CN214973127U - 微纳米气泡水发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微纳米气泡水发生装置，涉及气泡制备技术领域，该微纳米气泡水发生装置包括流体连通的进气组件、混气组件以及释泡组件；进气组件包括沿竖向设置的液流通道和围绕液流通道设置的进气腔，进气腔具有进气口和出气口，出气口将液流通道分割为上下两段；液流通道采用变截面结构，在液流作用下能够对进气腔内的气体产生吸附作用；混气组件具有混合腔，混合腔与液流通道的出口连通，用于使气液混合物流向混合腔，并经释泡组件作用后排出气泡水。解决了现有技术中存在的无电产品不能自动连续进气，导致不能连续制备气泡水的技术问题。

Description

微纳米气泡水发生装置

技术领域

本实用新型涉及气泡制备技术领域，尤其是涉及一种微纳米气泡水发生装置。

背景技术

微纳米气泡是指气泡发生时直径在数百纳米到十微米左右的气泡，这种气泡介于微米气泡和纳米气泡之间，相较常规气泡，微纳米气泡具有比表面积大、气体溶解率高、能够产生自由基以及传质效率高等特点。微纳米气泡技术能够较好地应用于水产养殖、无土栽培、食物及餐具清洗、洗浴保健、生态修复以及污水处理等领域。

现有的微纳米气泡制备技术通常是在有电增压的情况下制备，其耗电且噪音大，气泡水流量较小，装置的体积较大。

另外，目前市场上也有在无电驱动的情况下制备气泡水，但不能实现自动连续地提供气泡水，当气泡水制备一段时间后需要人工干预才能再次制备气泡水，在长时间有气泡水使用需求的情景下，使用体验差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微纳米气泡水发生装置，以缓解现有技术中存在的无电产品不能自动连续进气，导致不能连续制备气泡水的技术问题。

本实用新型提供一种微纳米气泡水发生装置，包括：流体连通的进气组件、混气组件以及释泡组件；所述进气组件包括沿竖向设置的液流通道和围绕所述液流通道设置的进气腔，所述进气腔具有进气口和出气口，所述出气口将所述液流通道分割为上下两段；所述液流通道采用变截面结构，在液流作用下能够对所述进气腔内的气体产生吸附作用；所述混气组件具有混合腔，所述混合腔与所述液流通道的出口连通，用于使气液混合物流向所述混合腔，并经所述释泡组件作用后排出气泡水。

进一步的，所述进气腔为多个，多个所述进气腔沿竖向串联设置。

进一步的，所述进气组件包括射流器和多个引流器；所述射流器和多个所述引流器沿竖向串联设置，能够形成所述液流通道并形成多个所述进气腔；所述射流器的射流口与所述引流器的引流进口之间，以及相邻所述引流器的引流进口与引流出口之间形成所述出气口。

进一步的，多个所述引流器分别为一级引流器和二级引流器，所述射流器和所述二级引流器分别连接于所述一级引流器的两端；所述射流器沿竖向延伸设有变截面的射流嘴，所述一级引流器沿竖向延伸设有一级引流嘴，所述二级引流器沿竖向延伸设有二级引流嘴；所述射流嘴、所述一级引流嘴和所述二级引流嘴同轴设置形成所述液流通道，所述射流嘴与所述一级引流嘴之间留有第一环向空隙；所述一级引流嘴与所述二级引流嘴之间留有第二环向空隙。

进一步的，所述射流嘴包括内径依次减小的入口段、收缩段以及喉道段；其中，所述入口段为圆柱管段，所述收缩段为圆锥管段，所述喉道段为直管段。

进一步的，所述喉道段的内径、所述一级引流嘴的内径以及所述二级引流嘴的内径依次增大设置。

进一步的，所述一级引流器的引流进口所在的表面为向所述一级引流嘴的中心倾斜且向下延伸的锥面；所述二级引流器的引流进口所在的表面为向所述二级引流嘴的中心倾斜且向下延伸的锥面。

