CN206980502U - 一种纳米悬浮水气泡发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳米悬浮水气泡发生器，其沿水流方向依次设有相互连通的入水管、多级泵、水分子破坏室、出水管，曝气头，入水管上有进气管，进气管上有通断阀，多级泵及通断阀分别与一控制器相连接；水分子破坏室包括容室本体，容室本体开设有分别连通多级泵的入口和出水管的出口，容室本体的内壁连接有若干相互间隔层叠的挡板层一，并开设有若干贯穿挡板层一的小孔一。其高压气液混合体在定体积下的容室内能够对挡板形成循环冲击，形成一次破坏，用于产生更多、更小的气泡，然后，经过曝气头进行二次破坏，产生直径小于3μm的微米级气泡和纳米级气泡，同时泵及混合室集于一体，无需另外组装。

Description

一种纳米悬浮水气泡发生器

技术领域

本实用新型涉及一种纳米悬浮水气泡发生器。

背景技术

微纳米气泡技术，就是把空气、氧气、氮气、氢气或者其他气体以极细微的气泡方式溶于水中，根据实际需要，可以将不同的气体溶于水而达到需要的效果；一般情况下，纳米气泡粒径越小，气泡浓度越高，与水体的有效接触面积就越大，越有利于水体中其他物质或者生物体的吸收。这将在水产养殖、促进植物根系生长、增强清洗作用、废水处理以及功能性饮用水方面有很大突破。

特别是，我国黑臭河道众多，仅靠水体中的自然溶氧是无法实现黑臭的去除，需采取增氧措施才能保证除臭除腥。增氧通常采用机械方式实现，保证在河塘缺氧或溶氧上下分布不均等情况下达到适宜溶氧量。目前，国内的增氧机有水车式、叶轮式、射流式和充气式等多种类型。各种类型的增氧机都是基于扩散原理增氧，扩散速率取决于缺氧程度、水与空气接触的表面积及水体搅动程度等因素。增氧可促进河塘水体上下交换，增加空气中氧气向水体的溶解，同时起水体透析与去除黑臭作用。

气泡水体除污机理:气泡破裂瞬间，由于气液界面消失的剧烈变化，界面上集聚的高浓度离子将积蓄的化学能一下子释放出来，此时可激发产生大量的羟基自由基(·OH)，具有超高的氧化还原电位，其产生的超强氧化作用可降解水中正常条件下难以氧化分解的水体污染物，实现对水质的净化作用。

中国专利CN101541690A公开了一种以溶气气浮法(DAF)生成大量超微细气泡的微气泡发生装置，其由泵、混合室和喷嘴构成。其中，泵分别吸入气体和液体进行混合；混合室收容从该泵压送的气体和液体进行再次混合；喷嘴从该混合室喷出得到的经再次混合的气体和液体的混合物。在该混合室中，板排列成至少一个以上的层，该板上形成用于使气体和液体的混合物流过的多个孔，该泵的前方设有吸气阀，从而调节流入该泵的气体的量。其说明书中记载公开了对应于混合室的加压灌20结构，如图1所示，加压罐20具有一定大小的内部空间，具备横穿流入处至流出处的内部空间并连接内壁面的一个以上的板层23，24，25，26。这些板层23，24，25，26如图所示，以一定间隔具备多个为宜，各板层23，24，25，26上为使上述水、空气或氧气(或臭氧)的混合物流过，可形成如同孔口(orifice)的孔23a，23b，24a，25a，25b，26a。而且各板层23，24，25，26上形成的孔23a，23b，24a，25a，25b，26a的直径和个数可根据通过该孔的混合物的所需压力来选择。

从流入口21进入到加压罐20内部的水和空气(氧气或臭氧)的混合物流过各板层23，24，25，26上的孔23a，23b，24a，25a，25b，26a，与此同时各个孔23a，23b，24a，25a，25b，26a的后侧发生高湍流混合区域。该区域的湍流引起剧烈的压力变动，由于射流的压力较低，产生负压力区域。在这些条件下，每当产生急剧的压力下降时发生气泡，尤其是如图1所示，经过的板层数量越多，产生的气泡越多而且越小。

因此，为了产生更多、更小的气泡，其只能设置数量更多的板层，只能逐层通过孔口，不能进行循环通过。而且，传统装置中气液混合须有泵及混合室组装连接构成，一方面占用空间大，另一方面，需要人工组装连接，特别是由于压力大，组装连接处须要连接紧密抗压，组装不方便。

