一种纳米气泡的发生装置及纳米气泡的产生方法

文档序号:1912064 发布日期:2021-12-03 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种纳米气泡的发生装置及纳米气泡的产生方法 (Nano bubble generating device and nano bubble generating method ) 是由 杨学良 于 2021-09-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及纳米气泡的生成设备技术领域,特指一种纳米气泡的发生装置及纳米气泡的产生方法;其中纳米气泡的发生装置是:在外壳体上设置有进气、进液口、混合气液出口,在外壳体内腔间隔设置有一级、二级固定挡板,一级、二级固定挡板将外壳体内腔分隔成旋流腔室、涡流腔室及混流腔室,进气、进液口与旋流腔室连通,混合气液出口与混流腔室连通,在一级、二级固定挡板上分别设置有一级、二级喷嘴,一级喷嘴内设置有一级离心叶轮,二级喷嘴内设置有二级离心叶轮,一级离心叶轮、二级离心叶轮安装在传动轴上并随传动轴转动,传动轴由动力源驱动转动;本发明应用范围广、性能佳。(The invention relates to the technical field of nano bubble generating equipment, in particular to a nano bubble generating device and a nano bubble generating method; wherein the generating device of the nanometer bubble is: the outer shell is provided with an air inlet, a liquid inlet and a mixed gas-liquid outlet, a primary fixed baffle and a secondary fixed baffle are arranged in the inner cavity of the outer shell at intervals, the primary fixed baffle and the secondary fixed baffle divide the inner cavity of the outer shell into a rotational flow chamber, a vortex chamber and a mixed flow chamber, the air inlet and the liquid inlet are communicated with the rotational flow chamber, the mixed gas-liquid outlet is communicated with the mixed flow chamber, a primary nozzle and a secondary nozzle are respectively arranged on the primary fixed baffle and the secondary fixed baffle, a primary centrifugal impeller is arranged in the primary nozzle, a secondary centrifugal impeller is arranged in the secondary nozzle, the primary centrifugal impeller and the secondary centrifugal impeller are arranged on a transmission shaft and rotate along with the transmission shaft, and the transmission shaft is driven to rotate by a power source; the invention has wide application range and good performance.)

一种纳米气泡的发生装置及纳米气泡的产生方法

技术领域

本发明涉及纳米气泡的生成设备技术领域,特指一种纳米气泡的发生装置及纳米气泡的产生方法。

背景技术

“纳米气泡”(超细气泡),是水溶液中的纳米级气态,能够改变水的正常特性。按照国际标准化组织(ISO)的定义,当气泡的直径在50微米以下的称作微米气泡,而100纳米以下的称作为“纳米气泡”。

“纳米气泡”具有常规气泡所不具备的物理与化学特性。正是这些特性使处理过的“纳米气泡”具有独特的功能,使其“纳米气泡”在改善水质方面有着显著的效果,并在工、农业生产、环境治理等领域中得到了广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用范围广、性能佳的纳米气泡的发生装置及纳米气泡的产生方法。

本发明是这样实现的:

本发明的其中一个目的是提供一种纳米气泡的发生装置,包括外壳体,在外壳体上设置有进气、进液口、混合气液出口,在外壳体内腔间隔设置有一级固定挡板、二级固定挡板,所述一级固定挡板、二级固定挡板将外壳体内腔分隔成旋流腔室、涡流腔室及混流腔室,所述进气、进液口与旋流腔室连通,所述混合气液出口与混流腔室连通,在一级固定挡板或外壳体上设置有一级喷嘴、二级固定挡板或外壳体上设置有二级喷嘴,所述一级喷嘴内设置有一级离心叶轮容置腔,在一级离心叶轮容置腔内设置有一级离心叶轮,所述二级喷嘴内设置有二级离心叶轮容置腔,在二级离心叶轮容置腔内设置有二级离心叶轮,所述一级离心叶轮、二级离心叶轮安装在传动轴上并随传动轴转动,传动轴由动力源驱动转动。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述一级喷嘴、二级喷嘴包括呈中空圆柱体状的主体,在主体上设置有一圈以上沿径向设置的喷射孔,所述喷射孔为文丘里管结构。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述喷射孔设置有一圈或两圈。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,每圈喷射孔由30-50个微孔构成。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述一级离心叶轮外设置有一级导流罩,所述一级导流罩设置在一级固定挡板上,所述二级离心叶轮外设置有二级导流罩,所述二级导流罩设置在二级固定挡板上。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述外壳体为空圆柱体结构,所述外壳体、一级离心叶轮、一级导流罩、二级离心叶轮、二级导流罩、一级喷嘴、二级喷嘴、传动轴同轴设置。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述进气、进液口、混合气液出口分别配有旁路管,所述旁路管与储液装置连接。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述传动轴的一端伸出外壳体外,外壳体与传动轴之间设置有密封装置。