进一步的，所述进气口连接有进气单向阀。

进一步的，所述混气组件包括具有所述混合腔的混气罐和位于所述混合腔的气液混合器，所述气液混合器用于盛接来自所述进气组件的气流和液流，并使气流和液流形成气液混合物；所述进气组件固定连接于所述混气罐，所述气液混合器位于所述液流通道的出口的正下方。

进一步的，所述微纳米气泡水发生装置还包括气泵和控制模块；所述气泵和所述控制模块电连接，所述控制模块用于控制所述气泵的启停；所述气泵通过进气管路连接所述进气口。

进一步的，所述气液混合器内设有上液位传感器和下液位传感器；所述上液位传感器和所述下液位传感器均与所述控制模块电连接，所述控制模块用于在接收所述上液位传感器的液位信息时控制所述气泵停止，且用于在接收所述下液位传感器的液位信息时控制所述气泵开启。

进一步的，所述释泡组件包括同轴设置且流体连通的释泡腔和释泡器，用于将气液混合物制成气泡水；所述释泡腔连接于所述混气罐的底端，并与所述气液混合器同轴设置。

有益效果：

本实用新型提供的微纳米气泡水发生装置，进气组件包括沿竖向设置的液流通道和围绕液流通道设置的进气腔，进气腔的出气口将液流通道分割为上下两段；由于液流通道采用变截面结构，根据文丘里效应的特点，在液流作用下，出气口的周围会产生低压，即能够对进气腔内的气体产生吸附作用，使气体自主不断地通过出气口进入液流通道，形成气液混合物；并且，混合腔与液流通道的出口连通，如此设置，可使进气腔与混合腔实现空间分离，在液流通道的出口具有较大的正压时，进气口仍能不断进气，使气液混合物均自主流向混气组件，进而通过释泡组件排出气泡水；由于该微纳米气泡水发生装置的进气口能够实现不断地进气，因而，能够确保气泡水的持续产生；此外，该微纳米气泡水发生装置为无电驱动，无需耗电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微纳米气泡水发生装置的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的微纳米气泡水发生装置的爆炸示意图；

图3为沿图1中A-A线的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的微纳米气泡水发生装置的水路原理图之一；

图5为本实用新型实施例提供的微纳米气泡水发生装置的水路原理图之二。

图标：

10-液流通道；21-进气口；22-出气口；20-进气腔；

100-进气组件；110-射流器；120-一级引流器；130-二级引流器；111-射流嘴；121-一级引流嘴；131-二级引流嘴；

200-混气组件；210-混气罐；220-气液混合器；

300-释泡组件；310-释泡腔；320-释泡器；

400-进气单向阀；

500-进气装置；

600-气泵；

710-上液位传感器；720-下液位传感器；

800-减压阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种微纳米气泡水发生装置，如图1至图3所示，该微纳米气泡水发生装置包括流体连通的进气组件100、混气组件200以及释泡组件300；进气组件100包括沿竖向设置的液流通道10和围绕液流通道10设置的进气腔20，进气腔20具有进气口21和出气口22，出气口22将液流通道10分割为上下两段；液流通道10采用变截面结构，在液流作用下能够对进气腔20内的气体产生吸附作用；混气组件200具有混合腔，混合腔与液流通道10的出口连通，用于使气液混合物流向混合腔，并经释泡组件300作用后排出气泡水。

本实施例提供的微纳米气泡水发生装置，进气组件100包括沿竖向设置的液流通道10和围绕液流通道10设置的进气腔20，进气腔20的出气口22将液流通道10分割为上下两段；由于液流通道10采用变截面结构，根据文丘里效应的特点，在液流作用下，出气口22的周围会产生低压，即能够对进气腔20内的气体产生吸附作用，使气体自主不断地通过出气口22进入液流通道10，形成气液混合物；并且，混合腔与液流通道10的出口连通，如此设置，可使进气腔20与混合腔实现空间分离，在液流通道10的出口具有较大的正压时，进气口21仍能不断进气，使气液混合物均自主流向混气组件200，进而通过释泡组件300排出气泡水；由于该微纳米气泡水发生装置的进气口21能够实现不断地进气，因而，能够确保气泡水的持续产生；此外，该微纳米气泡水发生装置为无电驱动，无需耗电。