有鉴于此，申请人在先申请了一种微纳米气泡发生器，其依次设有入水管、多级泵、水分子破坏室、出水管，以及曝气头，入水管上设有进气管，进气管上设有通断阀，多级泵及通断阀分别与控制器相连接；水分子破坏室包括容室本体，容室本体开设有分别连通多级泵的入口和所述出水管的出口，沿入口至出口方向依次设有多层相互间隔的挡板层，每层挡板层由至少两个相互间隔的挡板单元组合构成，挡板单元上开设有若干贯穿挡板单元的小孔。其高压的气液混合体在定体积下的容室内能够对挡板形成循环冲击，形成一次破坏，用于产生更多、更小的气泡，然后，经过曝气头进行二次破坏，产生直径小于3μm的微米级气泡和纳米级气泡，同时泵及混合室集于一体，无需另外组装。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种结构简单，同样能够使高压的气液混合体在定体积下的容室内能够对挡板形成循环冲击，形成一次破坏，用于产生更多、更小的气泡，然后，经过曝气头进行二次破坏，产生直径小于3μm的微米级气泡和纳米级气泡，同时泵及混合室集于一体，无需另外组装的一种纳米悬浮水气泡发生器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种纳米悬浮水气泡发生器，其沿入水至出水方向依次设有相互连通的入水管、多级泵、水分子破坏室、出水管，以及设置于出水管出水口位置处的曝气头，所述入水管上连通有进气管，所述进气管上设有通断阀，所述多级泵及所述通断阀分别与一控制器相连接；

所述水分子破坏室包括容室本体，所述容室本体开设有分别连通所述多级泵的入口和所述出水管的出口，所述容室本体的内壁还连接有若干相互间隔层叠的挡板层一，所述挡板层一呈圆弧面形状，并开设有若干贯穿所述挡板层一的小孔一。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述多级泵的压力腔体内设有沿水流动方向依次间隔层叠的挡板层二，所述挡板层二也呈圆弧面形状，并开设有若干贯穿所述挡板层二的小孔二。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述多级泵和/或所述水分子破坏室至少设有2个。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述入水管靠近所述多级泵的一端设有储水段，所述储水段呈∩型。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述进水管的进水量与所述的进气管进气量比值为1:1.

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述小孔一和/或所述小孔二的孔径为3～4mm。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述多级泵为立式多级泵或卧式多级泵。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述多级泵的功率为7.5KW或5.5KW。

优选地，上述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其中所述水分子破坏室外径30cm，高度100cm。

较现有技术，本实用新型的有益效果主要体现在：本技术方案中入水管上连通设置进气管，在多级泵作用下，原水与空气吸入混合，沿入水管进入多级泵的压力腔体中，并经过高压注入水分子破坏室进行初次物理破坏，高压的气液混合体由入口高速冲入容室本体，并冲击安装在容室本体内的弧面状的挡板层一，挡板层一上的小孔一对高速的气液混合体形成切割作用，同时，由于相邻挡板层一相互间隔，因此，挡板层一不会对气液混合体形成完全阻挡的作用，并结合在容室本体的壁体阻挡作用下，气液混合体改变流动方向，向相反方向开始冲击挡板层一，然后，在容室本体相对另一侧的壁体阻挡作用下，高速的气液混合体流动方向再次发生改变，如此，形成对挡板层一的循环冲击，即挡板层一上设置的小孔一对高速的气液混合体形成循环切割作用，切割成大量直径小于0.25mm的无压微泡，然后，沿出水管经曝气头二次破坏，喷射而出，产生直径小于3μm的微米级气泡和纳米级气泡。

附图说明

图1：现有技术加压罐结构示意图；

图2：本实用新型实施例1结构示意图；

图3：本实用新型挡板层一结构俯视图；

图4：本实用新型实施例2结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

〖实施例1〗

如图2和图3所示，一种纳米悬浮水气泡发生器，其沿入水至出水方向依次设有相互连通的入水管1、多级泵2、水分子破坏室3、出水管4，以及设置于出水管4出水口位置处的曝气头5，入水管1上连通有进气管6，进气管6上设有通断阀7，多级泵2及通断阀7分别与一控制器(图中未显示)相连接；

