[發明專利]一種基于超聲空化的活化水消毒裝置

在審

• 申請號: 202210543536.2
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114702101A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 何知益;王露;胡楊;母江東;馮應恒
• 申請（專利權）人: 中電科奧義健康科技有限公司
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36;A61L9/14;A61L2/22
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 李弱萱

1.一種基于超聲空化的活化水消毒裝置，其特征在于：該消毒裝置包括裝置主體、水位傳感器一（1）、水位傳感器二（2）、水位傳感器三（3）、注水通氣孔（4）、壓電陶瓷片（5）、大功率超聲換能器（6）、電源線纜（7）、拉瓦爾噴管（8）和閥門（9）；

所述裝置主體為空心腔體結構；

所述裝置主體的頂部設有注水通氣孔（4）和拉瓦爾噴管（8）；

所述拉瓦爾噴管（8）上設有閥門（9）；

所述裝置主體的側邊垂直方向由上至下設有水位傳感器一（1）、水位傳感器二（2）、水位傳感器三（3）；

所述裝置主體的腔體內部設有大功率超聲換能器（6）；

所述大功率超聲換能器（6）通過壓電陶瓷片（5）與電源線纜（7）連接；

預先開啟大功率超聲換能器（6），讓裝置主體內的水活化，然后打開閥門（9），在拉瓦爾噴管（8）中通入高壓高速氣流，拉瓦爾噴管（8）內的壓力變低，會將裝置主體內中已活化的水拉入拉瓦爾噴管（8）內，最后在高壓氣流的作用下，在拉瓦爾噴管（8）的出口處霧化后噴射出去。

2.根據權利要求1所述的一種基于超聲空化的活化水消毒裝置，其特征在于：所述大功率超聲換能器（6）的超聲頻率范圍為19.5kHz～1MHz，工作電壓為12V～1000V。

3.根據權利要求1所述的一種基于超聲空化的活化水消毒裝置，其特征在于：所述水位傳感器一（1）、水位傳感器二（2）和水位傳感器三（3）由上至下的位置分別設置在裝置主體垂直方向的九分之一處、九分之三處和九分之八處。

4.根據權利要求1所述的一種基于超聲空化的活化水消毒裝置，其特征在于：所述拉瓦爾噴管（8）與注水通氣孔（4）分別在裝置主體頂部的兩端。

5.根據權利要求1所述的一種基于超聲空化的活化水消毒裝置，其特征在于：所述拉瓦爾噴管為實現亞聲速流向超聲速流的連續變化，對噴管出口截面下游的環境壓強做出限制；

設出口截面外的環境壓強Pa保持不變，噴管進口截面的滯止壓強P₀可變；當P₀變化時，噴管出口截面上的氣體壓強Pe隨之變化；根據Pa和Pe的相對大小，氣體在噴管中的流動狀態分為以下三種情況：

（1）最佳膨脹狀態Pa=Pe

氣體在噴管中得到完全膨脹，是噴管的最佳膨脹狀態，滿足：

①噴管喉部達到臨界狀態，出口流動為超聲速，即Me1；

②流體流出噴管后，既不膨脹，也不壓縮，而是一平行射流；

③管內流動為超聲速，當外界環境發生微小擾動時，擾動的傳播速度小于流動速度，擾動不能傳進噴管內部，即噴管中的流動覺察不到外界反壓的變化；

（2）欠膨脹狀態PePa

如果在最佳膨脹狀態下提高噴管進口總壓P₀，則出口Pe同時增大，有Pa；氣體沒有得到完全膨脹，其能量未充分發揮，即氣體熱能沒有最大限度地轉變成定向流動動能；這種流動稱為欠膨脹狀態或膨脹不足狀態，滿足：

①噴管喉部達到臨界狀態，出口為超聲速Me1；

②氣體在噴管外繼續膨脹，直到壓強等于Pa時為止，噴管出口處有系列膨脹波；

③噴管外的壓強擾動不能逆向傳入噴管；

（3）過膨脹狀態PePa

如果在最佳膨脹狀態下減小噴管進口總壓P₀，則噴管出口的氣體壓強也將減小，即Pe；氣體在噴管膨脹。