微小气泡制造机构制造技术

本发明专利技术公开了一种微小气泡制造机构，其特征在于：包括两个子气泡制造机构，每个子气泡制造机构包括加速旋流预混机构，所述加速旋流预混机构包括预混腔室，用于对流入的气液混合流体进行加速混合和湍流剪切；转向旋流混合机构，用于对由所述预混腔室而来的流体进行向心径流向轴流的变向旋转混合和湍流剪切；扩压旋流混合机构，用于对由所述转向腔室而来的流体进行轴流式的旋转扩压冲击混合与湍流剪切；气泡喷出机构；两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构的出口分别朝向互相背离的方向从而构成背靠背布置；或者两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构的出口分别朝向相同的方向从而构成肩并肩布置。

Micro bubble manufacturing mechanism

The invention discloses a micro bubble manufacturing mechanism, which includes two sub bubble manufacturing mechanisms, each of which includes an accelerated swirling flow premixing mechanism, and the accelerated swirling premixing mechanism includes a premixed chamber for accelerating mixing and turbulent shearing of the inflow gas-liquid mixture; a steering rotation. A flow mixing mechanism used for a variable rotating mixing and turbulent shear of a fluid flow to the axial flow of the fluid from the premixed chamber; the reamed swirling flow mixing mechanism is used for axial flow and turbulent shear mixing and turbulent shear for the fluid derived from the steering chamber; a bubble ejecting mechanism; two sub bubbles. The outlet of the manufacturing mechanism is located in the direction of the back-to-back arrangement of the exit of the air bubble ejecting mechanism, or the two sub bubble manufacturing mechanism is located in the same direction as the outlet of the bubble ejecting mechanism, which is arranged shoulder to shoulder.

