CN115970530A - 一种纳米气泡射流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米气泡射流器，涉及射流器技术领域。包括：射流管，所述射流管的内部形成有供气泡水流通的射流通孔，所述射流通孔包括进水口和出水口；封堵结构，所述封堵结构设置于所述射流管上，且所述封堵结构具有第一工作状态和第二工作状态，所述封堵结构处于第一工作状态时，用于封堵所述出水口，所述封堵结构处于第二工作状态时，所述封堵结构与出水口之间形成有环形间隙。本发明通过环形间隙的设计，使得当高压气泡水沿环形间隙中流出时，其喷射出的形态呈喇叭状，进而相向的喇叭状气泡水一定能够形成对冲、切割和打散，其对纳米气泡射流器的制作精度要求不高，在安装时，纳米气泡射流器发生较小偏移时，也基本不影响生产效果。

Description

一种纳米气泡射流器

技术领域

本发明涉及射流器技术领域，具体为一种纳米气泡射流器。

背景技术

液体中存在的微小气泡，当气泡直径在1000nm以上其为微米气泡，当气泡直径在200nm至1000nm之间其为微纳米气泡，当气泡直径在200nm以下其为纳米气泡。而含有纳米气泡的水，在一定的条件下能够稳定的永久储存，并且其应用领域较为广泛。例如：其在如矿物浮选、环境水处理和生物医学工程等均得到了一定程度的应用。

目前市面上制造纳米气泡水的方式多种多样。其包括：迷宫切割、水动力空化和射流切割等，其中：迷宫切割其虽然能生成大量的纳米气泡，但是其流量很小，并且其装置制作成本非常高，精度要求非常高，一般只适用于实验室进行制造纳米气泡水。水动力空化流量非常大，气泡数量与流量匹配，成本低，加工要求低，但是气泡粒径大小难以调整，只能控制在一个大概区间，气泡粒径大小一致性差。而射流切割生产纳米气泡水的方法为：将两束高压气泡水相对设置，而相对设置的高压气泡水进行对冲后能够对其内部的微小气泡进行再次冲击、切割和打散，进而形成尺寸更小的纳米气泡。但是目前的对称切割对射流器的制作精度要求极高，当相对设置的射流器发生微小偏移时，则会较大的影响生产效果。例如，专利号为：CN212450732U，名称为：《微纳米气泡射流器》的专利文献即提供了一种类似的射流器。同时射流切割产生的流量也较小，因此此种纳米气泡水生产方法不为常用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米气泡射流器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米气泡射流器，包括：射流管，所述射流管的内部形成有供气泡水流通的射流通孔，所述射流通孔包括进水口和出水口；封堵结构，所述封堵结构设置于所述射流管上，且所述封堵结构具有第一工作状态和第二工作状态，所述封堵结构处于第一工作状态时，用于封堵所述出水口，所述封堵结构处于第二工作状态时，所述封堵结构与出水口之间形成有环形间隙，所述环形间隙的直径沿第一方向，由进水口指向出水口逐渐增大，所述第一方向平行于气泡水的流动方向，所述封堵结构通过射流通孔内部的气泡水压力在第一工作状态和第二工作状态之间自由切换。

本技术方案中优选的，所述封堵结构包括：封堵头，所述封堵头上设置有圆台部，所述圆台部的轴心线平行于第一方向；开设于射流管出水口上的第一圆台孔，所述第一圆台孔与所述圆台部的轴心线重合；弹性组件，所述弹性组件用于使圆台部和第一圆台孔的内壁产生沿第一方向上的抵触力，所述气泡水压力小于所述抵触力时，所述圆台部的侧面与所述第一圆台孔的内壁相贴合，所述气泡水压力大于所述抵触力时，所述圆台部与所述第一圆台孔的内壁之间形成所述环形间隙。

