一种基于气泡融合的微气泡发生装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于气泡融合的微气泡发生装置，涉及微气泡技术领域，旨在简单、高效、经济地制备和收集微气泡，并能有效控制产生的微气泡的尺寸和数量。所述装置包括：气泡融合水槽、文丘里通道、输气系统以及渐缩连接通道。所述气泡融合水槽右侧面连接所述输气系统，使所述输气系统的微管下朝向浸没于所述气泡融合水槽，向所述微管注入气体，利用气泡融合机理，在所述气泡融合水槽持续地产生微气泡；所述文丘里通道通过所述渐缩连接通道连接所述气泡融合水槽，利用所述文丘里通道的喉部形成的低压区，将产生的所述微气泡通过所述渐缩连接通道导入所述文丘里通道，以对所述微气泡进行收集。

A microbubble generator based on bubble fusion

【技术实现步骤摘要】
一种基于气泡融合的微气泡发生装置
本申请涉及微气泡
，特别是涉及一种基于气泡融合的微气泡发生装置。
技术介绍
微气泡一般指尺度在百微米级以下的气泡，它具有表面积大、水中滞留时间长、传质效率高等特点，在化工、环境、生物医学、核能等诸多领域有着巨大的应用前景。现有技术下，制作微气泡的方法有高速剪切流体法、超声空化法、薄膜乳化法、同轴电雾化法以及微流控法等。其中，超声空化法和同轴电雾化法制备微气泡时需外加超声波和高电压，耗能较高，且对工质有额外影响；薄膜乳化法需要提前配置好溶剂，再对配置好的溶剂进行搅拌形成微气泡，该方法生成微气泡的效率较低；利用气体与液体之间的相互作用制备微气泡的高速剪切流体法，无法控制微气泡尺寸的均匀性；微流控法是利用微流控单元，使液体在外加剪切力、毛细力和几何约束等作用下断裂，而获得尺寸小且均匀的微气泡的方法，但该方法成本相对较高。因此，亟需一种简单经济高效地制备微气泡的途径。
技术实现思路
鉴于上述问题，本申请实施例提供一种基于气泡融合的微气泡发生装置，旨在简单、高效、经济地制备和收集微气泡，并能有效控制产生的微气泡的尺寸和数量。本申请实施例提供了一种基于气泡融合的微气泡发生装置，所述装置包括：气泡融合水槽、文丘里通道、输气系统以及渐缩连接通道；所述气泡融合水槽右侧面连接所述输气系统，使所述输气系统的微管下朝向浸没于所述气泡融合水槽，向所述微管注入气体，利用气泡融合机理，在所述气泡融合水槽持续地产生微气泡；所述文丘里通道通过所述渐缩连接通道连接所述气泡融合水槽，利用所述文丘里通道的喉部形成的低压区，将产生的所述微气泡通过所述渐缩连接通道导入所述文丘里通道，以对所述微气泡进行收集。可选地，所述输气系统由进气管、分气管、变径接头以及所述微管组成；所述进气管连接所述分气管的一端，用于向所述微管持续地注入气体；所述分气管由多个孔径相同的子气管并排组成，所述微管由多个子微管联排组成，所述子气管的数量与所述子微管的数量相同；所述分气管的另一端通过变径接头连接所述微管，将通过所述进气管注入的气体均匀分配至所述微管的各子微管；所述微管的末端生成的连续融合气泡的表明形成表面波，表面波汇合夹断子气泡，在所述气泡融合水槽产生一个或多个微气泡。可选地，所述子微管倾斜向下浸没于所述气泡融合水槽，以使注入所述微管的气体在所述气泡融合水槽产生微气泡。可选地，所述气泡融合水槽的前侧和后侧分别设有排水口和补水口；所述气泡融合水槽的右侧面设有水平等距排列的多个圆形开口，用于安装所述输气系统，所述圆形开口的数量与所述微管包括的子微管数量相同；所述气泡融合水槽的左侧面设有矩形开口，通过所述矩形开口连接所述渐缩连接通道的一端；所述渐缩连接通道的另一端连接所述文丘里通道的喉部。可选地，所述变径接头位于所述气泡融合水槽内部，所述变径接头一端以螺纹连接所述子微管；所述变径接头的另一端在所述多个圆形开口处以螺纹连接所述分气管；所述变径接头与所述分气管的接口通过橡胶圈密封。可选地，向所述文丘里通道通入液体工质，在所述文丘里通道通的喉部形成低压区；所述喉部设有弧形开口；所述弧形开口连接所述渐缩连接通道，通过所述渐缩连接通道将所述气泡融合水槽内的微气泡输送至所述文丘里通道。可选地，所述文丘里通道通过定位销固定于所述气泡融合水槽；所述文丘里通道包括出口段、渐括段、渐缩段、所述喉部和进口段；所述出口段和所述进口段内径相同；所述渐括段的倾角小于所述渐缩段的倾角；所述喉部的内径小于所述出口段的内径和所述进口段的内径，调节所述喉部的内径，以控制对所述气泡融合水槽内的微气泡的收集数量。可选地，所述子微管的直径范围为：0.05mm-0.5mm。可选地，所述子微管的数量由待制备的微气泡的数量决定。可选地，所述子微管的直径由待制备的微气泡的大小决定。本申请提出的基于气泡融合的微气泡发生装置，在气泡融合水槽设置下朝向的联排的子微管，通过向联排的子微管持续地注入气体，利用气泡融合机理，在气泡融合水槽产生多个微气泡，实现了微气泡的批量制备。同时通过渐缩连接通道，在气泡融合水槽外接文丘里通道，向文丘里通道通入液体工质，利用其喉部形成的低压区，导出气泡融合水槽产生的微气泡，实现微气泡的输送和收集。以本申请的基于气泡融合的微气泡发生装置制备微气泡，不需要外加作用场，设备简单，耗能低；通过向联排的子微管注入气体的方式产生微气泡，方法简单快捷，且通过调节联排的子微管数量和子微管尺寸，可实现对产生的微气泡的数量和直径的调节。附图说明图1是本申请实施例的子微管末端产生微气泡的过程示意图；图2A是本申请实施例微气泡发生装置的结构示意图；图2B是本申请实施例微气泡发生装置的主视图和俯视图；图3是本申请实施例气泡融合水槽的结构示意图；图4是本申请实施例输气系统的结构示意图；图5是本申请实施例文丘里通道通的结构示意图。附图标记：1、文丘里通道通；11、出口段；12、渐括段；13、喉部；14、渐缩段；15、进口段；16、弧形开口；2、气泡融合水槽；21、补水口；22、排水口；23、圆形开口；24、矩形开口；3、输气系统；31、微管；32、子微管；33、进气管；34、分气管；35、子气管；36、变径接头；4、渐缩连接通道。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。微气泡一般指尺度在百微米级以下的气泡，它具有表面积大、水中滞留时间长、传质效率高等特点，在化工、环境、生物医学、核能等诸多领域有着巨大的应用前景。例如，在生物医学方面，微气泡可作为基因转染的载体，也可用于定向传导大分子药物。环境保护方面，充满臭氧的微气泡用于污水处理时，其表面积大和上升速度缓慢的特点可以有效提高水质净化效率，此外微气泡可用于悬浮有机物的吸附处理。同时，微气泡在船舶减阻、提高采矿浮选效率、无土栽培等方面也有着广泛的应用。现有技术下，制作微气泡的方法有高速剪切流体法、超声空化法、薄膜乳化法、同轴电雾化法以及微流控法等。其中，超声空化法和同轴电雾化法制备微气泡时需外加超声波和高电压，耗能较高，且对工质有额外影响；薄膜乳化法需要提前配置好溶剂，再对配置好的溶剂进行搅拌形成微气泡，该方法生成微气泡的效率较低；利用气体与液体之间的相互作用制备微气泡的高速剪切流体法，无法控制微气泡尺寸的均匀性；微流控法是利用微流控单元，使液体在外加剪切力、毛细力和几何约束等作用下断裂，而获得尺寸小且均匀的微气泡的方法，但该方法成本相对较高。鉴于上述问题，申请人提出一种基于气泡融合的微气泡发生装置，利用向浸没在水槽中的下朝向微管充气，子微管的末端生成的连续融合气泡会形成表面毛细波，表面毛细波汇合时夹断子气泡从而形成微气泡的原理，在气泡融合水槽中设置联排的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于气泡融合的微气泡发生装置，其特征在于，所述装置包括：气泡融合水槽、文丘里通道、输气系统以及渐缩连接通道；/n所述气泡融合水槽右侧面连接所述输气系统，使所述输气系统的微管下朝向浸没于所述气泡融合水槽，向所述微管注入气体，利用气泡融合机理，在所述气泡融合水槽持续地产生微气泡；/n所述文丘里通道通过所述渐缩连接通道连接所述气泡融合水槽，利用所述文丘里通道的喉部形成的低压区，将产生的所述微气泡通过所述渐缩连接通道导入所述文丘里通道，以对所述微气泡进行收集。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于气泡融合的微气泡发生装置，其特征在于，所述装置包括：气泡融合水槽、文丘里通道、输气系统以及渐缩连接通道；
所述气泡融合水槽右侧面连接所述输气系统，使所述输气系统的微管下朝向浸没于所述气泡融合水槽，向所述微管注入气体，利用气泡融合机理，在所述气泡融合水槽持续地产生微气泡；
所述文丘里通道通过所述渐缩连接通道连接所述气泡融合水槽，利用所述文丘里通道的喉部形成的低压区，将产生的所述微气泡通过所述渐缩连接通道导入所述文丘里通道，以对所述微气泡进行收集。


