CN212894073U

CN212894073U - 一种可饮用高氧水制备装置

Info

Publication number: CN212894073U
Application number: CN202021103826.8U
Authority: CN
Inventors: 程坤
Original assignee: Wuxi Institute of Technology
Current assignee: Wuxi Institute of Technology
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2030-06-15

Abstract

一种可饮用高氧水制备装置，包括进水管，进水管的管头通过管路依次串联连接有球阀、低压开关、进水电磁阀、Y型过滤器、颗粒活性炭滤芯、压缩活性炭滤芯、增压泵、单向阀，所述单向阀的输出端通过管路安装有轴向中心加气装置和螺旋切割器，所述轴向中心加气装置处通过分支管连接有氧气瓶，所述螺旋切割器的输出端通过管路与储水罐连接，螺旋切割器的输出端与储水罐之间的管路上还安装有反渗透RO膜滤芯，所述储水罐的输出端安装有水龙头。可以在常温常压下实现气体和水的微纳米量级的切割细化和混合，产生微纳米气泡，增强气液传质，促进空气中的氧气溶于水，从而增加水体溶氧，消耗能量极少，设备成本低，可以有效提高饮用水中的氧气含量。

Description

一种可饮用高氧水制备装置

技术领域

本实用新型涉及高氧水制备设备技术领域，尤其是一种可饮用高氧水制备装置。

背景技术

高氧水(或称活氧水)多半是经过净水处理后的小分子水，含氧量约为65～70ppm，其强大的渗透力，不但有助于消化吸收，解酒及提神，还能有助于呼吸肠胃消化及循环各系统功能。现有技术中用于制备高氧水的设备通常体积大、过程复杂、成本高，难以大量推广。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种可饮用高氧水制备装置，从而可以在常温常压下实现气体和水的微纳米量级的切割细化和混合，产生微纳米气泡，增强气液传质，促进空气中的氧气溶于水，从而增加水体溶氧，消耗能量极少，设备成本低，可以有效提高饮用水中的氧气含量。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种可饮用高氧水制备装置，包括进水管，所述进水管的管头通过管路依次串联连接有球阀、低压开关、进水电磁阀、Y型过滤器、颗粒活性炭滤芯、压缩活性炭滤芯、增压泵、单向阀，所述单向阀的输出端通过管路安装有轴向中心加气装置和螺旋切割器，所述轴向中心加气装置处通过分支管连接有氧气瓶，所述螺旋切割器的输出端通过管路与储水罐连接，螺旋切割器的输出端与储水罐之间的管路上还安装有反渗透RO膜滤芯，所述储水罐的输出端安装有水龙头。

其进一步技术方案在于：

所述分支管上安装有双头流量计。

所述轴向中心加气装置和螺旋切割器的连接处通过法兰连接固定。

所述储水罐底部通过支撑架支撑安装。

进水管连接自来水。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型实现了氧气和水的均匀混合高效曝气，通过螺旋切割器实现氧气传质效率的提高，大幅增加了水中的含氧量，装置简单易操作，能以较低的成本得到高含氧的饮用水，其对人体健康具有很好的保健功效，因此具有较高的应用推广价值。

2、本实用新型通过无旋转动力机构的静态螺旋切割装置将氧气大分子团切割为纳米量级的小分子团物质，几乎在常温常压下将其溶于水中，溶解氧含量高、稳定性好；静态螺旋切割装置无动力旋转机构，设备成本低，易维护，大幅度提高了饮用水中的含氧量。

3、本实用新型所述静态螺旋切割装置可实现气液体微纳米化切割细化，气液体在切割腔XYZ三个方向均受到剪切力；流场边界为切割叶片螺旋形成的阶梯状切割刃，在一定的流动场和离心力的作用下，气液混合溶液受到阶梯状切割刃的切割力，理论上可实现无限小尺度的切割。

4、本实用新型所述轴向中心加气装置采用特殊设计的加气头、出气口，根据层流流体绕流圆柱体的流体力学理论分析可知，加气孔附近区域水的流速接近于0，氧气可以顺利散逸到水中，从而保证管道内的进气量，这种加气法效率高。

5、本实用新型装置设计成本低，具有很好的推广价值；能够保证饮用水中氧气的溶解量，改善饮用水口感。

6、本实用新型是一种基于气液混合微纳米切割细化的可饮用高氧水制备装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、球阀；2、低压开关；3、进水电磁阀；4、Y型过滤器； 5、颗粒活性炭滤芯；6、压缩活性炭滤芯；7、增压泵；8、单向阀； 9、氧气瓶；10、双头流量计；11、轴向中心加气装置；12、螺旋切割器；13、反渗透RO膜滤芯；14、储水罐；15、水龙头；16、进水管；17、分支管。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的可饮用高氧水制备装置，包括进水管 16，进水管16的管头通过管路依次串联连接有球阀1、低压开关2、进水电磁阀3、Y型过滤器4、颗粒活性炭滤芯5、压缩活性炭滤芯6、增压泵7、单向阀8，单向阀8的输出端通过管路安装有轴向中心加气装置11和螺旋切割器12，轴向中心加气装置11处通过分支管17 连接有氧气瓶9，螺旋切割器12的输出端通过管路与储水罐14连接，螺旋切割器12的输出端与储水罐14之间的管路上还安装有反渗透 RO膜滤芯13，储水罐14的输出端安装有水龙头15。

