CN114713055A - 用于产生微细气泡的装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于产生微细气泡的装置，该用于产生微细气泡的装置包括发生腔，发生腔设置于液面以下，且在发生腔与液体之间的至少部分接触面上设置有微细气泡发生层，发生腔与供压管道的一端连接，供压管道的另一端与供气装置连接，通过增大发生腔内的气压使发生腔内的气体穿过微细气泡发生层并在微细气泡发生层与液体的接触面上形成微细气泡；驱动发生腔在液体内运动，并带动发生腔内的气体随发生腔同步运动，以对微细气泡进行切割，使微细气泡进入液体中。本发明解决了对微细气泡进行切割过程中驱动水体运动能耗高、投入成本高，且微细气泡发生效果不佳的技术问题。

Description

用于产生微细气泡的装置

技术领域

本发明涉及微细气泡发生技术领域，尤其涉及一种用于产生微细气泡的装置。

背景技术

早在60年代人们就发现了微纳米气泡的存在，并应用于造影技术上。2000年后，日本率先开始对微纳米气泡的更多特性和应用进行研究，并发现微纳米气泡具有在水中上升速度极其缓慢、自增压溶解、传质效率极高(超过95％)等特性，其还具有能够大幅提高气体的溶解度、表比接触面积大、界面电位高、气浮效果优越、降低液体的流动阻力、气泡微观领域中的爆炸打断周围水分子化学键产生自由基等特性。

对于水产养殖来说，能两倍以上提高鱼类养殖密度、大幅缩短养殖周期、提高饲料转化率，气浮的特性又能把鱼粪和残余的鱼饲料融化水中的絮状物气浮到水面，大幅降低水里的氨氮和亚硝酸盐指标，做到零抗生素、零尾水养殖，不仅能够增产，而且对鱼类的食品安全和环境治理上意义重大。

对于农作物种植来说，微纳米气泡能够使水稻种植增产50％以上，使水稻的根系更加发达，大大提高其抗倒伏能力，原理在于植物的根系需要吸氧，土壤里大部分微生物为好氧型，微生物越活跃、土壤肥力越强，根系越发达，从而达到增产的效果。用微纳米气泡水种植作物，增产同时还能够治理改良土壤环境。

对于改善水体来说，高溶氧值是水治理的关键，黑臭水体产生的根本原因是缺氧，把氧补足，使生态链能够自我恢复，水体得到治理。

另外，微纳米气泡还能够降低液体滑动阻力，达到船舶提速的效果。

微纳米气泡不仅局限于空气、氧气，还可以为二氧化碳、臭氧等气体，高浓度、高接触面积的臭氧水体为工业界的高级氧化技术，应用意义非凡，不仅工业，臭氧水体应用在食品的消毒杀菌，也能取得重大作用。另外，高浓度的二氧化碳水体能助力微藻制油的产业化。微纳米气泡技术本质就是一种高效气液混合技术，打破非极性气体难溶于水的常规，是一个基础工艺，会像电一样渗透到各领域，带来技术上的突破。

微纳米气泡有如此重要的作用，但是一直没有在生产实际中得到大规模的推广应用，只是停留应用实验的研究，核心问题在于微纳米气泡发生器的能耗极高，增产不增收。而到目前为止，各种发生器的能耗问题一直没有突破，大部分微纳米气泡发生器都是利用水泵产生的高速水流去切割气体，现有设计的思路也仅局限于如何循环重复利用高速水流，实质上也无法达到极大降低能耗的目的。

