CN201896079U - 一种脱气水制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱气水制备装置，其包括有可容置水体的处理腔(6)，所述处理腔上设有进水口(1)和出水口(17)，其中，该装置还包括有向所述处理腔(6)中的水体发射超声波的超声发射单元(7)，利用超声波的空化效应以对水体进行脱气。该装置可以对水体进行连续脱气，脱气效果好，且维护成本低廉。

Description

一种脱气水制备装置

技术领域

本实用新型属于超声医疗设备技术领域，具体涉及一种脱气水制备装置。

背景技术

在超声治疗，尤其是聚焦超声治疗中，超声换能器和治疗目标体表面之间需要有超声耦合性较好的介质，而脱气水具有优越的超声通透性能，在超声治疗，尤其是聚焦超声治疗中的需求量很大。

现有的超声治疗用脱气水的制备方式主要有两种：一种是将水经过一定时间煮沸，排除水里的空气后形成脱气水，这种方式的脱气效果尚可，但不能连续制备脱气水，需要将煮沸水转移后，再次注入水进行煮沸，即需要一定的煮沸时间，而且还需要经过很长的冷却时间或需要另外采用冷却装置将水温降到人体可接受的温度后才能进行使用；另一种是利用渗透膜进行过滤脱气，这种方式虽然可以实现脱气水的连续脱气，脱气效果较好，但设备成本过高，用于更换滤膜的维护费用也较高，而且单位时间内的脱气水制备量也有限，采用这种方式所制备的脱气水的脱气质量和脱气速度呈反比。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种可以对水体进行连续脱气，脱气效果好，且维护成本低廉的脱气水制备装置。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该脱气水制备装置包括有可容置水体的处理腔，所述处理腔上设有进水口和出水口，其中，该脱气水制备装置还包括有向所述处理腔中的水体发射超声波的超声发射单元，利用超声波的空化效应以对水体进行脱气。

该脱气水制备装置利用超声波的空化效应对水体进行脱气的脱气效果与采用加热设备进行脱气以及采用过滤膜进行脱气相比，在脱气效果相同的情况下，其脱气效率明显要高很多，并且可以根据需求通过调节超声波功率，从而可快速调节脱气质量，即调节水中氧溶解度。也就是说，本实用新型装置既提高了脱气的效率，同时还具有良好可控性。

本实用新型通过利用超声波的空化效应，即超声波在工作状态下，会产生舒张和收缩两种力量，在超声波舒张阶段，水中的局部压力降低，当压力约低于50％大气压时，水中气体便会膨胀形成气泡，然后因为气泡的浮力而从水中排出，从而可以去除水中的气体。

其中，所述处理腔的下部向其两侧中的任意一侧延伸形成导入管，所述进水口设于导入管的开口处；所述处理腔的上部向其两侧中的任意一侧延伸形成导出管，所述出水口设于导出管的开口处。优选所述导出管设于导入管相对的一侧。

优选的是，所述导入管上可设有用于控制导入管中水体流量的第一控制阀，所述导出管上可设有用于控制导出管中脱气水流量的第二控制阀。

进一步优选的是，所述导入管的外管壁上可设有第一加热单元，用于加热导入管中的水体，以进一步加强超声空化脱气效果；所述导出管的外管壁上可设有第一冷却单元，用于冷却经处理后的脱气水，以便于尽快使用。

其中，所述处理腔的形状为柱状或筒状，所述超声发射单元设于处理腔的外壁上。优选所述超声发射单元套在处理腔的外壁上，超声发射单元的横截面可为圆形、方形、正六边形或正八边形。

优选的是，所述超声发射单元套在处理腔外壁的中部，在处理腔外壁的上部和下部还设有第二加热单元，以进一步促进处理腔的超声空化脱气的效果。

其中，第一加热单元可将水体的温度加热到35-40℃，第二加热单元可将处理腔中的水体加热到40-50℃，第一冷却单元可将脱气水的温度降至20-25℃。

进一步优选的是，该超声脱气水装置中还包括有用于对超声发射单元进行冷却的第二冷却单元。

更优选的是，所述第二冷却单元为包绕在超声发射单元上的第二冷却管，所述第一冷却单元为包绕在导出管上的第一冷却管，所述第一加热单元为包绕在导入管上的第一加热管，所述第二加热单元为包绕在处理腔上的第二加热管，所述第二冷却管的出口与第一冷却管的入口连通，所述第一冷却管的出口与进水口连通。

