CN116920646A - 气液混合系统、自动混合气泡水机以及气液混合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气液混合系统、自动混合气泡水机以及气液混合方法，包括气液混合容器；供气容器，所述供气容器的输出端通过进气管路连接到所述气液混合容器；供液容器，所述供液容器的输出端通过进液管路连接到所述气液混合容器；控制单元，包括气体控制器和液体控制器，分别用于控制进气管路和进液管路的通断；雾化单元，对进入到气液混合容器内的液体进行雾化；液体检测构件，布置在所述进液管路上，并且通过PCB板控制气体控制器的开启。本发明的有益效果在于：将进气管路的开启键布置到进液管路上，系统在确保进液管路上有液体注入时，才打开进气管路进行气体的注入，保证气液混合容器内不会过多地注入气体导致液体无法注入。

Description

气液混合系统、自动混合气泡水机以及气液混合方法

技术领域

本发明涉及气液混合的技术领域，尤其涉及一种气液混合系统、自动混合气泡水机以及气液混合方法。

背景技术

制备气液混合物的相关技术中，通常会采用罐体溶气方案，罐体溶气方案需在罐内存储一定量的气体，罐内气压比较高，向罐内加入液体时的液压也需要比较高，对罐体的承压性能要求也比较高，此外，当罐内溶解的气体为诸如氢气等易燃气体时，会存在安全风险。

专利文献CN200310117311.8公开了一种加气饮料饮水机，用户在使用过程中，需要先用水杯接水，然后将接了水的水杯放在充气位置，将充气管伸入水杯的液面之下进行充气。通过这种方式进行充气的缺陷主要有两点：1、高压气体通过充气管充入水杯内，容易导致水杯内水飞溅；2、充气管裸露在外，一旦误操作，喷出的高压气体容易引发人身危害。

授权公告号为CN217887577U的中国实用新型专利提供了一种种气液混合装置、气液混合系统及饮水机，该气液混合装置包括：混合机构和释压机构，所述混合机构具有进气口、进液口和气液混合物出口；所述释压机构包括释压细管，所述释压细管与所述气液混合物出口相连，用于对气液混合物进行释压，本实用新型的实施例可以保证气液混合物具有较佳的气体浓度。

该实用新型仅对气液混合的浓度进行了改进，在混合方法上仍然沿用了常规的直接将气体和液体通入到混合容器内进行混合。

以上两个专利说明了现有技术中在气液混合过程中存在的问题：1、在混合过程中如果气体或者液体缺少，则会导致气液混合失败，即，混合液的浓度降低，或者气体充入过多，导致混合容器内气压大，液体无法通入；2、气体和液体接触面积不够，混合不充分。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种气液混合系统。

包括，

气液混合容器；

供气容器，所述供气容器的输出端通过进气管路连接到所述气液混合容器；

供液容器，所述供液容器的输出端通过进液管路连接到所述气液混合容器；

控制单元，包括气体控制器和液体控制器，分别用于控制进气管路和进液管路的通断；

所述进液管路上还设有单向阀；

雾化单元，布置在所述气液混合容器内并且和进液管路连接，对进入到气液混合容器内的液体进行雾化；

液体检测构件，布置在所述进液管路上，并且通过PCB板控制气体控制器的开启。

通过采用上述技术方案，将进气管路的开启键布置到进液管路上，系统在确保进液管路上有液体注入时，才打开进气管路进行气体的注入，保证气液混合容器内不会过多地注入气体导致液体无法注入；同时，在出液端设置雾化单元对液体进行雾化，增大液体和气体地接触面积，使气体和液体进行充分地混合。

上述技术方案的进一步设置为：所述液体控制器为串联在出液管路上的进水泵；所述气体控制器为第一电磁阀。

通过采用上述技术方案，单项阀的设置，使得液体仅能够从供液容器朝向气液混合容易注入，而不能反向注入，避免了液体回流或者混合液体回流进入到供液容器的现象。

上述技术方案的进一步设置为：所述液体检测构件为管道液位传感器。

通过采用上述技术方案，液位检测构件在检测进水管路内是否有液体流经时具有较高的可靠性和较强的防干扰能力，不会被进液管道内空气中的水蒸气所干扰，同时，也不受温度、压力、液体颜色影响，能够准确地检测到进液管路内是否有液体，并且将检测结果迅速传递至PCB板。