现阶段，微细气泡有多种发生方法，如超声波法、加压释压溶气法、文丘里射流法以及旋转切割法等，但由于超声波法产生的气泡量有限，而加压释压溶气法所需要的设备结构复杂、实施难度大等原因，目前普遍采用的微气泡发生方法为文丘里射流法和旋转切割法。其中，旋转切割法的原理实质与加压释压法的原理相同，均是通过高速旋转的液体加压溶气，在出口处释压以产生微细气泡，旋转切割法与加压释压法相比降低了实现难度，省去了复杂的加压设备，而旋转切割法与文丘里射流法相比水流是旋转向前流动的，水气融合过程更长，在出口处形成的气泡粒径更为细腻。但文丘里射流法和旋转切割法的前端均需要使用大型水泵或者溶气泵(要求扬程达到20m至40m，水压为0.2MPa至0.5MPa)，该两种方法在低速、低压情况下无法产生微细气泡；受水泵自身的限制，水气比目前无法超过10：1(即：产生1体积的微细气泡，需要10体积的高速水流)；另外，产生微细气泡的文丘里管和旋转切割器都有通过收缩管径，使水流获得加速，最后从出口处进行高速射流，因此文丘里管和旋转切割器产生微细气泡都需要巨大的能耗，而且水在挤压过程中旋转摩擦生热也是高能耗的一个重要因素。采用文丘里射流法和旋转切割法时，则需要大型车辆(如：叉车或者吊车等)才能对大型水泵或者溶气泵进行运输，施工难度大，上述多种问题均很大程度制约了微细气泡的在实际生产中的推广运用。

针对相关技术中在对微细气泡进行切割过程中驱动水体运动能耗高、投入成本高，且微细气泡发生效果不佳的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于产生微细气泡的装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于产生微细气泡的装置，通过对气体施压使其通过透过微细气泡发生材料并在微细气泡发生材料与液体之间的交界面上形成微细气泡，再通过装置自身运动对产生的微细气泡进行切割，从而达到产生微细气泡的目的，该过程由于无需驱动液体运动，大大降低生产能耗、节约成本，而且设备结构简单、便于操作，具有极大的经济效益，适于推广使用。

本发明可采用下列技术方案来实现的：

本发明提供了一种用于产生微细气泡的装置，所述用于产生微细气泡的装置包括发生腔，所述发生腔设置于液面以下，且在所述发生腔与液体之间的至少部分接触面上设置有微细气泡发生层，所述发生腔与供压管道的一端连接，所述供压管道的另一端与供气装置连接，通过增大所述发生腔内的气压使所述发生腔内的气体穿过所述微细气泡发生层并在所述微细气泡发生层与所述液体的接触面上形成微细气泡；驱动所述发生腔在所述液体内运动，并带动所述发生腔内的气体随所述发生腔同步运动，以对所述微细气泡进行切割，使所述微细气泡进入所述液体中。

在本发明的一较佳实施方式中，所述发生腔为所述微细气泡发生层围合形成两端封口的筒状结构，所述发生腔的轴向沿水平方向设置，所述发生腔的内部轴心位置沿其轴向设置有空心轴，所述空心轴上开设有与所述发生腔相连通的多个进气孔，所述空心轴分别伸出至所述发生腔的外部并分别与第一驱动电机和所述供压管道相连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述发生腔的外壁上且位于所述发生腔的两端分别沿所述发生腔的周向设置有环状的第一挡片。

在本发明的一较佳实施方式中，所述发生腔的外壁上且位于两所述第一挡片之间的位置上沿所述发生腔的周向设置有环状的第二挡片，且所述第二挡片的直径大于所述第一挡片的直径。

在本发明的一较佳实施方式中，所述用于产生微细气泡的装置还包括第一安装座和第一安装架，所述第一安装架的底部固定于所述第一安装座上，所述第一驱动电机设置于所述第一安装架上，所述第一驱动电机的转轴沿水平方向设置并通过调心联轴器与所述空心轴的一端连接，所述空心轴的另一端通过轴承结构能转动地设置于所述第一安装架上，且所述空心轴的内部通过轴承座及密封管与所述供压管道相连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述用于产生微细气泡的装置包括能沿水平方向振动的安装板，所述微细气泡发生层位于所述安装板的上方，以在所述微细气泡发生层与所述安装板之间围合形成所述发生腔，所述发生腔上设置有与所述供压管道相连接的进气口，所述安装板的下方设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机固定于所述安装板的底部中心位置，所述第二驱动电机的电机轴与沿水平方向设置的所述安装板的板面相垂直。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二驱动电机为振动电机。

在本发明的一较佳实施方式中，所述用于产生微细气泡的装置还包括第二安装座和第二安装架，所述第二安装架的底部固定于所述第二安装座上，所述安装板为沿水平方向设置的平板状结构，且所述安装板的各边缘的中间位置分别通过弹簧与所述第二安装架连接，在液面以下，所述弹簧处于水平状态。