【技术实现步骤摘要】
微小气泡制造机构
本专利技术涉及气泡发生装置
，尤其涉及一种适用于稳定高效地大量制造微米气泡、纳米气泡等微小气泡的制造机构。
技术介绍
近年来，鉴于微小气泡(气泡直径在10nm～50μm的微米、微纳米与纳米气泡)所具有的独特的物理化学特性，包含微小气泡的气液混合流体在许多领域包括工业与生活污水处理、江河湖水体修复、饮用水净化、水产养殖、农业植物栽培与土壤修复、健康医疗器械等方面的应用得到了越来越多的关注与重视。目前有多种使气体(例如，空气、氧气、臭氧、二氧化碳、氢气等)溶解于液体(例如，水、污水、海水、乙醇、饮料等)中的制造与供给气泡的技术，主要包括以下几种：1、加压减压式溶气释气法，如申请号为201510493652.8的中国专利公开的一种微气泡装置，包括溶气罐，溶气罐上设置有一通过主轴能相对于溶气罐上下旋转的水龙头，在该水龙头的出水口处安装有起泡器；也可参见申请号为201510493679.7的中国专利公开的一种旋转式微气泡机；2、文丘里空蚀法，如申请号为201180003953.8的中国专利公开的一种气泡发生器，其被安装于压力液体供给构件与将从该压力流体供给构件供给的液体排出的排出构件之间，而在从该排出构件排出的所述液体中产生极小气泡，由上流侧主体、分流阀、下流侧主体构成，上流侧主体设置朝向下流侧而变窄的第一流路，分流阀被收纳于第一流路内而设置多个通液孔，下流侧主体安装于上流侧主体上，设置朝向下流侧而变宽的第二流路，并且使第一流路的下流侧端部与第二流路的上流侧端部相对向；3、回旋式混合剪切，如申请号为01810497.5的中国专利公开的一种微小气泡发生器，该微小气泡发生器包括容器、气液导入孔和气液喷射孔，该容器具有按照基本保持旋转对称的方式形成的中空部，该气液导入孔沿切线方向开口于容器的周壁部，该气液喷射孔按照沿中空部的旋转对称轴的方向开口的方式设置；也可参见申请号为201180033648.3的中国专利公开的一种微气泡产生装置；4、喷射式混合剪切，如申请号为200510028381.5的中国专利公开的一种微气泡发生装置，凸轮与一移动骨架相连，移动骨架内设有布气室，布气室的顶部和移动骨架的顶部分别设有一多孔板，布气室与移动骨架通过顶升弹簧相连，使用时空气通过进气口进入布气室，在布气室和骨架上分别设有一多孔板，并使这两块多孔板叠合，当其中一块多孔板以频繁微位移的方式，不断遮、启微孔，对气流进行高速剪切，从而造成气泡趋小，并迅速脱离多孔板表面；也可参见申请号为200710028073.1的中国专利公开的一种在液体中形成微细气泡的方法和设备。或者，也可以将上述几类基本技术进行各种组合。在制造与供给气泡技术中，为了尽可能多地在液体中溶解大量的气体，需要使气体处于气泡状态，且使气泡的直径越小越好，以最大限度地增加气体与液体的接触面积和接触时间。但基于现有技术的微小气泡产生装置难以大量高效地制造所需的纳米级微小气泡，很难同时满足很多场合对气泡数量(高含气率)和气泡尺度(纳米级)的双重要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种保持力平衡的微小气泡制造机构。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微小气泡制造机构，其特征在于：包括两个子气泡制造机构，每个子气泡制造机构包括加速旋流预混机构，所述加速旋流预混机构包括预混腔室，用于对流入的气液混合流体进行加速混合和湍流剪切，所述预混腔室呈螺旋形蜗壳式空腔；转向旋流混合机构，包括与所述预混腔室连通的、单出口的转向腔室，用于对由所述预混腔室而来的流体进行向心径流向轴流的变向旋转混合和湍流剪切；扩压旋流混合机构，包括与所述转向腔室连通的扩压腔室，用于对由所述转向腔室而来的流体进行轴流式的旋转扩压冲击混合与湍流剪切；气泡喷出机构，与所述扩压腔室连通；两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构同轴布置，使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构的出口分别朝向互相背离的方向从而构成背靠背布置；或者两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构并排布置、并且两个加速旋流预混机构的预混腔室朝向互相远离的方向延伸而形成，使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构的出口分别朝向相同的方向从而构成肩并肩布置。根据本专利技术的一个方面，两个子气泡制造机构背靠背布置时，每个子气泡制造机构各自的转向旋流混合机构、扩压旋流混合机构和气泡喷出机构分别设置在两个加速旋流预混机构相远离的一侧，从而使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构的出口分别朝向互相背离的方向。根据本专利技术的另一个方面，两个子气泡制造机构肩并肩布置时，两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构的预混腔室的轴向互相平行，每个子气泡制造机构各自的转向旋流混合机构、扩压旋流混合机构和气泡喷出机构分别设置在两个加速旋流预混机构的同侧，从而使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构的出口分别朝向相同的方向。优选的，为使得气体和液体充分接触混合，所述预混腔室的轴向横截面外沿为渐开式螺旋线型或近似渐开式螺旋线型，所述预混腔室的流向横断面为沿流向渐进收缩的梯形、圆形、梨形或矩形。优选的，所述预混腔室具有来流进口和径向出口，所述来流进口的外沿与所述轴向横截面外沿切线连接，所述径向出口与转向旋流混合机构连通。优选的，所述转向腔室具有径向进口和第一轴向出口，所述径向进口与加速旋流预混机构连通，所述第一轴向出口与扩压旋流混合机构连通。优选的，所述转向腔室包括两个空间曲面：构成所述第一轴向出口的具有从径向向轴向光滑过渡的喇叭形的第一曲面，以及中间带球面凸起的、外沿为圆的光滑盘状的第二曲面。为进一步加强对来流的气液两相流体的加速旋转强湍流剪切，所述转向腔室的第二曲面上设置有至少两个用于向心式径流轴流转向的导流叶片。为具有较好的扩压效果，所述扩压腔室具有轴向进口和第二轴向出口，所述扩压腔室的任一轴向横截面为圆形，所述扩压腔室的轴向横截面在轴向进口附近沿第二轴向出口方向具有连续的或非连续的渐进式扩张，所述扩压腔室的轴向横截面在第二轴向出口附近沿轴向直至第二轴向出口具有连续的或非连续的渐进式收缩；所述轴向进口的横截面为圆形，与所述转向旋流混合机构的第一轴向出口相连接，所述轴向进口的横截面积大于等于第一轴向出口的横截面积，所述第二轴向出口与气泡喷出机构连通。优选的，所述气泡喷出机构为节流式喷嘴，所述气泡喷出机构具有喷嘴出口，所述喷嘴出口的横截面上开设有一个或多于一个的出口节流孔。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过设置两个独立的子气泡制造机构，将两个子气泡制造机构采用背靠背或肩并肩的布置方式，可使得两个子气泡制造机构的轴向力或径向力得到平衡，从而达到自平衡特性，能有效平衡由于气泡喷射产生的反作用力与振动；每个子气泡制造机构依次设置螺旋形旋转加速的加速旋流预混机构、向心式径流轴流转向的转向旋流混合机构、轴流式膨胀扩压的扩压旋流混合机构，可将流入的气液混合流体依次进行螺旋形旋转加速混合、向心式径流轴流变向旋转加速混合、轴流式膨胀扩压旋转冲击混合以及节流射流混合等多级多尺度的强旋流湍流剪切与混合，使得所述流入气液混合流体的气体部分受到多级多尺度的气液两相相间的强湍流剪切，进而产生多级多尺度的气泡破裂，生成大量所需的微纳米气泡；每个子气泡制造机构可同时兼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微小气泡制造机构，其特征在于：包括两个子气泡制造机构，每个子气泡制造机构包括加速旋流预混机构(1)，所述加速旋流预混机构(1)包括预混腔室(11)，用于对流入的气液混合流体进行加速混合和湍流剪切，所述预混腔室(11)呈螺旋形蜗壳式空腔；转向旋流混合机构(2)，包括与所述预混腔室(11)连通的、单出口的转向腔室(21)，用于对由所述预混腔室(11)而来的流体进行向心径流向轴流的变向旋转混合和湍流剪切；扩压旋流混合机构(3)，包括与所述转向腔室(21)连通的扩压腔室(31)，用于对由所述转向腔室(21)而来的流体进行轴流式的旋转扩压冲击混合与湍流剪切；气泡喷出机构(4)，与所述扩压腔室(31)连通；两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构(1)同轴布置，使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构(4)的出口分别朝向互相背离的方向从而构成背靠背布置；或者两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构(1)并排布置、并且两个加速旋流预混机构(1)的预混腔室(11)朝向互相远离的方向延伸而形成，使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构(4)的出口分别朝向相同的方向从而构成肩并肩布置。

