CN114028962B - 一种微纳米气泡发生系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微纳米气泡发生系统包括第一加压泵，第一加压泵连接有第一进水管和第一出水管，第一出水管远离第一加压泵的一端连接有混合罐，混合罐连接有第二出水管；第一进水管设置有进气部，第一进水管上设置有调整阀门，调整阀门用于控制第一进水管中的水流量；第一进水管连接有第二进水管，第二进水管远离第一进水管的一端连接有第二加压泵，第二加压泵通过第三出水管与第一出水管连通；第二进水管通过回水管与第二出水管连通，回水管设置有第二单向阀，第二单向阀避免水流从第一进水管通过回水管流向第二出水管。本发明提供的一种微纳米气泡发生系统提高了加压泵的使用寿命和微纳米气泡的发生效率。

Description

一种微纳米气泡发生系统

技术领域

本申请涉及微纳米气泡发生设备的领域，尤其是涉及一种微纳米气泡发生系统。

背景技术

微纳米气泡是指气泡发生时直径在数十微米到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性。微纳米气泡具有比表面积大、上升速度慢、自身增压溶解、表面带电、产生大量自由基和气体溶解率高的特点。广泛应用于污水处理、环境保护和果蔬清洗等领域。

微纳米气泡自身不携带灭杀细菌的功能。然而，在气泡发生破裂时，将会产生羟基自由基，能够完成细菌灭杀程序。微纳米曝气程序在运行期间，有效提升了水体中溶解氧的效率，切实改善水质，COD、BOD5两类污染物的去除率高达70％，氨氮、总磷相应获得了较大程度的去除，且具有优异的去除色度。微纳米气泡应用曝气程序中，有效完成多种污染物的去除，相比鼓风曝气去除率至少提升了10％。去除的污染物有COD、氨氮等。在去除污染物的过程中，相比鼓风曝气节省至少15％的电能消耗。

目前，公告号为CN112755823A的中国发明专利申请公开了一种微纳米气泡发生设备，包括：气液混合泵，具有进液口、出液口以及进气口，通过进液口向气液混合泵内输入液体；以及连接于进气口的气泵，通过气泵向气液混合泵输送具有设定压力的气体，气体压入气液混合泵并与气液混合泵内的液体相混合从而在液体中形成微纳米气泡，混有微纳米气泡的液体通过出液口输出。

该微纳米气泡发生设备的使用过程中，由于用水设备的数量不同，用水量也不相同，泵体的使用过程中容易发生启停现象，造成泵体的使用寿命低，微纳米气泡产生效率低，产生微纳米气泡体积小，达不到对水体中污染物的处理效率和对环保设备的要求。

发明内容

为了适用于不同的用水量，减少泵体在使用过程中容易发生启停的现象，提高泵体的使用寿命和微纳米气泡的产生效率，本申请提供一种微纳米气泡发生系统。

本申请提供的一种微纳米气泡发生系统采用如下的技术方案：

一种微纳米气泡发生系统，包括第一加压泵，所述第一加压泵连接有第一进水管和第一出水管，所述第一出水管远离第一加压泵的一端连接有混合罐，所述混合罐连接有第二出水管；

所述第一进水管设置有进气部，所述第一进水管上设置有调整阀门，所述调整阀门用于控制第一进水管中的水流量；

所述第一进水管连接有第二进水管，所述第二进水管远离第一进水管的一端连接有第二加压泵，所述第二加压泵通过第三出水管与第一出水管连通，所述进气部位于第二进水管进水口和第一加压泵之间；

所述第二进水管通过回水管与第二出水管连通，所述回水管设置有第二单向阀，所述第二单向阀用于阻止水流从第一进水管通过回水管流入第二出水管。

通过采用上述技术方案，打开用水设备，管路内水压下降，第一加压泵和第二加压泵启动，在第一加压泵和第二加压泵的作用下水流通过第一进水管进入到第一加压泵中，空气通过进气部进入到第一进水管中，空气随着水流通过第一进水管进入到第一加压泵中，第一加压泵通过第一出水管将混有气泡的水流导入到混合罐中；水流通过第一进水管和第二进水管流入到第二加压泵中，第二加压泵中的水通过第三出水管和第一出水管进入到混合罐中，水流和空气在混合罐中充分混合，并在压力的作用下产生微纳米气泡，并通过第二出水管流出混合罐。

第二出水管与用水设备或需要处理的污水连通，当全部用水设备都在运行时，水流通过第二出水管流向用水设备，当只有部分用水设备在运行时，第二出水管内因为压力过大，导致第二出水管中的水通过回水管和第二进水管流入到第二加压泵中，从而避免了第二出水管中因水压过大导致第一加压泵不断发生启停的现象，提高了第一加压泵的使用寿命，和微纳米气泡的发生效率。

