CN206121543U - 一种微泡发生装置 - Google Patents

Abstract

一种微泡发生装置，包括微泡发生器和供料组件。微泡发生器有两个结合体。第一结合体有凹陷部，其内侧面形成第一螺旋线。第一结合体有直径小于凹陷部的第一孔，第一孔与凹陷部连通并贯通。凹陷部的内侧面形成延凹陷部内侧面的凹陷的方向延伸的吸入槽，第二结合体具有与第一孔连通的第二孔，第二结合体外侧面有第二螺旋线与凹陷部螺旋结合。第二孔直径从端部向第一结合体方向减小。两结合体结合时凹陷部有空间，吸入槽与空间连通。微泡发生器设=在供料组件上，供料组件内外壁形成两空间，分别给第二孔供应液体和给吸入槽供应气体。吸入槽吸空气后与第二孔液体从第一孔排出，利用文丘里效应吸入气体后产生气泡，省去强制供应气体的空压机等。

Description

一种微泡发生装置

技术领域

本实用新型涉及的领域是微泡发生装置，特别涉及一种微泡发生装置。

背景技术

微泡为液体内部存在的气体，因液体的表面张力而形成球状。通常情况下，微泡的比重比液体低，因此会浮到液体表面。但微泡小于一定大小时（直径为10-20微米），就不会直接浮到液体表面，而在液体中长时间滞留，或因液体压力的作用下不断压缩，最终被破裂而完全溶解于液体中。

所以，微泡在液体中长时间滞留或因液体压力而完全溶解于液体中的现象，可在多种领域获得应用。比如，微生物培养器中通入微小气泡而提高其培养效率等，因此开发产生微泡的装置是非常必要的。

另一方面，在目前已披露的专利文献中，传统的微泡发生器是通过液体和气体混合的流体产生微泡。传统的微泡发生器是通过空压机强制通入空气而产生微泡，但空压机存在价格高、能耗高等缺陷。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述传统技术中存在的问题而开发的，本实用新型是提供利用文丘里效应（Venturi Effect）吸入气体而产生微泡的一种微泡发生装置。

采用的技术方案是：

一种微泡发生装置，包括至少一个微泡发生器和一个供料组件。

每个微泡发生器，均包括第一结合体和第二结合体。

第一结合体有从一端向另一端凹陷形成的凹陷部，凹陷部内侧面形成第一螺旋线。第一结合体有直径小于凹陷部的第一孔，第一孔与凹陷部连通并贯通到另一端。凹陷部的内侧面形成吸入槽，吸入槽延凹陷部内侧面的凹陷部凹陷的方向延伸。

第二结合体具有与第一孔连通的第二孔，第二结合体在外侧面形成第二螺旋线，与凹陷部螺旋结合，第一结合体和第二结合体从一端贯通到另一端。

第二孔的直径从第二结合体一端向另一端减小。第二孔越接近第一孔，直径会越小，为变径孔。

第二结合体和第一结合体的凹陷部螺旋结合时，第二结合体的一端与第一结合体凹陷部之间存在空间，吸入槽与空间连通。

供料组件包括外壁和在外壁的内部构成的内壁。外壁和内壁间形成第一空间，内壁的内部形成第二空间。而且,至少一个第一贯通孔贯穿外壁，至少一个第二贯通孔贯穿内壁。在此，第一贯通孔和第二贯通孔在相对应的位置形成，并在第一贯通孔和第二贯通孔中插入气泡发生器。此时，吸入槽与第一空间连通，第二孔与第二空间连通。

