一种复合文丘里式微气泡发生装置制造方法及图纸

本申请提供了一种复合文丘里式微气泡发生装置，包括一级文丘里通道和二级文丘里通道，气泡在所述一级文丘里通道的旋流区完成破碎以后，再利用所述二级文丘里通道的旋流区实现进一步破碎。以本申请的复合文丘里式微气泡发生装置，无需外加辅助动力设施，利用文丘里通道内的液体本身的动能，通过二级文丘里通道的二级旋流区即可在低能耗下制备出大量直径为一百微米左右的微气泡，运行成本较低。另外，由于本申请的复合文丘里式微气泡发生装置的文丘里通道内不含任何运动部件，因此，本申请的复合文丘里式微气泡发生装置在使用过程中的运行维护方便安全，不易出故障，并且其制造工艺简单，制造成本低廉，具有极高的安全性、可靠性并且经济实用。

【技术实现步骤摘要】
一种复合文丘里式微气泡发生装置
本申请涉及微气泡
，特别是涉及一种复合文丘里式微气泡发生装置。
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。文丘里管是工业生产中常用的一种结构，在流量测量、除尘等许多方面都有广泛的应用，文丘里流量计和清洗器都是工业上比较成熟的技术。但是当文丘里管应用于气泡发生装置时，如何高效制备大量小尺寸气泡，是工程应用中的核心技术问题。在实际应用中，气泡尺寸及分布是气泡发生装置重要的评价参数。现有技术中，文丘里式微气泡发生器主要包括传统文丘里式气泡发生器和加压溶气式气泡发生器。其中，传统文丘里式气泡发生器所制造的气泡一般为毫米级，形成的气泡较大，无法达到微米级，应用中存在效率不高的问题。而加压式文丘里气泡发生器可以制造几十微米直径的气泡，但是加压溶气式气泡发生器必须额外使用压缩机，能耗很高。因此，亟需一种简单经济高效地制备微气泡的微气泡发生器。
技术实现思路
鉴于上述问题，本申请实施例提供一种复合文丘里式微气泡发生装置，能够在无需外加辅助动力设施的前提下，利用流体自身的能量以较低的能耗制造出微米级的微小气泡。本申请实施例提供了一种复合文丘里式微气泡发生装置，所述装置包括：一级文丘里通道和二级文丘里通道，气泡在所述一级文丘里通道的旋流区完成破碎以后，再利用所述二级文丘里通道的旋流区实现进一步破碎。可选地，所述装置包括：盖板和复合文丘里通道，所述盖板位于所述复合文丘里通道顶部，所述复合文丘里通道包括所述一级文丘里通道和所述二级文丘里通道。可选地，所述复合文丘里通道还包括：引气通道入口、引气通道出口、液体入口、中心引流孔、射流孔、下游通道和出口；所述一级文丘里通道包括：一级文丘里通道收缩段、一级文丘里通道喉部、一级文丘里通道扩张段；所述二级文丘里通道包括：二级文丘里通道收缩段、二级文丘里通道扩张段；所述二级文丘里通道收缩段和所述一级文丘里通道扩张段的下游部分重合；所述中心引流孔用于对从所述液体入口进入的主流进行分流，将主流的部分液体，直接输送至所述二级文丘里通道扩张段，同时，部分流量以射流形式斜向从射流孔冲出并流向所述二级文丘里通道扩张段。可选地，所述中心引流孔位于所述一级文丘里通道喉部出口前方的存在流动滞止的区域。可选地，所述引气通道入口与一级文丘里通道喉部呈锐角，使得进气通道出口方向与液流方向所成角度为锐角。可选地，所述下游通道为渐扩通道，用于使液体从破碎区域平缓流入下游宽阔的流道，降低流动阻力，从而使得液体较为缓和地从通道出口流出。可选地，所述中心引流孔用于将部分液体直接输送至所述二级文丘里通道扩张段，以射流形式斜向从射流孔冲出并流向所述二级文丘里通道扩张段。可选地，所述部分液体的流速高于所述二级文丘里通道扩张段内的液体的流速。可选地，所述二级文丘里通道还包括二级文丘里通道喉部。可选地，所述复合文丘里通道的横截面为矩形、圆形、或者椭圆形。本申请提出的复合文丘里式微气泡发生装置，包括一级文丘里通道和二级文丘里通道，气泡在所述一级文丘里通道的旋流区完成破碎以后，再利用所述二级文丘里通道的旋流区实现进一步破碎。以本申请的复合文丘里式微气泡发生装置，无需外加辅助动力设施，利用文丘里通道内的液体本身的动能，通过二级文丘里通道的二级旋流区即可在低能耗下制备出大量直径为一百微米左右的微气泡，运行成本较低。另外，由于本申请的复合文丘里式微气泡发生装置的文丘里通道内不含任何运动部件，因此，本申请的复合文丘里式微气泡发生装置在使用过程中的运行维护方便安全，不易出故障，并且其制造工艺简单，制造成本低廉，具有极高的安全性、可靠性并且经济实用。附图说明图1是本申请实施例复合文丘里式微气泡发生装置结构示意图；图2是本申请实施例复合文丘里通道的内部结构示意图及液体流动过程示意图；图3是本申请实施例复合文丘里式微气泡发生装置工作原理图。