CN113477111B - 一种由内向外顶推加压的溶气装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微细气泡产生的技术领域，尤其涉及一种由内向外顶推加压的溶气装置及使用方法，包括溶气罐，所述溶气罐顶部中间设置有控制装置，所述控制装置内部设置有空心轴力矩电机；本发明通过转动罐内部的顶推装置挤压气体，使气体由底部与转动罐外侧液体底部接触，在压力差的作用下气体在液体内上升，从而可使气体与液体充分接触产生更多的微纳米气泡；与此同时，通过压缩板抽吸作用，规避了现有技术中气液搅拌混合罐体上方液体溶解气体较差的问题；本发明通过转动罐的限位运动，增大了气体与液体周向的接触面积，从而使气液在单位时间内溶解效率大幅提升。

Description

一种由内向外顶推加压的溶气装置及使用方法

技术领域

本发明涉及微细气泡产生的技术领域，尤其涉及一种由内向外顶推加压的溶气装置及使用方法。

背景技术

近年来，含有微细气泡的(毫米、微米、纳米尺寸的气泡)的气液混合流体越来越多的被应用于各个行业和人类的生产生活领域。在水中形成的气泡根据其尺寸而分类成毫米气泡或微气泡(进一步而言，为微纳米气泡以及纳米气泡等)。毫米气泡是某种程度上的巨大的气泡，且在水中迅速地上升而最终在水面破裂消失。与此相对，直径为50μm以下的气泡具有如下特殊的性质，即由于微细所以在水中的停留时间长，由于气体的溶解能力优异所以在水中进一步缩小，进而在水中消失(完全溶解)，通常将上述直径在50μm以下的气泡称为微气泡，对直径更小的微纳米气泡(直径为10nm以上且小于1μm)以及纳米气泡(直径小于10nm)称为微细气泡。

然而，(专利文献)CN 112237856 A(授权号)目前微纳米气泡所使用的气泡发生装置依然为传统施工领域所使用的设备，当实际工作时，会遇到以下问题和缺点：

1、该气泡发生装置内部液体与气体接触面太小且接触时间过短，搅拌不够均匀溶解效果不佳；

2、该气泡发生装置自动化程度不高，且结构复杂占用的面积较大，维修繁琐；

因此，现有技术存在缺陷。

发明内容

因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于利用转动罐内部顶推装置控制气体和转动罐带动摆动件上下摆动搅拌液体共同配合运动，来解决液体与气体接触面小和接触不充分的问题。本发明是通过以下技术方案实现上述目的：

一种由内向外顶推加压的溶气装置，包括溶气罐，所述溶气罐顶部中间设置有控制装置，所述控制装置内部设置有空心轴力矩电机；所述空心轴力矩电机下端固定连接有转动罐；所述转动罐设置在溶气罐内部；所述空心轴力矩电机内部设置有顶推装置，所述顶推装置下端设置有压缩板；所述压缩板设置在转动罐内部；所述转动罐外侧设置有摆动件；所述溶气罐内壁开设有内壁滑槽；所述内壁滑槽与摆动件相匹配；所述溶气罐顶部右侧设置有集气罐；所述集气罐与溶气罐顶部设置的出料口固定连接；所述集气罐顶部设置有增压装置。

优选的，所述转动罐顶部设置有罐通口，罐通口顶部与空心轴力矩电机输出轴固定连接；所述罐通口设置在溶气罐顶部开设的杆限位口内部；所述转动罐外侧固定连接有罐转动杆，所述罐转动杆通过罐固定杆与摆动件具有的转动槽口铰接；所述摆动件外侧设置有滑动短杆；所述滑动短杆与内壁滑槽相匹配。

优选的，所述控制装置包括：驱动底座、伸缩连杆、固定环；所述驱动底座位于控制装置下端，固定在溶气罐上表面；所述伸缩连杆位于驱动底座上端，其上端固定固定环；所述固定环位于伸缩连杆上端，与空心轴力矩电机上端接触固定；

