專利名稱：微納米氣泡快速發生裝置
技術領域：本發明涉及水域清潔領域，具體地，涉及一種納米氣泡發生裝置。
背景技術：水中的溶解氣體經減壓后將釋放出微小的氣泡稱為氣穴作用。當微小氣泡的直徑小于數十微米以下且密度達到極高時，將形成霧化現象。
可以理解，上述微小氣泡可以長時間保持在水中，因而能夠提高水溶氧，并且由于微小氣泡的存在，可以使水中細小的有機懸浮物質(例如水體中的腐蝕枯葉、藻類等)浮于水面，通過去除這些懸浮物質可以促進水體的凈化和活化。
尤其是，當氣泡直徑小于50微米時，其氣泡界面上將呈負電性，并且因氣泡界面上的水分子結構改變而附著一些具氧化能力的自由基，這些自由基能與水中的有機磷和胺氮等發生作用使其變成無害物質，因而能夠為用于水產養殖的水體進行消毒與殺菌。此外，極小的氣泡還能夠穿梭于砂粒間隙，進而達到深層氧化或還原作用，因而可以用于廢土污染處理中。
由于以上所述的各種功能,微小氣泡可以被廣泛地應用在污水處理、水產養殖、河川治理、污染修復等多種應用中。但是，現有的氣泡產生器所能產生的氣泡不論大小還是密度均受到限制，不能達到霧化程度，也就是說在上述應用中沒能充分發揮微小氣泡的作用。發明內容
本發明的目的是提供一種納米氣泡發生裝置，該納米氣泡發生裝置能夠產生納米級的氣泡，以適用于多種用途。
為了實現上述目的，本發明提供一種納米氣泡發生裝置，該納米氣泡發生裝置包括氣液混合泵和氣穴發生器，所述氣液混合泵包括第一入口、第二入口和出口，所述第一入口用于流入液體，所述第二入口用于流入氣體，所述出口連通于所述氣穴發生器，使得從所述氣液混合泵流出的氣液混合體流經所述氣穴發生器后形成直徑為納米級的氣泡。
優選地，所述納米氣泡發生裝置包括連通于所述出口的出水管，所述氣穴發生器固定在所述出水管的內部。
優選地，所述氣穴發生器呈盤狀，并且所述氣穴發生器上設置有用于所述氣液混合體流經的孔隙，該孔隙沿所述氣穴發生器的徑向方向延伸。
優選地，所述孔隙的寬度與所述氣液混合泵的揚程成反比，所述孔隙的長度與所述氣液混合泵的揚程成正比。
優選地，所述氣穴發生器設置有多個所述孔隙，并且該多個所述孔隙相對于所述氣穴發生器的端面中心呈放射狀布置。
優選地，所述氣穴發生器的厚度與從所述氣液混合泵流出的氣液混合體的壓力成正比。
優選地，所述氣液混合泵包括殼體、芯軸、動葉輪和靜葉輪，所述芯軸可轉動地安裝在所述殼體內并穿過所述動葉輪和所述靜葉輪，所述動葉輪固定于所述芯軸，所述靜葉輪固定在所述殼體上，并且所述靜葉輪位于相鄰兩個所述動葉輪之間。優選地，所述動葉輪包括第一動葉片和第二動葉片，所述第一動葉片上上形成有多個第一突起連接部，所述第二動葉片固定在所述多個第一突起連接部上，以與所述第一動葉片間隔設置，并且所述第一動葉片和所述第二動葉片上分別設置有第一通孔。優選地，所述靜葉輪包括第一靜葉片和第二靜葉片，所述第一靜葉片上形成有多個第二突起連接部，所述第二靜葉片固定在所述第二突起連接部上，以與所述第一靜葉片間隔設置，并且所述第一靜葉片和第二靜止葉片上分別設置有第二通孔。優選地，所述納米氣泡發生裝置包括水泵，該水泵通過控制閥與所述氣液混合泵的第一入口連通，以向所述氣液混合泵提供高壓液體，并且所述納米氣泡發生裝置包括氣體供應器，該氣體供應器通過進氣調節閥與所述氣液混合泵的第二入口連通，以向所述氣液混合泵提供氣體。本發明通過氣液混合泵產生其中溶解有大量氣體的高速水流，并且使這些高速水流在氣穴發生器的作用下釋放出細小的氣穴泡，當氣穴泡潰縮時其所含的氣體會縮小成超微細的氣泡，同時氣穴泡因潰縮所釋放出的高能量會從水流中激發出更多的超微細的氣泡，從而形成納米級的氣泡，最終產生霧化效果。因此，本發明的納米氣泡發生裝置可以在污水處理、水產養殖、河川治理、污染修復等多種應用中取得更佳的效果。本發明的其他特征和優點將在隨后的
具體實施方式
部分予以詳細說明。
附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的
具體實施方式