上述技术方案的进一步设置为：还包括报警单元，包括混合液保护器和缺气保护器；所述报警单元连接到PCB，当气液混合容器内缺液体和/或供气容器缺气体时进行报警。

通过采用上述技术方案，能够使用户及时知晓系统内的情况，并且对供液容器或供气容器做出补充，使系统能够顺利进行，避免了气液混合补充分或者气液混合容器内溶液过多外溢等意外情况。

上述技术方案的进一步设置为：所述混合液保护器包括布置在气液混合容器上的低水位探头和高水位探头；

所述缺气保护器包括设置在进气管路上的压力开关。

上述技术方案的进一步设置为：所述进气管路上位于所述压力开关和供气容器之间设置有第一减压阀。

本发明还提供了一种自动混合气泡水机，包括以上所述的气液混合系统。

包括机壳，所述供液容器、供气容器以及气液混合容器均设置在机壳内，且所述机壳内布置有用于检测水箱安装位置的水箱开关。

通过采用上述技术方案，供液容器在安装时，需要正确安装到指定位置，才能够触发水箱开关，从而开启气液混合系统；供液容器没有安装到指定位置时，PCB板会发出报警信号提醒用户重新安装。

上述技术方案的进一步设置为：所述机壳上设有出水嘴，且所述出水嘴通过出液管路连通到气液混合容器；所述出水管路上布置有出水泵。

本发明还公开了一种气液混合方法，包括以下步骤：

S1、接通电源并安装水箱；

S2、水箱正确安装后，控制系统启动，检查气体压力；

S3、液体控制组件打开，将供液容器内的液体抽取至气液混合容器内；

S4、液体检测构件检测到进液管路上有液体通过，气体控制组件打开，将供气容器内的气体通过进气管路输送至气液混合容器内；

S5、液体通过雾化单元呈雾粒喷射到气液混合容器内，并且在气液混合容器内和气体充分混合，形成混合液；

S6、气液混合容器内的混合液保护器检测到高水位时，液体控制组件关闭，进液管路不再进水，控制系统关闭。

上述技术方案的进一步设置为：所述步骤S4中，液体检测构件未检测到液体通过时，将缺水信号反馈至控制系统，控制系统进行缺水报警。

上述技术方案的进一步设置为：所述步骤S3中，进气管路上设置有缺气保护器，当缺气保护器检测到进气管路内的气压小于设定值时，将缺气信号反馈至PCB板，PCB板进行缺气报警，同时液体控制组件不启动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、将进气管路的开启键布置到进液管路上，系统在确保进液管路上有液体注入时，才打开进气管路进行气体的注入，保证气液混合容器内不会过多地注入气体导致液体无法注入；

2、在出液端设置雾化单元对液体进行雾化，增大液体和气体地接触面积，使气体和液体进行充分地混合；

3、设置报警单元，能够使用户及时知晓系统内的情况，并且对供液容器或供气容器做出补充，使系统能够顺利进行，避免了气液混合补充分或者气液混合容器内溶液过多外溢等意外情况。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为实施例2的爆炸结构示意图。

图3为实施例2中即可内部的安装结构示意图。

附图上标注：100、气液混合容器；

200、供液容器；

300、供气容器；

400、雾化单元；

500、液体检测构件；

600、液体控制器；；

700、气体控制器；

800、压力开关；

900、减压阀；

1、机壳；1.1、出水嘴；

2、隔板；

3、混合液保护器；

4、出水泵；

6、水箱开关。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-3所示，以下实施例公开了气液混合系统、自动混合气泡水机以及气液混合方法。

实施例1

本实施例公开了一种气液混合系统。

包括，

气液混合容器100；

供气容器300，所述供气容器300的输出端通过进气管路连接到所述气液混合容器100；

供液容器200，所述供液容器200的输出端通过进液管路连接到所述气液混合容器100；

控制单元，包括气体控制器700和液体控制器600，分别用于控制进气管路和进液管路的通断；

所述进液管路上还设有单向阀7；

雾化单元400，布置在所述气液混合容器100内并且和进液管路连接，对进入到气液混合容器100内的液体进行雾化；

液体检测构件500，布置在所述进液管路上，并且通过PCB板控制气体控制器700的开启。

以上为本实施例的基础方案。系统启动时，液体控制器600打开，供液容器200内的液体在液体控制器600的作用下通过进液管路向气液混合容器100内注入，当液体在进液管路内流经液体检测构件500时，液体检测构件500检测到液体的经过，并且将该信号传递至PCB板，PCB板对气体控制器700下指令，气体控制器700打开，于是，供气容器300内的气体沿着进气管路注入到气液混合容器100内。