优选的，所述溶气罐下端设置有进气泵。

优选的，所述溶气罐右上方设置有进水泵。

优选的，所述溶气罐顶部外侧设置有减压通口和压力感应装置。

优选的，所述溶气罐底部设置有支撑腿。

优选的，所述的一种由内向外顶推加压的溶气装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：首先进行预先溶解，通过真空抽离装置完成对集气罐的空气抽离；

S2：启动控制装置和顶推装置，将转动罐向上抬升一段距离，使压缩板向下运动与转动罐底部平齐，再开启空心轴力矩电机让转动罐旋转；开启进水泵和进气泵一起对溶气罐内部加入气体和液体并进行搅拌；

S3：再次启动顶推装置使压缩板在转动罐内部缓慢上升，再继续通入适量气体；

S4：当上工序工作一段时间后，启动顶推装置使压缩板向下运动再次与转动罐底部平齐从而挤压出聚集气泡，使其与液体再次混合；

S5：控制顶推装置使其作上下往复运动，这样压缩板在转动罐来回抽吸，与旋转上下旋转搅拌摆动件配合；

S6：最后通过集气罐收集微纳米气泡并排出利用。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过转动罐内部的顶推装置挤压气体，使气体由底部与转动罐外侧液体底部接触，在压力差的作用下气体在液体内上升，从而可使气体与液体充分接触产生更多的微纳米气泡；与此同时，通过压缩板抽吸作用，规避了现有技术中气液搅拌混合罐体上方液体溶解气体较差的问题；

2、本发明通过转动罐的限位运动，增大了气体与液体周向的接触面积，从而使气液在单位时间内溶解效率大幅提升；

3、本发明通过转动罐带动四个摆动件进行周向转动的同时，摆动见上下运动可使溶液流动边为不规则流动，从而增加溶解效率，使微纳米气泡产生效果大幅增加；

4、本发明整体结构排列紧密，操作过程简单，维护方便，节省了资源。

附图说明

图1为本发明内部示意图。

图2为本发明整体示意图。

图3为本发明提供的溶气罐示意图。

图4为本发明提供的溶气罐内部示意图。

图5为本发明提供的转动罐示意图。

图6为本发明提供的摆动件示意图。

图7为本发明提供的控制装置示意图。

附图标记说明：1、溶气罐；101、杆限位口；102、支撑腿；103、出料口；104、压力感应装置；105、减压通口；106、内壁滑槽；2、集气罐；3、空心轴力矩电机；4、转动罐；401、罐通口；402、罐转动杆；403、罐固定杆；5、增压装置；6、控制装置；601、驱动底座；602、伸缩连杆；603、固定环；7、压缩板；8、顶推装置；9、进水泵；10、进气泵；11、摆动件；111、转动槽口；112、滑动短杆。

具体实施方式

本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例；然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例；另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。

如图1-2所示，一种由内向外顶推加压的溶气装置，包括：溶气罐1、集气罐2、空心轴力矩电机3、转动罐4、增压装置5、控制装置6、压缩板7、顶推装置8、进水泵9、进气泵10、摆动件11；

所述溶气罐1位于装置中间位置，其下端与进气泵10接触固定，其上端与集气罐2和控制装置6接触固定，且内部限位转动罐4和摆动件11，可让液体和气体在其内部增压接触溶解产生微纳米气泡；

所述集气罐2位于溶气罐1上端，其内部可被抽离呈真空状态，与溶气罐1上端通过管连接，并可将溶气罐1内产生的微纳米气泡溶液通过增压压入集气罐2中，集气罐2可与外部喷嘴相连接，喷嘴需安装阀门确保不会漏气，并通过打开阀门让集气罐2内部的微纳米气泡喷到待处理的位置，完成微纳米气泡破裂产生的氧化作用，从而达到清洁杀菌的目的；