第一供应孔贯穿供料组件的外壁，与第一空间贯通。第二供应孔贯穿供料组件的外壁，与第二空间贯通。

还具备凸出构件、第一法兰、管状构件和第二法兰。

在此，凸出构件是从第二供应孔向外延伸，第一法兰从凸出构件的末端向外侧方向延伸，

第二法兰是从管状构件末端向外侧方向延长，通过螺栓和螺母与第一法兰连接。

外壁的外侧和第一结合体的一端间设置第一密封装置。第一密封装置设置在吸入槽的外侧。

第二结合体向第二空间凸出的一端向外侧方向有凸出的凸出部，内壁的内侧和凸出部间设置第二密封装置。

供料组件整体上可以是圆柱形或者正六面体形等。供料组件下方可设有旋转装置。

其优点在于：

根据本实用新型，利用文丘里效应(Venturi Effect)吸入气体后产生气泡，因此具有可以省去强制供应气体的空压机等手段的效果。

附图说明

图1为微泡发生器的分解斜视图。

图2为第一结合体的剖视图。

图3为第二结合体的剖视图。

图4为微泡发生器的综合斜视图。

图5为图4的剖面图。

图6为图5中A部的局部放大图。

图7为本实用新型的供料组件为方形时的分解斜视图。

图8为本实用新型的供料组件为方形时主视分解剖视图。

图9为本实用新型的供料组件为方形时俯视剖视图。

图10为本实用新型的供料组件为圆柱形时的分解斜视图。

图11为实施例3的俯视局部剖视图。

图12为实施例4的主视图。

图13为供气时候的剖视图。

图14为气体从吸入槽被吸入的运行过程图。

图15为图14中的B部放大图。

图16为气体和液体在空间被混合后从第一孔排出的的运行过程图。

图17为图16中的C部放大图。

具体实施方式

本详细说明书中对各图纸的构成要素均进行了编号，需要注意的一点是，对于同一个构成要素，即使出现在不同的图纸中，也尽量使用同一编号。而且，“第一”、“第二”等用语的出现是为了将一个构成要素与另一个构成要素进行区别而使用，不因上述用语而受到限制。

微泡发生器为100，属于第一结合体的部分采用11开头编号，属于第二结合体的部分采用12开头编号。供料组件相关的部件采用13开头编号，密封装置采用14开头编号，凸出构件相关的部件采用15开头编号。安装相关部件采用16开头编号。

实施例1

一种微泡发生装置，包括四个微泡发生器100和一个供料组件130。

每个微泡发生器100，均包括第一结合体110和第二结合体120。

第一结合体110有从一端向另一端凹陷形成的凹陷部113，凹陷部113内侧面形成第一螺旋线115。第一结合体110有直径小于凹陷部113的第一孔112，第一孔112与凹陷部113连通并贯通到另一端。凹陷部113的内侧面形成吸入槽111，吸入槽111延凹陷部113内侧面的凹陷部113凹陷的方向延伸。

第二结合体120具有与第一孔112连通的第二孔121，第二结合体120在外侧面形成第二螺旋线122，与凹陷部113螺旋结合，第一结合体110和第二结合体120从一端贯通到另一端。

第二孔121的直径从第二结合体120一端向另一端逐渐减小。即, 第二孔121越接近第一孔112，直径会越小，为变径孔。

第二结合体120和第一结合体110的凹陷部113螺旋结合时，第二结合体120的一端与第一结合体110凹陷部113之间存在空间114，吸入槽111与空间114连通。

在此，供料组件130包括外壁133和在外壁133的内部构成的内壁135。外壁133和内壁135间形成第一空间132，内壁135的内部形成第二空间131。即，供料组件130具有双壁结构，区分为两个空间（第一和第二空间(132, 131)）。而且, 第一贯通孔133a贯穿外壁133，第二贯通孔135a贯穿内壁135。在此，第一贯通孔133a和第二贯通孔135a可以在相对应的位置形成，并在第一贯通孔133a和第二贯通孔135a中插入气泡发生器100。此时，吸入槽111与第一空间132连通，第二孔121与第二空间131连通。

第一供应孔134贯穿供料组件130的外壁133，与第一空间132贯通。第二供应孔136贯穿供料组件130的外壁133，与第二空间131贯通。

所述的微泡发生器100为四个，供料组件130中可以形成四组第一贯通孔133a和第二贯通孔135a，每组第一贯通孔133a和第二贯通孔135a均可插入微泡发生器100。