本技术方案中优选的，所述弹性组件包括：连接横柱，所述连接横柱沿第二方向延伸，且所述连接横柱与射流管之间形成有沿第一方向上的移动间隙，所述第二方向垂直于第一方向；两个橡胶套，两个所述橡胶套分别套接于所述连接横柱的两端，且所述橡胶套镶嵌于所述射流管内壁中；连接竖柱，所述连接竖柱沿第一方向延伸，且连接竖柱的第一端与连接横柱相连接，所述连接竖柱的第二端与封堵头相连接。

本技术方案中优选的，其还包括：调节结构，所述调节结构用于调节圆台部和第一圆台孔的内壁之间抵触力的大小。

本技术方案中优选的，所述调节结构包括：与橡胶套一一对应的连接管，所述连接管设置于射流管上，且所述连接管中形成有用于容纳所述橡胶套的限位槽，所述连接管的轴心线沿第二方向延伸；与连接管一一对应的调节钮，所述调节钮与连接管螺纹连接，且调节钮用于挤压位于所述限位槽中的橡胶套，所述调节钮呈正六棱柱状。

本技术方案中优选的，所述橡胶套的内部设置有轴承，所述轴承与连接横柱相套接，所述连接竖柱的第二端通过铰接组件与封堵头相铰接。

本技术方案中优选的，所述铰接组件包括：一对设置于封堵头上的铰接块，所述连接竖柱的第二端位于两个所述铰接块之间；铰接柱，所述铰接柱的轴心线沿第三方向延伸，所述第三方向分别与第一方向和第二方向垂直，所述铰接柱固定于两个所述铰接块之间，且铰接柱贯穿所述连接竖柱

本技术方案中优选的，所述连接横柱和连接竖柱均为空心管状结构，且所述连接横柱上开设有多个贯穿孔，所述贯穿孔的轴心线平行于第一方向；所述连接竖柱的第一端贯穿所述连接横柱，且连接竖柱的第一端设置有限位块。

本技术方案中优选的，所述射流管的出水口上还开设有第二圆台孔，所述第一圆台孔和第二圆台孔的轴心线重合，且所述第一圆台孔和所述第二圆台孔沿第一方向由所述出水口指向所述进水口依次设置；所述圆台部、第一圆台孔和第二圆台孔的截面边缘所形成的区域分别为第一等腰梯形、第二等腰梯形和第三等腰梯形，其中：所述圆台部的轴心线位于所述截面内，所述第一等腰梯形和第二等腰梯形的下底角相等，所述第三等腰梯形的下底角大于所述第二等腰梯形的下底角。

本技术方案中优选的，其还包括：连接部，所述连接部设置于所述射流管上，且所述连接部用于与气泡水管相连接，并连通所述进水口和气泡水管；所述连接部为螺纹管或者管道接头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该纳米气泡射流器，通过环形间隙的设计，使得当高压气泡水沿环形间隙中流出时，其喷射出的形态呈喇叭状，进而相向的喇叭状气泡水一定能够形成对冲、切割和打散，其对纳米气泡射流器的制作精度要求不高，在安装时，纳米气泡射流器发生较小偏移时，也基本不影响生产效果，进而能够较大的降低纳米气泡射流器的制作成本。

同时，由于其相向喷出的水呈喇叭状。因此相对于单束水流来说，能够提升纳米气泡水的产量，进而使得其与迷宫切割设备和水动力空化设备相比，能够提升其市场竞争力。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明图2中A部分的放大图；

图4为本发明所提出的射流管的立体图；

图5为本发明所提出的射流管的剖视图；

图6为本发明所提出的封堵结构的立体图；

图7为本发明所提出的封堵结构的剖视图。

图中：1、射流管；11、连接部；12、连接管；13、限位槽；14、第一圆台孔；15、第二圆台孔；16、射流通孔；17、移动间隙；2、调节钮；3、橡胶套；4、轴承；5、连接横柱；51、贯穿孔；6、连接竖柱；61、限位块；7、封堵头；71、铰接块；72、铰接柱；73、圆台部。