本实施例中，如图3所示，进气腔20为多个，多个进气腔20沿竖向串联设置。

具体的，进气腔20为多个时，可以使进气组件100形成多级进气子结构，对进气组件100的空间实现多次分离(即将进气组件100的空间分割为多个进气腔20)，可以使进气组件100承受来自混气组件200的较大的背压；进一步的，多个进气腔20沿竖向串联设置，如此设置，可以使进气组件100承受来自混气组件200的更大的背压，该背压为多个进气腔20所能承受背压的叠加值。

进一步的，进气组件100包括射流器110和多个引流器；射流器110和多个引流器沿竖向串联设置，能够形成液流通道10并形成多个进气腔20；射流器110的射流口与引流器的引流进口之间，以及相邻引流器的引流进口与引流出口之间形成出气口22。

具体的，如图2和图3所示，多个引流器分别为一级引流器120和二级引流器130，射流器110和二级引流器130分别连接于一级引流器120的两端；射流器110沿竖向延伸设有射流嘴111，一级引流器120沿竖向延伸设有一级引流嘴121，二级引流器130沿竖向延伸设有二级引流嘴131；射流嘴111、一级引流嘴121和二级引流嘴131同轴设置形成液流通道10，射流嘴111与一级引流嘴121之间留有第一环向空隙(即形成出气口22)；一级引流嘴121与二级引流嘴131之间留有第二环向空隙(即形成出气口22)。

需要说明的是，射流器110的上端入口为进水口，射流器110的下端出口为射流口；水流通过射流口、引流进口进入上一引流器，该射流口与引流进口不接触；其中，对于引流器为两个的方案来说，出气口22有两个，一上一下设置，具体的，上一出气口22也可以看作是引流器的引流进口，下一出气口22也可以看作是上一引流器的引流出口以及下一引流器的引流进口。

示例性地，图3所示引流器的个数为两个，进气腔20的个数为两个，与现有技术相比(现有技术无进气组件)，进气组件100可承受两倍的背压。

需要说明的是，通过设定射流口、引流口直径、间距等参数，实现在引流口外部有较大正压时，能够使进气口21不断地进气，并通过引流口流向混气组件200。

请继续参照图3，射流嘴111包括内径依次减小的入口段、收缩段以及喉道段；其中，入口段为圆柱管段，收缩段为圆锥管段，喉道段为直管段。

进一步的，喉道段的内径、一级引流嘴121的内径以及二级引流嘴131的内径依次增大设置。

本实施例中，一级引流器120的引流进口所在的表面为向一级引流嘴121的中心倾斜且向下延伸的锥面；二级引流器130的引流进口所在的表面为向二级引流嘴131的中心倾斜且向下延伸的锥面。

简单来说，如图4所示，该微纳米气泡水发生装置包括进水管路、进气管路以及混合管路，其中，进水管路与进气管路并联设置，且两者的汇合处为混合管路；其中，混合管路上设有混气组件200和释泡组件300。

其中，为了保证进气效果，进气口21连接有进气单向阀400。

在上述实施例的基础上，混气组件200包括具有混合腔的混气罐210和位于混合腔的气液混合器220，气液混合器220用于盛接来自进气组件100的气流和液流，并使气流和液流形成气液混合物；进气组件100固定连接于混气罐210，气液混合器220位于二级引流器130的引流出口的正下方。

