[實(shí)用新型]一種利用氣膜制備微泡的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520687931.3
• 申請(qǐng)日: 2015-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205032090U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白立新;林偉軍;鄧京軍;李超;徐德龍;白麗榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): B01F3/04
• 分類號(hào): B01F3/04
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11309
• 代理人: 陳霽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微泡制備領(lǐng)域，尤其涉及一種利用氣膜制備微泡的裝置。

背景技術(shù)

微泡體積極其微小，具有與普通氣泡不同的特殊性質(zhì)，具有氣泡尺寸小、比表面積大、吸附效率高、存在時(shí)間長(zhǎng)、傳質(zhì)效率高、表面電荷電位高以及可釋放出自由基等特性，在氣浮凈水、水體增氧、生物制藥、精密化學(xué)反應(yīng)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值。

微泡的制備有多種方法，比如利用流體的剪切力或者壓力梯度將氣泡打碎成更小的微泡的氣泡破碎法；利用超聲波作用于氣泡或者氣體出口產(chǎn)生進(jìn)而產(chǎn)生微泡的超聲法；借助微通道產(chǎn)生微泡的微流體法；通過(guò)液壓的變化使原先溶解在水中的氣泡以微泡的形式析出的溶解氣法。

但在微泡的應(yīng)用推廣過(guò)程中現(xiàn)有的微泡制備裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，需要很高的流速和壓力，運(yùn)行維護(hù)不便，大大提高了用戶的使用成本。開(kāi)發(fā)新型的微泡制備技術(shù)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有微泡制備技術(shù)的不足，增加微泡制備技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域成為了當(dāng)務(wù)之急。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本、低能耗、性能優(yōu)越、適于推廣的微泡的制備裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種利用氣膜制備微泡的裝置，該裝置包括：噴嘴、螺旋槳和氣膜破碎室；

噴嘴用于形成射流，射流在液面上形成浮水液滴；

氣膜破碎室用于形成耦合外力場(chǎng)；

浮水液滴的氣膜在外力場(chǎng)的作用下破碎形成微泡；

流體在螺旋槳的推動(dòng)下沿浮水液滴運(yùn)動(dòng)方向的反方向循環(huán)運(yùn)動(dòng)，并將微泡帶入液面以下。

優(yōu)選地，氣膜破碎室包括沖擊波發(fā)生器和電極中的一個(gè)或多個(gè)的復(fù)合。

優(yōu)選地，噴嘴可以轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，流體具有表面活性劑。

優(yōu)選地，噴嘴一端與所述氣膜破碎室相通。

本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了利用氣膜制備微泡，通過(guò)浮水液滴與液體之間氣膜的破碎形成微泡，微泡在外力場(chǎng)的作用下進(jìn)一步破碎可以形成微米級(jí)到毫米級(jí)尺寸不同的微泡，經(jīng)過(guò)液體的循環(huán)，可以有效提高液體中微泡的含量。操作方法簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低廉，不需要很高的流速和壓力，可以滿足大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種利用氣膜制備微泡的裝置示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的浮水液滴在液體表面運(yùn)動(dòng)原理示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的浮水液滴氣膜形成微泡原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)、清楚、完整的說(shuō)明，附圖中，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種利用氣膜制備微泡的裝置示意圖。如圖1所示，該裝置包括：噴嘴1、螺旋槳2和氣膜破碎室3，噴嘴1用于形成射流，射流在液面上形成浮水液滴，氣膜破碎室3用于形成耦合外力場(chǎng)，浮水液滴的氣膜在外力場(chǎng)的作用下破碎形成微泡，流體在螺旋槳2的推動(dòng)下沿浮水液滴運(yùn)動(dòng)方向的反方向循環(huán)運(yùn)動(dòng)，并將微泡帶入液面以下。

在一個(gè)例子中，氣膜破碎室3包括沖擊波發(fā)生器5和電極4中的一個(gè)或多個(gè)的復(fù)合。沖擊波發(fā)生器5用于向反氣泡破碎室2的流體中發(fā)射沖擊波，使反氣泡破碎室3中的反氣泡破碎形成微泡。電極4可以產(chǎn)生的電場(chǎng)的極化作用，使得較大的氣泡或微泡破裂,形成體積更小的微泡。在一個(gè)例子中，沖擊波發(fā)生器5發(fā)射的沖擊波和電極產(chǎn)生的電場(chǎng)力的作用下相互耦合，在液體中形成相互混合的體系，用于使浮水液滴產(chǎn)生的微泡進(jìn)一步破碎。

噴嘴1可以轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整噴嘴1與液面之間的角度，可以控制浮水液滴的產(chǎn)生。在一個(gè)例子中，通過(guò)調(diào)節(jié)整噴嘴1與液面之間的角度，從而改變了入射液滴與液面之間的角度，通過(guò)改變這一角度，可以使浮水液滴沿著水面在液面以上彈跳。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的浮水液滴在液體表面運(yùn)動(dòng)原理示意圖。如圖2所示，噴嘴1向液面射入射流，經(jīng)噴嘴1射出的射流在重力的作用下形成液滴落在液面之上的彈跳點(diǎn)10形成浮水液滴7。由于慣性作用浮水液滴7開(kāi)始多次在液面上的彈跳，在浮水液滴7彈跳的過(guò)程中，在浮水液滴與液面之間形成氣膜8，氣膜8將浮水液滴7與液面隔開(kāi)，由于表面張力液面支撐浮水液滴7在液面以上運(yùn)動(dòng)，并且不與液體接觸。浮水液滴7經(jīng)過(guò)多次彈射后速度逐漸降低，最后在著陸點(diǎn)11與液面發(fā)生接觸，在于液面接觸的過(guò)程中氣膜8破裂形成許多微泡9。