还可以具备凸出构件150、第一法兰153、管状构件152和第二法兰151。

在此，凸出构件150是从第二供应孔136向外延伸，第一法兰153从凸出构件150的末端向外侧方向延伸，

第二法兰151是从管状构件152末端向外侧方向延长，通过螺栓和螺母与第一法兰153连接。

外壁133的外侧和第一结合体110的一端间设置第一密封装置140。第一密封装置140设置在吸入槽111的外侧。

第二结合体120向第二空间131凸出的一端向外侧方向有凸出的凸出部123，内壁135的内侧和凸出部123间设置第二密封装置141。

第一密封装置140和第二密封装置可采用已知技术的密封装置。

第一密封装置140和第二密封装置141均为橡胶密封圈。

在第一结合体110中形成两个平坦面160，两个平坦面160是在第一结合体110的外侧面形成的相平行的两个面。

在第二结合体120中形成两个一字型槽161，一字型槽161是从第二结合体120向第二空间131凸出的面凹陷的两个槽。

第一结合体110整体上为圆柱形，形成从一端到另一端的凹陷部113，凹陷部113的内侧面形成第一螺旋线115。此时凹陷部113内侧面形成的第一螺旋线115与第二结合体120外侧面形成的第二螺旋线122螺旋结合。而且在第一结合体110中形成贯通凹陷部113的末端到第一结合体110另一端的第一孔112。

在此，第一孔112与凹陷部113连通，但直径小于凹陷部113的直径。即在第一结合体110上从一端到另一端的走向上形成凹陷部113后，再形成直径小于凹陷部113的第一孔112。

而且在凹陷部113的内侧面形成吸入槽111。在此，吸入槽111延凹陷部113内侧面的凹陷部113凹陷的方向延伸，延凹陷部113的放射方向凹陷而形成。另一方面，第一孔112起到排放液体和气体的作用，吸入槽111起到吸入气体的作用。

第二结合体120整体上为圆柱形。为了将第二结合体120的一端插入到凹陷部113,在外侧面形成第二螺旋线122，与凹陷部113内侧面形成的第一螺旋线115螺旋结合。而且，在第二结合体120形成第二孔121。在此，第二孔121从第二结合体120的一端贯通到另一端，第二结合体120插入到第一结合体110的凹陷部113，以螺旋方式结合时，与第一结合体110的第一孔112连通。此时，第二孔121的直径从第二结合体120一端向另一端逐渐减小。即,第二孔121越接近第一孔112，直径会越小。在此, "直径减小"指的是直径逐渐变小，或因一个以上的段差阶梯121a直径急剧减小。

另一方面，第二结合体120和第一结合体110的凹陷部113螺旋结合时，第二结合体120的一端不能与第一结合体110凹陷部113的末端完全贴紧。即，第二结合体120和凹陷部113之间存在空间114(参考图 6扩大图)。此时，凹陷部113中形成的吸入槽111与上述空间114连通，在第一结合体110和第二结合体120结合的状态下,向第二结合体 120的第二孔121供应液体，吸入槽111就能吸入空气。具体来说，向第二结合体120的第二孔121供应的液体(图 6扩大图中的实线)因第二孔121的直径越接近第一孔112就越小，因此速度加快，压力降低。如此，液体（实线）的压力降低，气体（点线）就会通过吸入槽111被吸入（文丘里效应），经凹陷部113后通过第一孔112排出。即，从第二孔121供应液体(实线)，经第一孔112排放时，通过吸入槽111吸入气体(点线)，与液体(实线)一起从第一孔112排出。最终，微泡发生器100通过第一孔112排出液体和气体的混合流体，同时形成非常微小的气泡。在此，微泡发生器100排出的气泡大小是10-20微米 (μm)单位的。因此，气泡排出后不会立即浮到溶液表面，而长期滞留在溶液中或被溶解到溶液中。