在上述的一种纳米气泡的发生装置中,所述进气、进液口为一个进口同时进气、进液,或是两个进口,分别为进气口、进液口。

本发明的另一个目的是提供一种纳米气泡的产生方法,包括如下步骤:

步骤1:动力源驱动传动轴转动,驱动一级离心叶轮、二级离心叶轮高速旋转,一级离心叶轮在旋流腔室内转动使旋流腔室内产生高速、高压旋流,在高速、高压旋流的中心局部产生负压区域,目标气流、液流同时从进气、进液口吸入到旋流腔室内;

步骤2:在步骤1目标气流、液流同时从进气、进液口吸入到旋流腔室内的同时,在一级离心叶轮动能的作用下,水流、气流形成高压涡流、湍流,使得气液两相流体高速旋转混合、碰撞,气体、液体被剪切、分解,溶解在液体内部的气体释放产生微小气泡;

步骤3:步骤2中的微小气泡从一级喷嘴喷射,进入涡流腔室,当微小气泡压力低于液体内部的饱和蒸气压时,液体局部出现闪蒸,产生许多空腔,液气流被剪切形成超微气泡;

步骤4:步骤3的超微气泡通过二级离心叶轮再次加压,超微气泡产生强烈的液压冲力流速增加,在内部产生涡流;

步骤5:经二级喷嘴高速喷射到混流腔室,超微气泡的流速、压力急剧下降,液体局部冷沸腾,超微气泡中溶解的气体被释放并产生纳米气泡。

本发明相比现有技术突出的优点是:

1、本发明的一级离心叶轮形成高压旋流、二级离心叶轮再次加压形成高压涡流,使其气体、液体两相流具有连续产生超细气泡即纳米气泡的效果,有效提升了本纳米气泡发生装置的应用范围和性能,可用于实施多种气液流体工艺过程,如增氧、混合、消毒、加热等相关领域。

2、本发明工作效率高,运营成本低。

附图说明

图1是本发明的正视剖面示意图;

图2是本发明的横切面示意图。

图中:1、外壳体;2、传动轴;31、进液口;31、进气口;4、旋流腔室;51、一级离心叶轮;52、二级离心叶轮;61、一级导流罩;62、二级导流;71、一级喷嘴;72、二级喷嘴;8、涡流腔室;9、混流腔室;10、混合气液出口;11、一级固定挡板;12、二级固定挡板。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述,参见图1—2:

一种纳米气泡的发生装置,包括外壳体1,在外壳体1上设置有进气、进液口、混合气液出口10,在外壳体1内腔间隔设置有一级固定挡板11、二级固定挡板12,所述一级固定挡板11、二级固定挡板12将外壳体1内腔分隔成旋流腔室4、涡流腔室8及混流腔室9,所述进气、进液口与旋流腔室4连通,所述混合气液出口10与混流腔室9连通,在一级固定挡板11上设置有一级喷嘴71、二级固定挡板12上设置有二级喷嘴72,所述一级喷嘴71内设置有一级离心叶轮容置腔,在一级离心叶轮容置腔内设置有一级离心叶轮51,所述二级喷嘴72内设置有二级离心叶轮容置腔,在二级离心叶轮容置腔内设置有二级离心叶轮52,所述一级离心叶轮51、二级离心叶轮52安装在传动轴2上并随传动轴2转动,所述传动轴2由动力源驱动转动。在本实施例中,所述动力源为电机。

