CN113648914A - 一种微纳米气泡发生系统 - Google Patents

Abstract

一种微纳米气泡发生系统，包括气液混合器，包括进气道、进液道和混合道，混合道的一端连接进气道和进液道，另一端为第一气液出口，呈蜂窝式排布；泵体，与第一气液出口相连接；以及气泡发生装置，包括射流件和起泡器；射流件设有气液接入通道、射流通道和扩散室，气液接入通道设有与泵体连接的第一气液入口；射流通道的截面面积小于气液接入通道、扩散室的截面面积；起泡器包括至少一条起泡通道，起泡通道的一端为第二气液入口，另一端为第二气液出口，第二气液入口与扩散室连通，起泡通道的截面面积由第二气液入口到第二气液出口逐渐增大。本微纳米气泡发生系统，其经过多次气液混合，能够产生含有大量微纳米气泡的水，气泡浓度高，效果好。

Description

一种微纳米气泡发生系统

技术领域

本发明属于水处理设备制造技术领域，具体涉及一种微纳米气泡发生系统。

背景技术

净水机是一种通过过滤的方式将水中的杂质以及微生物过滤净化的净水装置。净水机中一般通过滤芯组件对原水进行过滤净化得到净化水，然而现有的净水机只能得到一种形式的水体，功能单一，适用性差。

起泡器被大量应用在高档的水龙头上，其能起到柔滑水流的作用，提高用水的舒适性。现有出水龙头上的普通气泡发生器都是非微纳米气泡发生器，普通气泡发生器通过降低水流的流速使水流与空气混合产生少量厘米级以上的气泡。若想要获得含有更小尺寸气泡的气泡水，则需要提高溶解空气的水流的流速，但是气泡水中产生的小尺寸气泡受外力作用易出现爆破消失的问题。

因此，有必要提供一种微纳米气泡发生系统以解决现有技术的不足。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种微纳米气泡发生系统，旨在解决现有技术存在的问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种微纳米气泡发生系统，包括：

气液混合器，包括进气道、进液道和混合道，所述混合道的一端连接所述进气道和所述进液道，另一端设有若干个呈蜂窝式排布的第一气液出口；

泵体，所述泵体与所述第一气液出口相连接；以及

气泡发生装置，包括射流件和起泡器；所述射流件设有依次连接的气液接入通道、射流通道和扩散室，所述气液接入通道设有与所述泵体连接的第一气液入口；所述射流通道的截面面积小于所述气液接入通道、所述扩散室的截面面积；所述起泡器包括至少一条起泡通道，所述起泡通道的一端为第二气液入口，另一端为第二气液出口，所述第二气液入口与所述扩散室连通，所述起泡通道的截面面积由所述第二气液入口到所述第二气液出口逐渐增大。

优选的，所述进液道包括进液段和与进液段连接的第一射流段，所述进液段等截面设置且一端为进液口，所述第一射流段等截面设置且一端为与所述混合道连接的出液口，所述进液口的截面面积大于所述出液口的截面面积。

优选的，所述混合道包括混合段和第二射流段，所述混合段与所述进气道、进液道连接，所述第一气液出口设于所述第二射流段；所述混合段、所述第二射流段均等截面设置且所述混合段的截面面积大于所述出液口的截面面积，且所述第一气液出口的截面面积大于所述进液口的截面面积。

优选的，还包括与所述进液道连接的供液装置，所述供液装置包括供液管和用于控制所述供液管通断的第一控制阀。

优选的，还包括与所述进气道连接的供气装置，所述供气装置包括供气管和用于控制所述供气管压力的空气泵。

优选的，所述起泡器还包括与所述第二气液入口连接的第一扩容槽，所述第一扩容槽与所述第二气液入口连通，所述第一扩容槽远离所述第二气液入口的一端设有开口。

优选的，所述第一扩容槽的槽壁设朝向所述开口凸起的凸起结构。

优选的，所述第一扩容槽的槽壁上还设有与所述第一扩容槽连通的第二扩容槽。

优选的，所述起泡器包括若干依次连接的起泡件，每一所述起泡件均设有所述起泡通道；位于其中一端的所述起泡件与所述射流件的所述扩散室连接；相邻两个起泡件中，靠近所述射流件的起泡件的第二气液出口与远离所述射流件的起泡件的第二气液入口连接。