优选的是，所述处理腔的内壁面呈螺旋状，这样当处理腔中的水自下而上流动时会产生涡流，以提供脱气效果。进一步优选的是，所述处理腔内部的底面上还安装有搅拌器，通过搅拌器的搅拌，使水体呈涡流状，可进一步提交水体的脱气效率。

优选的是，该装置中还包括有脱气泵，所述处理腔上部为空腔，所述空腔与所述脱气泵连通，在脱气泵的作用下，处理腔内可产生负压，由于负压条件下水体内含气量会减小，因而可以进一步促进超声空化脱气的效果，同时还能抽去处理腔内的水体中不断溢出的空气。

进一步优选的是，所述空腔与脱气泵之间还设有过滤器，以吸取溢出气体中过多的水汽，同时防止处理腔中的水进入脱气泵中，保护脱气泵的稳定工作。

更优选的是，所述处理腔与过滤器之间还安装有三通阀，从而可根据使用条件，在不需要负压的条件下，使处理腔直接与外界相通。

其中，所述超声发射单元采用超声换能器，其中聚焦或非聚焦超声换能器都可以采用。

本实用新型装置利用超声波进行脱气，其中超声发射单元的功率与脱气速度成正比，功率越大，水中气体排出越快，但超声波输出功率越大，则超声发射单元的制作难度增加。

优选的是，超声发射单元的输出功率范围为1000W-10000W，其所发出的超声波的频率范围为50KHz-1000KHz。

本实用新型脱气水制备装置主要利用超声波的空化效应，在超声波舒张阶段，水中的局部压力降低，当压力约低于50％大气压时，使水中气体膨胀形成气泡，然后因为气泡的浮力从水中排出，从而可对水体进行连续脱气。

本实用新型装置结合了超声波空化、负压、加热等三种脱气方式，使脱气效率和质量都得到了保证，而且可实现对脱气水的连续制备。由于没有诸如滤膜等易耗件，其维护成本也不高。

本实用新型装置所具有的三种脱气方式，可同时使用，也可以根据具体情况单独使用其中的一种或两种，从而大大的提高了设备的使用灵活性和适用性。比如，当不需要使用超声脱气功能时，可关闭第一控制阀和第二控制阀，从而只实现加温煮沸脱气和/或负压脱气。

附图说明

图1为本实用新型脱气水制备装置的结构示意图

图中：1-进水口；2-导入管；3-第一加热管；4-第一控制阀；5-第二加热管；6-处理腔；7-超声发射单元；8-第二冷却管；9-循环水流入口；10-第二控制阀；11-第一冷却管；12-导出管；13-空腔；14-过滤器；15-脱气泵；16-搅拌器；17-出水口。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

如图1所示，本实用新型脱气水制备装置包括有可容置水体的处理腔6、以及向处理腔6中的水体发射超声波的超声发射单元7。本实施例中，超声发射单元7可采用聚焦或非聚焦超声换能器，优选采用聚焦超声换能器。该超声换能器的输出功率范围为1000W-10000W，优选为3000W；该超声换能器所发出的超声波的频率范围为50KHz-1000KHz，优选为400KHz。

本实施例中，处理腔6为一中空的圆筒，处理腔6上设有进水口1和出水口17。所述超声换能器也为筒状，其横截面可为圆形、方形、正六边形或正八边形等。在超声功率源的驱动下，该筒状超声换能器产生超声波，超声波通过空化等效应激发处理腔6中水体内的气体析出，形成气泡上浮到水体表面溢出。

其中，处理腔6的下部向处理腔6的左侧继续延伸以形成导入管2，导入管2的开口处即为进水口1；处理腔6的上部向处理腔6的右侧继续延伸以形成导出管12，导出管12的开口处即为出水口17。

另外，在导入管2上设有用于控制导入管2中水体流量的第一控制阀4，导出管12上设有用于控制导出管12中脱气水流量的第二控制阀10。所述第一控制阀4和第二控制阀10都采用电磁流量控制阀。

在导入管2上包绕有自动可调的第一加热管3，第一加热管3可对进入导入管2的水体进行初步加热，所加热温度的范围为35℃-40℃。

在导出管12上包绕有第一冷却管11，用于冷却经处理后的脱气水，以便于能够尽快使用，第一冷却管11可将水温降至20℃-25℃。

其中，筒状超声换能器设于处理腔6的外壁的中段，在处理腔6的上下部分外壁上包绕有自动可调的第二加热管5，第二加热管可以将处理腔6中的水加热至40℃-50℃，利用水内含气量随水温升高而降低的规律，促进超声空化脱气的效果。

