CN114534536B - 一种温泉气泡产生装置以及应用其的温泉 - Google Patents

Abstract

一种温泉气泡产生装置以及应用其的温泉。其特征在于：一种温泉气泡产生装置，包括气液旋流器、离心泵、压缩机以及静态混合器，压缩机和离心泵位于静态混合器之前，气液旋流器连接在静态混合器之后；气体通过压缩机进入静态混合器，温泉水由离心泵引入静态混合器；静态混合器用于进行气液混合，气液旋流器用来生产大气泡与微小气泡；应用其的温泉，包括带有PLC的阀位控制单元，阀位控制单元用于实现对气泡大小以及流量的动态调节；温泉池底部的气体进入通道与气液旋流器溢流口相连通，以实现利用大气泡进行足底按摩，温泉池侧面的气体进入通道与底流口相连，实现利用微小气泡进行身体气泡浴。

Description

一种温泉气泡产生装置以及应用其的温泉

技术领域

本发明涉及一种可应用在温泉浴场、养生会所、度假村、康复理疗中心及一些以休闲健身为经营理念的企业的温泉气泡产生装置以及应用其的温泉。

背景技术

温泉作为一种新兴的休闲和旅游方式，正在迅速发展，气泡浴是近年来最流行的温泉类型之一，当洗浴者进行气泡浴被大面积的水泡包围时，浴水内的水泡会在洗浴者的皮肤表面产生爆破震动，可以深入皮下微细毛孔，杀死微生物，促进新陈代谢，使皮肤清洁健康；当气泡和水流冲击拍打洗浴者的肩、背等部位时，可消除肌肉紧张、缓解肩周炎、关节病、头部酸痛、神经衰弱、消除疲劳等症状，预防心血管疾病，起到娱乐、康体、减轻压力、松弛肌肉、轻松瘦身以及按摩肌肤促进人体皮下组织血液微循环的作用，但目前温泉池多采用人工管理的模式，操作复杂，控制不精确，影响用户的体验感。目前温泉已经走向多元化的发展模式，创新服务模式、营造高自动化的产品，对温泉行业及相关领域具有重要意义。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种温泉气泡产生装置以及应用其的温泉。温泉气泡产生装置可同时产生微小气泡与大气泡实现气泡浴与足底冲浪按摩，应用其的温泉在最佳实施例中，集自动控制单元、阀位控制单元、气泡生产单元、网络监控单元、温泉终端于一体，可在线记录压力、流量等指标参数，达到实时监测的目的，另外，用户可通过微信小程序在线点歌，当转换不同节奏和音量的歌曲时可实现对不同阀门和变频器的调控，气泡大小和流速分别随阀门开度和变频器的改变而变化，令用户可以自由切换气泡浴、足底冲浪按摩或者同时享受两种形式的理疗，还可以调节理疗强度，实现创新模式智能化温泉洗浴。本发明的系统工艺简单、占地面积小、操作简便、可以节约人力，促进温泉产业转型升级，提高温泉服务质量。

本发明的技术方案是：

首先提供一种温泉气泡产生装置，包括气液旋流器15、离心泵16、压缩机17以及静态混合器18，其独特之处在于：

所述气液旋流器15整体为圆筒状结构，顶部外壁面切向接入切向入口19，顶部中心处开有孔，伸出溢流口21，所述溢流口21用来排放大气泡，底部壁面切向接出底流口20，所述底流口20用来排放微小气泡。

所述压缩机17和离心泵16位于静态混合器18之前，气液旋流器15连接在静态混合器18之后；气体通过压缩机17进入静态混合器18，温泉水由离心泵16引入静态混合器18。

所述静态混合器18用于进行气液混合，所述气液旋流器15用来生产大气泡与微小气泡。

将前述的这种温泉气泡产生装置应用到现有的温泉池25中，另外还包括阀位控制单元。所述阀位控制单元包括PLC控制器8、气体控制阀10、温泉水控制阀11、溢流控制阀12、底流控制阀13以及变频器14； PLC控制器8输出对气体控制阀10、温泉水控制阀11、溢流控制阀12、底流控制阀13以及变频器14的控制指令。气体控制阀10用于控制气泡是否进入温泉池25，温泉水控制阀11用于控制温泉水是否进入温泉池25，溢流控制阀12用于控制微小气泡是否进入温泉池25以及微小气泡的流量，底流控制阀13用于控制大气泡是否进入温泉池25以及大气泡的流量，变频器14用于控制离心泵16进而控制进入温泉池25中温泉水的流量；阀位控制单元可实现气泡大小以及流量的动态调节。