如图7和图9所示，为了向第二孔121供应的液体，向吸入槽111供应空气，需具备供料组件130。

在此，供料组件130包括外壁133和在外壁133的内部构成的内壁135。外壁133和内壁135间形成第一空间132，内壁135的内部形成第二空间131。即，供料组件130具有双壁结构，区分为两个空间（第一和第二空间(132, 131)）。而且, 第一贯通孔133a贯穿外壁133，第二贯通孔135a贯穿内壁135。在此，第一贯通孔133a和第二贯通孔135a可以在相对应的位置形成，并在第一贯通孔133a和第二贯通孔135a中插入气泡发生器100。此时，吸入槽111与第一空间132连通，第二孔121与第二空间131连通。

第一供应孔134贯穿供料组件130的外壁133，与第一空间132贯通。第二供应孔136贯穿供料组件130的外壁133，与第二空间131贯通。

随之，吸入槽111可以吸入向第一空间132供应的空气，第二孔121可以接纳向第二空间131供应的液体。而且，为了向第一空间132供应空气，第一供应孔134贯穿供料组件130的外壁133，与第一空间132贯通。

这种第一供应孔134中连接管道等，可以向第一空间132供应气体。如此，通过第一供应孔134向第一空间132供应空气时，最终空气被吸入到与第一空间132连通的第一结合体110的吸入槽111。而且,在图纸上第一供应孔134形成在供料组件130的侧面，但本实用新型的权利要求不限定于此。比如，第一供应孔134可以形成在供料组件130的上面或下面。

另一方面，为了向第二空间131供应液体，第二供应孔136贯穿供料组件130的外壁133，与第二空间131贯通。通过第二供应孔136向第二空间131供应液体时，最终可以向与第二空间131连通的第二结合体120的第二孔121供应液体。

需要补充说明的是，为了将泵等设备与供料组件130连接，可以具备凸出构件150、第一法兰153、管状构件152和第二法兰151。在此，凸出构件150是为了与第二供应孔136连通而从供料组件130凸出的构件，第一法兰153是从凸出构件150的末端向外侧方向（凸出构件150凸出方向的垂直方向）延伸而形成。而且，管状构件152是为了与泵等连接而以管状形成，第二法兰151是从管状构件152末端向外侧方向(管状构件152长度方向的垂直方向)延长而形成。因此，用螺栓和螺母将第一法兰153和第二法兰151连接后，通过泵等供应的液体经管状构件152，然后经过凸出构件150，然后经过第二供应孔136传递到第二空间131。

另一方面，进一步仔细观察微泡发生器100和供料组件130的结合关系。首先，第一结合体110的一端与外壁133的外侧接触。而且第二结合体120中形成从第二结合体120的另一端(向第二空间131凸出的一端)向外侧方向(放射方向)凸出的凸出部123。这种凸出部123与内壁135的内侧接触。此时，为了密封微泡发生器100和供料组件130的间隙,外壁133的外侧和第一结合体110的一端间设置第一密封装置140，内壁135的内侧和凸出部123间设置第二密封装置141。但为了防止吸入槽111的堵塞，第一密封装置140设置在吸入槽111的外侧。

而且，为了保证第一结合体110和第二结合体120的螺旋结合效果，第一结合体110中形成平坦面160(请参考图9)，在第二结合体120中形成一字型槽161(参考图8)。此时，平坦面160是在第一结合体110的外侧面形成的相平衡的两个面，一字型槽161是从第二结合体120的另一端(向第二空间131凸出的面)凹陷的两个槽。因此，向第二结合体120的一字型槽161中插入螺丝刀或硬币等固定后，利用钳子、扳手或扳钳等旋转第一结合体110的平坦面160，第一结合体110和第二结合体120就会完美螺旋结合。

而且，如图7所示，可以安装多个微泡发生器100。即，供料组件130中可以形成多组第一贯通孔133a和第二贯通孔135a，每组第一贯通孔133a和第二贯通孔135a均可插入微泡发生器100。此时，通过一个供料组件130供应液体和气体，在多个微泡发生器100中产生气泡，因此可以实现气泡发生效率的最大化。在图纸上标识的微泡发生器100是4个，但不局限于此，可以通过供应液体的泵的规格和需要的气泡量等确定微泡发生器100的安装数量。

