CN218795144U - 微纳米气泡发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及微纳米气泡发生装置，包括壳体，所述壳体内设有用于产生微纳米气泡的气液强制混合器和泵；所述泵的输入端连接有进液端、进气端；所述泵的输出端与所述气液强制混合器的输入端连接；所述气液强制混合器的输出端连接有排液端，所述壳体内设有用于稳定气液配比的稳压罐，所述稳压罐的输入端通过管道与泵连接，所述稳压罐的输出端通过管道与气液强制混合器连接。通过在壳体内设有气液强制混合器，气液强制混合器通过输入水源与气源，且气源为空气、氧气、臭氧、氢气、一氧化碳、氮气或二氧化碳中的一种或多种，气体在进入时可进行精确调节，可在水处理时，产生纳米气泡，整体结构简单，体积小，处理能力更加宽泛，使用更加便捷。

Description

微纳米气泡发生装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体为微纳米气泡发生装置。

背景技术

根据联合国儿童基金会和世界卫生组织的数据，全世界有三分之一的人无法获得安全饮用水，根据联合国的报告，每年约有150万人死于受污染的饮用水，虽然地球表面70％以上被水覆盖，但人们仍然必须为清洁的饮用水而斗争。

水污染可以定义为对溪流、河流、湖泊、海洋或任何其他水域的污染，降低水质并使其对环境和人类有毒，水污染有两种类型：其一由粪便、动植物废物产生的水中存在的微生物(细菌和病毒)造成的有机污染，其二为农药、人类和动物药物、家用产品、重金属、酸和工业用碳氢化合物的硝酸盐和磷酸盐产生的化学污染。

在世界很多地区，鉴于大型水处理设备处理能力有限并且集中，需要有一种小型化水质改善设备，能够降低水中95％以上的有机污染物，有必要发明一种小型化的微纳米气泡发生装置，以达到处理水，提升水质的目的。

现有的小型化采用高级氧化工艺的微纳米气泡发生装置，特别是针对气量，例如臭氧量定量添加往往无法做到精确确定。需要微纳米气泡设备满足一系列精准参数的要求，目前市面上不少用于微气泡装置，包括常见的溶气泵法、离心泵高压溶气等形式的设备，未设置气、液流量控制以及满足精准量核算的条件，使得大部分臭氧微气泡高级氧化过程可复制性差，甚至核算出来气体投加量与理论计算投加量相差甚远。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了微纳米气泡发生装置，具备提升水质，降低水中有机污染物等优点，解决了传统大型水处理设备处理能力有限并且集中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：微纳米气泡发生装置，包括壳体，壳体的正面活动连接有门板，壳体的上表面贴合有顶盖，顶盖与壳体之间设有固定机构，所述壳体内设有用于产生微纳米气泡的气液强制混合器和泵；所述泵的输入端连接有进液端、进气端；所述泵的输出端与所述气液强制混合器的输入端连接；所述气液强制混合器的输出端连接有排液端。

进一步，所述壳体内设有用于稳定气液配比的稳压罐，所述稳压罐的输入端通过管道与泵连接，所述稳压罐的输出端通过管道与气液强制混合器连接。

进一步，所述泵为隔膜泵、齿轮泵、容积式泵、动力式泵、蠕动泵、离心泵、自吸泵或射流泵中的一种。

进一步，所述排液端在0-50℃，0.1-0.8MPa条件下在水中产生的空气气泡依据体积比或数量比为50％以上小于等于10微米或72％以上小于等于50微米。

进一步，所述泵上连接有泵功率调节器，用以调节泵的输出功率，从而实现整个装置的水流量和气流量的调节，满足各项工况的需求，所述泵功率调节器的调制方式包括不限于直流PWM脉宽调制方式、交流泵泵用调制方式、变频器调制方式、模拟信号调制方式中的一种。