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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所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，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

本发明提供一种技术方案：一种纳米气泡射流器，包括：射流管1，如图5所示，射流管1的内部形成有供气泡水流通的射流通孔16，射流通孔16包括进水口和出水口；封堵结构，如图2所示，封堵结构设置于射流管1上，且封堵结构具有第一工作状态和第二工作状态，封堵结构处于第一工作状态时，用于封堵出水口，封堵结构处于第二工作状态时，封堵结构与出水口之间形成有环形间隙，环形间隙的直径沿第一方向，由进水口指向出水口逐渐增大，第一方向平行于气泡水的流动方向，封堵结构通过射流通孔16内部的气泡水压力在第一工作状态和第二工作状态之间自由切换。

需要清楚的是，在使用时，可以将该射流管1与气泡水管相焊接，当然射流管1还包括连接部11，连接部11设置于射流管1上，且连接部11用于与气泡水管相连接，并连通进水口和气泡水管。具体的，连接部11可以是多种多样的，例如市面上常见的管道接头、快速接头和喉箍接头等。在本实施例中连接部11为螺纹管，螺纹管的外部开设有外螺纹，而气泡水管的内壁开设有内螺纹，该外螺纹和内螺纹相适配。当需要采用本实用新型纳米气泡射流器进行射流切割时，将两个纳米气泡射流器相向设置，当气泡水管未向射流管1内部的射流通孔16输送高压气泡水时，此时封堵结构处于第一工作状态，能够封堵住射流通孔16，防止气泡水回流。进一步的通过气泡水管向射流管1的内部输送高压气泡水，当压力足够大时，此时封堵结构由第一工作状态变为第二工作状态，即封堵结构与出水口之间形成有环形间隙，并且环形间隙的直径沿第一方向，由进水口指向出水口逐渐增大，第一方向平行于气泡水的流动方向。进而位于射流管1内部的高压气泡水能够从环形间隙中流出，并且喷出的气泡水呈喇叭状，进而相向的喇叭状一定能够形成对冲、切割和打散，其对纳米气泡射流器的制作精度要求不高，在安装时，纳米气泡射流器发生较小偏移时，也基本不影响生产效果。

通过上述，我们可知，封堵结构应该是一种具有弹性的结构，该封堵结构可以是任何种结构，只要其能够实现上述功能即可，能够实现上述功能的封堵结构均受本发明的保护。而本实用新型提出一种具体的封堵结构，如图2和图3所示，封堵结构包括：封堵头7，封堵头7上设置有圆台部73，圆台部73的轴心线平行于第一方向。开设于射流管1出水口上的第一圆台孔14，第一圆台孔14与圆台部73的轴心线重合。弹性组件，弹性组件用于使圆台部73和第一圆台孔14的内壁产生沿第一方向上的抵触力。气泡水压力小于抵触力时，圆台部73的侧面与第一圆台孔14的内壁相贴合。气泡水压力大于抵触力时，圆台部73与第一圆台孔14的内壁之间形成环形间隙。

在此我们需要清楚的是，为了导流，使得高压气泡水能够从环形间隙呈喇叭状喷出。射流管1的出水口上还开设有第二圆台孔15，第一圆台孔14和第二圆台孔15的轴心线重合，且第一圆台孔14和第二圆台孔15沿第一方向由出水口指向进水口依次设置。本发明中所说的圆台孔是指，该孔所形成的物理空间呈圆台状。而圆台部73也是呈圆台状的实体。如图2和图5所示，圆台部73、第一圆台孔14和第二圆台孔15的截面边缘所形成的区域分别为第一等腰梯形、第二等腰梯形和第三等腰梯形，其中：圆台部73的轴心线位于截面内，第一等腰梯形和第二等腰梯形的下底角相等，第三等腰梯形的下底角大于第二等腰梯形的下底角。而此种设计使得，气泡水在沿环形间隙喷出时，气泡水的流径逐渐减小。通过上述可知，当位于射流通孔16内的气泡水压力大于外部的压力时，才会形成环形间隙。而高压气泡水从环形间隙流出时，其流径逐渐减小，进一步的会增加气泡水的内压，当气泡水从环形间隙流出后，其处于的环境中压力骤然减小。进而由于空化效应气泡水内部的气泡会形成为多个粒径更加小的气泡。此种结构更加利于制造粒径较小的纳米气泡。利用空化效应进行空化制造微小气泡的原理，为极为成熟的理论，因此在此不做过多赘述。