在本发明的一较佳实施方式中，所述安装板为方形或圆形。

在本发明的一较佳实施方式中，所述用于产生微细气泡的装置包括沿竖向设置的顶部封口、底部与所述供压管道连接的中空立柱，所述供压管道伸入至所述中空立柱的内部，所述中空立柱的底部设置有能带动其转动的第三驱动电机，所述中空立柱上连接有与其内部相连通的多个所述发生腔，各所述发生腔的顶部分别罩设有微细气泡发生层。

在本发明的一较佳实施方式中，多个所述发生腔在竖直方向上呈多层排布，每层中的相邻两所述发生腔沿所述中空立柱的周向间隔分布。

在本发明的一较佳实施方式中，所述发生腔的横截面为矩形。

在本发明的一较佳实施方式中，所述用于产生微细气泡的装置还包括第三安装座，所述第三驱动电机为外转子电机，所述第三驱动电机设置于所述第三安装座的顶部，所述中空立柱的底端与所述第三驱动电机的外转子连接，所述供压管道由下至上依次穿过第三安装座以及所述第三驱动电机的外转子的中心孔伸入至所述中空立柱的内部，且所述供压管道伸入至所述中空立柱内的高度低于所述发生腔的高度。

在本发明的一较佳实施方式中，所述微细气泡发生层为电解过程中在材料表面产生微细气泡的阴极或者阳极。

由上所述，本发明的特点及优点是：在发生腔与液体之间的至少部分接触面上设置有微细气泡发生层，在工作过程中，发生腔和微细气泡发生层处于同步运动状态，而液体处于静止状态，从而对产生于微细气泡发生层与液体的接触面上的微细气泡进行切割，以产生微细气泡，由于微细气泡发生层在获得运动所需速度后就不再额外消耗能量，而不断进入微细气泡发生材料的气体被带动起来所需的耗能极低，因此，本发明不仅能够达到产生微细气泡的目的，而且能够有效降低生产能耗、节约生产成本，而且能够快速产生大量、粒径均匀的微细气泡，具有极大的经济效益，适于推广使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明用于产生微细气泡的装置的结构示意图之一。

图2：为本发明用于产生微细气泡的装置的结构示意图之二。

图3：为本发明用于产生微细气泡的装置的结构示意图之三。

图4：为图3中用于产生微细气泡的装置的俯视图。

本发明中的附图标号为：

1、发生腔； 2、微细气泡发生层；

3、供压管道； 4、气泵；

5、第一过滤器； 6、第二过滤器；

7、流量计； 8、调节旋钮；

9、压力表； 10、空心轴；

1001、进气孔； 11、第一挡片；

12、第二挡片； 13、第一安装座；

14、第一安装架； 15、调心联轴器；

16、第一密封圈； 17、密封管；

18、第一驱动电机； 19、安装板；

20、第二驱动电机； 21、弹簧；

22、第二安装座； 23、第二安装架；

24、第三驱动电机； 25、第三安装座；

26、中空立柱。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图4所示，本发明提供了一种用于产生微细气泡的装置，该用于产生微细气泡的装置包括发生腔1和供压管道3，供压管道3用于向发生腔1内输送气体以在发生腔1内形成一定的气压，将发生腔1设置于液面以下，在发生腔1与液体之间的至少部分接触面上设置有微细气泡发生层2，发生腔1与供压管道3的一端连接，供压管道3的另一端位于液面以上并与供气装置连接，通过增大发生腔1内的气压使发生腔1内的气体穿过微细气泡发生层2并在微细气泡发生层2与液体的接触面上形成微细气泡；驱动发生腔1在液体内运动，并带动发生腔1内的气体随发生腔1同步运动，以对微细气泡进行切割，使微细气泡进入液体中。其中，当然，发生腔1可为但不局限于周向转动，也可采用多种运动形式(如：左右摆动等)，能够满足对微细气泡发生层2与液体接触面上的微细气泡进行快速切割即可。