一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:圖1是本發明的納米氣泡發生裝`置的結構示意圖；圖2A和圖2B分別是本發明中氣穴發生器的立體示意圖和主視示意圖；圖3A和圖3B分別是本發明中氣穴發生器安裝位置的主視示意圖和側視示意圖；圖4是本發明中氣液混合泵的結構示意圖；圖5是本發明中氣液混合泵的芯軸與動葉輪和靜葉輪的位置關系示意圖；圖6A是氣液混合泵中動葉輪的第一動葉片的結構示意圖，圖6B是氣液混合泵中動葉輪的第二動葉片的結構示意圖；圖7A是氣液混合泵中靜葉輪的第一靜葉片的結構示意圖，圖7B是氣液混合泵中靜葉輪的第二靜葉片的結構示意圖。附圖標記說明I氣液混合泵2氣穴發生器3水泵4控制閥5氣體供應器6進氣調節閥7壓力表8流量指示器9出水管10法蘭11殼體12芯軸13動葉輪14靜葉輪15第一入口16第二入口17出口21孔隙131第一動葉片132第二動葉片133第一通孔
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指附圖中的上、下、左、右，“內、外”是指相對于部件輪廓的內、外。本發明涉及一種納米氣泡發生裝置，該納米氣泡發生裝置主要包括氣液混合泵1和氣穴發生器2。其中，氣液混合泵1用于混合氣體和液體，氣穴發生器2用于產生納米級的氣泡。如圖4所示，氣液混合泵1包括第一入口 15、第二入口 16和出口17，其中第一入口 15用于流入液體，第二入口 16用于流入氣體，出口 17連通于氣穴發生器2，使得從氣液混合泵1流出的氣液混合體流經氣穴發生器2后形成直徑為納米級的氣泡。由上述結構可以看出，納米級的氣泡的發生原理為:首先利用氣液混合泵I產生其中溶解有大量氣體的高壓水流，然后這些高壓水流流經氣穴發生器2后將從水流中釋放出細小的氣穴泡，當氣穴泡潰縮時其所含的氣體會縮小成超微細的氣泡，同時氣穴泡因潰縮所釋放出的高能量會從水流中激發出更多的超微細的氣泡，從而形成納米級的氣泡，最終產生霧化效果。因此，本發明的納米氣泡發生裝置可以在污水處理、水產養殖、河川治理、污染修復等多種應用中取得更佳的效果。進一步地，氣穴發生器2與氣液混合泵I的出口 17之間可以具有多種連通結構，例如，氣穴發生器2可以固定在出口 17處與其直接連通。在一種實施方式中，納米氣泡發生裝置包括與出口 17連通的出水管9，同時氣穴發生器2固定在出水管9的內部，從而形成連通結構。其中氣穴發生器2的固定主要是通過法蘭10固定，但不限于通過法蘭固定。如圖3A和圖3B所示，在出水管9上固定有兩個法蘭10，并且氣穴發生器2通過設置在兩個法蘭10之間而固定。在具體實施方式中，納米氣泡發生裝置可以包括水泵3，該水泵3通過控制閥4與氣液混合泵1的第一入口 15連通，通過水泵3的工作，可以向氣液混合泵1提供高壓液體。同時，納米氣泡發生裝置還可以包括氣體供應器5，該氣體供應器5通過進氣調節閥6與氣液混合泵1的第二入口 16連通，以向氣液混合泵1提供氣體。其中，通過調節控制控制閥4和進氣調節閥6可以分別調節所供給的液體和氣體的流量。關于控制閥4和進氣調節閥6，可以是現有技術中的各類實現流量控制的閥門，并且這些閥門結構和工作原理都是本領域技術人員所公知，因而不在此次一一例舉并描述。此外，還可以在液體的通入管路上設置壓力表7，并且在氣體的通入管路上設置流量指示器8。根據觀察壓力表7和流量指示器8所得的示數，可以分別控制閥4和進氣調節閥6，以對流入氣液混合泵I的液體和氣體的通入量進行調節。在上述納米氣泡發生裝置中，氣液混合泵I可以是現有技術中已知的多種結構的離心式氣液混合泵，本發明對此不進行限定。而能夠產生超微細的氣泡的氣穴發生器2可以包括多種結構。例如，圖2A和圖2B顯示了氣穴發生器2的一種實施方式。在該實施方式中，氣穴發生器2呈盤狀，并且氣穴發生器2上設置有用于氣液混合體流經的孔隙21，該孔隙21沿氣穴發生器2的徑向方向延伸?？梢岳斫猓跉庋òl生器2上形成有孔隙21的結構下，當經氣液混合泵I產生的高壓流體在出水管9中通過孔隙21時，由于出水管9內的總能量不變，而孔隙21的截面遠小于出水管9的橫截面，因此將產生高流速的流體，并且使孔隙21的內部壓力低于水流的蒸汽壓力，此時，水流蒸發成微小的氣穴泡，該氣穴泡隨后向內潰縮而縮小為超微細的氣泡并釋放出高能量，而這些高能量又進一步可以激發出更多的超微細的氣泡，從而形成納米級的氣泡。可以理解，本發明的氣穴發生器不限于上述實施方式的結構，凡是設置有孔隙的其他變型結構同樣適用于本發明中。
所述氣穴發生器2的孔隙21的寬度和長度可以根據實際的工作需要而具體選擇，更確切地說可以根據所需納米級氣泡的直徑范圍進行選擇確定。例如，為獲得直徑在200 250nm范圍內的氣泡，可以將孔隙21的寬度設定為0.2mm,若需要獲得直徑在98 140nm范圍內的氣泡，可以將孔隙21的寬度設定為0.1mm。