具体的，第一等腰梯形的下底角范围为30°至45°，其可以为30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°和45°中的任意一个度数，也可以是上述相邻度数之间的任意度数。第三等腰梯形的下底角为50°至65°，其可以为50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°、60°、61°、62°、63°、64°和65°中的任意一个度数，也可以是上述相邻度数之间的任意度数。

在本实用新型的一个实施例中，如图2和图3所示，弹性组件包括：连接横柱5，连接横柱5沿第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向。且连接横柱5与射流管1之间形成有沿第一方向上的移动间隙17。此处的移动间隙17是指，连接横柱5的两端分别插接与射流管1的内壁中，并且连接横柱5能够沿第一方向进行自由移动，其移动的范围即为移动间隙17沿第一方向上的长度。连接竖柱6，连接竖柱6沿第一方向延伸，且连接竖柱6的第一端与连接横柱5相连接，连接竖柱6的第二端与封堵头7相连接。此处需要清楚的是，通过移动间隙17的大小能够控制环形间隙的大小。

具体的，可以在连接横柱5的两端设置上弹性件，弹性件与连接横柱5能够产生沿第一方向的弹力。弹性件可以是多种多样的，例如：伸缩弹簧，其中伸缩弹簧的轴心线沿第一方向延伸。在本实施例中，如图3所示，弹性件为两个橡胶套3，两个橡胶套3分别套接于连接横柱5的两端，且橡胶套3镶嵌于射流管1内壁中，由于橡胶套3的材质为橡胶，因此其具有弹性。当位于射流通孔16中的高压气泡水，想要冲开封堵头7形成环形间隙，并从射流通孔16中逃逸时，高压气泡水向封堵头7施加的压力需要大于封堵头7与第一圆台孔14之间所形成的抵触力。同时当封堵头7沿第一方向，向远离出水口的方向移动时，封堵头7能够通过连接竖柱6带动连接横柱5也沿第一方向移动。而连接横柱5沿第一方向移动时，橡胶套3能够向连接横柱5施加一个沿第一方向阻止连接横柱5沿第一方向移动的力。当连接横柱5沿第一方向的移动距离越大时，该力就越大。当位于射流通孔16中的气泡水压力减小，直至气泡水对封堵头7产生的压力小于橡胶套3产生的弹性阻力时，此时连接横柱5能够在橡胶套3的弹力作用下复位。进一步的，连接横柱5能够通过连接竖柱6带动封堵头7复位。

通过上述可知，在本实施例中，通过橡胶套3限制连接横柱5沿第一方向移动。而当橡胶套3对连接横柱5产生的弹性阻力越大时，则位于射流通孔16中的气泡水压力越大才能冲开封堵头7。因此为了更加便于本发明中纳米气泡射流器的使用，该纳米气泡射流器还包括：调节结构，调节结构用于调节圆台部73和第一圆台孔14的内壁之间抵触力的大小。具体的，本实施例中，如图3和图4所示，调节结构包括：与橡胶套3一一对应的连接管12，连接管12设置于射流管1上，且连接管12中形成有用于容纳橡胶套3的限位槽13，连接管12的轴心线沿第二方向延伸；与连接管12一一对应的调节钮2，调节钮2与连接管12螺纹连接，且调节钮2用于挤压位于限位槽13中的橡胶套3。

