一种微气泡发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种微气泡发生装置。所述微气泡发生装置包括进料装置、机械剪切器和释放器，所述进料装置包括进料泵，所述进料泵的出口与机械剪切器的入口相连，所述机械剪切器的出口与释放器的入口相连。本实用新型专利技术可在较低的进水流量下（>1L/min）实现微气泡气浮。通过调节机械剪切器的叶轮功率可以有效控制气泡粒径，解决了现有气浮装置液体循环量大，气泡粒径不可控的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微气泡发生装置
本技术属于微气泡
，涉及一种微气泡发生装置。
技术介绍
微气泡是指气泡半径在100微米以下的微小气泡。相对于普通气泡，微气泡拥有比表面积大，气液传质效率高，存在时间长的一系列独特的特性。在水体增氧，污水处理，气浮净水，气液反应，水产养殖，生态景观等领域有着广阔的应用前景。现阶段人们常采用加压溶气法与射流曝气法产生微气泡。加压溶气法主要通过气体压力的改变，在加压罐中将气体溶解，随后将溶解有气体的水释放入低压环境。这种方法广泛用于气浮技术中，但存在以下缺点：需要一个体积非常大的溶气罐，设备占地面积大，成本高。为向溶气罐内通入空气，需要额外使用空压机。溶气-释气为周期性过程，连续操作难度大，需要配置额外的仪表及控制系统。射流曝气法通过将液体打入射流器内，当液体高速通过射流器喷口的时候会产生负压，从吸气口直接吸入气体并在混合管内进行混合，利用混合管内剧烈的混合切碎气泡。但射流产生的剪切力不足，无法产生微米级气泡，混合管内气泡存在聚并效应，会自动合并为大气泡，为达到高速射流，体系需要非常大的液体循环量，设备无法小型化。剪切法主要采用叶轮或溶气泵进行气体与液体的混合，CN208660847U公开了一种利用溶气泵产生微气泡的装置。该装置通过溶气泵同时吸入气体与液体，并利用泵叶轮的高速转动切碎气泡，再利用涡流空化装置将气泡排出。但该装置用一台泵同时完成气体吸入以及气泡剪切过程，导致溶气压力受限制，为了吸入气体，溶气泵入口无法带压操作，低压下气体溶解度差，气泡发生量小，由于吸气需要，叶轮中心处为负压，气蚀问题不可避免。另外，用一套叶轮完成吸气-分散过程导致叶轮系统进水量，吸气量与气泡剪切强度相关联，无法独立调节，气含率受限制，当气含率大于10%时，溶气泵易发生气缚无法吸入液体。叶轮结构需要兼顾两方面进行折中，无法分别进行优化。受限于叶轮结构，此类装置要求非常高的液体循环量（不小于1m3/h），无法应用于小规模实验研究及一般家庭民用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种微气泡发生装置。本技术提供的微气泡发生装置解决了现有气浮装置液体循环量大，气泡粒径不可控的问题。为达上述目的，本技术采用以下技术方案：技术提供一种微气泡发生装置，所述微气泡发生装置包括进料装置、机械剪切器和释放器，所述进料装置包括进料泵，所述进料泵的出口与机械剪切器的入口相连，所述机械剪切器的出口与释放器的入口相连。本技术提供的微气泡发生装置的进料泵与机械剪切器相互配合，物料（气体与液体）吸入由进料装置（进料泵）完成，气液分散由机械剪切器完成，这使得本技术提供的微气泡发生装置的进料量和气泡剪切强度相互独立，克服了现有技术中微气泡发生装置的气含率受限制以及液体循环量要求过高的问题。本技术提供的微气泡发生装置使得液体循环量可控（液体吸入量可由泵功率调节），气泡粒径也可控（通过机械剪切器调节）。本技术中，释放器用于将机械剪切器处理得到的气液混合物释放到目标液相中（例如水中），所述释放器可淹没于目标液相中。以下作为本技术优选的技术方案，但不作为对本技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本技术的技术目的和有益效果。作为本技术优选的技术方案，所述进料装置中，进料泵的入口、进气管与进液管通过三通相互连接。作为本技术优选的技术方案，所述进气管上设有气体流量控制阀。气体流量控制阀用于调节气体吸入量。作为本技术优选的技术方案，所述机械剪切器包括腔体，剪切叶轮与驱动电机，所述剪切叶轮位于腔体内部，所述驱动电机用于驱动剪切叶轮转动。本技术中，驱动电机的位置可以根据需要进行设置，例如设置于腔体的外部。作为本技术优选的技术方案，所述腔体为圆柱形，所述机械剪切器的的入口位于腔体的一个底面上，所述机械剪切器的出口位于腔体的侧面上。