进一步，所述气液强制混合器与稳压罐之间的管道上设有面板压力表。

进一步，所述泵与进气端之间的管道上设有电磁阀，所述电磁阀远离泵且与进气端之间的管道上设有气体流量计。

进一步，所述气体流量计与进气端之间的管道上设有面板正负压表，所述电磁阀上连接有时间继电器。

进一步，所述面板正负压表与进气端之间的管路上设有第一气体调节阀，所述面板正负压表与电磁阀之间的管路上依次设有第二气体调节阀与单向阀。

进一步，所述进气端的气源为空气、氧气、臭氧、氢气、一氧化碳、二氧化碳、氯气、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔、氨气、光气、氮气、天然气、沼气、氮氧化物、硫化氢、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫或硫酸二甲酯中的一种，所述气源的压力为0-0.06MPa、0.05-1.12MPa、0.08-2.1MPa或1.34-5MPa。

进一步，所述气液强制混合器为锥形结构、文丘里管结构、圆柱直孔结构的一种或组合。

进一步，所述气液强制混合器为高韧性金属或其他高韧性材料，其内表面经过表面亲水或疏水改性。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

1、该微纳米气泡发生装置，通过在壳体内设有气液强制混合器，气液强制混合器通过输入水源与气源，且气源为氧气、臭氧、氢气、一氧化碳、氮气或二氧化碳中的一种，气体在进入时可进行精确调节，可在水处理时，产生纳米气泡，且该微纳米气泡发生装置，整体结构简单，体积小，相比传统的大型水处理设备，处理能力更加宽泛，使用更加便捷。

2、该微纳米气泡发生装置，通过在壳体上设有固定机构与过滤器，固定机构可快速对壳体上方的顶盖进行拆装，而过滤器可快速对其内部的过滤组件进行拆装，方便对过滤器进行维护，提高该装置的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的系统流程图；

图3为本实用新型图1中A处的放大结构示意图；

图4为本实用新型顶盖与转轴的连接俯视结构示意图；

图5为本实用新型的剖视结构示意图；

图6为本实用新型图5中B处的放大结构示意图；

图7为本实用新型密封套的结构示意图；

图8为本实用新型微纳米气泡的检测图。

图中：1壳体、2门板、301稳压罐、302泵、303泵功率调节器、304面板压力表、305气液强制混合器、306气体流量计、307面板正负压表、308电磁阀、309时间继电器、310第一气体调节阀、311第二气体调节阀、312单向阀、4移动轮、5顶盖、6固定机构、601孔道、602轴承座、603转轴、604卡块、605卡槽、606阻尼垫、7进液端、8过滤器、801外壳、802过滤组件、803通孔、804密封套、805限位凸起、806拉板、9进气端、10排液端。

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在没有做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。

实施例1，请参阅图1，本实施例中的微纳米气泡发生装置，包括壳体1，壳体1的正面活动连接有门板2，壳体1为内部中空且顶部开口的矩形，壳体1内设有用于产生微纳米气泡的气液强制混合器305和泵302，壳体1底部的四周均固定有移动轮4，壳体1的上表面贴合有顶盖5，顶盖5与壳体1之间设有固定机构6，泵302的输入端连接有进液端7、进气端9，泵302的输出端与气液强制混合器305的输入端连接，气液强制混合器305的输出端连接有排液端10，进气端9的气源为空气、氧气、臭氧、氢气、一氧化碳、二氧化碳、氯气、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔、氨气、光气、氮气、天然气、沼气、氮氧化物、硫化氢、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫或硫酸二甲酯中的一种，气源的压力为0-0.06MPa、0.05-1.12MPa、0.08-2.1MPa或1.34-5MPa。

需要说明的是，纳米泡技术可以提供一种经济高效的非试剂方法，例如：含氧气体的纳米泡坍塌过程中产生大量活性氧，包括羟基自由基、超氧阴离子自由基和单态氧，纳米气泡通常通过在溶液中形成空腔而产生，气蚀是由低于某一临界值的压力降低引起的，根据减压机理，空化机理可分为四种不同类型，由于系统几何形状，液体流量压力的流体动力学变化，超声作用于液体产生的声空化，粒子在液体中通过高强度光子，光学短脉冲激光器聚焦在低吸收系数溶液中，纳米气泡通常使用以下方法生成：通过压缩液体中的气流，将气体溶解在液体中，然后通过纳米喷嘴释放这些混合物，形成纳米气泡，将低压气体注入液体中，通过聚焦、流体振荡或机械振动将气体破碎成气泡，采用OXYDEEP-0.3型微纳米喷嘴，利用流体动力空化产生纳米气泡，这种气液循环方法在液体中生成一个由微气泡和纳米气泡组成的水槽，首先，水以偏心率泵入喷嘴，以产生涡流效果，旋转的水在喷嘴出口处形成真空，所需气体以受控速率喷射到此处，由真空引入旋流水中的气体将以微气泡和纳米气泡的混合物形式从出口排出。