所述温泉池底部的气体进入通道与溢流口21相连通，以实现利用大气泡进行足底按摩，所述温泉池侧面的气体进入通道与底流口20相连，实现利用微小气泡进行身体气泡浴。

在以上方案基础上，得到下面的优选方式：

所述温泉还包括自动控制单元；所述自动控制单元包括微信小程序6、多功能工业电脑7以及音乐采集分析器9；所述微信小程序6通过Audio API接口与多功能电脑7内的音乐播放器连接，所述微信小程序6用来选择音乐类别和调节音乐音量，音乐播放器接收来自微信小程序6的控制信号播放音乐，所述多功能电脑7通过功率放大器将所播放音乐分两路输出，一路输出到音响设备26，另一路将音频信号输出到音乐采集分析器9，所述音乐采集分析器9对音频信号中的节奏信号及音量信号进行采样和量化，内部A/D转换模块将模拟量信号转换成数字信号传送到阀位控制单元。

阀位控制单元中的PLC控制器8，内部设定了临界节奏信号转换的采样值与临界音量信号转换的采样值， PLC控制器8接收来自音乐采集分析器9的数字信号，将数字信号转换成实数转换值，与输入的节奏信号及音量信号成线性关系，分别与PLC内部设定的采样值进行比较, 经程序运算和处理后，输出控制指令。

进一步地，得到本发明的最优选实施例：

所述温泉还包括网络监控单元；网络监控单元包括电磁流量计22、压力变送器23以及报警灯24；所述报警灯24用来显示温泉系统的异常情况，所述压力变送器23与电磁流量计22用于将压力与流量转换为敏感电信号，传输给PLC控制器8，在PLC控制器8内转换为数字信号传输至多功能工业电脑7，且当超过PLC控制器8内部设定的采样值范围时，PLC控制器8输出控制阀门关闭的指令和报警灯24显示的指令。

将前述单独的两个或两个以上的温泉并联后，就会得到一种温泉系统，在所述温泉系统中，气液旋流器15以多个并联方式连接，即静态混合器18的出口管路与多个气液旋流器的切向入口19相连，多个气液旋流器的溢流口21相连后与温泉池25相连，多个底流口20相连后与温泉池25相连，从而实现并联。

以上的具体方案都会涉及一种温泉气泡的产生方法，其步骤为：使气体通过压缩机17进入静态混合器18，温泉水由离心泵16引入，气体与温泉水在静态混合器18内充分混合，混合液由气液旋流器15的切向入口19进入气液旋流器18内，使混合液的直线运动变成圆周运动，流体边旋转边向下运动，由于锥段的存在使气液旋流器的横截面积越来越小，流体的速度不断加快，使气泡所受的剪切力越来越大，因此越向下运动气泡越容易发生破碎，当气泡从底流口20流出时已经被剪切成了微小气泡，而溢流口21与切向入口19较近，气泡还未发生剪切破碎便从溢流口中流出，因此溢流口21中充满了大气泡，大气泡通过旋流器溢流口21进入温泉池25底部实现气泡冲浪足底按摩，而微小气泡从底流口20进入到温泉池25上部两侧实现身体气泡浴。

本发明具有如下有益效果：本发明提出的温泉气泡产生装置以及应用其的温泉，在最优选的实施方式下集自动控制单元、阀位控制单元、气泡生产单元、网络监控单元以及温泉终端于一体，可在线记录压力、流量等指标参数，达到实时监测的目的。本发明的温泉气泡产生装置可将气体与温泉水混合后进入旋流器，旋流器可以实现大小气泡的分离，大气泡从旋流器溢流口排出进入温泉池底部，实现足底气泡冲浪按摩，而微小气泡由底流口流出进入温泉池周围壁面，实现身体气泡浴。用户通过微信小程序在线点歌，当转换不同节奏和音量的歌曲时可实现对不同阀门和变频器的调控，气泡大小和流速分别随阀门开度和变频器的改变而变化，令用户可以自由切换气泡浴、足底冲浪按摩或者同时享受两种形式的理疗，还可以调节理疗强度，实现创新模式下的温泉理疗工艺系统智能化。本系统基于PLC切换温泉理疗形式的工艺系统运营成本低、灵活性强、可充分满足每位用户的不同需求、给用户更好的温泉体验、节约人力，相比传统的温泉体验已经不能满足人们的需求的问题，新模式的温泉体验是市场的大缺口，本发明对于促进传统温泉产业转型升级将会有推动作用。