优选地，机械剪切器的入口位于腔体的一个圆形底面的中心，同时也是腔体正面中心，这样可以使得进料首先进入剪切叶片根部；机械剪切器的出口位于腔体的侧面且出口管路的方向与腔体侧面相切。作为本技术优选的技术方案，所述剪切叶轮为开式叶轮或半开式叶轮，所述剪切叶轮的叶片为圆弧叶片或直叶片。因为本技术的方案中，剪切叶轮不再负担吸气功能，因此可采用无自吸能力，但气液分散效果好的开式或半开式叶轮。叶轮优选直叶片。叶轮表面可开孔或直接用金属丝网制作多孔叶片。作为本技术优选的技术方案，所述剪切叶轮的叶片数量为4-16片，例如4片、5片、6片、7片、8片、9片、10片、11片、12片、13片、14片、15片或16片，优选为4-8片。本技术中，机械剪切器带压操作，压力由进料泵提供，操作压力0.2-1.6MPa，优选0.2-0.8MPa。在高压状态下，气体溶解度增大，溶气效果显著提升。剪切器整体正压操作，叶轮附近不存在负压区，有效避免气蚀。机械剪切叶轮由电机驱动，电机功率可调，以此控制叶轮转数，进而控制气体分散程度。作为本技术优选的技术方案，所述释放器为变径喉管或节流孔板。作为本技术优选的技术方案，所述释放器的两端直径均比中间直径大，所述释放器的端部直径与中间直径的比值为2~8，例如2、3、4、5、6、7或8等。本技术中，所述端部直径为所述释放器端部的最大内径，所述中间直径为所述释放器中间部分的最小内径。本技术中，经机械剪切器剪切分散后的高压气液混合物经过释放器减压，溶解于液体中的气体被进一步放出，形成微小的气泡，而采用上述端部直径与中间直径的比值，可以更好地形成微小气泡。作为本技术优选的技术方案，所述进料泵为自吸泵。所述自吸泵包括具有高出口压力且具有自吸功能的漩涡泵、螺杆泵、隔膜泵或柱塞泵，优选隔膜泵，通过泵的自吸作用将气体与液体同时吸入。自吸泵功率可调，出口压力为0.2-1.6MPa，液体吸入量可由泵功率调节。与已有技术方案相比，本技术具有以下有益效果：本技术将气体吸入及剪切分别使用两套不同的设备来完成，使气体在液体中的溶解在高压下进行，提高了气泡发生装置的气液混合效果，将现有装置的气含率10%，提高至30%，同时避免了气蚀现象的发生。本技术提供的微气泡发生装置中，设备整体进液量，进气量，气泡分散程度，三者可独立调节。装置小型化便利，最小循环量仅为1L/min，最小处理水体量可达200ml，非常适用于实验室小试工艺开发以及一般家用。本技术提供的微气泡发生装置解决了现有气浮装置液体循环量大，气泡粒径不可控的问题。附图说明图1为实施例1提供的微气泡发生装置的结构示意图；其中，1-进料泵，101-进气管，102-进液管，103-气体流量控制阀，104-三通，2-机械剪切器，201-腔体，202-剪切叶轮，203-驱动电机，3-释放器。图2a为实施例1提供的微气泡发生装置的腔体201和剪切叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微气泡发生装置，其特征在于，所述微气泡发生装置包括进料装置、机械剪切器（2）和释放器（3），所述进料装置包括进料泵（1），所述进料泵（1）的出口与机械剪切器（2）的入口相连，所述机械剪切器（2）的出口与释放器（3）的入口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种微气泡发生装置，其特征在于，所述微气泡发生装置包括进料装置、机械剪切器（2）和释放器（3），所述进料装置包括进料泵（1），所述进料泵（1）的出口与机械剪切器（2）的入口相连，所述机械剪切器（2）的出口与释放器（3）的入口相连。


2.根据权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于，所述进料装置中，进料泵（1）的入口、进气管（101）与进液管（102）通过三通（104）相互连接。


3.根据权利要求2所述的微气泡发生装置，其特征在于，所述进气管（101）上设有气体流量控制阀（103）。


4.根据权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于，所述机械剪切器（2）包括腔体（201），剪切叶轮（202）与驱动电机（203），所述剪切叶轮（202）位于腔体（201）内部，所述驱动电机（203）用于驱动剪切叶轮（202）转动。


5.根据权利要求4所述的微气...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶珉昊，
申请(专利权)人：杭州博观流体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33