本发明在发生腔1与液体之间的至少部分接触面上设置有微细气泡发生层2，在工作过程中，发生腔1和微细气泡发生层2处于同步运动状态，而液体处于静止状态，从而对产生于微细气泡发生层2与液体的接触面上的微细气泡进行切割，以产生微细气泡，由于微细气泡发生层2在获得运动所需速度后就不再额外消耗能量，而不断进入微细气泡发生材料的气体被带动起来所需的耗能极低，因此，本发明不仅能够达到产生微细气泡的目的，而且能够有效降低生产能耗、节约生产成本，而且能够快速产生大量、粒径均匀的微细气泡，具有极大的经济效益，适于推广使用。虽然通过液体的运动也能切割出微纳米气泡，但采用微细气泡发生层2的运动，而液体处于静止状态，其与微细气泡发生层2外侧的液体运动相比能够极大降低能耗，如果通过液体的运动来切割静止不动的微细气泡发生层2上产生的微孔气泡，液体提速到相同速度所需要的耗能远远大于微细气泡发生层2带动气体提速到相同速度的耗能。

本发明中，微细气泡发生层2的厚度保证其有足够强度支撑发生腔1进行运动即可，微细气泡发生层2越薄气阻越小，微细气泡发生层2的气体穿透性越好；发生腔1的尺寸规格没有限制，发生腔1体积越大，微细气泡发生层2的表面积越大，通气量越大，但相应在旋转过程中所受到的摩擦阻力也会越大。

进一步的，微细气泡发生层2的孔径小于5μm。

进一步的，微细气泡发生层2并不限于带有微孔的材料制成，其还可以为电解过程中在材料表面产生微细气泡的阴极或者阳极。

进一步的，供气装置可为但不限于气泵，可向发生腔1内供气并在发生腔1内形成一定的压力即可。

进一步的，如图1至图3所示，供压管道3上沿气体的流向顺序设置有气泵4、第一过滤器5和第二过滤器6，气泵4、第一过滤器5和第二过滤器6均位于液面以上，第二过滤器6上滤芯的孔径小于第一过滤器5上滤芯的孔径和微细气泡发生层2的孔径。通过第一过滤器5和第二过滤器6对气体中的灰尘进行滤除，其中第一过滤器5用于滤除气体中的大粒径灰尘，第二过滤器6用于滤除气体中的小粒径灰尘，确保长期工作状态下微细气泡发生层2不会被灰尘堵塞，延长装置的使用寿命。另外，第一过滤器5和第二过滤器6上的滤芯均为便于更换的易耗品，可定期进行更换。发生腔1内的气体可通过发生腔1转动所产生的离心力穿过微细气泡发生层2，并在发生腔1内形成负压，以便气体源的气体进入发生腔1内进行补充；但是，微细气泡发生层2上的孔隙越小，其气阻越大，在气体旋转产生的离心力不足以穿过微细气泡发生层2的情况下，可通过气泵4将气体泵入发生腔1内，以增大发生腔1内的气压，进而增加发生腔1内气体的穿透力，确保气体顺利穿过微细气泡发生层2。另外，也可以通过提高发生腔1的转速加大离心力来使气体更容易穿透，但该种方法与增加气泵4相比需要更大的能耗。

进一步的，如图1至图3所示，位于气泵4上游的供压管道3上设置有流量计7，位于第二过滤器6下游的供压管道3上设置有压力表9，流量计7上设置有可控制气体流量的调节旋钮8。通过流量计7可对气体的流量进行实时监测，并根据实际情况调节流量计7上的调节旋钮8，从而对气体单位时间内的流量进行控制，来调整微细气泡的粒径。其中，流量计7可为但不限于玻璃转子流量计。

在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，发生腔1为微细气泡发生层2围合形成两端封口的圆筒状结构，发生腔1的轴向沿水平方向设置，发生腔1的内部轴心位置沿其轴向设置有空心轴10，空心轴10上开设有与发生腔1相连通的多个进气孔1001，空心轴10分别伸出至发生腔1的外部并分别与第一驱动电机18和供压管道3相连接。由于发生腔1沿水平方向设置，发生腔1的长度不会受到水深的限制，即使在水浅的环境中，也可对发生腔1的长度进行任意调整。当然，发生腔1的长度如果过长会导致结构稳定性欠佳的问题，但该问题在本申请中不做考虑。