2.根据权利要求1所述的基于气泡融合的微气泡发生装置，其特征在于，所述输气系统由进气管、分气管、变径接头以及所述微管组成；
所述进气管连接所述分气管的一端，用于向所述微管持续地注入气体；
所述分气管由多个孔径相同的子气管并排组成，所述微管由多个子微管联排组成，所述子气管的数量与所述子微管的数量相同；
所述分气管的另一端通过变径接头连接所述微管，将通过所述进气管注入的气体均匀分配至所述微管的各子微管；
所述微管的末端生成的连续融合气泡的表明形成表面毛细波，表面毛细波汇合夹断子气泡，在所述气泡融合水槽产生一个或多个微气泡。


3.根据权利要求2所述的基于气泡融合的微气泡发生装置，其特征在于，所述子微管倾斜向下浸没于所述气泡融合水槽，以使注入所述微管的气体在所述气泡融合水槽产生所述微气泡。


4.根据权利要求2所述的基于气泡融合的微气泡发生装置，其特征在于，所述气泡融合水槽的前侧和后侧分别设有排水口和补水口；
所述气泡融合水槽的右侧面设有水平等距排列的多个圆形开口，用于安装所述输气系统，所述圆形开口的数量与所述微管包括的子微管数量相同；
所述气泡融合水槽的左侧面...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐继国，李晓，刘洪里，孙立成，刘洪涛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51