气体溶液的制备装置及提高气体在液体中溶存度的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种气体溶液的制备装置及提高气体在液体中溶存度的方法。该制备装置包括气液混合装置，气液混合装置用于将气体和液体混合而形成气液混合物。气液混合装置设有用于排出气液混合物的出水口，出水口与连接管道连接。连接管道上设有变径管，变径管包含多段管体，其中至少有两段管体的内直径不同，以及来自气液混合装置的气液混合物流经变径管。本发明专利技术的制备装置制备得到的气体溶液中气体容存度比常规制备装置所制得的气体溶液中的气体容存度明显提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及向液体中充入气体，提高气体在液体中的含量，至饱和或超饱和状态的技术和装置，尤其涉及一种超饱和气体溶液的制备装置，具体的说是一种将气体以微纳米级别直径气泡的方式通过和液体的充分混合，以达到常温常压下气体在液体中超饱和溶解状态的装置及超饱和气体溶液的制备方法。
技术介绍
氢气溶液是指氢气溶解于水后形成的气液混合物，加入氢气不改变原水的PH值。自2007年《自然》杂志刊登日本太田成男等关于氢气具有抗氧化、抗炎、抗凋亡生物医学效应报告。7年来，氢气水溶液的生物学效应逐渐的被人们所接受和认可。氢气溶液因为具有极高的生物安全性，令世人振奋地、主动地逆转病理损伤的效应和极为方便的使用方式(如：饮用/浸泡)，业已成为世界范围内医疗保健市场最值得关注的项目之一。其中，超饱和氢气溶液因为制备难度高且应用范围广，生物医学效应尤为显著。通过饮用氢气水摄取氢气是目前应用最广泛的方法，也是氢气健康产品最安全、最常见的形式。但氢气在水中的溶解度非常低，是一种难溶甚至不溶于水的气体，在常温常压下(常温为20℃，常压为101.3Kpa)，1L水的氢气饱和溶解量为18.2ml或1.6mg，通常我们用质量浓度1.6PPM来表示，鉴于氢气很难溶于水的特性，成为了人们通过饮用高含氢量的水溶液的障碍。饮用氢气水的制备方式包括电解水、氢气溶解水、金属镁反应水等类型。电解水是最早用于人体的氢气水，以保健为目的的饮用电解水最早起源于日本。制备电解水的设备称为电解槽，经过电解后通过半透膜分离出的碱性水会含有少量的氢气，电解水的不足在于由于饮用水直接通过电解槽进行电解，水的PH值将发生改变，且电解槽的金属电极直接作用于水，会有微量的金属离子析出，若用于饮用，则金属离子会随水进入人体内，更重要的一点是，电解水方式得到的氢水溶液效率很低且溶解度低，远达不到氢气在水溶液中的饱和状态。利用金属和水在常温下产生氢气和氢氧化物的化学反应，也可以制备出氢气水。许多金属例如铁、铝、镁等都可以与水反应产生氢气，但多数金属存在口感差、反应速度慢、明显毒性的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够制备出高气体容存度的气体溶液的制备装置及提高气体在液体中溶存度的方法。为实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供了一种气体溶液的制备装置，所述制备装置包括气液混合装置，所述气液混合装置用于将气体和液体混合而形成气液混合物，所述气液混合装置设有用于排出所述气液混合物的出水口，所述出水口与连接管道连接。所述连接管道上设有变径管，所述变径管包含多段管体，其中至少有两段管体的内直径不同，以及来自所述气液混合装置的气液混合物流经所述变径管。一实施例中，所述气体溶液是超饱和气体溶液。一实施例中，所述气液混合装置用于形成含有微纳米气泡的气液混合物。一实施例中，所述变径管串联连接于所述连接管道。一实施例中，所述连接管道由至少两段管道构成，所述变径管的入口端连接于所述至少两段管道中的一段管道的出口，所述变径管的出口端连接于所述至少两段管道中的另一段管道的入口。另一实施例中，所述变径管一体地形成于所述连接管道上。一实施例中，所述多段管体的内直径大小交替变化。一实施例中，所述变径管由3-12段所述管体构成。一实施例中，所述变径管由3-7段所述管体构成。一实施例中，所述变径管由多段分开的管体依次组装而成。一实施例中，所述变径管连接于所述连接管道，且所述变径管的与所述连接管道连接的部分的内直径小于所述连接管道的内直径。一实施例中，所述变径管包括具有第一内直径的管体和具有第二内直径的管体，其中所述具有第一内直径的管体和所述具有第二内直径的管体交替，且所述第一内直径小于所述第二内直径，以及所述具有第一内直径的管体和所述具有第二内直径的管体之间的长度之比为1：2～1：4。一实施例中，所述具有第一内直径的管体和所述具有第二内直径的管体之间的长度之比为1：2.5～1：3.5。另一实施例中，所述具有第一内直径的管体和所述具有第二内直径的管体之间的长度之比为1：3。一实施例中，所述变径管的长度为30～300mm。更佳地，所述变径管的长度为100～200mm。一实施例中，所述连接管道的内直径等于所述第二内直径，且所述连接管道与所述具有第一内直径的管体连接。一实施例中，所述第一内直径与所述第二内直径的大小之比为1:1.5～1:3。一实施例中，所述第一内直径与所述第二内直径的大小之比为2:3～4:5。一实施例中，所述第一内直径为所述连接管道的内直径的1/2～2/3，且所述第二内直径为所述连接管道的内直径的4/5～6/5。根据本专利技术的又一方面，提供了一种气体溶液的制备装置，所述制备装置包括气液混合装置和水箱，所述气液混合装置设有进水口、排水口以及用于与气源连通的进气口，且所述水箱设有吸水口和进水口，其中所述气液混合装置的进水口与所述水箱的吸水口之间通过吸水流动支路连接，所述气液混合装置的排水口与所述水箱的进水口之间通过排水流动支路连接，且所述排水流动支路上设有释压器，以及所述水箱和所述释压器之间通过第五管道连接。