该装置整体操作过程简单，同时，通过调整阀门控制水流量，进而控制进气量，从而方便对微纳米气泡的浓度进行调节，微纳米气泡产生效率高，产生的微纳米气泡体积小，可有效对水体中有害病菌和污染物进行处理，满足了不同条件下对微纳米气泡的要求，有利于环境保护。

可选的，所述第一加压泵和第二加压泵均为隔膜泵。

通过采用上述技术方案，隔膜泵避免了油污对水流的污染，同时隔膜泵相对于市场上的变频泵成本较低，从而降低了装置整体的成本。

可选的，所述进气部为第一单向阀。

通过采用上述技术方案，空气通过第一单向阀进入到第一进水管中，第一单向阀防止水流流出第一进水管。

可选的，所述第二进水管上设置有第三单向阀，所述第三单向阀用于防止第二进水管中的水通过第一进水管回流至市政供水管中。

通过采用上述技术方案，避免了第二进水管中的水回流至市政供水管中。

可选的，所述第一进水管上连接有低压开关，所述回水管上连接有高压开关，所述高压开关分别与第一加压泵和第二加压泵电连接。

通过采用上述技术方案，通过在低压开关上设定特定的压力值，在高压开关上设定高压值和低压值，当打开用水设备时，回水管内的压力低于低压值，第一加压泵和第二加压泵打开，当关闭用水设备时，回水管内的压力高于高压值，第一加压泵和第二加压泵关闭，水流在回水管中进行回流，当第一进水管内的压力低于设定值时，低压开关打开，自来水管中的水流入到第一进水管中，从而对水流进行控制。

可选的，所述混合罐的内腔从上至下依次为进水区、混合区和出水区，所述第一出水管远离第一加压泵的一端连接有切割片，所述切割片位于进水区内，所述混合罐内设置引水通道，所述引水通道的出水端与第二出水管连通，所述引水通道的进水端位于出水区内。

通过采用上述技术方案，混有气泡的水流经过切割片的切割减少了体积较大的气泡产生，同时混有气泡的水流将进水区内的气泡冲散，减少了体积较大的气泡在进水区发生聚集，混有气泡的水流自上而下进入到引水通道中并在混合区内充分混合，促进了微纳米气泡的产生，降低了微纳米气泡的体积，提高了水流中微纳米气泡的浓度。

可选的，所述切割片包括切割板，所述切割板上开设有多个通孔。

通过采用上述技术方案，水流中的气泡穿过通孔，从而使得切割板对水流中的气泡进行切割。

可选的，所述第一进水管上设置有过滤器。

通过采用上述技术方案，过滤器对水流中的杂质进行过滤，从而减少了杂质对加压泵的干扰，提高了加压泵的使用寿命。

可选的，所述引水通道为引水管，所述引水管固定在混合罐的内壁上，所述引水管与第二出水管连通。

通过采用上述技术方案，水流通过引水管流入到第二出水管中。

可选的，所述第二出水管固定连接在混合罐的顶壁上。

通过采用上述技术方案，水流从第一出水管流入到混合罐中，混合罐中的水流入到引水管中，引水管中的水向上流入到第二出水管中，从而增大了水流的流动路程，促进了微纳米气泡的发生。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置了第一加压泵、第二加压泵和回水管，打开用水设备，管路内水压下降，第一加压泵和第二加压泵启动，在第一加压泵和第二加压泵的作用下水流通过第一进水管进入到第一加压泵中，空气通过第一单向阀进入到第一进水管中，空气随着水流通过第一进水管进入到第一加压泵中，第一加压泵通过第一出水管将混有气泡的水流导入到混合罐中；水流通过第一进水管和第二进水管流入到第二加压泵中，第二加压泵中的水通过第三出水管和第一出水管进入到混合罐中，水流和空气在混合罐中充分混合，并在压力的作用下产生微纳米气泡，并通过第二出水管流出混合罐；第二出水管与用水设备连通，当全部用水设备都在运行时，水流通过第二出水管流向用水设备，当只有部分用水设备在运行时，第二出水管内因为压力过大，导致第二出水管中的水通过回水管和第二进水管流入到第二加压泵中，从而避免了第二出水管中因水压过大导致第一加压泵不断发生启停的现象，提高了第一加压泵的使用寿命；整体操作过程简单，同时，通过第一单向阀方便对微纳米气泡的浓度进行调节，该设备微纳米气泡产生效率高，产生的微纳米气泡体积小，可有效对水体中有害病菌和污染物进行处理，满足了不同条件下对微纳米气泡的要求，有利于环境保护；