所述空心轴力矩电机3限位在控制装置6的上端位置，其下端限位固定着转动罐4，通过与外部电源连通进行工作，可带动转动罐4在溶气罐1中高速转动；

所述转动罐4限位于空心轴力矩电机3下端，其外表面限位着摆动件11，其内部限位着压缩板7，其下端可与溶气罐1下端紧密接触，在空心轴力矩电机3带动下转动罐4可在溶气罐1内高速转动；

所述增压装置5位于集气罐2上端，当溶气罐1内的气液溶解充分后，微纳米气泡溶液在进气泵10增压下可进入集气罐2内，增压装置5可对集气罐2内的微纳米气泡溶液增压，控制其流入与外端连接的喷嘴处并喷出；

所述控制装置6固定在溶气罐1上端，且其上端固定着空心轴力矩电机3，控制装置6与外部电源连接，在人工控制下可带动空心轴力矩电机3上下运动，从而带动转动罐4上下运动；

所述压缩板7限位于转动罐4内部上端，且与转动罐4内壁接触紧密，并与顶推装置8连接固定，用来挤压转动罐4内部与压缩板7下端的气体，在控制装置6带动转动罐4向上运动时，将气体压入底部流动的液体中；

所述顶推装置8固定在空心轴力矩电机3上端，可与外部电源连接，其伸缩端与压缩板7上端接触固定，并带动压缩板7上下运动；

所述进水泵9固定在溶气罐1上端侧面，通过连管从外部将液体加入进水泵9中，并通过进水泵9加压将液体压入溶气罐1内部和转动罐4外部，且进水泵9下端安装有阀门，用来防止气体或液体受压力发生回流及漏气现象；

所述进气泵10固定在溶气罐1中部下端，可连通外部的气罐并通过进气泵10增压将气体压入转动罐4内部以及压缩板7底部；

所述摆动件11限位在转动罐4和溶气罐1内壁之间，在转动罐4带动下以及溶气罐1内壁限位下转动，其形状大致为平行四边形结构，防止其在转动罐4带动下以及溶气罐1限位下发生卡死；

如图3-4所示，所述溶气罐1具有杆限位口101、支撑腿102、出料口103、压力感应装置104、减压通口105、内壁滑槽106；

所述杆限位口101位于溶气罐1中部上表面，通过活轴承与转动罐4上端接触限位，并且接触位置增加密闭处理；

所述支撑腿102位于溶气罐1下表面，为整个装置的支撑；

所述出料口103位于溶气罐1上表面，并与集气罐2下端连通，可将微纳米气泡溶液通过增压压入集气罐2内部，其自身带有阀门，可通过调节阀门来控制其开关；

所述压力感应装置104固定在溶气罐1上表面，用来检测溶气罐1内的压力是否超负荷，当溶气罐1内部的压力到达临界时，控制减压通口105阀门打开，从而进行释压；

所述减压通口105位于溶气罐1上端，用来释放溶气罐1内的气压，并且其内部装有微孔装置，防止液体受压流出；

所述内壁滑槽106位于溶气罐1内表面上，其形状为均匀波浪线，与摆动件11接触限位，可使摆动件11在转动罐4带动其转动时，摆动件11沿内壁滑槽106路径运动，并使摆动件11发生上下摆动；

如图5所示，所述转动罐4具有罐通口401、罐转动杆402、罐固定杆403；

所述罐通口401位于转动罐4上端，其内部为中空结构方便顶推装置8的工作，限位在杆限位口101上且与空心轴力矩电机3下端转动部接触固定；

所述罐转动杆402通过活轴承限位在转动罐4外表面上，并且可在其表面转动，且四个罐转动杆402沿转动罐4外表面等间距阵列排布；

所述罐固定杆403位于罐转动杆402外表面上，可与摆动件11通过活轴承接触限位，且两个罐固定杆403沿罐转动杆402外表面等间距阵列排布；

如图6所示，所述摆动件11，包括：转动槽口111、滑动短杆112；

所述转动槽口111位于摆动件11的一端，可与罐固定杆403通过活轴承接触限位，从而转动罐4可带动摆动件11在溶气罐1内进行自由度较高的转动；

所述滑动短杆112位于摆动件11的另一端，通过活轴承限位在内壁滑槽106内，从而可使摆动件11在周向转动的同时发生上下摆动，控制水溶液发生交错流动及局部涡流，从而使气液溶解更充分；