水分子破坏室3包括容室本体30，容室本体30开设有分别连通多级泵2的入口和出水管4的出口，容室本体30的内壁还连接有若干相互间隔层叠的挡板层一31，挡板层一31呈圆弧面形状，并开设有若干贯穿挡板层一31的小孔一310。

另外，还值得一提的是，多级泵2的压力腔体20内设有沿水流动方向依次间隔层叠的挡板层二21，挡板层二21也呈圆弧面形状，并开设有若干贯穿所述挡板层二21的小孔二。

由此，在水分子破坏室之前的压力腔体中设置呈圆弧面形状的挡板层二21，对水分子可以在多级泵处进行预破坏，使得后面在水分子破坏室破坏效果更好。

除此之外，在上述技术方案中多级泵2和/或水分子破坏室3至少设有2个，然而传统多为一件泵配合一件水分子破坏室结构。

另外，入水管1靠近多级泵2的一端设有储水段10，储水段10呈∩型。

此外，在多次实践中，设计将进水管4的进水量与进气管7进气量比值设置为1:1，产生的无压微泡效果最佳。

在上述的技术方案中通断阀8优选为电磁比例阀。

而，该技术方案中的多级泵可以采用立式多级泵或卧式多级泵，多级泵的功率可选用为7.5KW或5.5KW。

而且，上述技术方案中小孔一310和/或所述小孔二的孔径优选为3～4mm。

而且，本技术方案中水分子破坏室外径L为30cm，高度H为100cm。

本技术方案中入水管上连通设置进气管，在多级泵作用下，原水与空气吸入混合，沿入水管进入多级泵的压力腔体中，并经过高压注入水分子破坏室进行初次物理破坏，高压的气液混合体由入口高速冲入容室本体，并冲击安装在容室本体内的弧面状的挡板层一，挡板层一上的小孔一对高速的气液混合体形成切割作用，同时，由于相邻挡板层一相互间隔，因此，挡板层一不会对气液混合体形成完全阻挡的作用，并结合在容室本体的壁体阻挡作用下，气液混合体改变流动方向，向相反方向开始冲击挡板层一，然后，在容室本体相对另一侧的壁体阻挡作用下，高速的气液混合体流动方向再次发生改变，如此，形成对挡板层一的循环冲击，即挡板层一上设置的小孔一对高速的气液混合体形成循环切割作用，切割成大量直径小于0.25mm的无压微泡，然后，沿出水管经曝气头二次破坏，喷射而出，产生直径小于3μm的微米级气泡和纳米级气泡。

此外，在本实施例中，入水管1和出水管4分别对应设置在相对的两侧，应用环境对应于一边是原污水，另一边是处理后的净化水，原污水和净化水分开。

〖实施例2〗

如图4所示，本实施例与上述实施例1结构和原理基本相似，其不同在于：在本实施例中，入水管1和出水管4分别对应设置在同一侧，应用环境对应于原污水和净化水在同一容腔中。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：沿入水至出水方向依次设有相互连通的入水管、多级泵、水分子破坏室、出水管，以及设置于出水管出水口位置处的曝气头，所述入水管上连通有进气管，所述进气管上设有通断阀，所述多级泵及所述通断阀分别与一控制器相连接；

所述水分子破坏室包括容室本体，所述容室本体开设有分别连通所述多级泵的入口和所述出水管的出口，所述容室本体的内壁还连接有若干相互间隔层叠的挡板层一，所述挡板层一呈圆弧面形状，并开设有若干贯穿所述挡板层一的小孔一。

2.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述多级泵的压力腔体内设有沿水流动方向依次间隔层叠的挡板层二，所述挡板层二也呈圆弧面形状，并开设有若干贯穿所述挡板层二的小孔二。

3.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述多级泵和/或所述水分子破坏室至少设有2个。

4.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述入水管靠近所述多级泵的一端设有储水段，所述储水段呈∩型。

5.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述入水管的进水量与所述的进气管进气量比值为1:1。

6.根据权利要求2所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述小孔一和/或所述小孔二的孔径为3～4mm。

7.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述多级泵为立式多级泵或卧式多级泵。

8.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述多级泵的功率为7.5KW或5.5KW。

9.根据权利要求1所述的一种纳米悬浮水气泡发生器，其特征在于：所述水分子破坏室外径30cm，高度100cm。