具体的，混气罐210的中部距离二级引流器130的引流出口30～50cm的位置设置气液混合器220。

气液混合器220固定在混气罐210的内部，布置在二级引流器130的正下方，在重力和水压的作用下，使水在竖直方向进入气液混合器220，气液混合器220为一个带扰流孔的中空装置，水流冲入其中时引起液体在内部翻滚，部分液体透过混合器的孔移动到外部形成扰动，使气液混合均匀。气液混合器220上的侧面和底部均设置有孔，侧面孔可以设置成斜向上的圆孔，有利于流出气液混合器220的液体和混气罐210中的液体产生足够的扰动和紊流，有利于水和气体的混合。同时可控制混气罐210内液面浸没混气器垂直高度的1/3至1/2，可以产生更好的扰流效果。

需要说明的是，混气罐210用于储存水和气体的容器，可承受系统压力；其中，混气罐210可以采用多种结构形式。其中，气液混合器220用于为水和气体提供良好混合的器件，也可叫做混气器。

本实施例中，混气罐210为上端敞口的筒状结构。

其他实施例中，混气罐210包括上筒体和下筒体，其中，上筒体的结构可以与图3所示的二级引流器130的结构相同；下筒体的结构可以与图3所示的混气罐210的结构相同。

本实施例中，如图5所示，微纳米气泡水发生装置还包括气泵600和控制模块，气泵600和控制模块电连接，控制模块用于控制气泵600的启停；气泵600通过进气管路连接进气口21。

可选的，可以通过时间间隔控制模块或液位控制模块来实现气泵600的启停。

进一步的，参照图5，气液混合器220内设有上液位传感器710和下液位传感器720，上液位传感器710和下液位传感器720均与控制模块电连接，控制模块用于在接收上液位传感器710的液位信息时控制气泵600停止，且用于在接收下液位传感器720的液位信息时控制气泵600开启。

如图4和图5所示，为了保证进气和进水效果，进气管路上还设有进气装置500；进一步的，进水管路上设有减压阀800。

本实施例中，如图3所示，释泡组件300包括同轴设置且流体连通的释泡腔310和释泡器320，用于将气液混合物制成气泡水；释泡腔310连接于混气罐210的底端，并与气液混合器220同轴设置。

其中，释泡器320连接在释泡腔310的后部，在混气罐210背压的作用下，混气罐210内的气液混合物从释泡腔310压出进入释泡器320，在压力释放的过程中，气液混合物中的空气溢出，形成气泡水。例如，2.4bar下可生成3.2L/min的气泡水。

在本申请的一个实施例中，释泡腔310包含细孔和涡流机构，细孔布置在涡流腔的正上方，细孔产生的高流速液体进入涡流腔，形成旋流进入起泡口，起泡口外侧配置喇叭形过度口进入释泡器320。释泡器320包含很多细孔，呈锥形状，内大外小，对气液混合物形成有效切割，孔径以0.5～1.0mm为宜。释泡器320的后端排出口宜匹配3分或4分管为宜，以减小水流速，减小高速冲击使气泡水中气泡的溢出。根据不同的流量需求和背压需求，可以设置不同的孔形状和孔数量。

需要说明的是，释泡器320是将一定压力的水气混合液进行释压、切割等作用形成气泡水的器件，也叫起泡器。

综合以上，该微纳米气泡水发生装置可作为独立产品，也可以作为一个模块与其他涉水机器进行集成。本申请利用空间分离的方法可实现自动连续进气，采用进水-进气-混气-释压等过程来实现微纳米气泡水的制备；其中，该微纳米气泡水发生装置具有以下优点：

1、在不设置气泵600的方案中，无需电驱动，且无需耗电。

2、在不设置气泵600的方案中，不涉及气泵600增压，可缓解噪音，同时降低成本。

3、可在低压下连续提供大流量微纳米气泡水，体验较好。

4、能够自动连续进气，且能够连续制备气泡水，低压下气泡水效果较好。

5、产品体积较小，和涉水产品的联用适配性较好。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于，包括：流体连通的进气组件(100)、混气组件(200)以及释泡组件(300)；