在本实施例中，由于发生腔1沿水平方向设置，克服了沿竖直方向设置时发生腔1在上、下两端的水压差较大而导致上、下两端的出气量和气泡粒径不一致的问题，而发生腔1沿水平方向设置时，发生腔1上部和下部之间的压差则取决于发生腔1的直径。

进一步的，如图1所示，发生腔1的直径远小于发生腔1的轴向长度。其中，发生腔1的直径约为10cm，发生腔1的轴向长度大于1m。

在本实施例中，如图1所示，发生腔1的外壁上且位于发生腔1的两端分别沿发生腔1的周向设置有圆环状的第一挡片11，第一挡片11的外径大于发生腔1的直径。当发生腔1旋转时，会带动附近的水体旋转外甩，在靠近微细气泡发生层2的位置形成负压区域，负压区域的形成会导致位于发生腔1左右两侧的水体补充至负压区域，对所形成的刚脱离微细气泡发生层2的微纳米气泡进行挤压，导致部分切割出来的微纳米分气泡结合形成更大的气泡，特别是在紧贴微细气泡发生层2外壁的位置负压最大，切割出的微纳米气泡又压挤成更大气泡，而且左右两侧的水流会在微细气泡发生层2外侧的中间位置产生对冲，更容易结合成大气泡。在设置了两第一挡片11后，水流只能在两第一挡片11以外的区域对所产生的微纳米气泡进行挤压，此时微纳米气泡已扩散到更大的水体中，浓度大大降低，挤压成大气泡的比例也会大幅降低，从而大大降低水流对冲对微纳米气泡所造成的影响。其中，第一挡片11的直径越大，对水流的阻挡效果越好，但因为两第一挡片11之间包裹的水体会被带动随发生腔1旋转，会存在增大能耗的缺点，所以在产生气泡的粒径与能耗之间需要进行平衡。

进一步的，如图1所示，发生腔1的外壁上且位于两第一挡片11之间的位置上沿发生腔1的周向设置有圆环状的第二挡片12，且第二挡片12的直径大于第一挡片11的直径。第二挡片12位于发生腔1的外壁的中间位置，由于两第一挡片11出于功耗的考虑而无法增大其直径，两第一挡片11之外因负压形成会对水流进行挤压，以使水流会在两第一挡片11的中间位置发生对冲，导致大气泡产生的比例增加，而在两第一挡片11之间增设第二挡片12，能够有效防止水流的对冲，第二挡片12的设置除了增加了其自身与水体之间的摩擦外，不会导致功耗的大量增加。

具体的，如图1所示，用于产生微细气泡的装置还包括第一安装座13和第一安装架14，第一安装架14的底部通过螺丝和螺母配合固定于第一安装座13上，第一驱动电机18固定设置于第一安装架14的顶部，第一驱动电机18的转轴沿水平方向设置并通过调心联轴器15与空心轴10的一端连接，空心轴10的另一端通过轴承结构能转动地设置于第一安装架14上，空心轴10上且位于轴承结构的两侧分别套设有圆环状的第一密封圈16，空心轴10的内部通过轴承座及密封管17与供压管道3相连通，以确保良好的密封效果。

在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，用于产生微细气泡的装置包括能沿水平方向振动的安装板19，微细气泡发生层2位于安装板19的上方，以在微细气泡发生层2与安装板的顶面之间围合形成发生腔1，发生腔1上设置有与供压管道3相连接的进气口，安装板19的下方设置有第二驱动电机20，第二驱动电机20固定于安装板19的底部中心位置，第二驱动电机20的电机轴与沿水平方向设置的安装板19的板面相垂直。第二驱动电机20产生的振动力是分布在电机轴的垂直面上，将第二驱动电机20沿着输出轴的方向和安装板19垂直安装，第二驱动电机20的输出轴上的偏心块产生的离心力在弹簧21的配合下带动整个安装板19产生在水平方向上的高频往复运动。在安装板19高频往复运动状态下，气体从微细气泡发生层2透出并切割形成微纳米气泡，由于微纳米气泡会因为毛细管吸附力和/或气泡与微孔材料层2之间的表面张力的作用逐渐变大以及和周围的气泡聚合，因此，需要在微纳米气泡还没有变成大气泡之前，安装板19在水平方向上的高频往复运动过程中微纳米气泡会被水体切割，微纳米气泡带着原本向上的运动势能以微纳米气泡形式进入水体中。如果在静止的水体中，安装板19不在水平方向上振动时，从微细气泡发生层2中出来的气泡为稀疏并快速上升，安装板19水平振动后，因为被切割成微纳米气泡，气泡会变得浓密而且缓慢上升，因此，在本实施例中，在流动的水体中具有更好的效果，所形成的微纳米气泡会被水流冲走而对微纳米气泡进行稀释扩散，微纳米气泡因连续不断产生而造成上升到水面的惯性趋势被破坏，被分散到周围更大水体中的微纳米气泡会呈现弥散于水中并处于极其缓慢上升的状态。