所述第五管道上设有变径管，所述变径管包含多段管体，其中至少有两段管体的内直径不同，从而来自所述气液混合装置的气液混合物流过所述释压器，流经所述变径管后进入所述水箱。根据本专利技术的又一方面，提供了一种气体溶液的制备装置。所述制备装置包括气液混合装置、外接水源支路、排水流动支路和取液支路，所述气液混合装置设有进水口、排水口以及用于与气源连通的进气口，其中所述气液混合装置的进水口与所述外接水源支路连接，所述气液混合装置的排水口与所述排水流动支路连接，且所述排水流动支路上设有释压器和变径管并与所述取液支路连接，所述变径管位于所述释压器下游，从而来自所述气液混合装置的气液混合物依次流过所述释压器和所述变径管后流至所述取液支路。根据本专利技术的又一方面，提供了一种气体溶液的制备装置。所述制备装置包括壳体和中空纤维膜组，其中所述壳体设有与液体源连通的进液口、用于与气源连通的进气口以及排液口，所述中空纤维膜组包括多根中空纤维膜管并容纳于所述壳体内，所述中空纤维膜组的入口端与所述进液口连通从而液体能够在所述中空纤维膜管的内部流动，且来自所述气源的气体能够从所述中空纤维膜管的膜孔流入所述中空纤维膜管的内部并与液体混合，以及所述中空纤维膜组的出口端与所述排液口连通，所述排液支路上设有变径管，所述变径管包含多段管体，其中至少有两段管体的内直径不同，从而来自所述排液口的气液混合物流经所述变径管。根据本专利技术的又一方面，提供了一种提高气体在液体中溶存度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、将气体与液体混合而形成气液混合物；以及B、使所述气液混合物流过变径管，其中所述变径管包含多段管体，且至少有两段管体的内直径不同。一实施例中，所述气体溶液是超饱和气体溶液。一实施例中，通过步骤A所形成的气液混合物中，气体以纳米或微纳米气泡形式存在于液体中。一实施例中，步骤A中，通过将气体和液体分别流过气液混合装置并在所述气液混合装置内混合而形成所述气液混合物。一实施例中，所述气液混合装置具有搅拌和剪切机构，所述搅拌和剪切机构用于对气体和液体混合物进行搅拌和剪切而使得气体以气泡形式存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体溶液的制备装置，所述制备装置包括气液混合装置，所述气液混合装置用于将气体和液体混合而形成气液混合物，所述气液混合装置设有用于排出所述气液混合物的出水口，所述出水口与连接管道连接，其特征在于，所述连接管道上设有变径管，所述变径管包含多段管体，其中至少有两段管体的内直径不同，以及来自所述气液混合装置的气液混合物流经所述变径管。

【技术特征摘要】
2015.03.30 CN 20151014500621.一种气体溶液的制备装置，所述制备装置包括气液混合装置，所述气液混合装置用于将气体和液体混合而形成气液混合物，所述气液混合装置设有用于排出所述气液混合物的出水口，所述出水口与连接管道连接，其特征在于，所述连接管道上设有变径管，所述变径管包含多段管体，其中至少有两段管体的内直径不同，以及来自所述气液混合装置的气液混合物流经所述变径管。2.根据权利要求1所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述多段管体的内直径大小交替变化。3.根据权利要求2所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述变径管由3-12段所述管体构成。4.根据权利要求1所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述变径管由多段分开的管体依次组装而成。5.根据权利要求1所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述变径管连接于所述连接管道，且所述变径管的与所述连接管道连接的部分的内直径小于所述连接管道的内直径。6.根据权利要求1所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述变径管包括具有第一内直径的管体和具有第二内直径的管体，其中所述具有第一内直径的管体和所述具有第二内直径的管体交替，且所述第一内直径小于所述第二内直径，以及所述具有第一内直径的管体和所述具有第二内直径的管体之间的长度之比为1：2～1：4。7.根据权利要求6所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述连接管道的内直径等于所述第二内直径，且所述连接管道与所述具有第一内直径的管体连接。8.根据权利要求6所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述第一内直径与所述第二内直径的大小之比为1:1.5～1:3。9.根据权利要求6所述的气体溶液的制备装置，其特征在于，所述第一内直径为所述连接管道的内直径的1/2～2/3，且所述第二内直径为所述连接管道的内直径的4/5～6/5。10.一种气体溶液的制备装置，所述制备装置包括气液混合装置和水箱，所述气液混合装置设有进水口、排水口以及用于与气源连通的进气口，且所述水箱设有吸水口和进水口，其中所述气液混合装置的进水口与所述水箱的吸水口之间通过吸水流动支路连接，所述气液混合装置的排水口与所述水箱的进水口之间通过排水流...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，穆华仑，严明，徐旻炅，丁志超，
申请(专利权)人：上海纳诺巴伯纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31