优选的，所述气泡发生装置还包括气液出接头，设有气液汇集腔和用于与出水终端连接的终端连接部，所述气液汇集腔与所述第二气液出口连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的微纳米气泡发生系统中设置了气液混合器和气泡发生装置，气体和液体分别从气液混合器的进气道、进液道进入混合道，在气液混合器中进行第一次气液混合，再从混合道输入到泵体，泵体加快气液混合器中气液混合流体的排出速度，使气液混合器增大吸气量，并且气液混合流体在泵体内经过泵体的加速泵送，进行了第二次气液混合；然后再输入到气泡发生装置中，由气液接入通道接入气液混合流体，经过射流件的射流通道再进入起泡器的起泡通道，进行第三次气液混合。本发明通过多次气液混合，从而产生的微纳米气泡数量更多，大大提升气泡浓度，微纳米气泡产生的效率更高。

2、在气泡发生装置中，由于射流通道的截面面积小于气液接入通道、扩散室的截面面积，气液混合流体进入射流通道后压力增大从而流速加快，到达扩散室后压力突然减小，形成负压使得水和气进一步混合在一起；在进入起泡通道后，由于起泡通道的截面面积逐渐增大，扩大水气混合容积，因为气体轻向上升，水流向下冲击，高速流水冲击气体，瞬间形成大量气泡。本发明先通过加快流速使水气会剧烈混匀，再通过扩大水气混合容积使高速流水冲击气体产生气泡，从而产生的微纳米气泡数量更多，效率更高。

3、在气液混合器设置的第一气液出口呈蜂窝式排布，使气液混合流体可以更均匀更快读的通过并进入到泵体，提高第二次气液混合的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构图；

图2是本发明的气液混合器的立体图；

图3是本发明的气液混合器的剖视图；

图4是第一实施例中的气泡发生装置的立体图；

图5是第一实施例中的气泡发生装置的剖视图；

图6是本发明的射流件的立体图；

图7是本发明的末端起泡件的立体图；

图8是本发明的末端起泡件的剖视图；

图9是本发明的末端起泡件的仰视图；

图10是第二实施例中的气泡发生装置的剖视图；

图11是本发明的连接起泡件的立体图；

图12是第三实施例中的气泡发生装置的立体图；

图13是第三实施例中的气泡发生装置的剖视图；

图14是第四实施例中的气泡发生装置的立体图；

图15是第四实施例中的气泡发生装置的剖视图；

附图标记说明：

1-气液混合器；11-进气道；12-进液道；121-进液段；1211-进液口；122-第一射流段；1222-出液口；13-混合道；131-第一气液出口；132-混合段；133-第二射流段；

2-泵体；

3-气泡发生装置；

31-射流件；311-气液接入通道；3111-第一气液入口；312-射流通道；313-扩散室；314-第一螺纹段；

32-起泡器；321-起泡件；3211-起泡通道；32111-第二气液入口；32112-第二气液出口；3212-第一扩容槽；3213-凸起结构；3214-第二扩容槽；3215-第一内螺纹；3216-第二螺纹段；3201-连接起泡件；3202-末端起泡件；

33-气液出接头；331-气液汇集腔；332-终端连接部；333-第二内螺纹段；

4-供液装置；41-供液管；42-第一控制阀，43-截流阀；

5-供气装置；51-供气管；52-空气泵。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图15，一种微纳米气泡发生系统，包括气液混合器1、泵体2和气泡发生装置3。

其中，如图2和图3所示，气液混合器1包括进气道11、进液道12和混合道13，所述混合道13的一端连接所述进气道11和所述进液道12，另一端为第一气液出口131，并呈蜂窝式排布，所述泵体2与所述第一气液出口131相连接。进气道11用于输入气体(例如空气)，进液道12用于输入液体(例如水)，混合道13用于将输入的气体和液体混合，这是第一次混合，混合后的气液混合流体则从第一气液出口131排出到泵体2，由泵体2进行抽取和泵送到起泡发生装置，气体和液体被抽入泵中并可从泵中排出，经历了第二次气液混合。其中，泵体2可以是增压泵。