在本实施例中，随着第二驱动电机20带动安装板19开始振动，可明显观察到，微细气泡发生层2产生的气泡开始变小变密，随着振动频率的升高，气泡进一步变的更小更密，振动频率升高至某一个值后，因为碰撞相互聚合导致气泡开始变大变稀疏，频率再进一步升高，气泡变的更大更稀疏。因此，可以通过调整安装板19的振动频率，得到不同粒径大小的微纳米气泡；微细气泡发生材料不同，初始气泡的粒径也不同，同种微细气泡发生材料、同批次的每个微细气泡发生材料的初始气泡的粒径也略有不同，需要通过调整第二驱动电机20的振动频率，保证产生的气泡处于需要的适合的范围内。

进一步的，第二驱动电机20可为但不限于振动电机，本发明中是利用振动电机里的偏心块高速旋转产生的离心力结合水平放置的弹簧21，带动安装板19产生在水平方向的振动，和振动电机常规使用方法不同，常规是弹簧垂直放置，产出上下抖动，达到对物体震动分筛的效果。这是结合本发明需要对振动电机创新性的使用方法。

具体的，如图2所示，用于产生微细气泡的装置还包括第二安装座22和第二安装架23，第二安装架23的底部通过螺丝和螺母配合固定于第二安装座22上，安装板19为沿水平方向设置的方形或者圆形平板状结构，安装板19的各边缘的中间位置分别焊接有钢片，钢片沿竖直方向向安装板19的下方延伸，安装板19的各边缘分别设置有一个弹簧21(弹簧21通过螺丝和螺母配合与安装板19连接)，弹簧21的另一端与第二安装架23连接，在液面以下，弹簧21处于水平状态。当然，安装板19也可为多边形。

在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，用于产生微细气泡的装置包括沿竖直方向设置的中空立柱26，中空立柱26的顶部封口、底部与供压管道3连接，供压管道3伸入至中空立柱26的内部，中空立柱26的底部设置有能带动中空立柱26转动的第三驱动电机24，中空立柱26上连接有与其内部相连通的多个发生腔1，各发生腔1的顶部分别罩设有微细气泡发生层2。在使用过程中，第三驱动电机24带动中空立柱26旋转，各发生腔1以及微细气泡发生层2随着中空立柱26同步转动，各发生腔1内的气体从微细气泡发生层2冒出并被水体切割，气体在自身原有向上动力的带动下进入水体，形成微纳米气泡。

进一步的，如图3、图4所示，多个发生腔1在竖直方向上呈多层间隔排布，每层中的各发生腔1沿中空立柱26的周向间隔且均匀分布。

进一步的，发生腔1的横截面(即：微细气泡发生层2的横截面)可为但不限于相隔分布的矩形。若发生腔1为沿中空立柱26的周向环设于中空立柱26外侧的完整的圆环形，其存在自身的缺点：即完整的圆环形容易在转动过程中由于离心力的作用而使微细气泡发生层2的内圈所产生的微纳米气泡外甩(即：驱动微细气泡发生层2的内圈所产生的微纳米气泡向微细气泡发生层2的外圈移动)并与微细气泡发生层2的外圈所生产的微纳米气泡相撞聚集在一起，如果这一过程持续不断就会形成大比例的大气泡，因此，在本发明的一可选实施例中，可将同一层的相邻两微细气泡发生层2之间间隔排布，有助于缩短相撞聚集的持续过程，在未形成直径大于100um的大气泡之前已经广泛扩散至水体中，大大降低相撞的几率。