当液体进到进液管路上的雾化单元400时，在雾化单元400的雾化作用下形成极小颗粒的雾粒，雾粒和进入到气液混合容器100内的气体充分混合，形成混合液体。

本实施例中，液体为水，气体为CO2，形成的混业液体为气泡水。

本实施例中，供液容器200为一水箱，供气容器300为一气瓶。

本实施例的设置中，将进气管路的开启键布置到进液管路上，系统在确保进液管路上有液体注入时，才打开进气管路进行气体的注入，保证气液混合容器100内不会过多地注入气体导致液体无法注入；同时，在出液端设置雾化单元400对液体进行雾化，增大液体和气体地接触面积，使气体和液体进行充分地混合。

单项阀7的设置，使得液体仅能够从供液容器200朝向气液混合容器100注入，而不能反向注入，避免了液体回流或者混合液体回流进入到供液容器200的现象。

本实施例中，所述液体控制器600为串联在出液管路上的进水泵；所述气体控制器700为第一电磁阀。

液体控制器600打开时，进水泵打开，进水泵对供液容器200进行液体地抽取，液体通过出液管路朝气液混合容器100注入。

供气容器300为一气瓶，在初始状态下，供气容器300内的气压大于外部气压，即，大于进气管路内的气压。当第一电磁阀打开后，气体能够自从沿着进气管路朝气液混合容器100注入，因此无需设置抽气装置。

本实施例中，所述液体检测构件500为管道液位传感器。

优选的，本实施例中的液体检测构件500为光电式的管道液位传感器。

光电式的管道液位传感器的工作原理：传感器利用一组红外光学组件，通过精准结构处理后形成感应线路，通过判断水与空气中的光折率不同，快速稳定做出状态判断。

管道液位传感器特点：传感器内部没有机械运动部件，不需要调试，具有较强的防干扰能力，重复精度及可靠性高，不受温度、压力、液体颜色影响，耗电少，寿命长，兼容性设计多种应用。

得益于管道液位器的特点，本实施例中，液位检测构件在检测进水管路内是否有液体流经时具有较高的可靠性和较强的防干扰能力，不会被进液管道内空气中的水蒸气所干扰，同时，也不受温度、压力、液体颜色影响，能够准确地检测到进液管路内是否有液体，并且将检测结果迅速传递至PCB板。

本实施例中，所述雾化单元400为冲击式雾化器。

雾化器是将溶液雾化，是原子化系统的重要部件，其性能对测定的精密度和化学干扰等产生显著影响。因此要求雾化器喷雾稳定、雾滴细小、均匀和雾化效率高。

冲击式雾化器的原理类似空气压缩式雾化器，也叫射流式雾化，是根据文丘里(Venturi)喷射原理，利用压缩空气通过细小管口形成高速气流，产生的负压带动液体或其它流体一起喷射到阻挡物上，在高速撞击下向周围飞溅使液滴变成雾状微粒从出气管喷出。

该雾化器有如下优点：高效无油活塞式压缩机，日常免维护、操作更简单方便；几乎没有液体残留量，液体利用率高；雾化的颗粒超细，并且不易碰撞结合；纯机械性产品，故障率极低，维修费用低，使用寿命长，一般正常使用5～10年。

得益于冲击式雾化器的上述优点，本实施例中大大增加了液体和气体的接触面积，从而使得混合效率得到极大的提升，能够得到充分混合的溶液。

在本系统的使用中，还可能由于供水容器缺水或者供气容器300气体不足导致气液混合失败或者无法进行充分的气液混合，因此，本实施例中，还包括报警单元，包括混合液保护器和缺气保护器；所述报警单元连接到PCB，当气液混合容器100内缺液体和/或供气容器300缺气体时进行报警。