本实施例中，供料组件130整体上是正六面体形状，在四个侧面各安装一个微泡发生器100。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：供料组件130整体上是圆柱形。延外圆周边按均匀的距离安装微泡发生器100。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，其不同之处在于：如图11所示，微泡发生器100可以斜插入供料组件130的外壁。即,微泡发生器100不是垂直插入供料组件130的外壁133的，而是形成钝角或锐角插入供料组件130的外壁133。此时，第一结合体110的第一孔112延伸的方向与外壁133形成钝角(β)或锐角(α)，例如：锐角(α)45度，因此在第一孔112中气泡形成涡流并排出，由此将气泡均匀地传递到溶液中。

实施例4

实施例4与实施例1基本相同，其不同之处在于：

如图12所示，可以安装旋转供料组件130的旋转装置170。在此，旋转装置170是以微泡发生器100插入到供料组件130方向的垂直轴为基准旋转供料组件130。

微泡发生器100插入到正六面体形状的供料组件130侧面时，旋转装置170以供料组件130上下方向的中心轴为基准旋转供料组件130，此时，供料组件以第一孔112排出气泡方向的垂直轴为基准旋转，因此，在第一孔112中气泡形成涡流并排出，气泡均匀地传递到溶液中。例如可以在凸出构件150外表面设有有第一齿轮和轴承，然后使用电机输出轴带动的第二齿轮与第一齿轮啮合，轴承通过支架支撑住凸出构件150以及供料组件130，使得供料组件130旋转。另一方面，旋转装置170不受特别的限制，可以利用本领域里共知的电机和齿轮等实现。旋转装置170为已知技术。

其工作过程：

图13至图17是根据本实用新型实施例的微泡发生装置运行过程的纵断面图，参考图纸观察微泡发生装置的运行过程。图13至图17中，液体用实线，气体用虚线标识。

首先，如图13所示，利用泵向管状构件152提供液体，经凸出构件150和第二供应孔136，液体传递到供料组件130的第二空间131。而且，通过第一供应孔134，气体传递到供料组件130的第一空间132。即，液体以一定的流量供应到供料组件130的第二空间131，供料组件130的第一空间132是气体已被传递的状态。

其次，如图14和15所示，按一定流量供应到供料组件130的第二空间131的液体，供应到第二结合体120的第二孔121。此时，第二结合体120的第二孔121越接近第一结合体110的第一孔112方向，直径会越小，因此一定流量液体的流速加快，压力降低。如此，液体的压力降低，存在于供料组件130第一空间132的气体通过第一结合体110的吸入槽111被吸入。最终结果是，在不需要空压机等强制供应气体的装置的情况下，利用文丘里效应，可以自然地吸入空气。

还有，如图16和17所示，供应到第二结合体120第二孔121的液体和第一结合体110吸入槽111的气体在第一结合体110凹陷部113和第二结合体120间的空间114中混合。如此，液体和气体混合后可以产生非常小的气泡。这种气泡通过第一结合体110的第一孔112排出。

但供料组件130的形状不一定必须是正六面体形状或圆柱形，可以制作成本领域里共知的所有形状。

综上所述，本实用新型涉及的微泡发生装置可以产生非常小的气泡，因此，可以广泛应用到多种领域。比如，本实用新型涉及的微泡发生装置可以用于微生物培养器、废水处理设施、净化池、水族馆等。特别是，将本实用新型涉及的微泡发生装置用于微生物培养器时，产生微小气泡，提高传氧效率，因此可以大幅提升微生物培养效率。

100:微泡发生器。

110:第一结合体、111:吸入槽、112:第一孔、113:凹陷部、114:空间、115:第一螺旋线。

120:第二结合体、121:第二孔、121a:阶梯、122:第二螺旋线、123:凸出部。

130:供料组件、131:第二空间、132:第一空间、133:外壁、133a:第一贯通孔、134:第一供应孔、135:内壁、135a:第二贯通孔、136:第二供应孔。