分支管17上安装有双头流量计10。

轴向中心加气装置11和螺旋切割器12的连接处通过法兰连接固定。

储水罐14底部通过支撑架支撑安装。

进水管16连接自来水。

本实用新型的具体结构和功能如下：

包括依次连接的球阀1、低压开关2、进水电磁阀3、Y型过滤器4、颗粒活性炭滤芯5、压缩活性炭滤芯6、增压泵7、单向阀8、氧气瓶9、双头流量计10、轴向中心加气装置11、螺旋切割器12、反渗透RO膜滤芯13、储水罐14、水龙头15。

螺旋切割器12可以安装一个或多个。

本实用新型所述的轴向中心加气装置11和螺旋切割器12的具体结构和原理参见公开号CN105366794A。

切割器12由几千片切割片按照变螺距叠加旋转而形成离散化的阶梯状螺旋曲面。利用水的自身的压力P≥0.1MPa和流速V≥0.5m/s，水和空气流过切割腔，由于切割腔内特殊的变螺距螺旋结构，形成流体内部x、y、z三维速度梯度的存在，因此流体内部在x、y、z三个方向上均受到剪切力；而且流体在边界面上与离散化的、厚度仅为 0.15mm的切割片累叠而成的阶梯状螺旋切割刃口表面接触，假设流体不动，相当于无限多刀片的刀刃在切割流体，两个作用的合力将气液体割成微纳米量级的小分子团物质，纳米量级的氧气泡自身不断加压膨胀，最后爆裂溶于水中，极大程度的提高了水中的溶氧量。

轴向中心加气装置11的出气口与加气头、切割器的轴心线同轴度小于0.1mm，根据层流流体绕流圆柱体的流体力学理论分析可知，出气口附近区域水的流速接近于0，氧气可以顺利散逸到水中，实现切割器切割腔均匀加气，这种加气法效率高，切割细化均匀。加气孔附近区域由于流体的作用，会形成负压效应，气压略小于水压条件下，也可以顺利实现加气，降低了设备能耗。

实际安装过程中，进水管16可接通自来水，球阀1接低压开关 2，然后接进水电磁阀3，保证在停水或水压不足的时候低压开关2 会断开，机器自动停止工作。进水电磁阀3后面接Y型过滤器4、颗粒活性炭滤芯5、压缩活性炭滤芯6，保证对进水中的杂质进行过滤，之后接增压泵7对管路中的进水进行加压，具有一定压力的水经单向阀8流过加气装置11和螺旋切割器12，轴向中心加气装置11的加气头通过分支管17连接到氧气瓶9，分支管17上设置双头流量计10，用于调节气体流量，然后水和氧气的气液混合液在一定压力下流过螺旋切割器12，气液经过切割细化混合，使水的含氧量大幅增加，最后通过反渗透RO膜滤芯13的超滤，流入储水罐14储藏，人们可以通过水龙头15得到可以用于直接饮用的高氧水。

实施方案：

以1m³水为例，选用含氧量≥95％的氧气瓶9作为气源，管径均为 300mm；制备过程中气体流量设为2L/min。

氧气在常温常压下在纯净水中的溶解度为9.17mg/L左右。若采用普通的磁化增氧，综合考虑水中杂质含量、氧气在水中的最大溶解度、以及一切其他环境因素，最终可使普通饮用水含氧量增加甚微，且氧气在水中易逸出，不仅没有达到增氧的效果，而且浪费能源，不能有效提高饮用水的含氧量。若采用此种基于气液混合切割的饮用水制备装置，氧气瓶每分钟提供2L的氧气，这些气体与过滤后的饮用水在轴向中心加气装置内混合，稳定后流入螺旋切割器，理论上可将氧气全部溶于水。由于取DN20的螺旋切割器，每分钟处理量约为0.7Kg。即每分钟可得到约为0.7Kg的可饮用高氧水。若采用四个切割器串联使用，理论上可将局部氧气含量提高到52.5mg/L。此计算结果是在理想状态下算出，虽然由于现实条件苛刻，会使氧气含量下降，但是通过切割器后，饮用水的氧气含量也会大幅度提高。且经由实验室测定，溶氧量为40050mg/L的水，水中氧的利用率可达95％以上，溶氧稳定性好，60天氧气浓度衰减率为50％。所以此装置制备的可饮用高氧水，维持氧气含量时间长，节省了能源，提高了经济效益。同时为了减少能耗，以及保证饮用水适宜的含氧量。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种可饮用高氧水制备装置，其特征在于：包括进水管(16)，所述进水管(16)的管头通过管路依次串联连接有球阀(1)、低压开关(2)、进水电磁阀(3)、Y型过滤器(4)、颗粒活性炭滤芯(5)、压缩活性炭滤芯(6)、增压泵(7)、单向阀(8)，所述单向阀(8)的输出端通过管路安装有轴向中心加气装置(11)和螺旋切割器(12)，所述轴向中心加气装置(11)处通过分支管(17)连接有氧气瓶(9)，所述螺旋切割器(12)的输出端通过管路与储水罐(14)连接，螺旋切割器(12)的输出端与储水罐(14)之间的管路上还安装有反渗透RO膜滤芯(13)，所述储水罐(14)的输出端安装有水龙头(15)。

2.如权利要求1所述的一种可饮用高氧水制备装置，其特征在于：所述分支管(17)上安装有双头流量计(10)。

3.如权利要求1所述的一种可饮用高氧水制备装置，其特征在于：所述轴向中心加气装置(11)和螺旋切割器(12)的连接处通过法兰连接固定。

4.如权利要求1所述的一种可饮用高氧水制备装置，其特征在于：所述储水罐(14)底部通过支撑架支撑安装。

5.如权利要求1所述的一种可饮用高氧水制备装置，其特征在于：进水管(16)连接自来水。