此外，由前述納米級氣泡的形成過程可以看出，氣穴發生器2將承受來自氣液混合泵I的高壓水流，氣穴發生器2應當具有足夠的強度。為此，氣穴發生器2的厚度應當與從氣液混合泵I流出的氣液混合體的壓力成正比，即氣液混合體的壓力越大，氣穴發生器2將越厚。
而且，孔隙21的寬度主要影響納米級氣泡的直徑大小，而孔隙21的長度主要影響經過氣穴發生器2的流量。優選地，氣穴發生器2中孔隙21的寬度與氣液混合泵I的揚程成反比，并且孔隙21的長度與氣液混合泵I的揚程成正比。即，當氣液混合泵I的揚程增加時，需要相應地減小孔隙21的寬度以及增大孔隙21的長度，以能夠產生更多的納米級氣泡而獲得較佳的霧化效果。另外，氣液混合泵I的揚程的具體含義是本領域技術人員所公知的，在此不進行贅述。
進一步地，氣穴發生器2設置有多個孔隙21，并且這些孔隙21相對于氣穴發生器2的端面中心呈放射狀布置，使得經過氣穴發生器2流出的氣液混合體可以均勻流出，減少氣穴發生器2因受力不均而造成變形、凹陷等缺陷。
在以上描述的氣穴發生器2的基礎上，為了更好地獲得納米級氣泡，本發明在一種實施方式中還可以對氣液混合泵I進行改進，用以提供混合更加充分的氣液混合體。
氣液混合泵I包括殼體11、芯軸12、動葉輪13和靜葉輪14。具體地，芯軸12可轉動地安裝在殼體11內并穿過動葉輪13和靜葉輪14，同時，動葉輪13固定于芯軸12，靜葉輪14固定在殼體11上，并且靜葉輪14位于相鄰兩個動葉輪13之間。通過氣液混合泵I的結構可以看出，當芯軸12轉動時，動葉輪13隨之轉動，而靜葉輪14因與殼體11固定而處于靜止。
當氣液混合泵I進行氣液混合工作時，分別從第一入口 15和第二入口 16流入的液體和氣體首先在殼體11內進行初步混合。在芯軸12的帶動下，的動葉輪13轉動，以對氣液混合體進行攪動，從而促進氣體溶于液體中。其中靜葉輪14用于將離心后的氣液混合體重新聚集，并沿芯軸12的軸向傳遞氣液混合體，使其被另一個動葉輪13繼續攪動。
優選地，在實施方式中，動葉輪13可以包括第一動葉片131和第二動葉片132，在第一動葉片131上形成有第一突起連接部131a，第二動葉片132通過固定在第一突起連接部131a上而與第一動葉片131間隔設置，并形成動葉輪13。由于在第一動葉片131和第二動葉片132之間形成空隙，因而可以增加推動氣液混合體的動力，以更加有利地促使氣體溶解于液體中。所述第一突起連接部131a可以為多個類似扇葉的弧形連接片，但不限于此形狀。此外，第一動葉片131和第二動葉片132上分別設置有第一通孔133，以使氣液混合體能夠從第一動葉片131 (或第二動葉片132)的第一通孔133流入動葉輪13的空隙中，并通過第二動葉片132 (或第一動葉片131)的第一通孔133流出動葉輪13。類似地,靜葉輪14也可以包括第一靜葉片141和第二靜葉片142,第一靜葉片141上形成第二突起連接部141a，第二靜葉片142通過固定在第二突起連接部141a而與第一靜葉片141間隔設置，并形成靜葉輪14。并且，第一靜葉片141和第二靜葉片142上分別設置有第二通孔143，以有效地促進氣體溶解于液體中。需要說明的是，盡管附圖中僅顯示了兩個動葉輪13和一個靜葉輪14，但是，動葉輪13和靜葉輪14的數目不限于此，只要在殼體11內設置多個動葉輪13和多個靜葉輪14時，將靜葉輪14設置在相鄰兩個動葉輪13之間即可。在具體應用中，向所述氣液混合泵I提供的動力越大，動葉輪13和靜葉輪14的數目越多。另外，上述第一通孔133和第二通孔134的布置位置和數目也可以根據實際應用而進行選取，而不限于附圖中所示的布置位置和數目。在本發明中，靜葉輪14可以設置較多的第二通孔134，以更好地起到聚集氣液混合體的作用。此外，還可以理解的是，當將本發明的納米氣泡發生裝置應用到不同情況下，用于產生氣泡的氣體可以為空氣、氧氣、二氧化碳或臭氧等多種類型的氣體。以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述
具體實施方式
中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
權利要求
1.一種納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述納米氣泡發生裝置包括氣液混合泵(I)和氣穴發生器(2)，所述氣液混合泵(I)包括第一入口(15)、第二入口(16)和出口(17)，所述第一入口(15)用于流入液體，所述第二入口(16)用于流入氣體，所述出口(17)連通于所述氣穴發生器(2)，使得從所述氣液混合泵(I)流出的氣液混合體流經所述氣穴發生器(2)后形成直徑為納米級的氣泡。