附图说明：

图1是本发明所述最优选实施例的工艺系统组成示意图。

图2是自动控制单元的组成示意图。

图3是阀位控制单元的控制流程图。

图4是本发明所应用的气液旋流器的结构示意图。

图5是网络监控单元的控制流程图。

图6是气液旋流器以多个并联方式连接的示意图。

图中6-微信小程序；7-多功能工业电脑；8-PLC控制器；9-音乐采集分析器；10-气体控制阀；11-温泉水控制阀；12-溢流控制阀；13-底流控制阀；14-变频器；15-气液旋流器；16-离心泵；17-压缩机；18-静态混合器；19-切向入口；20-底流口；21-溢流口；22-电磁流量计；23-压力变送器；24-报警灯；25-温泉池；26-音响设备；27-储气罐。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

自动控制单元构成示意图如图2所示，微信小程序6通过Audio API接口与多功能电脑7内的音乐播放器连接，微信小程序6用来选择音乐类别和调节音乐音量，音乐播放器接收来自微信小程序的控制信号播放音乐，多功能电脑7通过功率放大器将所播放音乐分两路输出，一路输出到音响设备26，另一路将音频信号输出到音乐采集分析器9，音乐采集分析器9对音频信号中的节奏信号及音量信号进行采样和量化，内部A/D转换模块将模拟量信号转换成数字信号传送到阀位控制单元，本单元可以实现音乐类别与音量的实时调节，以及对应音乐信号的采集与转换。

阀位控制单元构成示意图如图3所示，PLC控制器8采用可编程序的存储器，内部设定了临界节奏信号（bpm）转换的采样值X1、X2与临界音量信号（db）转换的采样值Y，当选择慢节奏音乐时，其节奏信号转换的采样值小于X₁，经程序运算和处理后，由PLC控制器8输出指令控制气体控制阀10、温泉水控制阀11、底流控制阀13开启，溢流控制阀12关闭，在气液旋流器内被剪切后的微小气泡由底流口排出，流入温泉内人身体的两侧形成气泡浴；当选择快节奏音乐时，其节奏信号转换的采样值大于X₂，PLC控制器8输出指令控制气体控制阀10、温泉水控制阀11、溢流控制阀12开启，底流控制阀13关闭，此时气体由距离气液旋流器入口较近的溢流口流出，未发生破碎的大气泡由温泉池底部喷射到人体的足底，实现足底气泡冲浪按摩；当节奏信号转换的采样值介于X₁与X₂之间时，PLC控制器8输出指令控制气体控制阀10、温泉水控制阀11全开、溢流控制阀12，底流控制阀13的开度为一半，令人同时享受身体气泡浴与足底冲浪按摩。同时根据音量信号的变化范围，将其划分为10档，分别对应变频器14的10档调节，其中第1档的临界采样值为Y，音量信号转换的采样值经程序运算后，输出对应的变频器调节信号，进而调节流体速度实现气泡理疗强度的控制。

气泡生产单元包括气液旋流器15、离心泵16、压缩机17、静态混合器18，压缩机17、离心泵16位于静态混合器18之前，气体通过压缩机17进入静态混合器18，温泉水由离心泵16引入静态混合器18，静态混合器18用于气液混合，气液旋流器15可以利用离心作用同时产生大气泡及微小气泡，并将二者分离，气液旋流器15连接在静态混合器18之后，气液旋流器15整体为圆筒状结构，顶部外壁面切向接入切向入口19，顶部中心处开有孔，伸出溢流口21，主要排出大气泡，底部壁面切向接出底流口20，主要排出微小气泡。

网络监控单元，如图5所示，压力变送器23、电磁流量计22实时将数据信号传输到PLC控制器8及多功能工业电脑7，达到在线监控的目的，对出现的异常情况可以自动关闭阀门并显示报警灯24，避免恶性事件的发生，同时方便工作人员随时检查记录，提升工作效率。

