[發明專利]一種可模塊化組合的微型文丘里式氣泡發生裝置

有效

• 申請號: 201810610697.2
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108745012B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 黃江;孫立成;杜敏;莫政宇;唐繼國;劉洪濤;謝果;鮑靜靜
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01F3/04
• 分類號: B01F3/04;B01F5/04
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 王婷婷

本發明公開了一種可模塊化組合的微型文丘里式氣泡發生裝置。該裝置包括微型文丘里式氣泡發生底部模塊、N個中間模塊及頂部模塊，各中間模塊又包括了分流底板和上蓋板。其中分流底板包含了模塊液體出孔、液體均流通道、微型文丘里通道、喉部進氣槽、模塊出流通道、氣液混合物出流孔、喉部出氣孔，上蓋板包含了模塊液體入口、喉部進氣孔、氣液混合物出口。本發明采用均流通道結構，實現了系統內部均勻的分流過程，保證了單個模塊內各文丘里通道流量的均勻分配，使破碎后的氣泡尺寸較為均勻；模塊化組合的方式，便于拆卸和安裝，能夠根據氣泡制備量的多少增減模塊；模塊化組合可以大大提高裝置的緊湊性，降低制造成本，節約安裝空間。

技術領域

本發明涉及一種適用于制備大量微小氣泡的發生裝置。

背景技術

微氣泡具有比表面積大、上升速度慢、優異的溶解度、較強的表面吸附性、水中可長時間停留等特點，可以大大強化傳熱傳質過程，因而在許多領域有著十分廣泛的應用，如礦物浮選、污水處理、水產養殖、無土栽培、船舶減阻、洗滌器、熔鹽堆除氣系統等。

文丘里通道憑借簡單的結構設計、安全可靠、能耗低以及優異的氣泡發生性能，因此，常常用作氣泡發生裝置使用。

在上述領域的實際應用中，往往需要大量尺寸均勻的微小氣泡，這就對微氣泡發生器產生微氣泡的能力提出了要求，而單個文丘里結構式氣泡發生器制備氣泡的能力又十分有限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可模塊化組合的微型文丘里氣泡發生裝置，該裝置結構緊湊、拆卸與安裝方便，能夠產生大量微小氣泡，同時實現了各并聯微型文丘里通道液體流量的均勻分配，保證了所產生氣泡的尺寸相對均勻，并且氣泡數量可以通過增減模塊數量有效控制，通過改變液體流量實現對制備氣泡尺寸的調控。

本發明是采用以下的技術方案實現的：液體首先由頂部模塊液體入口（2.2.1）進入各模塊，隨后流入均流通道（2.1.2）并分流到各微型文丘里通道（2.1.3）；氣體由頂部模塊的總進氣道（3.1）向各模塊的喉部進氣孔（2.2.5）供氣，而后通過喉部進氣槽（2.1.7）向兩側的微型文丘里通道喉部供氣；氣液兩相在喉部匯流后進入文丘里漸擴段，隨即氣泡發生破碎形成大量微小氣泡，而后匯入模塊出流通道（2.1.6），最后經模塊氣液混合物出口（2.2.4）流出模塊。由于均流通道（2.1.2）截面漸縮的結構設計，避免了流量被相對集中到通道下游，使各個微型文丘里通道（2.1.3）獲得的流量較為均勻，從而可以保證制備的微小氣泡尺寸比較均勻。

本發明還包括：所述模塊液體入口（2.2.1）、氣液混合物出口（2.2.4）與喉部進氣孔（2.2.5）周圍加工密封槽（2.2.2），并通過螺栓配合安裝孔（2.2.3）實現底部模塊（1）、中間模塊（2）及頂部模塊（3）相互間的壓緊密封。

所述各模塊的模塊液體入口（2.2.1）、模塊液體出孔（2.1.1）上下串聯形成液體入流通路。

所述各模塊的喉部進氣孔（2.2.5）、喉部出氣孔（2.1.8）上下串聯形成氣體入流通路。

所述各模塊的氣液混合物出流孔（2.1.5）、氣液混合物出口（2.2.4）串聯形成氣液出流通路。

所述底部模塊（1）、各中間模塊（2）、頂部模塊（3），采取上下重疊的方式實現并聯，并通過螺栓配合安裝孔（2.1.4）與（2.2.3）進行固定，可以根據對微氣泡數量的使用需求適當增減模塊。

本發明的效果：通過在分流底板上直接加工多個并聯的微型文丘里通道（2.1.3），可以實現同時產生大量微氣泡的要求，且制備氣泡最小平均尺寸可達60-100μm。

通過加入均流通道（2.1.2）的結構設計，實現分配到各微型文丘里通道（2.1.3）內流量的均勻化，以此保證所產生微氣泡尺寸分布的一致性，以及匯集到模塊出流通道（2.1.6）的微氣泡尺寸大小比較均勻。