本发明通过设置了低压开关和高压开关，通过在低压开关和高压开关上设定特定的压力值，当回水管内的压力超过设定值时，高压开关打开，水流在回水管中进行回流，当第一进水管内的压力低于设定值时，低压开关打开，自来水管中的水流入到第一进水管中，从而对水流进行控制。

附图说明

图1为本发明一种微纳米气泡发生系统的结构示意图；

图2为本发明一种微纳米气泡发生系统中混合罐的剖面图；

图3为本发明一种微纳米气泡发生系统中切割片的结构示意图。

图中：1、第一加压泵；2、第一进水管；3、第一出水管；4、混合罐；5、第二出水管；6、进气部；61、第一单向阀；7、第二进水管；8、第二加压泵；9、第三出水管；10、回水管；11、第二单向阀；12、低压开关；13、高压开关；14、第三单向阀；15、调整阀门；16、切割片；161、切割板；162、通孔；17、引水通道；171、引水管；18、过滤器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

参照图1、图2和图3，本发明提供的一种微纳米气泡发生系统的第一种实施例，微纳米气泡发生系统包括第一加压泵1，第一加压泵1连接有第一进水管2和第一出水管3，第一出水管3远离第一加压泵1的一端连接有混合罐4，混合罐4连接有第二出水管5。第一进水管2上设置有进气部6，进气部6为第一单向阀61，第一进水管2上设置有调整阀门15，调整阀门15用于控制第一进水管2中的水流量。

第一进水管2连接有第二进水管7，第二进水管7远离第一进水管2的一端连接有第二加压泵8，第二加压泵8通过第一出水管3与第二出水管5连通。第二加压泵8通过第三出水管9与第一出水管3连通，第二进水管7通过回水管10与第二出水管5连通，回水管10设置有第二单向阀11，第二单向阀11避免水流从第一进水管2通过回水管10流向第二出水管5。

回水管10上也设置有调整阀门。通过调整阀门，从而可以控制回水管10上的水流量。

打开用水设备，管路内水压下降，第一加压泵1和第二加压泵8启动，在第一加压泵1和第二加压泵8的作用下水流通过第一进水管2进入到第一加压泵1中，空气通过第一单向阀61进入到第一进水管2中，空气随着水流通过第一进水管2进入到第一加压泵1中，第一加压泵1通过第一出水管3将混有气泡的水流导入到混合罐4中；水流通过第一进水管2和第二进水管7流入到第二加压泵8中，第二加压泵8中的水通过第三出水管9和第一出水管3进入到混合罐4中，水流和空气在混合罐4中充分混合，并在压力的作用下产生微纳米气泡，并通过第二出水管5流出混合罐4。

第二出水管5与用水设备或需要处理的污水连通，当全部用水设备都在运行时，水流通过第二出水管5流向用水设备。当只有部分用水设备在运行时，第二出水管5内因为压力过大，导致第二出水管5中的水通过回水管10和第二进水管7流入到第二加压泵8中，从而避免了第二出水管5中因水压过大导致第一加压泵1不断发生启停的现象，提高了第一加压泵1的使用寿命，和微纳米气泡的发生效率。

第一加压泵1和第二加压泵8均为隔膜泵。隔膜泵避免了油污对水流的污染，同时隔膜泵相对于市场上的变频泵成本较低，从而降低了装置整体的成本。

第二进水管7上设置有第三单向阀14，第三单向阀14用于防止第二进水管7中的水回流至市政供水管中。

该装置整体操作过程简单，同时，通过调整阀门15控制水流量，进而控制进气量，从而方便对微纳米气泡的浓度进行调节，微纳米气泡产生效率高，产生的微纳米气泡体积小，可有效对水体中有害病菌和污染物进行处理，满足了不同条件下对微纳米气泡的要求，有利于环境保护。

第一进水管2上连接有低压开关12，回水管10上连接有高压开关13，高压开关13分别与第一加压泵1和第二加压泵8电连接。通过在低压开关12上设定特定的压力值，在高压开关13上设定高压值和低压值，当打开用水设备时，回水管10内的压力低于低压值，第一加压泵1和第二加压泵8打开，当关闭用水设备时，回水管10内的压力高于高压值，第一加压泵1和第二加压泵8关闭，水流在回水管10中进行回流，当第一进水管2内的压力低于设定值时，低压开关12打开，自来水管中的水流入到第一进水管2中，从而对水流进行控制。

混合罐4的内腔从上至下依次为进水区、混合区和出水区，第一出水管3远离第一加压泵1的一端连接有切割片16，切割片16位于进水区内，混合罐4内设置引水通道17，引水通道17的出水端与第二出水管5连通，引水通道17的进水端位于出水区内。