当供水容器内的液体无法被进水泵抽取时，即，进液管路中没有液体经过液体检测构件500，因此无法打开第一电磁阀，即，当没有液体注入时，液不会有气体注入；

当供气容器300内的气体不足时，缺气保护气启动，将缺气的信号传递至PCB板，PCB板发出缺气的报警信号；

混合液保护器3作用于气液混合容器100中，对气液混合容器100内的液位进行检测，并且将检测信号传递给PCB板，通过PCB板做出判断后进行下一步操作；当检测信号为高液位时，液体控制器600关闭，此时液体不再注入到气液混合容器100内，而液位检测构件无法检测到液体的通过，通过PCB板将气体控制器700关闭；当检测信号为低液位时，PCB板给液体控制器600发出开启指令，对气液混合容器100内不断注入液体和气体进行混合。

报警单元的设置，能够使用户及时知晓系统内的情况，并且对供液容器200或供气容器300做出补充，使系统能够顺利进行，避免了气液混合补充分或者气液混合容器100内溶液过多外溢等意外情况。

具体的，本实施例中，所述混合液保护器3包括布置在气液混合容器100上的低水位探头和高水位探头；

所述缺气保护器包括设置在进气管路上的压力开关800。

混合液保护器3布置在气液混合容器100上，且低水位探头和高水位探头均伸入到气液混合容器100内部进行水位的检测。

压力开关800布置在进气管路上，对进气管路内经过的气压进行检测。压力开关800具有一个设定值并且在初始状态下关闭。第一电磁阀700打开时，供气容器300内的气体溢出，对压力开关800产生压力，起初压力未到达压力开关800的设定值，压力开关800仍然处于关闭状态，随着压力的增大，该压力到达设定值时，压力开关800打开，气体能够通过并且继续注入到气液混合容器100内。

本实施例中，该压力的设定值优选设置为4.0Bar。即，进气管路内的气体压力未达到4.0Bar时，压力开关800不打开，且PCB板判定为缺气状态，进行缺气报警。

本实施例中，为了对进气管路内的气体压力进行平衡，避免进气管路内气压过大或过小，所述进气管路上位于所述压力开关800和供气容器300之间设置有第一减压阀900。

气体从供气容器300溢出时，首先经过第一减压阀900减压到设定值，再以均衡的压力在进气管路内移动。

压力过大时，容易将进气管路胀破；而压力过小时，则无法从压力开关800通过，需要在压力开关800的位置积攒到足够气体产生能够通过的压力，导致气体注入不稳定。

同时，用户可以通过改变第一减压阀900的设定值，以改变气体输入效率，从而调节气液混合的浓度。

实施例2

本实施例是对实施例1在气泡水机上的实际使用，包括实施例1所述的气液混合系统。

还包括机壳1，所述供液容器200、供气容器300以及气液混合容器100均设置在机壳1内，且所述机壳1内布置有用于检测水箱安装位置的水箱开关6。

具体的，机壳1内通过隔板2将内腔分隔成上下两个腔室，供液容器200/供气容器300以及气液混合容器100均设置在上方的腔室，进水泵610和PCB板设置在下方的腔室。

水箱开关6设置在隔板2的底部，和下方腔室中的PCB板连接。供液容器200在安装时，需要正确安装到指定位置，才能够触发水箱开关6，从而开启气液混合系统；供液容器200没有安装到指定位置时，PCB板会发出报警信号提醒用户重新安装。

本实施例中，所述机壳1上设有出水嘴1.1，且所述出水嘴1.1通过出液管路连通到气液混合容器100；所述出水管路上布置有出水泵4。

打开机壳1上的出水按钮，PCB板发出指令，出水泵4打开，气液混合容器100内生成的气泡水通过出液管路从出水嘴1.1进行出水。

实施例3

本实施例是针对实施例1和实施例2的气液混合方法，包括以下步骤：

S1、接通电源并安装水箱；

S2、水箱正确安装后，控制系统启动，检查气体压力；

S3、液体控制组件打开，将供液容器200内的液体抽取至气液混合容器100内；

S3、液体检测构件500检测到进液管路上有液体通过，气体控制组件打开，将供气容器300内的气体通过进气管路输送至气液混合容器100内；

S4、液体通过雾化单元400呈雾粒喷射到气液混合容器100内，并且在气液混合容器100内和气体充分混合，形成混合液；

S5、气液混合容器100内的混合液保护器3检测到高水位时，液体控制组件关闭，进液管路不再进水，控制系统关闭。

并且，在气液混合过程中，所述步骤S4中，液体检测构件500未检测到液体通过时，将缺水信号反馈至控制系统，控制系统进行缺水报警。

本实施例中，所述步骤S3中，进气管路上设置有缺气保护器，当缺气保护器检测到进气管路内的气压小于设定值时，将缺气信号反馈至PCB板，PCB板进行缺气报警，同时液体控制组件不启动。

