CN209735373U - 一种多功能气体溶解容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能气体溶解容器,包括容器,其特征在于,所述容器外套设有外壳,所述外壳和所述容器之间的空隙设有至少两个换热器,其中至少一个换热器作为第一换热器连接有向其输送低温介质的制冷源,至少一个换热器作为第二换热器连接有运送液体来吸收冷量的送液组件。复合了溶气水的制取、制冷、蓄冷、保冷的安全容器,体积小巧,结构简单,能够使气体与水的溶解度高、保持度好,成本低;可作为部件配合在消费级的饮水设备、饮料现调机、药品调制、药品保存等中的应用和普及。可通过第二换热器吸收冷量降低第二换热器内循环的非容器内的液体温度,利用率高。
Description
技术领域
本实用新型属于气体溶解设备领域,具体涉及一种多功能气体溶解容器。
背景技术
含气的水,在各个领域中有多重用途,如:含氮气高的水,氮气能够将水中的氧气置换出,使水中的氧气含量变低,有利于液体饮料、药剂的抗氧化作用;2、饮用高含氧量的水,能够迅速增加血氧含量,使运动后迅速补充氧气,减少高原反应;3、溶解有更多臭氧的水,能够作为医用消毒液使用,能够在更短的时间,用液更少的情况下,进行伤口、及其他物体进行杀菌和消毒作用;4、含有丰富的氢气的水,能够作为抗氧化剂和还原人体氧化应激自由基的作用,是国内外广泛用于抗衰老、防癌抗癌的安全饮用水;5、富含二氧化碳的水是苏打水、碳酸饮料的主要特征,饮用富含二氧化碳的碳酸水,能够增加口感,置换体内的热量,广泛引用与各种饮品中。
使气体溶于水,大气压强、水温、气体温度、水与气体的接触面积,是使二氧化碳与水的溶解度的关键。而溶解了气体的水在密闭的容器内时,密闭容器的大气压强保持、低温保持,是稳定气体与水溶解度的关键。
现有的气体水溶设备,如碳酸汽水的制备设备中关于碳酸化的就有CO2气调压站、水冷却器、汽水混合机等设备,现有的液体碳酸化设备体积大,占地多,结构复杂,功能单一、造价高昂,大大限制了氮气水、富含更多氧气的水、溶解有更多臭氧的水,含氢水、碳酸水等含气水的应用和普及。而且现在的气体溶解装置,不能很好的重复利用冷量,能源的利用率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种多功能气体溶解容器,复合了溶气水的制取、制冷、蓄冷、保冷的安全容器,体积小巧,结构简单,能够使气体与水的溶解度高、保持度好,成本低;可作为部件配合在消费级的饮水设备、饮料现调机、药品调制、药品保存等中的应用和普及;可通过第二换热器吸收冷量降低第二换热器内循环的非容器内的液体温度,利用率高。
为达上述目的,本实用新型的主要技术解决手段是提供一种多功能气体溶解容器,包括容器,其特征在于,所述容器外套设有外壳,所述外壳和所述容器之间的空隙设有至少两个换热器,其中至少一个换热器作为第一换热器连接有向其输送低温介质的制冷源,至少一个换热器作为第二换热器连接有运送液体来吸收冷量的送液组件。
所述外壳设有保温层,所述保温层是外壳设有的隔热层或外壳设有的中空内腔,所述中空内腔为真空腔,或所述中空内腔内设有导热系数低的气体、液体、固体隔热材料。
所述容器设有安全阀、至少一个进液口、至少一个出液口和至少一个进气口,所述进气口设有气压传感器。所述制冷源连接有控制板,控制板与送液组件连接。控制板控制制冷源、送液组件的启动和关闭,气压传感器与控制板电连接。
所述容器包括罐体和罐体口连接有的密封盖,所述密封盖与外壳腔口连接,所述外壳和容器之间的空间内容纳有换热液。
所述第一换热器和第二换热器均设有至少一个进口和至少一个出口。
所述制冷源包括压缩制冷设备、半导体制冷器、吸收制冷设备、蒸汽喷射制冷设备、热泵制冷设备和电热制冷装置中的几种或一种。
所述送液组件包括以下中的一种或几种:电动水泵、气动水泵、利用气压作为动力驱动液体流动的容器、利用液体液位差作为动力的置于所述容器上方的液罐。