如图7所示，所述控制装置6包括：驱动底座601、伸缩连杆602、固定环603；

所述驱动底座601位于控制装置6下端，固定在溶气罐1上表面，可与外部电源连接控制其上端的伸缩连杆602的伸长与收缩；

所述伸缩连杆602位于驱动底座601上端，其上端固定着固定环603，在驱动底座601驱动下带动固定环603上下运动；

所述固定环603位于伸缩连杆602上端，与空心轴力矩电机3上端接触固定，在伸缩连杆602带动下，带着空心轴力矩电机3一起上下运动，从而完成空心轴力矩电机3电动转动罐4上下运动；

本发明的使用方法：

本发明适用于高效发生微纳米气泡的反应装置：

S1：首先进行预先溶解，通过真空抽离装置完成对集气罐2的空气抽离；

S2：启动控制装置6和顶推装置8，将转动罐4向上抬升一段距离，使压缩板7向下运动与转动罐4底部平齐，再开启空心轴力矩电机3让转动罐4选择；开启进水泵9和进气泵10一起对溶气罐1内部加入气体和液体并进行搅拌；该过程中气体由转动罐4底部与侧方从进水泵9流出的液体混合；转动罐4与摆动件11作旋转运动使液体沿着溶气罐1内壁旋转，由于转动罐4和压缩板7的配合使液体向四周填充，这样从而形成薄壁的液环，更有利于加快气体与液体混合并延长气泡流动溶解时间，使其充分溶解于水；与此同时在溶气罐1中间形成离心负压；气体从溶气罐1底部喷出在离心力和压缩板7阻挡反作用下使气体向四周均匀与液体搅拌混合；该工序溶气罐1与转动罐4之间液体虽然处于搅拌状态，但是上方的液体还是存在溶解气体较少；

S3：再次启动顶推装置8使压缩板7在转动罐4内部缓慢上升(此时转动罐4继续旋转)，再继续通入适量气体；该过程中溶气罐1与转动罐4之间液体在压缩板7的作用下向转动罐4内部流动，期间相当于上方的液体下落；后通入的气体继续上方液体混合；由于转动罐4内部被吸入的液体相对于其外侧的液体旋转速度低，未能及时溶解的气体会在压缩板7底部聚集；

S4：当上工序工作一段时间后，启动顶推装置8使压缩板7再次与转动罐4底部平齐从而挤压出聚集气泡，使其与液体再次混合；

S5：控制顶推装置8使其作上下往复运动，这样压缩板7在转动罐4来回抽吸，与旋转上下旋转搅拌摆动件11配合；使气体与液体再次立体式混合。

S6：最后通过集气罐2收集微纳米气泡并排出利用；

需要补充的是，由于转动罐4在空心轴力矩电机3的带动下，带动摆动件11一起在溶气罐1内转动，并且在溶气罐1内的内壁滑槽106对摆动件11的滑动短杆112限位下，摆动件11周向转动的同时发生上下摆动，此时可使转动罐4外部液体发生快速且不定向流动，提高溶解效率；

在进气泵10增压过程中，如果压力过大压力感应装置104会发出警报，此时打开减压通口105的阀门可对溶气罐1内部释压，当压力均衡时，关闭减压通口105并打开集气罐2下端出料口103的阀门，溶气罐1内的微纳米气泡水溶液在收到进气泵10增压下，微纳米气泡以及微纳米气泡溶液会运动集气罐2内部，最终通过集气罐2上端增压装置5的控制下，可将集气罐2内的微纳米气泡以及微纳米气泡水溶液可由连管到达外端连接的喷嘴喷出并作用在待操作环境。