具体的，如图3所示，调节钮2与连接管12的连接形式可以是多种多样的，如图3所示，调节钮2与连接管12螺纹连接，而橡胶套3沿第二方向上的高度大于限位槽13沿第二方向的深度。即橡胶套3是突出于限位槽13的。当旋拧调节钮2时，则会挤压或者放松位于限位槽13内部的橡胶套3。由于橡胶套3是套接在连接横柱5上的，因此不同挤压状态的橡胶套3能够对连接横柱5产生不同的横向的挤压力。进而能够通过此种方式来调节橡胶套3对连接横柱5沿第一方向移动时所产生的弹性阻力。

在本发明的另一个实施例中，橡胶套3沿第二方向上的高度可以小于限位槽13沿第二方向的深度。此时只需要在调节钮2中设置挤压柱即可。挤压柱的轴心线沿第二方向延伸，用于对橡胶套3进行挤压。同时为了便于通过调节钮2进行调节，调节钮2可以是各种形状的。例如各种棱柱状，便于使用者通过管钳或者扳手对其进行旋转。作为优选的，如图1所示，调节钮2呈正六棱柱状。

需要清楚的是，为了进一步的降低本发明纳米气泡射流器的制作精度。橡胶套3的内部设置有轴承4，轴承4与连接横柱5相套接，连接竖柱6的第二端通过铰接组件与封堵头7相铰接。此种设计能够避免因硬性连接，导致封堵头7封堵时产生偏移，而导致的封堵不严。或者在出水时，因封堵头7产生偏移而导致的环形缝隙不均匀，进而导致出水不均匀。

具体的，如图6所示，铰接组件包括：一对设置于封堵头7上的铰接块71，连接竖柱6的第二端位于两个铰接块71之间；铰接柱72，铰接柱72的轴心线沿第三方向延伸，第三方向分别与第一方向和第二方向垂直，铰接柱72固定于两个铰接块71之间，且铰接柱72贯穿连接竖柱6。

需要清楚的是，连接横柱5和连接竖柱6在使用时，所要经受高压气泡水的冲击，因此在制作时需要采用较为价格较为昂贵的合金进行制作。而当横截面积一定时，空心管的力学强度优于实心柱。因此在本发明中，如图7所示，连接横柱5和连接竖柱6均为空心管状结构。同时为了减小高压气泡水对连接横柱5的冲击，在连接横柱5上开设有多个贯穿孔51，贯穿孔51的轴心线平行于第一方向。这样在连接横柱5的使用过程中，其内外壁的压力能够一致，进而能够提升其使用寿命。并且连接竖柱6的第一端贯穿连接横柱5，且连接竖柱6的第一端设置有限位块61。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种纳米气泡射流器，其特征在于，包括：

射流管(1)，所述射流管(1)的内部形成有供气泡水流通的射流通孔(16)，所述射流通孔(16)包括进水口和出水口；

封堵结构，所述封堵结构设置于所述射流管(1)上，且所述封堵结构具有第一工作状态和第二工作状态，所述封堵结构处于第一工作状态时，用于封堵所述出水口，所述封堵结构处于第二工作状态时，所述封堵结构与出水口之间形成有环形间隙，所述环形间隙的直径沿第一方向，由进水口指向出水口逐渐增大，所述第一方向平行于气泡水的流动方向，所述封堵结构通过射流通孔(16)内部的气泡水压力在第一工作状态和第二工作状态之间自由切换。

2.根据权利要求1所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述封堵结构包括：

封堵头(7)，所述封堵头(7)上设置有圆台部(73)，所述圆台部(73)的轴心线平行于第一方向；

开设于射流管(1)出水口上的第一圆台孔(14)，所述第一圆台孔(14)与所述圆台部(73)的轴心线重合；

弹性组件，所述弹性组件用于使圆台部(73)和第一圆台孔(14)的内壁产生沿第一方向上的抵触力，所述气泡水压力小于所述抵触力时，所述圆台部(73)的侧面与所述第一圆台孔(14)的内壁相贴合，所述气泡水压力大于所述抵触力时，所述圆台部(73)与所述第一圆台孔(14)的内壁之间形成所述环形间隙。