其中，如图4至图15所示，气泡发生装置3包括射流件31和起泡器32。

如图4和图5所示，所述射流件31设有依次连接的气液接入通道311、射流通道312和扩散室313，所述气液接入通道311设有与所述泵体2连接的第一气液入口3111；所述射流通道312的截面面积小于所述气液接入通道311、所述扩散室313的截面面积。气液混合流体由泵体2中出来输入到第一气液入口3111，依次经过气液接入通道311、射流通道312和扩散室313，由于射流通道312的截面面积小于所述气液接入通道311的截面面积，因此，进入射流通道312后，压力会突然增大，从而会加快在射流通道312流动时的速度，提高水流冲击力，有利于后面起泡的产生。从射流通道312进入扩散室313后，快速地喷出，由于射流通道312的截面面积小于扩散室313的截面面积，压力突然减小，从而在射流通道312的出口形成负压，使气体进一步溶于水中。在一个实施例中，其中，所述扩散室313的截面面积大于所述气液接入通道311的截面面积，进增大压力的差值，提升气泡在水中的溶解量。

如图5至图11所示，所述起泡器32包括至少一条起泡通道3211，所述起泡通道3211的一端为第二气液入口32111，另一端为第二气液出口32112，所述第二气液入口32111与所述扩散室313连通，所述起泡通道3211的截面面积由所述第二气液入口32111到所述第二气液出口32112逐渐增大。扩散室313出来的气液混合流体从第二气液入口32111进入起泡通道3211，由于起泡通道3211的截面面积由第二气液入口32111到第二气液出口32112逐渐增大，扩大气水混合容积，压力逐渐减小，溶解在水中的气体变成气泡，配合水流的高速冲击气体，瞬间形成大量微纳米气泡，从第二气液出口32112排出，这是气液的第三次混合。

此外，一般情况下，在使用时，气泡发生装置3是竖直的，射流件31在上方，起泡器32在下方，因为气体轻向上升，水流向下冲击，高速流水冲击气体，二者剧烈混合，从而瞬间形成大量微纳米气泡。在一个实施例中，所述起泡通道3211呈锥状。起泡通道3211可以只有一条，也可以有多条并都与扩散室313连接。

具体地，如图2和图3所示，所述进液道12包括进液段121和与进液段121连接的第一射流段122，所述进液段121等截面设置且一端为进液口1211，所述第一射流段122等截面设置且一端为与所述混合道13连接的出液口1222，所述进液口1211的截面面积大于所述出液口1222的截面面积。进液口1211输入液体，从出液口1222排到混合道13，由于进液段121的截面面积大于出液口1222的截面面积，在经过射流段时液体的流速加快，从而液体能够快速地冲入到混合道13内，与混合道13内的气体剧烈混合、溶解，有利于产生微纳米气泡。在一个实施例中，所述进液段121和所述射流段的连接处呈锥形过渡设置。

具体地，如图2和图3所示，所述混合道13包括混合段132和第二射流段133。所述混合段132与所述进气道11、进液道12连接，所述第一气液出口131设于所述第二射流段133，输入进来的气体和液体在混合段132这里进行第一次混合，混合后则进入第二射流段133，经过第二射流段133后从第一气液出口131排出到泵体2。其中，所述混合段132、所述第二射流段133均等截面设置，即二者可以为管段，且所述混合段132的截面面积大于所述出液口1222的截面面积，液体进入混合段132后，由于空间突然增大，从而产生吸力，将进气道11、进液道12内的气体、液体加快吸入，进一步加剧气液的混合。所述第一气液出口131的截面面积大于所述进液口1211的截面面积，即出口流量大于进口的流量，自然会从进气道11吸入气体。

优选地，如图1所示，本微纳米气泡发生系统还包括与所述进液道12连接的供液装置，所述供液装置包括供液管41和用于控制所述供液管41通断的第一控制阀42，供液管41可连接水龙头或其它水源，第一控制阀42可以是电磁阀，可采用控制器自动控制通道。更优选地，供液管41上还设有稳压阀。