2.根據權利要求1所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述納米氣泡發生裝置包括連通于所述出口(17)的出水管(9)，所述氣穴發生器(2)固定在所述出水管(9)的內部。
3.根據權利要求2所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述氣穴發生器(2)呈盤狀，并且所述氣穴發生器(2)上設置有用于所述氣液混合體流經的孔隙(21)，該孔隙(21)沿所述氣穴發生器(2)的徑向方向延伸。
4.根據權利要求3所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述孔隙(21)的寬度與所述氣液混合泵(I)的揚程成反比，所述孔隙(21)的長度與所述氣液混合泵(I)的揚程成正比。
5.根據權利要求2所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述氣穴發生器(2)設置有多個所述孔隙(21)，并且該多個所述孔隙(21)相對于所述氣穴發生器(2)的端面中心呈放射狀布置。
6.根據權利要求3至5中任意一項所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述氣穴發生器(2)的厚度與從所述氣液混合泵(I)流出的氣液混合體的壓力成正比。
7.根據權利要求1或2所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述氣液混合泵(I)包括殼體(11)、芯軸(12)、動葉輪(13)和靜葉輪(14)，所述芯軸(12)可轉動地安裝在所述殼體(11)內并穿過所述動葉輪(13)和所述靜葉輪(14)，所述動葉輪(13)固定于所述芯軸(12)，所述靜葉輪(14)固定在所述殼體(11)上，并且所述靜葉輪(14)位于相鄰兩個所述動葉輪(13)之間。
8.根據權利要求1所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述動葉輪(13)包括第一動葉片(131)和第二動葉片(132)，所述第一動葉片上(131)上形成有多個第一突起連接部(131a)，所述第二動葉片(132)固定在所述多個第一突起連接部(131a)上，以與所述第一動葉片(131)間隔設置，并且所述第一動葉片(131)和所述第二動葉片(132)上分別設置有第一通孔(133)。
9.根據權利要求8所述納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述靜葉輪(14)包括第一靜葉片(141)和第二靜葉片(142)，所述第一靜葉片(141)上形成有多個第二突起連接部(141a)，所述第二靜葉片(142)固定在所述第二突起連接部(141a)上，以與所述第一靜葉片(141)間隔設置，并且所述第一靜葉片(141)和所述第二靜葉片(142)上分別設置有第二通孔(143)。
10.根據權利要求1所述的納米氣泡發生裝置，其特征在于，所述納米氣泡發生裝置包括水泵(3)，該水泵(3)通過控制閥(4)與所述氣液混合泵(I)的第一入口(15)連通，以向所述氣液混合泵(I)提供高壓液體，并且所述納米氣泡發生裝置包括氣體供應器(5)，該氣體供應器(5)通過進氣調節閥(6)與所述氣液混合泵(I)的第二入口( 16)連通，以向所述氣液混合泵(I)提供氣體。
全文摘要
本發明公開了一種納米氣泡發生裝置，該納米氣泡發生裝置包括氣液混合泵(1)和氣穴發生器(2)，所述氣液混合泵(1)包括第一入口(15)、第二入口(16)和出口(17)，所述第一入口(15)用于流入液體，所述第二入口(16)用于流入氣體，所述出口(17)連通于所述氣穴發生器(2)，使得從所述氣液混合泵(1)流出的氣液混合體流經所述氣穴發生器(2)后形成直徑為納米級的氣泡。因此，本發明的納米氣泡發生裝置可以在污水處理、水產養殖、河川治理、污染修復等多種應用中取得更佳的效果。
文檔編號
ZL201721208914.2
申請日期：2017年09月20日
申請人;杭州桂冠環保科技有限公司