如图1所示,所述进气、进液口为一个进口同时进气、进液,既为进液口31,也为进气口32。作为另一实施方式,所述进气、进液口为两个进口,分别为进气口、进液口。本实施例优选进气、进液口为一个进口同时进气、进液的结构。

如图1和图2所示,所述一级喷嘴71、二级喷嘴72包括呈中空圆柱体状的主体,在主体上设置有一圈以上沿径向设置的喷射孔,所述喷射孔为文丘里管结构。所述喷射孔设置有一圈或两圈。每圈喷射孔由30-50个微孔构成。当喷射孔设置有两圈时,则有60-100个微孔。

本发明所述一级离心叶轮51外设置有一级导流罩61,所述一级导流罩61设置在一级固定挡板11上,所述二级离心叶轮52外设置有二级导流罩62,所述二级导流罩62设置在二级固定挡板12上。所述外壳体1为空圆柱体结构,所述外壳体1、一级离心叶轮51、一级导流罩61、二级离心叶轮52、二级导流罩62、一级喷嘴71、二级喷嘴72、传动轴2同轴设置。工作时,一级离心叶轮51、二级离心叶轮52随传动轴2转动,一级导流罩61、二级导流罩62、一级喷嘴71、二级喷嘴72不转动。

如图1所示,所述传动轴2的一端伸出外壳体1外、另一端转动设置在一级导流罩61上。外壳体1与传动轴2之间设置有密封装置,本实施例的密封装置优选机械密封结构。设置密封结构可以实现外壳体1的内腔与外界的隔离,防止液体泄漏。

另外,所述进气、进液口、混合气液出口10分别配有旁路管,所述旁路管与储液装置连接,生成的纳米气泡循环到系统中或直接排放到终端。

本发明采用双级组合单元(叶轮、导流罩、喷嘴)加压(>0.3Mpa)、增压(>0.3Mpa)模式,可使气流、水流的压力和速度达到更佳的工作状态。为产生纳米气泡创造必备的条件。本发明的纳米气泡产生的过程如下:

设备启动时,动力源(电机1)驱动传动轴2转动,驱动一级离心叶轮51、二级离心叶轮52高速旋转,一级离心叶轮51在旋流腔室4内转动使旋流腔室4内产生高速、高压旋流,在高速、高压旋流的中心局部产生负压区域,此时,目标气流、液流同时从进气、进液口吸入(负压状态)到旋流腔室4内。同时,在的一级离心叶轮51动能的作用下,水流、气流形成高压涡流、湍流,使得气液两相流体高速旋转混合、碰撞,气体、液体被剪切、分解,此刻,溶解在液体内部的气体释放产生微小气泡。形成的微小气泡从一级喷嘴71喷射进入涡流腔室8中,当微小气泡压力低于液体内部的饱和蒸气压时,液体局部出现闪蒸,产生许多空腔,液气流被剪切形成超微气泡。超微气泡通过二级离心叶轮52再次加压时,超微气泡产生强烈的液压冲力流速增加,在内部产生涡流,再经二级喷嘴72高速喷射到混流腔室9。此时,超微气泡的流速、压力急剧下降,液体局部冷沸腾,超微气泡中溶解的气体被释放并产生纳米气泡(超细气泡)。所形成的纳米气泡再经由混合气液出口10排放到系统中去或终端,从而完成纳米气泡发生的过程。

本发明的应用:

水产养殖业:

纳米气泡在水中停留时间长,氧气转移效率高(超过90%),是目前最有效的曝气方法之一。改善养殖环境,提高溶解氧,可促进虾类、鱼类、贝壳类的生长,提高水产养殖的产量。

农业/植物栽培:

用纳米气泡水浇灌,可促进农作物的生长增加产量。

水处理领域:

用纳米气泡水循环游泳池的水体,可起到杀菌/消毒,以减少氯化物的使用量,有益于人的身体健康。

用纳米气泡用于污水中有机污染物的分解,具有杀菌消毒的作用。与氯等其他消毒剂不同,不存在二次污染的问题。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一,并非以此限制本发明的实施范围,故:凡依本发明的形状、结构、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

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