同样地，如图1所示，本微纳米气泡发生系统还还包括与所述进气道11连接的供气装置5，所述供气装置5包括供气管51和用于控制所述供气管51压力的空气泵52。更优选地，供气管51上还设有空气过滤装置和/或流量调节阀。空气过滤装置可以对进入气液混合器1的空气进行过滤，过滤空气中的粉尘和细菌。逆止阀可以防止气液混合器1内压力过大而导致气液混合器1内的液体从供气管51溢出。流量调节阀可以控制供气管51进入的气体的流量大小，可根据具体的使用情况选择不同的流量大小。

具体地，如图5和图8所示，所述起泡器32还包括与所述第二气液入口32111连接的第一扩容槽3212，所述第一扩容槽3212与所述第二气液入口32111连通，所述第一扩容槽3212远离所述第二气液入口32111的一端设有开口。第一扩容槽3212的设置，可以增加水气混合容积，还能储存部分未溶于水中的气体，使腔体中容纳更多的气体，便于产生更多的气泡。气液混合流体从扩散室313进入第一扩容槽3212，冲击在第一扩容槽3212的槽壁上，使气液更加剧烈的混合在一起，从而增加纳米微气泡的数量。

优选地，如图5、图8和图9所示，所述第一扩容槽3212的槽壁设朝向所述开口凸起的凸起结构3213，气泡在进入第一扩容槽3212后，冲击凸起结构3213，气液混合流体中的气液和水进一步的混合，产生更多的气泡。具体地，所述凸起结构3213呈片状和/或环状，在一个实施例中，凸起结构3213有环状和片状的，环状的凸起结构3213位于中间，若干个片状的凸起结构3213位于环状的凸起结构3213的外侧并呈辐射状，将第一扩容槽3212分隔为若干个区块，每个区块内都设置有起泡通道3211。

进一步地，如图5、图8和图9所示，所述第一扩容槽3212的槽壁上还设有与所述第一扩容槽3212连通的第二扩容槽3214，第二扩容槽3214进一步增加了气液混合容积，其可以增加水气混合容积，还能储存部分未溶于水中的气体，使腔体中容纳更多的气体，便于产生更多的气泡。

其中，如图4和图5所示，所述射流件31与所述起泡器32螺纹连接，具体地，射流件31设有第一螺纹段314，第一螺纹段314上设置外螺纹，起泡器32设置有内螺纹，内螺纹可与第一螺纹段314螺纹连接，从而实现射流件31与所述起泡器32的连接。此外，射流件31与起泡器32之间还设有密封圈，以确保二者的连接处不会发生泄漏。

在一个实施例中，如图4所示，起泡器32仅有一个起泡件321。

此外，起泡器32还有其它的设置形式，如图10至图15所示，起泡器32包括若干依次连接的起泡件321，每一所述起泡件321均设有所述起泡通道3211；位于其中一端的所述起泡件321的第二气液入口32111与所述射流件31的所述扩散室313连接；相邻两个起泡件321中，靠近所述射流件31的起泡件321的第二气液出口32112与远离所述射流件31的起泡件321的第二气液入口32111连接。通过增加起泡件321的数量，可以提升最后排出其气液混合流体中微纳米气泡的含量和效率。相应地，每一个起泡件321上都设置了第一扩容槽3212、第二扩容槽3214、凸起结构3213。

如图10所示，相邻两个所述起泡件321螺纹连接。

如图7至图11所示，起泡件321可根据其具体的位置分为类，分别为连接起泡件3201和末端起泡件3202，连接起泡件3201的一端设有内螺纹，一端设置第二螺纹段3216，第二螺纹段3216上为外螺纹，内螺纹可以与射流件31的第一螺纹段314连接，也可以与另一个起泡件321的第二螺纹段3216连接。末端起泡件3202只设有内螺纹，而没有外螺纹段，其通过内螺纹与前一个起泡件321的第二螺纹段3216连接。

在一个实施例中，如图10所示，起泡器32包括两个起泡件321，则气泡发生装置3的结构依次为射流件31、连接起泡件3201和末端起泡件3202。

在另一个实施例中，起泡器32包括三个起泡件321，则微纳米气泡发生装置3的结构依次为射流件31、连接起泡件3201、连接起泡件3201和末端起泡件3202。同理，起泡器32中起泡件321的数量可以更多，除了一个末端起泡件3202外，其余的都为连接起泡件3201。

