CN207493515U - 一种微纳米气泡发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及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。

Description

一种微纳米气泡发生器

技术领域

本实用新型涉及一种微纳米气泡发生器。

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

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

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。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种微纳米气泡发生器，旨在高压的 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。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种微纳米气泡发生器，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，沿所述入口至所述出口方向 依次设有多层相互间隔的挡板层，每层所述的挡板层由至少两个相互 间隔的挡板单元组合构成，所述挡板单元上开设有若干贯穿挡板单元 的小孔。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述曝气头包括曝 气腔体，所述曝气腔体的出水端面开设有出水微孔。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述入水管沿入水 至出水方向依次包括第一管道和第二管道，以及连通第一管道和第二 管道的第一管阀，所述第一管道上还连通有注水管，注水管上设有第 二管阀，所述进气管与所述第二管道连通。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，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，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述通断阀为电磁 比例阀。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述多级泵为立式 多级泵或卧式多级泵。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述多级泵的功率 为7.5KW或5.5KW。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述小孔孔径为3～ 4mm。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述出水微孔直径 为3mm。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中相邻的所述挡板层 呈平行间隔设置。

优选地，上述的一种微纳米气泡发生器，其中所述入口和所述出 口由上而下设置，所述挡板单元呈倾斜向下设置。

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罐中，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挡板层，挡板单元上设置的小孔对高速的气液混 合体形成切割作用，同时，由于相邻挡板层相互间隔，每层挡板层的 挡板单元也相互间隔，即容室本体相当于内置整体贯通的通道，因此， 挡板层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，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，形成对挡板层的循环冲击，即 挡板单元上设置的小孔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：本实用新型结构示意图；

图3：本实用新型水分子破坏室结构剖视图；

图4：本实用新型水分子破坏室实施例1结构俯视图；

图5：本实用新型水分子破坏室实施例2结构俯视图；

图6：本实用新型水分子破坏室实施例3结构俯视图。

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：

如图2至图6所示，一种微纳米气泡发生器，其沿入水至出水方向依次设有相互连通 的入水管4、多级泵9、水分子破坏室及出水管12，以及设置于出水管12出水口位置处的曝气头13，入水管4上连通有进气管7，进气管7上设有通断阀8，多级泵9及通断阀8 分别与控制器6相连接，其通过控制器控制多级泵的工作输出及通断阀的开通与关断，控制 器控制多级泵9开始工作，同时，通断阀8打开，其将原水通过入水管4吸入，同时空气 也开始吸入，与原水进行混合，一起进入压力罐内；

如图3所示，水分子破坏室包括容室本体1，该容室本体1开设有入口10和出口11，其沿入口10至出口11方向依次设有多层相互间隔的挡板层2，每层所述的挡板层2由至 少两个相互间隔的挡板单元20组合构成，挡板单元20上开设有若干贯穿挡板单元20的 小孔3。

吸入多级泵压力罐中的气液混合体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挡板层，挡板单元上设 置的小孔对高速的气液混合体形成切割作用，同时，由于相邻挡板层相互间隔，每层挡板层 的挡板单元也相互间隔，即容室本体相当于内置整体贯通的通道，因此，挡板层不会对气液 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，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，形成对挡板层的循环冲击，即挡板单元上设置的 小孔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，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。

其中，曝气头13包括曝气腔体，所述曝气腔体的出水端面开设有出水微孔，该出水微 孔直径优选为3mm。

另外，具体地，入水管4沿入水至出水方向依次包括第一管道40和第二管道42，以及连通第一管道40和第二管道42的第一管阀41，第一管道40上还连通有注水管14，注 水管14上设有第二管阀5，进气管7与第二管道42连通。

该技术方案中设置注水管14主要用于工作前将入水管前段第一管道40中的空气进行 排出，具体操作如下：

关闭第一管阀41，打开第二管阀5，通过注水管14向内注入原水，通过原水将第一管 道40中的气体进行排出，避免未经混合的空气吸入多级泵，影响无压微泡的产生。另外，在该注水管14位置处可以采用人工注水，当然还可以在注水管14位置处安装自吸泵，采 用自吸泵(图中未显示)往注水管14中注水。

此外，在多次实践中，设计将入水管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。

如图2所示，相邻的挡板层2呈平行间隔设置。当然，相邻挡板层2也可以设置呈其他结构形式，如相互交叉。

另外，水分子破坏室结构多样，其优选的每层所述的挡板层2包括的挡板单元20数量 一致。

〖实施例1〗

如图4所示，在上述的技术方案中当每层所述的挡板层2包括的挡板单元20数量一致时，每一层的挡板单元20相对于容室本体1底部平面的投影相互重合，且位于同一挡板层2的挡板单元20设有4个。

〖实施例2〗

如图5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；位于同一挡板层2的挡板单元20设有8个。

另外，需要指出的是，在上述实施例中的挡板单元个数并不局限于实施例1和实施例2 中所述的4个或8个，其可以根据不同的使用要求而设置不同的数量。

〖实施例3〗

如图6所示，当每层所述的挡板层2包括的挡板单元20数量一致时，每一层挡板单元20相对于容室本体1底部平面的投影部分重叠。

具体地，相邻间隔的挡板层2中挡板单元(20,21)设置结构如下，容室本体1横截面呈圆形，挡板单元20沿其圆形截面呈圆周方向的均匀分布，挡板单元21对应设置在相邻 挡板单元20的间隔区间的下方。

另外，在上述的实施例中，入口10和出口11由上而下设置，挡板单元20呈倾斜向下设置。

除此之外，在上述的实施例中位于同一挡板层2的挡板单元20呈对称设置，还可以呈 中心对称分布设置。

另外，小孔3的孔径优选设置为3～4mm。

通过以上描述可以看出，本实用新型技术方案相较于传统技术方案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，可以产生更多、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，而且同时泵及 混合室集于一体，无需另外组装。

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 (11)

1.一种微纳米气泡发生器，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，沿所述入口至所述出口方向依次设有多层相互间隔的挡板层，每层所述的挡板层由至少两个相互间隔的挡板单元组合构成，所述挡板单元上开设有若干贯穿挡板单元的小孔。

2.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述曝气头包括曝气腔体，所述曝气腔体的出水端面开设有出水微孔。

3.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述入水管沿入水至出水方向依次包括第一管道和第二管道，以及连通第一管道和第二管道的第一管阀，所述第一管道上还连通有注水管，注水管上设有第二管阀，所述进气管与所述第二管道连通。

4.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，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。

5.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述通断阀为电磁比例阀。

6.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述多级泵为立式多级泵或卧式多级泵。

7.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述多级泵的功率为7.5KW或5.5KW。

8.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述小孔孔径为3～4mm。

9.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述出水微孔直径为3mm。

10.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：相邻的所述挡板层呈平行间隔设置。

11.根据权利要求1所述的一种微纳米气泡发生器，其特征在于：所述入口和所述出口由上而下设置，所述挡板单元呈倾斜向下设置。