请参阅图2，本实施例中的微纳米气泡发生装置包括固定于壳体1内底壁的稳压罐301，稳压罐301的输入端通过管道与泵302连接，泵302上连接有泵功率调节器303，稳压罐301的输出端通过管道与气液强制混合器305连接，气液强制混合器305为锥形结构、文丘里管结构、圆柱直孔结构的一种或组合，且气液强制混合器305为高韧性金属或其他高韧性材料，其表面经过表面性能的亲水或疏水改性，以适应不同表面张力的流体，气液强制混合器305与稳压罐301之间的管道上设有面板压力表304，泵302与进气端9之间的管道上设有电磁阀308，电磁阀308远离泵302且与进气端9之间的管道上设有气体流量计306，气体流量计306与进气端9之间的管道上设有面板正负压表307，电磁阀308上连接有时间继电器309，面板正负压表307与进气端9之间的管路上设有第一气体调节阀310，面板正负压表307与电磁阀308之间的管路上依次设有第二气体调节阀311与单向阀312。

此外，泵302为隔膜泵、齿轮泵、容积式泵、动力式泵、蠕动泵、离心泵、自吸泵或射流泵中的一种，排液端10在0-50℃，0.1-0.8MPa条件下在水中产生的空气气泡依据体积比或数量比为50％以上小于等于10微米或72％以上小于等于50微米。

在本实施例中，通过氧气或臭氧与水进入到稳压罐301中，然后由气液强制混合器305从排液端10喷出，从而产生微纳米气泡，在此过程中，其压力与流速均可控制，且气体调节更加精确。

实施例2，请参阅图3-4，为了便于对顶盖5进行拆装，本实施例中的固定机构6包括开设于顶盖5四周的孔道601，固定机构6还包括固定于壳体1上表面四周的轴承座602，轴承座602的内侧固定有转轴603，转轴603的左右两端均固定有卡块604，卡槽605正面的右端与背面的左端均连通有开设于顶盖5内的卡槽605，卡槽605为扇形卡槽，孔道601的中部呈圆柱形，且孔道601的两端呈长方体，可供转轴603与卡块604穿过，卡槽605的内壁固定有阻尼垫606。

其中，孔道601中部底端的截面呈T形，用于容纳轴承座602，转轴603的高度大于顶盖5的厚度，方便转动转轴603，从而使其带动卡块604旋转。

本实施例中的固定机构6，由转轴603带动卡块604旋转，使其脱离卡槽605，即可卸下顶盖5。

实施例3，请参阅图5-7，进液端7与泵302之间设有固定于壳体1内壁上的过滤器8，为了方便对过滤组件802进行维护，本实施例中的过滤器8包括外壳801，外壳801的内部插接有过滤组件802，外壳801的上表面开设有通孔803，通孔803的内壁固定有密封套804，密封套804为工字形密封套，密封套804的外表面固定有多个限位凸起805，限位凸起805呈半圆形，密封套804的内壁固定有多个半圆形凹槽，限位凸起805位于半圆形凹槽内部，过滤组件802的上表面固定有拉板806。

同时，过滤组件802包括框架，框架的顶部贯穿至通孔803的外部，限位凸起805固定于框架外表面的顶部，框架内侧的左右两端均固定有滤网，拉板806固定于框架的上表面，框架的外表面与外壳801的内壁相抵接，当水从进液端7进入后，由两层滤网对水进行初步过滤。