所述外壳和所述容器之间的空隙设有均与控制板连接的至少一个第一液位传感器和至少一个第一温度传感器。
所述进气口设置在所述进液口内,所述进气口连接有气体细化器。
所述进液口连接有液体细化器。
所述液体细化器是喷雾头、能够将液体雾化的高频振动装置、将液体引向其附近的固体产生撞击的导流管中的一种。
所述进气口与气源之间连接有单向阀。
所述密封盖连接有均与控制板连接的至少一个液位检测组件、至少一个第二温度传感器,所述液位检测组件是第二液位传感器或液位探针,或所述液位组件包括进液口和出液口均连接有的流量计,所述进气口或进气口连接的管路中设有与控制板电连接的气压传感器。
所述第二换热器的出口连接有储冷液箱,容器进液口通过水泵与所述储冷液箱连接。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的结构示意图,
图中:进液口1、进气口2、出液口3、安全阀4、制冷盘管5、换热盘管6、进液管7、出液管8、第二温度传感器9、第一液位传感器10、第一温度传感器11、低液位传感器12、高液位传感器13、中空内腔14、罐体15、密封盖16、喷雾头17、外壳18。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本领域技术人员应理解的是,在本实用新型的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
气体的溶解,比如二氧化碳的溶解产品,碳酸水有清凉作用:喝汽水实际上是喝一定浓度的碳酸,碳酸在腹中由于温度升高、压力降低,即进行分解。当二氧化碳从体内排出时,就把体内的热带出来,起到清凉作用;碳酸水能阻碍微生物的生长,延长汽水的货架寿命:二氧化碳能致死嗜氧微生物,并由于汽水中的压力能抑制微生物的生长。国际上认为3.5~4倍含气量是汽水的安全区;二氧化碳在汽水中逸出时,能带出香味,增强风味;二氧化碳配合汽水中其他成分,产出一种特殊的风味,各个不同品种需要不同的口感,有的要强烈,有的要柔和,所以各个品种的含气量不同。如:橙汁汽水,含气量(容积倍数)为1.5~2.5;可乐汽水,含气量为3.5~4;柠檬汽水,含气量为3.5~4。在0.1MPa(1个绝对大气压)下,温度为15.56℃时,1体积水可溶解1体积CO2。二氧化碳的分压该压力越大,溶解度越大。水的温度当压力一定时,温度越低,溶解度越大。二氧化碳与水的接触面积接触面积越大,溶解性越好。
如图1所示,本实施例所描述的一种多功能气体溶解容器,包括容器,所述容器外套设有外壳18,所述外壳18和所述容器之间的空隙设有至少两个换热器,其中至少一个换热器作为第一换热器连接有制冷源,至少一个换热器作为第二换热器连接有运送液体来吸收冷量的送液组件。
所述外壳18设有保温层,所述保温层是外壳18设有的隔热层或外壳设有的中空内腔14,所述中空内腔14为真空腔,或所述中空内腔14内设有导热系数低的气体、液体、固体隔热材料。如隔热发泡材料。
所述容器设有安全阀4、至少一个进液口1、至少一个出液口3和至少一个进气口2,所述进气口2设有气压传感器,所述制冷源连接有控制板,控制板与送液组件连接。控制板控制制冷源、送液组件的启动和关闭,气压传感器与控制板电连接,气压传感器可得只容器内的气压,从而可以控制进气口2进气或停止,使容器内气压保持在利于气体溶解的值。所述控制板连接有分别控制进液口1、出液口3、进气口2开启关闭的开关,所述开关是电磁阀或水泵。
所述控制板是现有技术中的单片机或带有操作系统(如Windows、安卓、ios等系统)的工控机,如80c51、Arduino、stm32,以及CC2530等单片机。本申请控制板所起的作用就是控制送液组件、制冷源中的泵等动力件的启动和关闭,还有控制进液口1、出液口3、进气口2出开关的开启关闭,还有接收温度传感器、液位传感器和气压传感器等传感器的信号,这是现有技术,没有涉及到软件方法的改进。