在具体的实施中，可能需要将制备的富含微纳米气泡的水输入到清洗设备，因此，需要为了方便将气泡发生装置3与清洗设备连接，如图12至图15所示，所述气泡发生装置3还包括气液出接头33，设有气液汇集腔331和用于与出水终端连接的终端连接部332，所述气液汇集腔331与所述第二气液出口32112连通。其中，出水终端可以是清洗设备的出水龙头或出水管，因此，终端连接部332可设置为中空的管状，与气液汇集腔331连通，可以插入到清洗设备的出水管中，实现连接。气液汇集腔331与所述第二气液出口32112连通，可以将起泡器32产生的含有大量微纳米气泡的液体(例如气泡水)接收，并从终端连接部332输入到清洗设备的出水终端。此外，起泡器32上的起泡通道3211有多条，可以是2-20条，例如5条，在一个实施例中，起泡通道3211有10条，这条起泡通道3211都与气液汇集腔331连通，用一个气液汇集腔331收集各起泡通道3211产生的含有大量微纳米气泡的液体，并一起输入到出水终端。

其中，如图13和图15所示，气液出接头33与起泡器32螺纹连接，起泡器32上设有第二螺纹段3216，气液出接头33上设有与第二螺纹段3216匹配的第二内螺纹段。

在一个实施例中，如图14所示，起泡器32包括两个起泡件321，则气泡发生装置3的结构依次为射流件31、起泡件321、起泡件321和气液出接头33。

在另一个实施例中，起泡器32包括三个起泡件321，则气泡发生装置3的结构依次为射流件31、起泡件321、起泡件321、起泡件321和气液出接头33。

同理，气泡发生装置3中，起泡器32中起泡件321的数量可以更多，首尾两端分别为射流件31和气液出接头33，中间则为依次连接的起泡件321。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微纳米气泡发生系统，其特征在于，包括：

气液混合器，包括进气道、进液道和混合道，所述混合道的一端连接所述进气道和所述进液道，另一端设有若干个呈蜂窝式排布的第一气液出口；

泵体，所述泵体与所述第一气液出口相连接；以及

气泡发生装置，包括射流件和起泡器；所述射流件设有依次连接的气液接入通道、射流通道和扩散室，所述气液接入通道设有与所述泵体连接的第一气液入口；所述射流通道的截面面积小于所述气液接入通道、所述扩散室的截面面积；所述起泡器包括至少一条起泡通道，所述起泡通道的一端为第二气液入口，另一端为第二气液出口，所述第二气液入口与所述扩散室连通，所述起泡通道的截面面积由所述第二气液入口到所述第二气液出口逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述进液道包括进液段和与进液段连接的第一射流段，所述进液段等截面设置且一端为进液口，所述第一射流段等截面设置且一端为与所述混合道连接的出液口，所述进液口的截面面积大于所述出液口的截面面积。

3.根据权利要求2所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述混合道包括混合段和第二射流段，所述混合段与所述进气道、进液道连接，所述第一气液出口设于所述第二射流段；所述混合段、所述第二射流段均等截面设置且所述混合段的截面面积大于所述出液口的截面面积，且所述第一气液出口的截面面积大于所述进液口的截面面积。

4.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：还包括与所述进液道连接的供液装置，所述供液装置包括供液管和用于控制所述供液管通断的第一控制阀。

5.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：还包括与所述进气道连接的供气装置，所述供气装置包括供气管和用于控制所述供气管压力的空气泵。

6.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述起泡器还包括与所述第二气液入口连接的第一扩容槽，所述第一扩容槽与所述第二气液入口连通，所述第一扩容槽远离所述第二气液入口的一端设有开口。

7.根据权利要求6所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第一扩容槽的槽壁设朝向所述开口凸起的凸起结构。

8.根据权利要求6所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第一扩容槽的槽壁上还设有与所述第一扩容槽连通的第二扩容槽。

9.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述起泡器包括若干依次连接的起泡件，每一所述起泡件均设有所述起泡通道；位于其中一端的所述起泡件与所述射流件的所述扩散室连接；相邻两个起泡件中，靠近所述射流件的起泡件的第二气液出口与远离所述射流件的起泡件的第二气液入口连接。

10.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述气泡发生装置还包括气液出接头，设有气液汇集腔和用于与出水终端连接的终端连接部，所述气液汇集腔与所述第二气液出口连通。

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