角范围为10-30度。气液折流溶合结构14的倒锥形夹角范围为0-45度。出口8设置在比气液进入口7的位置低3-15厘米的间隔即可。
出口8用于溶合后的气液或多余水体排出;开口Ⅲ9用于多余气体排出。
溶合装置本体1侧壁出口处设有控制装置,控制装置包括压力感应器10、压力阀11和气液溶合浓度检测仪12。
一种折流式气液溶合装置的溶合方法,待溶合的气体和液体自气液进入口7在进水压力达到0.15MPa以上的文丘里射流器将气体和液体导入气液混合结构的锥形气液导流溶合结构13内进行气液混合,之后溶合的气液体在流体动力原理的作用下,让液体和气泡充分产生,形成大面积有效溶合。然后在气液受重力的作用下,会直接进入倒锥形气液折流溶合结构14中,在上述水气流动过程中,气液混合结构内气体会在液体里形成大量气泡,相互撞击。之后由于溶合装置本体1底部的阻挡作用下,溶合后的气液会从设置在气液折流溶合结构14底部的折流口5处进入混合气液储存结构4。
当气液溶合浓度检测仪12检测气液溶合浓度达标,打开溶合装置本体1侧壁出口8,溶合气液排出装置。当气液溶合浓度检测仪12检测气液溶合浓度不达标,开启压力阀10和压力感应器11,在0-0.5MPa压力作用下,气液溶合浓度达标,溶合气液即可经出口排出装置。
常规使用上述装置的过程中,溶合装置本体1侧壁出口8可以只打开一侧的一个开口,当处理过程中的需要的气液溶合的量较大时可以同时打开两侧的开口,便于提高排出效率。
同时,当本装置在进行气液溶合的过程中,由于原料气体和液体充入的量较大,进而产生了无法充分利用的气体和液体。当本装置中出现了过量的气体和液体时,可通过打开一侧的出口8和开口Ⅲ9来完成多余的液体和气体的排出,进而用于再次循环使用,避免浪费。
对于上述选用了文丘里射流器进行气体和液体的射入,对于该射流器的选用并非仅可使用提供的该装置,对于所有能够完成该功能均属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种折流式气液溶合装置,该装置通过溶合装置本体、气液混合结构和混合气液储存结构之间的协同作用,使得气体形成大量纳米气泡与液体混合形成更为稳定的液气混合态,极大提高了液体中的含气量,实现了包括难溶气体同样溶合与水体中的水气高效混合效能。该溶合装置的溶合方法在显著地降低了能耗的基础上,让气体在液体中的浓度和接触表面积大幅度提高,提高了气液混合液的化学反应能力、速度和强度,在环保、化工、医疗等领域加深、加强和拓展了很多应用领域和经济效益。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,本发明不局限于上述可选的实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制,本领域的普通技术人员应当理解,在不背离本发明的精神和范围的情况下,可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换,与此同时这些修改或者替换,并不会使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种折流式气液溶合装置,其特征在于,所述装置包括溶合装置本体和气液混合结构,所述溶合装置本体顶部设有开口Ⅰ,所述气液混合结构经开口Ⅰ与溶合装置本体连接;所述溶合装置本体和气液混合结构为一体成型结构;所述气液混合结构上方设有气液进入口,所述溶合装置本体两侧壁上分别设有出口,所述出口所设位置低于开口Ⅰ;所述溶合装置本体顶部远离开口Ⅰ处设有开口Ⅲ;所述溶合装置本体内还设有混合气液储存结构,所述混合气液储存结构分别设于气液混合结构两侧,所述气液混合结构与混合气液储存结构经折流口连通;
所述气液混合结构为锥形结构,呈上小下大设置;
所述气液混合结构顶部设有开口Ⅱ,所述开口Ⅱ所设位置高于开口Ⅰ;所述气液进入口的口径小于气液混合结构开口Ⅱ的口径。
2.根据权利要求1所述的一种折流式气液溶合装置,其特征在于,所述折流口包括至少两个,每个折流口分别设于气液混合结构的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种折流式气液溶合装置,其特征在于,所述出口用于溶合后的气液或多余水体排出;所述开口Ⅲ用于多余气体排出。
4.根据权利要求1所述的一种折流式气液溶合装置,其特征在于,所述溶合装置本体侧壁出口处设有控制装置,所述控制装置包括压力感应器、压力阀和气液溶合浓度检测仪。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种折流式气液溶合装置的溶合方法,其特征在于,待溶合的气体和液体自气液进入口进入气液混合结构内进行气液混合,之后溶合的气液体经溶合装置本体底板的阻挡从气液混合结构两侧的折流口进入混合气液储存结构,完成溶合的气液可经出口排出装置;
当气液溶合溶液进入混合气液储存结构中后,溶合装置本体侧壁出口处的气液溶合浓度检测仪检测气液溶合浓度达标,打开溶合装置本体侧壁出口,溶合气液排出装置;或气液溶合浓度检测仪检测气液溶合浓度不达标,开启压力阀和压力感应器,在预设压力作用下,气液溶合浓度达标,溶合气液即可经出口排出装置。
6.根据权利要求5所述的一种折流式气液溶合装置的溶合方法,其特征在于,所述预设压力为0-0.5MPa。
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