所述进气口2与气源之间连接有单向阀。气源在一些实施例中是气瓶,单向阀防止容器内的水汽或水滴从进气口2进入气瓶,避气瓶的腐蚀损坏,延长其寿命,通过进气口2气压传感器的数值调节气瓶使得容器内的气压保持在5kg左右,使得气体如二氧化碳的溶解度更高。
所述容器包括罐体15和罐体15口连接有的密封盖16,所述密封盖16与外壳18腔口连接,所述外壳18和容器之间的空间内容纳有换热液。换热液可以使得第一换热器和第二换热器之间的热量交换更加快速,也可以使得第一换热器从制冷源取得的冷量更快速、均匀的传递到容器内。换热液也可为水或冰点低的盐水或其他防冻液。所述密封盖16为腔型的结构,所述罐体15口和外壳18口均插入密封盖16的腔口内密封。
所述第一换热器和第二换热器均设有至少一个进口和至少一个出口。所述送液组件包括以下中的一种或几种:电动水泵、气动水泵、利用液体液位差作为动力的置于所述容器上方的液罐。在一些实施例中,所述第一换热器为缠绕在容器外的制冷盘管5,第二换热器为制冷盘管5外套设有的换热盘管6,所述换热盘管6设有进液管7和出液管8,通过送液组件如水泵将需要降温的液体进入所述进液管7,然后流经换热盘管6将热量换到换热液中,再从出液管8流出得到低温的液体,第一换热器和制冷源使得制冷盘管5、换热液、罐体15和换热盘管6维持在一定的低温状态。所述制冷盘管5为铜管,换热盘管6为不锈钢管。
所述制冷源包括压缩制冷设备、吸收制冷设备、蒸汽喷射制冷设备、热泵制冷设备和电热制冷装置中的几种或一种。制冷源把带有冷量的气体介质或液体介质通过第一换热器送到容器和外壳之间吸收热量后再循环回到制冷源。所述制冷盘管5设有进口和出口分别连接在压缩制冷设备如压缩机上。
所述外壳18和所述容器15之间的空隙设有均与控制板连接的至少一个第一液位传感器10和至少一个第一温度传感器11,浸没在换热液中,使所述换热液温度保持在0-4度左右,且能防止换热液液位高于安全高度,保障安全。
所述进气口2设置在所述进液口1内,所述进气口2连接有气体细化器。在容器没有通过进液口1进水的时候,进气体到容器,直到进气压力和容器内气体压力达到平衡时进气停止。
开始进水的时候,气体被水溶解而减少容器内的气体压力,比如因为水和二氧化碳在接近0度的时候,溶解度是1:1.7左右。所以,当1个体积的水进入到容器时,容器内的二氧化碳会被多消耗0.7,从而容器内气体压力变低了,气体就会从进气口2随着进水并通过气体细化器形成微泡在进水口内进行预溶解,经过进液口1的液体细化器时雾化,能够增加雾化效果。
所述进液口1连接有液体细化器。所述液体细化器是喷雾头17、能够将液体雾化的高频振动装置、将液体引向其附近的固体产生撞击的导流管中的一种。液体细化器将进液口11进来的液体雾化,再与气体如二氧化碳气体接触,增大了接触面积,提高了溶解度。高频震动装置为现有技术中的震动马达等。进液口1连接导流管,导流管将液体导向进液口1附近的固体,如容器内壁,密封盖等固体,产生撞击,液体即分散为细小微粒,可增大与气体的接触面积。
所述密封盖16连接有均与控制板连接的至少一个液位检测组件、至少一个第二温度传感器9,所述液位检测组件是第二液位传感器或液位探针,或所述液位组件包括进液口1和出液口3均连接有的流量计。所述第二液位传感器包括低液位传感器12和高液位传感器13,容器内的液位可由高低两个液位传感器感应得知;或液位探针可测得连续的液位;或通过进液口11和出液口33处均设置的流量计,得知进出多少液体量结合容器的尺寸体积判断液位高度。出液口连接有出液管,出液管的自由端设有至少一个微孔,即出液管自由端的头部封死,然后开一个大约0.3mm的微孔,微孔在出液管自由端的效果最好。当然微孔也可以开在与最终出水口中间的任意位置,因为容器内的压力非常大,会导致整个管路中的压力也很大,出液口的出水的流速也很大。出液管的头部,开微孔,有利于减少出水的压力和流速。可以减少高压阀的使用,减少管路压力对接头的密封要求,固化液体的流速。