3.根据权利要求2所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述弹性组件包括：

连接横柱(5)，所述连接横柱(5)沿第二方向延伸，且所述连接横柱(5)与射流管(1)之间形成有沿第一方向上的移动间隙(17)，所述第二方向垂直于第一方向；

两个橡胶套(3)，两个所述橡胶套(3)分别套接于所述连接横柱(5)的两端，且所述橡胶套(3)镶嵌于所述射流管(1)内壁中；

连接竖柱(6)，所述连接竖柱(6)沿第一方向延伸，且连接竖柱(6)的第一端与连接横柱(5)相连接，所述连接竖柱(6)的第二端与封堵头(7)相连接。

4.根据权利要求3所述的纳米气泡射流器，其特征在于，其还包括：

调节结构，所述调节结构用于调节圆台部(73)和第一圆台孔(14)的内壁之间抵触力的大小。

5.根据权利要求4所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述调节结构包括：

与橡胶套(3)一一对应的连接管(12)，所述连接管(12)设置于射流管(1)上，且所述连接管(12)中形成有用于容纳所述橡胶套(3)的限位槽(13)，所述连接管(12)的轴心线沿第二方向延伸；

与连接管(12)一一对应的调节钮(2)，所述调节钮(2)与连接管(12)螺纹连接，且调节钮(2)用于挤压位于所述限位槽(13)中的橡胶套(3)，所述调节钮(2)呈正六棱柱状。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述橡胶套(3)的内部设置有轴承(4)，所述轴承(4)与连接横柱(5)相套接，所述连接竖柱(6)的第二端通过铰接组件与封堵头(7)相铰接。

7.根据权利要求6所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述铰接组件包括：

一对设置于封堵头(7)上的铰接块(71)，所述连接竖柱(6)的第二端位于两个所述铰接块(71)之间；

铰接柱(72)，所述铰接柱(72)的轴心线沿第三方向延伸，所述第三方向分别与第一方向和第二方向垂直，所述铰接柱(72)固定于两个所述铰接块(71)之间，且铰接柱(72)贯穿所述连接竖柱(6)。

8.根据权利要求3至5中任意一项所述的纳米气泡射流器，其特征在于，

所述连接横柱(5)和连接竖柱(6)均为空心管状结构，且所述连接横柱(5)上开设有多个贯穿孔(51)，所述贯穿孔(51)的轴心线平行于第一方向；

所述连接竖柱(6)的第一端贯穿所述连接横柱(5)，且连接竖柱(6)的第一端设置有限位块(61)。

9.根据权利要求2至5中任意一项所述的纳米气泡射流器，其特征在于，所述射流管(1)的出水口上还开设有第二圆台孔(15)，所述第一圆台孔(14)和第二圆台孔(15)的轴心线重合，且所述第一圆台孔(14)和所述第二圆台孔(15)沿第一方向由所述出水口指向所述进水口依次设置；

所述圆台部(73)、第一圆台孔(14)和第二圆台孔(15)的截面边缘所形成的区域分别为第一等腰梯形、第二等腰梯形和第三等腰梯形，其中：所述圆台部(73)的轴心线位于所述截面内，所述第一等腰梯形和第二等腰梯形的下底角相等，所述第三等腰梯形的下底角大于所述第二等腰梯形的下底角。

10.根据权利要求1至5任意一项所述的纳米气泡射流器，其特征在于，其还包括：连接部(11)，所述连接部(11)设置于所述射流管(1)上，且所述连接部(11)用于与气泡水管相连接，并连通所述进水口和气泡水管；

所述连接部(11)为螺纹管或者管道接头。

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