[發明專利]一種組合式微納米氣泡發生裝置

在審

• 申請號: 202210991030.8
• 申請日: 2022-08-18
• 公開（公告）號: CN115364705A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 王劍;王奪;趙媛媛;趙付建;王秀禮;陳瑞;汪鑫
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01F23/235
• 分類號: B01F23/235;B01F25/64;B01F25/20
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 屠志煒

本發明提供了一種組合式微納米氣泡發生器，包括自旋式氣液混合噴嘴、旋渦泵、回水自吸管和出口三通管；所述旋渦泵出口的一個分支通過回水自吸管與自旋式氣液混合噴嘴的進液口連通，靠近所述進液口的回水自吸管與液體入口連通，利用回水自吸管的射流自吸作用將液體通過液體入口補充進入回水自吸管內；所述自旋式氣液混合噴嘴的出口與旋渦泵進口連通，所述自旋式氣液混合噴嘴上設有氣體進口，利用射流產生的負壓使氣體自吸式沿射流切線方向與液體混合；氣液混合流體利用旋渦泵的旋轉與剪切作用，使氣體在氣液混合流體中呈微納米級氣泡形態。本發明利用旋渦泵的旋轉與剪切作用將液體中的氣泡打碎成微納米級。

技術領域

本發明涉及氣泡發生裝置，特別涉及到一種組合式微納米氣泡發生裝置。

背景技術

微納米氣泡通常指液體中所含的直徑在10^-8～10^-6m的微小氣泡。微納米氣泡的氣泡直徑小，因此在溶液中具有上升速度慢、比表面積大、表面帶點、自身增壓溶解、氣體溶解率高、產生羥基自由基等優勢，由于其具有特殊的物理化學特性，微納米氣泡已經初步應用到水產養殖、無土栽培、果蔬清洗、美容護膚、水環境治理、污水處理等領域。

由于微納米氣泡的直徑較小，其產生的過程極難控制，目前主要的產生手段有高壓溶氣、高速回旋切割、利用空化技術等方案，這些方案通常采用復雜設備或能耗較高。因此需要一種便捷的、低能耗的微納米氣泡產生方案。

現有技術公開了一種微納米氣泡溶氧發生器，該裝置將來流液體螺旋增壓后與氣體混合，并采用超聲簧片將氣泡分解破碎，該裝置結構簡單且節能，但簧片的作用面積有限，并不能保證將絕大多數的大氣泡均分解成微納米氣泡。現有技術公開了一種陣列電極式微氣泡發生裝置，該裝置主要通過電解水來產生微氣泡，其目的是用于水下航行器減阻，其結構較為復雜，而且電解過程是比較消耗電能的。現有技術公開了一種增氧噴射器，其雖然也是利用一個三通管將氣液進行混合，但是其目的是用于水產養殖，其在水中產生的氣泡較大，且不能將大的氣泡破碎成微納米級別。

現有技術公開了并不能有效的將液體中的氣泡微納米化，或結構復雜能耗較高，不能簡單有效的產生微納米級氣泡。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種組合式微納米氣泡發生裝置，采用自旋式氣液混合噴嘴將氣體均勻的混入液體中，然后將混合流體接入旋渦泵中，利用旋渦泵的旋轉與剪切作用將液體中的氣泡進一步打碎成微納米級。本裝置還利用回水管路解決旋渦泵自吸效果弱的缺陷，進水管與進氣管無需提供壓力。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種組合式微納米氣泡發生器，包括自旋式氣液混合噴嘴、旋渦泵、回水自吸管和出口三通管；所述旋渦泵出口的一個分支通過回水自吸管與自旋式氣液混合噴嘴的進液口連通，靠近所述進液口的回水自吸管與液體入口連通，利用回水自吸管的射流自吸作用將液體通過液體入口補充進入回水自吸管內；所述自旋式氣液混合噴嘴的出口與旋渦泵進口連通，所述自旋式氣液混合噴嘴上設有氣體進口，利用射流產生的負壓使氣體自吸式沿射流切線方向與液體混合；氣液混合流體利用旋渦泵的旋轉與剪切作用，使氣體在氣液混合流體中呈微納米級氣泡形態。

進一步，所述自旋式氣液混合噴嘴包括入口段、中段和出口段；所述入口段一端與回水自吸管連通，所述出口段一端與中段的氣液出口連通，所述出口段另一端與旋渦泵進口連通；所述入口段另一端穿過中段的進液口，且所述入口段另一端插入出口段一端內；所述中段上設氣體入口，所述出口段一端上周向設有若干自旋式進氣孔；所述自旋式進氣孔正對氣體入口處。

進一步，所述入口段包括進口、出口和入口漸縮結構，所述進口用于連接回水自吸管，所述進口與出口之間設有入口漸縮結構，所述入口漸縮結構的漸縮比D₁/D₂取值范圍1.5～2.5，其中D₁為進口直徑，D₂為出口直徑，可以使來流液體在混合氣體前速度提升。