温泉终端单元可以由单独温泉池或多个温泉池25组成，温泉池底部与气液旋流器溢流口21相连，实现足底按摩，温泉池侧面与气液旋流器底流口20相连，实现身体气泡浴，当温泉池为多个时，气液旋流器15以多个并联方式连接，如图6所示。

本装置工作过程如下：

用户在微信小程序上选择音乐，多功能工业电脑内含音乐播放器与音乐采集分析器，音乐采集分析器对音频信号中的节奏信号及音量信号进行采样和量化，内部A/D转换模块将模拟量信号转换成数字信号传送到阀位控制单元的控制指令，这样实现了阀门开度随着音乐信号改变的过程，使得气液旋流器的出口阀门和流量随着音乐类别和音量高低发生变化，实现通过改变互联网音乐进而改变温泉理疗类别和强度的新模式，管道上装有多个电磁流量计和压力变送器，均与PLC控制器相连接，对管道内的流体进行实时监测；气体通过压缩机进入静态混合器，温泉水由离心泵引入，气体与温泉水在静态混合器内充分混合，混合液由气液旋流器的切向入口进入气液旋流器内，使混合液的直线运动变成圆周运动，流体边旋转边向下运动，由于锥段的存在使气液旋流器的横截面积越来越小，流体的速度不断加快，使气泡所受的剪切力越来越大，因此越向下运动气泡越容易发生破碎，当气泡从底流口流出时已经被剪切成了微小气泡，而溢流口与切向入口较近，气泡还未发生剪切破碎便从溢流口中流出，因此溢流口中充满了大气泡，大气泡通过旋流器溢流口进入温泉池底部实现气泡冲浪足底按摩，而微小气泡从底流口进入到温泉池上部两侧实现身体气泡浴。

不同音乐类别及音量对应阀位控制单元、气泡生产单元工作过程如下：

1）身体气泡浴：在这种模式下，用户在小程序音乐库中选择气泡浴对应的慢节奏音乐，慢节奏音乐的节拍信号（bpm值）被音乐采集分析器采集转换得到的转换值小于PLC内部设定的节拍信号采样值X1，此时PLC输出指令控制气体控制阀、温泉水控制阀、底流控制阀开启，溢流控制阀关闭，在气液旋流器内被剪切后的微小气泡由底流口排出，流入温泉内人身体的两侧形成气泡浴。

2）足底冲浪按摩：这种模式下，用户选择对应的快节奏音乐，快节奏音乐的节拍信号（bpm值）分析得出的转换值大于PLC内部设定的节拍信号临界值X2，经程序运算和处理后，PLC控制气体控制阀、温泉水控制阀、溢流控制阀开启，底流控制阀关闭，此时气体由距离气液旋流器入口较近的溢流口流出，因此气泡几乎没有发生破碎，未发生破碎的大气泡由温泉池底部喷射到人体的足底，实现足底气泡冲浪按摩。

3）身体气泡浴+足底冲浪按摩：这种模式下，数据库内音乐节拍信号（bpm值）的转换值介于X1与X2之间，此时PLC控制气体控制阀、温泉水控制阀全开、溢流控制阀，底流控制阀的开度为一半，同时令人享受身体气泡浴与足底冲浪按摩。

4）气泡理疗强度：将数据库内音乐音量信号（db值）被分析得到的转换值划分为10档，分别对应变频器的10档调节，随着用户在在播放过程中调节音量的变化，PLC控制变频器的频率改变，通过变频器的频率变化来调节阀门开度进而调节流体的速度，从而实现气泡理疗强度的控制。。

Claims (6)

1.一种温泉气泡产生装置，包括气液旋流器（15）、离心泵（16）、压缩机（17）以及静态混合器（18），其特征在于：

所述气液旋流器（15）整体为圆筒状结构，顶部外壁面切向接入切向入口（19），顶部中心处开有孔，伸出溢流口（21），所述溢流口（21）用来排放大气泡，底部壁面切向接出底流口（20），所述底流口（20）用来排放微小气泡；

所述压缩机（17）和离心泵（16）位于静态混合器（18）之前，气液旋流器（15）连接在静态混合器（18）之后；气体通过压缩机（17）进入静态混合器（18），温泉水由离心泵（16）引入静态混合器（18）；