具体的，如图3、图4所示，用于产生微细气泡的装置还包括第三安装座25，第三安装座25为沿水平方向设置的圆盘状结构，第三驱动电机24为外转子电机，第三驱动电机24固定设置于第三安装座25的顶部，中空立柱26的底端与第三驱动电机24的外转子连接，供压管道3由下至上依次穿过第三安装座25以及第三驱动电机24的外转子的中心孔伸入至中空立柱26的内部，且供压管道3伸入至中空立柱26内的高度低于发生腔1的高度，以使通过供压管道输送至中空立柱26内的气体能够顺利进入至各发生腔1内，且气体自身具有向上的动能。

本发明产生的微细气泡的粒径可根据实际需要进行调节。本发明有四个因素可决定微细气泡的粒径：第一是微细气泡发生层2的孔径和透气性，不同材质参数的孔径和透气性不同，同一材质根据实际的使用环境其参数也有一定波动；第二是对微细气泡切割时的转速，转速越高，切割出的微细气泡的粒径越小，但也受材质透气性影响，如果微细气泡发生层2的孔径大、壁薄、透气性好，因为转速加大，气体旋转的离心力也增大，出气量的增大反而导致粒径更大；第三是发生腔1内的气压，其可通过气泵4进行调控，气压越大出气量越大，微细气泡的粒径越大，反之越小；第四是流量计7上的调节旋钮8，通过改变系统的气阻，调节出气量，进而调节到微细气泡的粒径。

本发明的用于产生微细气泡的装置的特点及优点是：

一、该用于产生微细气泡的装置在工作状态下，发生腔1和微细气泡发生层2处于同步运动状态，而液体处于静止状态，从而对产生于微细气泡发生层2与液体的接触面上的微细气泡进行切割，以产生微细气泡，由于微细气泡发生层2在获得运动所需速度后就不再额外消耗能量，而不断进入微细气泡发生材料的气体被带动起来所需的耗能极低，因此，本发明不仅能够达到产生微细气泡的目的，而且能够有效降低生产能耗、节约生产成本，而且能够快速产生大量、粒径均匀的微细气泡，具有极大的经济效益，适于推广使用

二、该用于产生微细气泡的装置的重量和体积与现有微气泡发生装置相比均大幅度减低，本发明所采用的动力设备是电机，1KW的电机机身重量在0.5公斤以下，而本装置大部分规格功率要求在1KW以下，微细气泡发生材料也是轻质材料，而本发明的重量主要在于是安装座等配套设备，因此，整体装置的重量可控制在10公斤以内，整个装置的体积可做到直径30cm、高度120cm以内，实际使用过程中人工即可进行安装。

三、该用于产生微细气泡的装置根据实际需要调整体积，进而调控微细气泡的产生量，可将整个装置微型化，动力设备采用低功率的微型电机，其它部分也都可以相应缩小，从而极大扩展微细气泡的应用领域，比如可以进入到家用民用领域，人们可以现做现喝高氧水、高氢水保障身体健康，另外，还可用于制作臭氧水，用于蔬菜、水果、肉类保鲜，去除农药残留等。

四、该用于产生微细气泡的装置结构简单、便于操控原材料均为工业成品，适于大规模生产；另外，本发明低能耗、低功率，装置所需约30瓦的功率就可以产生微细气泡，可采用太阳能板进行供电，能在田间地头、江河湖泊进行微细气泡的生产，微细气泡已经被证实对农作物增产、河道污水治理有显著作用，把阳光、空气和水充分利用起来，这效果对于现有的旋转切割法来说是无法实现的。

五、该用于产生微细气泡的装置产生的微细气泡的粒径分布一致性高。现有用于产生微细气泡的装置所产生的微细气泡的粒径分布从纳米级到微米级(1纳米至200微米)均会存在，而发明中微细气泡粒径的一致性取决于微细气泡发生材料孔径分布的一致性，现在微细气泡发生材料具有良好的品质，由此产生的微细气泡的粒径范围具有良好的一致性。

六、该用于产生微细气泡的装置通过微细气泡发生材料的运行，带着气体旋转形成高速气流切割液体，这一思路的转换，实现能耗一百倍以上的降低，而且通过装置的改进，还有更大的提高空间，当能耗不再是微纳米气泡发生的瓶颈时，微纳米气泡对各个行业所带来的改变将有非凡的意义。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (14)