所述进气组件(100)包括沿竖向设置的液流通道(10)和围绕所述液流通道(10)设置的进气腔(20)，所述进气腔(20)具有进气口(21)和出气口(22)，所述出气口(22)将所述液流通道(10)分割为上下两段；所述液流通道(10)采用变截面结构，在液流作用下能够对所述进气腔(20)内的气体产生吸附作用；

所述混气组件(200)具有混合腔，所述混合腔与所述液流通道(10)的出口连通，用于使气液混合物流向所述混合腔，并经所述释泡组件(300)作用后排出气泡水。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述进气腔(20)为多个，多个所述进气腔(20)沿竖向串联设置。

3.根据权利要求2所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述进气组件(100)包括射流器(110)和多个引流器；

所述射流器(110)和多个所述引流器沿竖向串联设置，能够形成所述液流通道(10)并形成多个所述进气腔(20)；

所述射流器(110)的射流口与所述引流器的引流进口之间，以及相邻所述引流器的引流进口与引流出口之间形成所述出气口(22)。

4.根据权利要求3所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，多个所述引流器分别为一级引流器(120)和二级引流器(130)，所述射流器(110)和所述二级引流器(130)分别连接于所述一级引流器(120)的两端；

所述射流器(110)沿竖向延伸设有变截面的射流嘴(111)，所述一级引流器(120)沿竖向延伸设有一级引流嘴(121)，所述二级引流器(130)沿竖向延伸设有二级引流嘴(131)；

所述射流嘴(111)、所述一级引流嘴(121)和所述二级引流嘴(131)同轴设置形成所述液流通道(10)，所述射流嘴(111)与所述一级引流嘴(121)之间留有第一环向空隙；所述一级引流嘴(121)与所述二级引流嘴(131)之间留有第二环向空隙。

5.根据权利要求4所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述射流嘴(111)包括内径依次减小的入口段、收缩段以及喉道段；

其中，所述入口段为圆柱管段，所述收缩段为圆锥管段，所述喉道段为直管段。

6.根据权利要求5所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述喉道段的内径、所述一级引流嘴(121)的内径以及所述二级引流嘴(131)的内径依次增大设置。

7.根据权利要求4所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述一级引流器(120)的引流进口所在的表面为向所述一级引流嘴(121)的中心倾斜且向下延伸的锥面；

所述二级引流器(130)的引流进口所在的表面为向所述二级引流嘴(131)的中心倾斜且向下延伸的锥面。

8.根据权利要求1所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述进气口(21)连接有进气单向阀(400)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述混气组件(200)包括具有所述混合腔的混气罐(210)和位于所述混合腔的气液混合器(220)，所述气液混合器(220)用于盛接来自所述进气组件(100)的气流和液流，并使气流和液流形成气液混合物；

所述进气组件(100)固定连接于所述混气罐(210)，所述气液混合器(220)位于所述液流通道(10)的出口的正下方。

10.根据权利要求9所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述微纳米气泡水发生装置还包括气泵(600)和控制模块；

所述气泵(600)和所述控制模块电连接，所述控制模块用于控制所述气泵(600)的启停；

所述气泵(600)通过进气管路连接所述进气口(21)。

11.根据权利要求10所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述气液混合器(220)内设有上液位传感器(710)和下液位传感器(720)；

所述上液位传感器(710)和所述下液位传感器(720)均与所述控制模块电连接，所述控制模块用于在接收所述上液位传感器(710)的液位信息时控制所述气泵(600)停止，且用于在接收所述下液位传感器(720)的液位信息时控制所述气泵(600)开启。

12.根据权利要求9所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述释泡组件(300)包括同轴设置且流体连通的释泡腔(310)和释泡器(320)，用于将气液混合物制成气泡水；

所述释泡腔(310)连接于所述混气罐(210)的底端，并与所述气液混合器(220)同轴设置。

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