本实施例中，缺水时间设定为20s，即，当进水泵运行时间超过20s时，液体检测构件500仍未检测到液体的通过，此时液体检测构件500将缺水信息反馈至PCB板，PCB板进行缺水报警。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种气液混合系统，其特征在于：包括，

气液混合容器(100)；

供气容器(300)，所述供气容器(300)的输出端通过进气管路连接到所述气液混合容器(100)；

供液容器(200)，所述供液容器(200)的输出端通过进液管路连接到所述气液混合容器(100)；

控制单元，包括气体控制器(700)和液体控制器(600)，分别用于控制进气管路和进液管路的通断；

所述进液管路上还设有单向阀(7)；

雾化单元(400)，布置在所述气液混合容器(100)内并且和进液管路连接，对进入到气液混合容器(100)内的液体进行雾化；

液体检测构件(500)，布置在所述进液管路上，并且通过PCB板控制气体控制器(700)的开启。

2.根据权利要求1所述的气液混合系统，其特征在于：所述液体控制器(600)为串联在出液管路上的进水泵；所述气体控制器为第一电磁阀。

3.根据权利要求1所述的气液混合系统，其特征在于：所述液体检测构件(500)为管道液位传感器。

4.根据权利要求1所述的气液混合系统，其特征在于：还包括报警单元，包括混合液保护器(3)和缺气保护器；所述报警单元连接到PCB，当气液混合容器(100)内缺液体和/或供气容器(300)缺气体时进行报警。

5.根据权利要求4所述的气液混合系统，其特征在于：所述混合液保护器(3)包括布置在气液混合容器(100)上的低水位探头和高水位探头；

所述缺气保护器包括设置在进气管路上的压力开关(800)。

6.根据权利要求5所述的气液混合系统，其特征在于：所述进气管路上位于所述压力开关(800)和供气容器(300)之间设置有第一减压阀(900)。

7.一种自动混合气泡水机，包括权利要求1-6任一项所述的气液混合系统，其特征在于：包括机壳(1)，所述供液容器(200)、供气容器(300)以及气液混合容器(100)均设置在机壳(1)内，且所述机壳(1)内布置有用于检测水箱安装位置的水箱开关(6)。

8.根据权利要求7所述的自动混合气泡水机，其特征在于：所述机壳(1)上设有出水嘴(1.1)，且所述出水嘴(1.1)通过出液管路连通到气液混合容器(100)；所述出水管路上布置有出水泵(4)。

9.一种气液混合方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、接通电源并安装水箱；

S2、水箱正确安装后，控制系统启动，检查气体压力；

S3、液体控制组件打开，将供液容器(200)内的液体抽取至气液混合容器(100)内；

S3、液体检测构件(500)检测到进液管路上有液体通过，气体控制组件打开，将供气容器(300)内的气体通过进气管路输送至气液混合容器(100)内；

S4、液体通过雾化单元(400)呈雾粒喷射到气液混合容器(100)内，并且在气液混合容器(100)内和气体充分混合，形成混合液；

S5、气液混合容器(100)内的混合液保护器(3)检测到高水位时，液体控制组件关闭，进液管路不再进水，控制系统关闭。

10.根据权利要求9所述的气液混合方法，其特征在于：所述步骤S4中，液体检测构件(500)未检测到液体通过时，将缺水信号反馈至控制系统，控制系统进行缺水报警。

11.根据权利要求9所述的气液混合方法，其特征在于：所述步骤S3中，进气管路上设置有缺气保护器，当缺气保护器检测到进气管路内的气压小于设定值时，将缺气信号反馈至PCB板，PCB板进行缺气报警，同时液体控制组件不启动。