在筒状超声换能器上包绕有第二冷却管8，第二冷却管8的出口与第一冷却管11的入口连通，外接水源由循环水流入口9(设于第二冷却管8的入口处)进入第二冷却管8中，对工作中的筒状超声换能器进行冷却，确保超声换能器的稳定工作。循环冷却水通过第二冷却管8冷却超声换能器后，进入第一冷却管11中，对导出管12内的脱气水进行冷却。第一冷却管11与进水口1连通，循环冷却水最后从进水口1中进入处理腔6中，进行脱气。

处理腔6的内壁面为螺纹状壁面，从而水在自下而上的流动中会产生涡流，以提高脱气效率。另外，在处理腔6的内部底面上还安装有搅拌器16，搅拌器16使得处理腔6内正在脱气的水呈涡流状，形成搅拌状态，以进一步提高脱气效率。

也可仅在处理腔6的内部底面上安装搅拌器16，而不对处理腔6的内壁面进行处理。

如图1所示，处理腔6的上部为空腔13，该空腔13通过过滤器14与脱气泵15连通。由于脱气泵15的作用，在处理腔6内可产生负压，由于负压条件下水内含气量会减小，从而可促进超声空化脱气的效果，同时还能抽去处理腔6内水中不断溢出的空气。过滤器14的目的就是吸取溢出气体中过多的水汽，同时防止处理腔6中的水进入脱气泵15，保护脱气泵15的稳定工作。

在过滤器14与处理腔6之间还可以连接一个三通阀，根据使用条件，如在不需要负压的条件下，将处理腔6直接与外界相连。

工作时，进入循环水流入口9的外接水源可以是经过预处理(包括过滤、去离子等处理过程)的水，该预处理水流经循环水流入口9、第二冷却管8、第一冷却管11后，已经得到了初步的加温，然后通过进水口1进入处理腔6内进行脱气，成为脱气水，该脱气水最后经出水口17流出本实用新型装置。这样既充分利用了热能，又提高了速度，从而达到了节能和高效的目的。在利用超声波进行脱气的同时，脱气泵15也同时工作，在处理腔6内产生负压，并抽去处理腔6内水中不断溢出的空气。

当然，经过预处理(包括过滤、去离子等过程)的水体也可以直接由进水口1进入本实用新型装置，经导入管2并通过第一控制阀4流入处理腔6内进行处理，在处理腔6内经过超声空化，加热，负压等多种脱气方式综合作用后的水体，其含气量大为降低，已经达到脱气效果，最后该脱气水经第二控制阀10并通过导出管12流出本实用新型装置。

本实用新型的第一加热管3、第二加热管5这两个自动可调加热管可使用电加热或燃气加热，实现能源的可选择使用，拓宽本实用新型的适用面。

本实用新型超声脱气装置中，利用超声波进行脱气的部分可单独作为脱气设备使用，当同时使用加热管进行加热，和/或同时使用脱气泵进行负压脱气时，可以进一步提高脱气效率和质量，降低时间成本。

另外，本实用新型中超声换能器的驱动源既可单独配置，也可以利用超声治疗设备的功率源。在治疗前的准备过程中，由于此时不需要使用治疗设备的超声功率源来驱动超声治疗换能器(用于超声治疗的换能器)，这时该功率源可以驱动本实用新型中的超声换能器来制备脱气水，当制备的脱气水满足治疗设备首次需要后，在进行超声治疗的过程中，由于治疗设备这时只需要少量的循环脱气水，因此可降低本实用新型装置中的超声换能器的功率，此时只需要采用治疗设备的超声功率源中较小的一部分能量来驱动本实用新型装置中的超声换能器，因而不会影响超声功率源对超声治疗换能器的驱动，确保了治疗的安全有效，同时达到了综合利用超声功率源的目的，提高了超声功率源的使用效率，节约了治疗的总体成本。

本实用新型装置结合了超声波空化、负压、加热等三种脱气方式，使脱气效率和质量都得到了保证，而且可实现连续的脱气水制备，由于没有诸如滤膜等易耗件，维护成本也不高。本实用新型的三种脱气方式，可同时使用，也可以根据具体的情况单独使用其中一种或两种，从而大大的提高了设备使用灵活性和适用性。如不使用超声脱气功能时，可关闭第一控制阀4和第二控制阀10(以保证处理腔6形成密闭腔，便于进行负压脱气)，实现加温煮沸脱气或/和负压脱气。