所述静态混合器（18）用于进行气液混合，所述气液旋流器（15）用来生产大气泡与微小气泡。

2.一种温泉，包括温泉池（25），其特征在于：除应用权利要求1所述的温泉气泡产生装置外，还包括，

阀位控制单元；所述阀位控制单元包括PLC控制器（8）、气体控制阀（10）、温泉水控制阀（11）、溢流控制阀（12）、底流控制阀（13）以及变频器（14）； PLC控制器（8）输出对气体控制阀（10）、温泉水控制阀（11）、溢流控制阀（12）、底流控制阀（13）以及变频器（14）的控制指令；气体控制阀（10）用于控制气泡是否进入温泉池（25），温泉水控制阀（11）用于控制温泉水是否进入温泉池（25），溢流控制阀（12）用于控制微小气泡是否进入温泉池（25）以及微小气泡的流量，底流控制阀（13）用于控制大气泡是否进入温泉池（25）以及大气泡的流量，变频器（14）用于控制离心泵（16）进而控制进入温泉池（25）中温泉水的流量；阀位控制单元可实现气泡大小以及流量的动态调节；

所述温泉池底部的气体进入通道与溢流口（21）相连通，以实现利用大气泡进行足底按摩，所述温泉池侧面的气体进入通道与底流口（20）相连，实现利用微小气泡进行身体气泡浴。

3.根据权利要求2所述的一种温泉，其特征在于：

所述温泉还包括自动控制单元；所述自动控制单元包括微信小程序（6）、多功能工业电脑（7）以及音乐采集分析器（9）；所述微信小程序（6）通过Audio API接口与多功能工业电脑（7）内的音乐播放器连接，所述微信小程序（6）用来选择音乐类别和调节音乐音量，音乐播放器接收来自微信小程序（6）的控制信号播放音乐，所述多功能工业电脑（7）通过功率放大器将所播放音乐分两路输出，一路输出到音响设备（26），另一路将音频信号输出到音乐采集分析器（9），所述音乐采集分析器（9）对音频信号中的节奏信号及音量信号进行采样和量化，内部A/D转换模块将模拟量信号转换成数字信号传送到阀位控制单元；

阀位控制单元中的PLC控制器（8），内部设定了临界节奏信号转换的采样值与临界音量信号转换的采样值， PLC控制器（8）接收来自音乐采集分析器（9）的数字信号，将数字信号转换成实数转换值，与输入的节奏信号及音量信号成线性关系，分别与PLC内部设定的采样值进行比较, 经程序运算和处理后，输出控制指令。

4.根据权利要求3所述的一种温泉，其特征在于：

所述温泉还包括网络监控单元；所述网络监控单元包括电磁流量计（22）、压力变送器（23）以及报警灯（24）；所述报警灯（24）用来显示温泉系统的异常情况，所述压力变送器（23）与电磁流量计（22）用于将压力与流量转换为敏感电信号，传输给PLC控制器（8），在PLC控制器（8）内转换为数字信号传输至多功能工业电脑（7），且当超过PLC控制器（8）内部设定的采样值范围时，PLC控制器（8）输出控制阀门关闭的指令和报警灯（24）显示的指令。

5.一种温泉系统，其特征在于：包括至少两个权利要求2至权利要求4中任意一项所述的一种温泉；在所述温泉系统中，气液旋流器（15）以多个并联方式连接，即静态混合器（18）的出口管路与多个气液旋流器的切向入口（19）相连，多个气液旋流器的溢流口（21）相连后与温泉池（25）相连，多个底流口（20）相连后与温泉池（25）相连，从而实现并联。

6.一种温泉气泡的产生方法，其特征在于：使气体通过压缩机（17）进入静态混合器（18），温泉水由离心泵（16）引入，气体与温泉水在静态混合器（18）内充分混合，混合液由气液旋流器（15）的切向入口（19）进入气液旋流器（15 ）内，使混合液的直线运动变成圆周运动，流体边旋转边向下运动，由于锥段的存在使气液旋流器的横截面积越来越小，流体的速度不断加快，使气泡所受的剪切力越来越大，因此越向下运动气泡越容易发生破碎，当气泡从底流口（20）流出时已经被剪切成了微小气泡，而溢流口（21）与切向入口（19）较近，气泡还未发生剪切破碎便从溢流口中流出，因此溢流口（21）中充满了大气泡，大气泡通过旋流器溢流口（21）进入温泉池（25）底部实现气泡冲浪足底按摩，而微小气泡从底流口（20）进入到温泉池（25）上部两侧实现身体气泡浴。

Images