【技术特征摘要】
1.一种微小气泡制造机构，其特征在于：包括两个子气泡制造机构，每个子气泡制造机构包括加速旋流预混机构(1)，所述加速旋流预混机构(1)包括预混腔室(11)，用于对流入的气液混合流体进行加速混合和湍流剪切，所述预混腔室(11)呈螺旋形蜗壳式空腔；转向旋流混合机构(2)，包括与所述预混腔室(11)连通的、单出口的转向腔室(21)，用于对由所述预混腔室(11)而来的流体进行向心径流向轴流的变向旋转混合和湍流剪切；扩压旋流混合机构(3)，包括与所述转向腔室(21)连通的扩压腔室(31)，用于对由所述转向腔室(21)而来的流体进行轴流式的旋转扩压冲击混合与湍流剪切；气泡喷出机构(4)，与所述扩压腔室(31)连通；两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构(1)同轴布置，使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构(4)的出口分别朝向互相背离的方向从而构成背靠背布置；或者两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构(1)并排布置、并且两个加速旋流预混机构(1)的预混腔室(11)朝向互相远离的方向延伸而形成，使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构(4)的出口分别朝向相同的方向从而构成肩并肩布置。2.根据权利要求1所述的微小气泡制造机构，其特征在于：两个子气泡制造机构背靠背布置时，每个子气泡制造机构各自的转向旋流混合机构(2)、扩压旋流混合机构(3)和气泡喷出机构(4)分别设置在两个加速旋流预混机构(1)相远离的一侧，从而使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构(4)的出口分别朝向互相背离的方向。3.根据权利要求1所述的微小气泡制造机构，其特征在于：两个子气泡制造机构肩并肩布置时，两个子气泡制造机构的加速旋流预混机构(1)的预混腔室(11)的轴向互相平行，每个子气泡制造机构各自的转向旋流混合机构(2)、扩压旋流混合机构(3)和气泡喷出机构(4)分别设置在两个加速旋流预混机构(1)的同侧，从而使得两个子气泡制造机构位于气泡喷出机构(4)的出口分别朝向相同的方向。4.根据权利要求1～3中任一项所述的微小气泡制造机构，其特征在于：所述预混腔室(11)的轴向横截面外沿(114)为渐开式螺旋线型或近似渐开式螺旋线型，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王少平，王哲，王会才，陶凝，
申请(专利权)人：宁波聚清源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33