实施例2：

本实施例中脱气水制备装置与实施例1中的区别是，本实施例的装置中不具有过滤器14和脱气泵15。

本实施例中其他的结构以及使用过程都与实施例1相似，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (20)

1.一种脱气水制备装置，包括有可容置水体的处理腔(6)，所述处理腔上设有进水口(1)和出水口(17)，其特征在于该装置还包括有向所述处理腔(6)中的水体发射超声波的超声发射单元(7)。

2.根据权利要求1所述的脱气水制备装置，其特征在于所述处理腔(6)的下部向其两侧中的任意一侧延伸形成导入管(2)，所述进水口(1)设于导入管(2)的开口处；所述处理腔(6)的上部向其两侧中的任意一侧延伸形成导出管(12)，所述出水口(17)设于导出管(12)的开口处。

3.根据权利要求2所述的脱气水制备装置，其特征在于所述导入管(2)上设有用于控制导入管(2)中水体流量的第一控制阀(4)，所述导出管(12)上设有用于控制导出管(12)中脱气水流量的第二控制阀(10)。

4.根据权利要求2所述的脱气水制备装置，其特征在于所述导入管(2)的外管壁上设有第一加热单元，用于加热导入管(2)中的水体；所述导出管(12)的外管壁上设有第一冷却单元，用于冷却经处理后的脱气水。

5.根据权利要求4所述的脱气水制备装置，其特征在于所述处理腔(6)的形状为柱状或筒状，所述超声发射单元(7)设于处理腔(6)的外壁上。

6.根据权利要求5所述的脱气水制备装置，其特征在于所述超声发射单元(7)套在处理腔(6)外壁的中部，在处理腔(6)外壁的上部和下部还设有第二加热单元。 

7.根据权利要求6所述的脱气水制备装置，其特征在于所述第一加热单元可将水体的温度加热到35-40℃，第二加热单元可将处理腔(6)中的水体加热到40-50℃，第一冷却单元可将脱气水的温度降至20-25℃。

8.根据权利要求6所述的脱气水制备装置，其特征在于该装置中还包括有用于对超声发射单元(7)进行冷却的第二冷却单元；优选的是，所述第二冷却单元为包绕在超声发射单元(7)上的第二冷却管(8)，所述第一冷却单元为包绕在导出管(12)上的第一冷却管(11)，所述第一加热单元为包绕在导入管(2)上的第一加热管(3)，所述第二加热单元为包绕在处理腔(6)上的第二加热管(5)，所述第二冷却管(8)的出口与第一冷却管(11)的入口连通，所述第一冷却管(11)的出口与进水口(1)连通。

9.根据权利要求1-8之一所述的脱气水制备装置，其特征在于所述处理腔(6)的内壁面为螺旋状壁面。

10.根据权利要求9所述的脱气水制备装置，其特征在于所述处理腔(6)内部的底面上安装有搅拌器(16)。

11.根据权利要求10所述的脱气水制备装置，其特征在于该装置中还包括有脱气泵(15)，所述处理腔(6)上部为空腔(13)，所述空腔(13)与所述脱气泵(15)连通。

12.根据权利要求11所述的脱气水制备装置，其特征在于所述空腔(13)与脱气泵(14)之间设有过滤器(14)。

13.根据权利要求12所述的脱气水制备装置，其特征在于所述处理腔(6)与过滤器(14)之间安装有三通阀。 

14.根据权利要求1-8之一所述的脱气水制备装置，其特征在于该装置中还包括有脱气泵(15)，所述处理腔(6)上部为空腔(13)，所述空腔(13)与所述脱气泵(15)连通。

15.根据权利要求14所述的脱气水制备装置，其特征在于所述空腔(13)与脱气泵(14)之间设有过滤器(14)。

16.根据权利要求15所述的脱气水制备装置，其特征在于所述处理腔(6)与过滤器(14)之间安装有三通阀。

17.根据权利要求15所述的脱气水制备装置，其特征在于所述超声发射单元(7)采用聚焦或非聚焦超声换能器。

18.根据权利要求15所述的脱气水制备装置，其特征在于超声发射单元(7)的输出功率范围为1000-10000W，其所发出的超声波的频率范围为50KHz-1000KHz。

19.根据权利要求1-8之一所述的脱气水制备装置，其特征在于所述超声发射单元(7)采用聚焦或非聚焦超声换能器。

20.根据权利要求1-8之一所述的脱气水制备装置，其特征在于超声发射单元(7)的输出功率范围为1000-10000W，其所发出的超声波的频率范围为50KHz-1000KHz。