附图标记：1、复合文丘里通道；2、盖板；3、一级文丘里通道；4、二级文丘里通道；101、引气通道入口；102、引气通道出口；103、液体入口；104、一级文丘里通道收缩段；105、一级文丘里通道喉部；106、一级文丘里通道扩张段；107、二级文丘里通道收缩段；108、二级文丘里通道扩张段；109、中心引流孔；110、射流孔；111、下游通道；112、出口。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。微气泡一般指几微米到十几微米大小的微小气泡。一方面，微气泡广泛存在与一些自然过程和人工系统中，如沸腾、空化、气蚀等过程；另一方面，由于微气泡自身具有一些特殊性质，它在许多领域得到了广泛应用。由于液体中的微气泡具有气液接触面积大、驻留时间长等特点，能够极大强化气液之间的传热和传质过程，因此，在矿物浮选、水质处理、医药、化工和航天等方面都有着极其广泛的应用。化工中的鼓泡塔、生物反应器、气体吸收剂、发酵罐等设备中，气体以微小气泡形态存在会大大提高这些设备传质过程的效率；在医药、医学方面，微气泡既可以作为输送药物和基因的工具，也可以利用表面覆盖油脂层的微气泡作为介质，用以观察治疗过程中血液流动的变化，微气泡还可能用于人体器官检查、超声溶栓、肺部输氧等方面；水质处理方面，可以利用微气泡提高水质净化、除臭及除菌效率等。近二十年来，利用微气泡强化传热和传质过程的技术在生物、化学和环境领域取得了长足发展，甚至还将微气泡应用到了船舶航行减阻方面。微气泡的制备方法也取得了很大进步，典型的微气泡发生器主要包括：(1)液体旋转式；(2)文丘里式；(3)喷射器式；(4)闪蒸式。其中，文丘里式气泡发生器结构最简单、加工制作容易、安全性及经济性最高，应用也最为广泛。传统文丘里式气泡发生器截面多为圆形，在喉部等距布置有多个进气口。装置利用喉部的负压从进气口吸入气体，而后利用文丘里扩张段的湍流撕裂气体产生微小气泡。但是这种传统文丘里式气泡发生器所制造的气泡直径一般为毫米级，无法广泛应用。加压溶气式气泡发生器可以制造几十微米直径的气泡，但加压溶气式气泡发生器相较文丘里式气泡发生器必须额外使用压缩机，能耗较高。不能满足经济实用的实际应用需求。现有技术中，也有在传统文丘里通道的扩张段内添加旋流装置的技术方案，可运动的旋流装置在文丘里通道扩张段内不断旋转搅拌，以加强文丘里通道扩张段内的旋流作用。但是这种改进后的文丘里式气泡发生器的制造工艺复杂，制造成本较高，在使用时，由于文丘里通道内存在运动部件，容易出现故障，且在运行维护过程中存在安全隐患。鉴于上述问题，本申请提出一种复合文丘里式微气泡发生装置，可以较低的能耗安全可靠地制备出大量直径为一百微米左右的微气泡。参考图1，图1是本申请实施例复合文丘里式微气泡发生装置结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合文丘里式微气泡发生装置，其特征在于，所述装置包括：一级文丘里通道和二级文丘里通道，气泡在所述一级文丘里通道的旋流区完成破碎以后，再利用所述二级文丘里通道的旋流区实现进一步破碎。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合文丘里式微气泡发生装置，其特征在于，所述装置包括：一级文丘里通道和二级文丘里通道，气泡在所述一级文丘里通道的旋流区完成破碎以后，再利用所述二级文丘里通道的旋流区实现进一步破碎。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：盖板和复合文丘里通道，所述盖板位于所述复合文丘里通道顶部，所述复合文丘里通道包括所述一级文丘里通道和所述二级文丘里通道。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述复合文丘里通道还包括：
引气通道入口、引气通道出口、液体入口、中心引流孔、射流孔、下游通道和出口；
所述一级文丘里通道包括：一级文丘里通道收缩段、一级文丘里通道喉部、一级文丘里通道扩张段；
所述二级文丘里通道包括：二级文丘里通道收缩段、二级文丘里通道扩张段；
所述二级文丘里通道收缩段和所述一级文丘里通道扩张段的下游部分重合；
所述中心引流孔用于对从所述液体入口进入的主流进行分流，将主流的部分液体，直接输送至所述二级文丘里通道扩张段，同时，部分流量以射流形式斜向从射流孔冲出并流向所述二级文丘里通道扩张段。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杜敏，冯一，孙立成，莫政宇，唐继国，刘洪涛，杨伟，谢果，鲍静静，黄江，张洪银，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51