混有气泡的水流经过切割片16的切割减少了体积较大的气泡产生，同时混有气泡的水流将进水区内的气泡冲散，减少了体积较大的气泡在进水区发生聚集，混有气泡的水流自上而下进入到引水通道17中并在混合区内充分混合，促进了微纳米气泡的产生，降低了微纳米气泡的体积，提高了水流中微纳米气泡的浓度。

切割片16包括切割板161，切割板161上开设有多个通孔162。水流中的气泡穿过通孔162，从而使得切割板161对水流中的气泡进行切割。

第一进水管2上设置有过滤器18。过滤器18对水流中的杂质进行过滤，从而减少了杂质对加压泵的干扰，提高了加压泵的使用寿命。

引水通道17为引水管171，引水管171固定在混合罐4的内壁上，引水管171的出水端与第二出水管5连通。

第二出水管5固定连接在混合罐4的顶壁上。水流从第一出水管3流入到混合罐4中，混合罐4中的水流入到引水管171中，引水管171中的水向上流入到第二出水管5中，从而增大了水流的流动路程，促进了微纳米气泡的发生。

工作原理：启动第一加压泵1和第二加压泵8，在第一加压泵1和第二加压泵8的作用下水流通过第一进水管2进入到第一加压泵1中，空气通过第一单向阀61进入到第一进水管2中，空气随着水流通过第一进水管2进入到第一加压泵1中，第一加压泵1通过第一出水管3将混有气泡的水流导入到混合罐4中；水流通过第一进水管2和第二进水管7流入到第二加压泵8中，第二加压泵8中的水通过第三出水管9和第一出水管3进入到混合罐4中，水流和空气在混合罐4中充分混合，并在压力的作用下产生微纳米气泡，并通过第二出水管5流出混合罐4。

第二出水管5与水龙头、洗衣机和花洒等用水设备连通，当全部用水设备都在运行时，水流通过第二出水管5流向用水设备，当只有部分用水设备在运行时，第二出水管5内因为压力过大，导致第二出水管5中的水通过回水管10和第二进水管7流入到第二加压泵8中，从而避免了第二出水管5中因水压过大导致第一加压泵1不断发生启停的现象，提高了第一加压泵1的使用寿命。

整体操作过程简单，同时，通过第一单向阀61方便对微纳米气泡的浓度进行调节，微纳米气泡产生效率高，产生的微纳米气泡体积小，可有效对水体中有害病菌和污染物进行处理，满足了不同条件下对微纳米气泡的要求，有利于环境保护。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：包括第一加压泵(1)，所述第一加压泵(1)连接有第一进水管(2)和第一出水管(3)，所述第一出水管(3)远离第一加压泵(1)的一端连接有混合罐(4)，所述混合罐(4)连接有第二出水管(5)；

所述第一进水管(2)设置有进气部(6)，所述第一进水管(2)上设置有调整阀门(15)，所述调整阀门(15)用于控制第一进水管(2)中的水流量；

所述第一进水管(2)连接有第二进水管(7)，所述第二进水管(7)远离第一进水管(2)的一端连接有第二加压泵(8)，所述第二加压泵(8)通过第三出水管(9)与第一出水管(3)连通，所述进气部(6)位于第二进水管(7)进水口和第一加压泵(1)之间；

所述第二进水管(7)通过回水管(10)与第二出水管(5)连通，所述回水管(10)设置有第二单向阀(11)，所述第二单向阀(11)用于阻止水流从第一进水管(2)通过回水管(10)流入第二出水管(5)。

2.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第一加压泵(1)和第二加压泵(8)均为隔膜泵。

3.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述进气部(6)为第一单向阀(61)。

4.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第二进水管(7)上设置有第三单向阀(14)，所述第三单向阀(14)用于防止第二进水管(7)中的水通过第一进水管(2)回流至市政供水管中。

5.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第一进水管(2)上连接有低压开关(12)，所述回水管(10)上连接有高压开关(13)，所述高压开关(13)分别与第一加压泵(1)和第二加压泵(8)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述混合罐(4)的内腔从上至下依次为进水区、混合区和出水区，所述第一出水管(3)远离第一加压泵(1)的一端连接有切割片(16)，所述切割片(16)位于进水区内，所述混合罐(4)内设置引水通道(17)，所述引水通道(17)的出水端与第二出水管(5)连通，所述引水通道(17)的进水端位于出水区内。

7.根据权利要求6所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述切割片(16)包括切割板(161)，所述切割板(161)上开设有多个通孔(162)。

8.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第一进水管(2)上设置有过滤器(18)。

9.根据权利要求6所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述引水通道(17)为引水管(171)，所述引水管(171)固定在混合罐(4)的内壁上，所述引水管(171)与第二出水管(5)连通。

10.根据权利要求6或9所述的一种微纳米气泡发生系统，其特征在于：所述第二出水管(5)设置在混合罐(4)的顶壁上。

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