本实施例中的过滤器8，不仅可对水进行过滤，同时通过向上拉动拉板806，使得限位凸起805脱离半圆形凹槽，即可卸下位于外壳801内的过滤组件802。

可以理解的是，该装置的适用范围也不限于水，可以是水，污水，含有有机溶剂的水、制浆黑液、电镀污水、C6-C18烯烃类液体、芳香族液体、乳液、醇类、醚类、酯类的一种或多种等一种或多种。

请参阅图8，图8为本申请中微纳米气泡发生装置产生的微纳米气泡检测图，其中，采用马尔文Zetasize Nano ZS检测，DLS激光散射原理，分辨率0.3nm到10微米，可检测出高达10E9次方浓度的气泡。在30℃环境温度，0.1MPa气压下，本申请微纳米气泡接入空气在水中产生的微纳米气泡初始均为80到150nm的气泡，一部分逐渐合并成1-6微米的微米级气泡，一部分减少到1-10，20nm左右的超小尺寸纳米气泡。可以理解的是，气泡大小跟气压，气体种类有关。不同的气体在标准大气压，30℃下环境测出的范围不同，跟气体的性质，溶解度有关。

上述实施例的工作原理为：

(1)通过进液端7进水，经过泵302提供动力，泵功率调节器303控制水进入的速度，水进入到稳压罐301中，同时氧气与臭氧经过气体流量计306和电磁阀308进入到泵302中，并与水进行混合，同时面板正负压表307与面板压力表304可观察压力，气体流量计306可进行调节控制，通过调节第一气体调节阀310与第二气体调节阀311，可使得气体进气调节更加精确，时间继电器309可控制电磁阀308，控制进气时间、进气量，调整优化气液比，然后稳压罐301内的水经过气液强制混合器305喷出，并从排液端10流出，实现对水处理的微纳米气泡发生。

(2)通过转动转轴603，使得转轴603带动卡块604旋转，卡块604从卡槽605中脱离，使之不再限制顶盖5的位置，即可向上移动顶盖5，然后向上拉动拉板806，由于密封套804的弹性作用，使得限位凸起805从半圆形凹槽中移动，并可将过滤组件802从外壳801内取出，并对壳体1内部以及过滤组件802进行维护，提高该装置的使用寿命，整体操作较为简便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.微纳米气泡发生装置，其特征在于，包括壳体(1)，壳体(1)的正面活动连接有门板(2)，壳体(1)的上表面贴合有顶盖(5)，顶盖(5)与壳体(1)之间设有固定机构(6)，所述壳体(1)内设有用于产生微纳米气泡的气液强制混合器(305)和泵(302)；所述泵(302)的输入端连接有进液端(7)、进气端(9)；所述泵(302)的输出端与所述气液强制混合器(305)的输入端连接；所述气液强制混合器(305)的输出端连接有排液端(10)。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述壳体(1)内设有用于稳定气液配比的稳压罐(301)，所述稳压罐(301)的输入端通过管道与泵(302)连接，所述稳压罐(301)的输出端通过管道与气液强制混合器(305)连接。

3.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述泵(302)为隔膜泵、齿轮泵、容积式泵、动力式泵、蠕动泵、离心泵、自吸泵或射流泵中的一种。

4.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述泵(302)上连接有泵功率调节器(303)。

5.根据权利要求4所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述气液强制混合器(305)与稳压罐(301)之间的管道上设有面板压力表(304)。

6.根据权利要求4所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述泵(302)与进气端(9)之间的管道上设有电磁阀(308)，所述电磁阀(308)远离泵(302)且与进气端(9)之间的管道上设有气体流量计(306)。

7.根据权利要求6所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述气体流量计(306)与进气端(9)之间的管道上设有面板正负压表(307)，所述电磁阀(308)上连接有时间继电器(309)。

8.根据权利要求7所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述面板正负压表(307)与进气端(9)之间的管路上设有第一气体调节阀(310)，所述面板正负压表(307)与电磁阀(308)之间的管路上依次设有第二气体调节阀(311)与单向阀(312)。

9.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述气液强制混合器(305)为锥形结构、文丘里管结构、圆柱直孔结构的一种或组合。

10.根据权利要求1所述的微纳米气泡发生装置，其特征在于：所述气液强制混合器(305)为高韧性金属，其内表面经过表面亲水或疏水改性。

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