1.一种用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述用于产生微细气泡的装置包括发生腔，所述发生腔设置于液面以下，且在所述发生腔与液体之间的至少部分接触面上设置有微细气泡发生层，所述发生腔与供压管道的一端连接，所述供压管道的另一端与供气装置连接，通过增大所述发生腔内的气压使所述发生腔内的气体穿过所述微细气泡发生层并在所述微细气泡发生层与所述液体的接触面上形成微细气泡；驱动所述发生腔在所述液体内运动，并带动所述发生腔内的气体随所述发生腔同步运动，以对所述微细气泡进行切割，使所述微细气泡进入所述液体中。

2.如权利要求1所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述发生腔为所述微细气泡发生层围合形成两端封口的筒状结构，所述发生腔的轴向沿水平方向设置，所述发生腔的内部轴心位置沿其轴向设置有空心轴，所述空心轴上开设有与所述发生腔相连通的多个进气孔，所述空心轴分别伸出至所述发生腔的外部并分别与第一驱动电机和所述供压管道相连接。

3.如权利要求2所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述发生腔的外壁上且位于所述发生腔的两端分别沿所述发生腔的周向设置有环状的第一挡片。

4.如权利要求3所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述发生腔的外壁上且位于两所述第一挡片之间的位置上沿所述发生腔的周向设置有环状的第二挡片，且所述第二挡片的直径大于所述第一挡片的直径。

5.如权利要求2所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述用于产生微细气泡的装置还包括第一安装座和第一安装架，所述第一安装架的底部固定于所述第一安装座上，所述第一驱动电机设置于所述第一安装架上，所述第一驱动电机的转轴沿水平方向设置并通过调心联轴器与所述空心轴的一端连接，所述空心轴的另一端通过轴承结构能转动地设置于所述第一安装架上，且所述空心轴的内部通过轴承座及密封管与所述供压管道相连通。

6.如权利要求1所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述用于产生微细气泡的装置包括能沿水平方向振动的安装板，所述微细气泡发生层位于所述安装板的上方，以在所述微细气泡发生层与所述安装板之间围合形成所述发生腔，所述发生腔上设置有与所述供压管道相连接的进气口，所述安装板的下方设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机固定于所述安装板的底部中心位置，所述第二驱动电机的电机轴与沿水平方向设置的所述安装板的板面相垂直。

7.如权利要求6所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述第二驱动电机为振动电机。

8.如权利要求6所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述用于产生微细气泡的装置还包括第二安装座和第二安装架，所述第二安装架的底部固定于所述第二安装座上，所述安装板为沿水平方向设置的平板状结构，且所述安装板的各边缘的中间位置分别通过弹簧与所述第二安装架连接，在液面以下，所述弹簧处于水平状态。

9.如权利要求8所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述安装板为方形或圆形。

10.如权利要求1所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述用于产生微细气泡的装置包括沿竖向设置的顶部封口、底部与所述供压管道连接的中空立柱，所述供压管道伸入至所述中空立柱的内部，所述中空立柱的底部设置有能带动其转动的第三驱动电机，所述中空立柱上连接有与其内部相连通的多个所述发生腔，各所述发生腔的顶部分别罩设有微细气泡发生层。

11.如权利要求10所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，多个所述发生腔在竖直方向上呈多层排布，每层中的相邻两所述发生腔沿所述中空立柱的周向间隔分布。

12.如权利要求11所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述发生腔的横截面为矩形。

13.如权利要求11所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述用于产生微细气泡的装置还包括第三安装座，所述第三驱动电机为外转子电机，所述第三驱动电机设置于所述第三安装座的顶部，所述中空立柱的底端与所述第三驱动电机的外转子连接，所述供压管道由下至上依次穿过第三安装座以及所述第三驱动电机的外转子的中心孔伸入至所述中空立柱的内部，且所述供压管道伸入至所述中空立柱内的高度低于所述发生腔的高度。

14.如权利要求1所述的用于产生微细气泡的装置，其特征在于，所述微细气泡发生层为电解过程中在材料表面产生微细气泡的阴极或者阳极。

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