所述第二换热器的出口连接有储冷液箱,进液口1通过水泵与所述储冷液箱连接。进入容器内溶解气体如二氧化碳成为碳酸液的液体是储冷液箱的低温液体,使得二氧化碳的溶解度进一步提高。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种多功能气体溶解容器,包括容器,其特征在于,所述容器外套设有外壳,所述外壳和所述容器之间的空隙设有至少两个换热器,其中至少一个换热器作为第一换热器连接有向其输送低温介质的制冷源,至少一个换热器作为第二换热器连接有运送液体来吸收冷量的送液组件。
2.根据权利要求1所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述外壳设有保温层,所述保温层是外壳设有的隔热层或外壳设有的中空内腔,所述中空内腔为真空腔,或所述中空内腔内设有导热系数低的气体、液体、固体隔热材料。
3.根据权利要求1所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述容器设有安全阀、至少一个进液口、至少一个出液口和至少一个进气口,所述进气口或进气口连接的管路中设有的气压传感器。
4.根据权利要求1所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述容器包括罐体和罐体口连接有的密封盖,所述密封盖与外壳腔口连接,所述外壳和容器之间的空间内容纳有换热液。
5.根据权利要求3所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述第一换热器和第二换热器均设有至少一个进口和至少一个出口。
6.根据权利要求1所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述制冷源包括压缩制冷设备、半导体制冷器、吸收制冷设备、蒸汽喷射制冷设备、热泵制冷设备、电热制冷装置中的几种或一种。
7.根据权利要求1所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述送液组件包括以下中的一种或几种:电动水泵、气动水泵、利用气压作为动力驱动液体流动的送液容器、利用液体液位差作为动力的置于所述容器上方的液罐。
8.根据权利要求1所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述外壳和所述容器之间的空隙设有至少一个第一液位传感器和至少一个第一温度传感器。
9.根据权利要求3所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述进气口设置在所述进液口内,所述进气口连接有气体细化器。
10.根据权利要求3所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述进液口连接有液体细化器。
11.根据权利要求10所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述液体细化器是喷雾头、能够将液体雾化的高频振动装置、将液体引向其附近的固体产生撞击的导流管、通过高压气体将液体雾化装置中的一种。
12.根据权利要求3所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述进气口与气源之间连接有单向阀。
13.根据权利要求4所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述密封盖连接有至少一个液位检测组件、至少一个第二温度传感器,所述液位检测组件是第二液位传感器或液位探针,或所述液位检测组件包括进液口和出液口均连接有的流量计,出液口连接有出液管,出液管的自由端设有至少一个微孔。
14.根据权利要求5所述的多功能气体溶解容器,其特征在于所述第二换热器的出口连接有储冷液箱,容器的进液口通过水泵与所述储冷液箱连接。
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