Claims (4)

1.一种由内向外顶推加压的溶气装置，包括溶气罐(1)，其特征在于：所述溶气罐(1)顶部中间设置有控制装置(6)，所述控制装置(6)内部设置有空心轴力矩电机(3)；所述空心轴力矩电机(3)下端固定连接有转动罐(4)；所述转动罐(4)设置在溶气罐(1)内部；所述空心轴力矩电机(3)内部设置有顶推装置(8)，所述顶推装置(8)下端设置有压缩板(7)；所述压缩板(7)设置在转动罐(4)内部；所述转动罐(4)外侧设置有摆动件(11)；所述溶气罐(1)内壁开设有内壁滑槽(106)；所述内壁滑槽(106)与摆动件(11)相匹配；所述溶气罐(1)顶部右侧设置有集气罐(2)；所述集气罐(2)与溶气罐(1)顶部设置的出料口(103)固定连接；所述集气罐(2)顶部设置有增压装置(5)；所述转动罐(4)顶部设置有罐通口(401)，罐通口(401)顶部与空心轴力矩电机(3)输出轴固定连接；所述罐通口(401)设置在溶气罐(1)顶部开设的杆限位口(101)内部；所述转动罐(4)外侧固定连接有罐转动杆(402)，所述罐转动杆(402)通过罐固定杆(403)与摆动件(11)具有的转动槽口(111)铰接；所述摆动件(11)外侧设置有滑动短杆(112)；所述滑动短杆(112)与内壁滑槽(106)相匹配；所述控制装置(6)包括：驱动底座(601)、伸缩连杆(602)、固定环(603)；所述驱动底座(601)位于控制装置(6)下端，固定在溶气罐(1)上表面；所述伸缩连杆(602)位于驱动底座(601)上端，其上端固定固定环(603)；所述固定环(603)位于伸缩连杆(602)上端，与空心轴力矩电机(3)上端接触固定；所述溶气罐(1)下端设置有进气泵(10)；所述溶气罐(1)右上方设置有进水泵(9)；所述进气泵(10)固定在溶气罐(1)中部下端，可连通外部的气罐并通过进气泵(10)增压将气体压入转动罐(4)内部以及压缩板(7)底部。

2.根据权利要求1所述的一种由内向外顶推加压的溶气装置，其特征在于：所述溶气罐(1)顶部外侧设置有减压通口(105)和压力感应装置(104)。

3.根据权利要求1所述的一种由内向外顶推加压的溶气装置，其特征在于：所述溶气罐(1)底部设置有支撑腿(102)。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述的一种由内向外顶推加压的溶气装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：首先进行预先溶解，通过真空抽离装置完成对集气罐(2)的空气抽离；

S2：启动控制装置(6)和顶推装置(8)，将转动罐(4)向上抬升一段距离，使压缩板(7)向下运动与转动罐(4)底部平齐，再开启空心轴力矩电机(3)让转动罐(4)旋转；开启进水泵(9)和进气泵(10)一起对溶气罐(1)内部加入气体和液体并进行搅拌；

S3：再次启动顶推装置(8)使压缩板(7)在转动罐(4)内部缓慢上升，再继续通入适量气体；

S4：当上工序工作一段时间后，启动顶推装置(8)使压缩板(7)向下运动再次与转动罐(4)底部平齐从而挤压出聚集气泡，使其与液体再次混合；

S5：控制顶推装置(8)使其作上下往复运动，这样压缩板(7)在转动罐(4)来回抽吸，与旋转上下旋转搅拌摆动件(11)配合；

S6：最后通过集气罐(2)收集微纳米气泡并排出利用。

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