140:第一密封装置、141:第二密封装置。

150:凸出构件、151:第二法兰、152:管状构件、153:第一法兰。

160:平坦面、161: 一字型槽。

170: 旋转装置。

Claims (9)

1.一种微泡发生装置，包括至少一个微泡发生器(100)和一个供料组件(130)；

每个微泡发生器(100)，均包括第一结合体(110)和第二结合体(120)；

第一结合体(110)有从一端向另一端凹陷形成的凹陷部(113)，凹陷部(113)内侧面形成第一螺旋线(115)；第一结合体(110)有直径小于凹陷部(113)的第一孔(112)，第一孔(112)与凹陷部(113)连通并贯通到另一端；凹陷部(113)的内侧面形成吸入槽(111)，吸入槽(111)延凹陷部(113)内侧面的凹陷部(113)凹陷的方向延伸；

第二结合体(120)具有与第一孔(112)连通的第二孔(121)，第二结合体(120)在外侧面形成第二螺旋线(122)，与凹陷部(113)螺旋结合，第一结合体(110)和第二结合体(120)从一端贯通到另一端；

第二孔(121)的直径从第二结合体(120)一端向另一端减小；第二孔(121)越接近第一孔(112)，直径会越小，为变径孔；

第二结合体(120)和第一结合体(110)的凹陷部(113)螺旋结合时，第二结合体(120)的一端与第一结合体(110)凹陷部(113)之间存在空间(114)，吸入槽(111)与空间(114)连通；

供料组件(130)包括外壁(133)和在外壁(133)的内部构成的内壁(135)；外壁(133)和内壁(135)间形成第一空间(132)，内壁(135)的内部形成第二空间(131)；而且,至少一个第一贯通孔(133a)贯穿外壁(133)，至少一个第二贯通孔(135a)贯穿内壁(135)；在此，第一贯通孔(133a)和第二贯通孔(135a)在相对应的位置形成，并在第一贯通孔(133a)和第二贯通孔(135a)中插入气泡发生器(100)；此时，吸入槽(111)与第一空间(132)连通，第二孔(121)与第二空间(131)连通；

第一供应孔(134)贯穿供料组件(130)的外壁(133)，与第一空间(132)贯通；第二供应孔(136)贯穿供料组件(130)的外壁(133)，与第二空间(131)贯通。

2.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：在第一结合体(110)中形成两个平坦面(160)，两个平坦面(160)是在第一结合体(110)的外侧面形成的相平行的两个面；

在第二结合体(120)中形成两个一字型槽(161)，一字型槽(161)是从第二结合体(120)向第二空间(131)凸出的面凹陷的两个槽。

3.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：还具备凸出构件(150)、第一法兰(153)、管状构件(152)和第二法兰(151)；

在此，凸出构件(150)是从第二供应孔(136)向外延伸，第一法兰(153)从凸出构件(150)的末端向外侧方向延伸，

第二法兰(151)是从管状构件(152)末端向外侧方向延长，通过螺栓和螺母与第一法兰(153)连接。

4.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：外壁(133)的外侧和第一结合体(110)的一端间设置第一密封装置(140)；第一密封装置(140)设置在吸入槽(111)的外侧；

第二结合体(120)向第二空间(131)凸出的一端向外侧方向有凸出的凸出部(123)，内壁(135)的内侧和凸出部(123)间设置第二密封装置(141)。

5.根据权利要求4所述的一种微泡发生装置，其特征在于：第一密封装置(140)和第二密封装置(141)均为橡胶密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：供料组件(130)整体上是圆柱形，在外圆周边设置微泡发生器(100)。

7.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：供料组件(130)整体上是正六面体形，在侧面设置微泡发生器(100)。

8.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：微泡发生器(100)斜插入供料组件（130)的外壁。

9.根据权利要求1所述的一种微泡发生装置，其特征在于：供料组件(130)下方设有旋转装置(170)。