【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理、石油化工及农业增氧灌溉领域，特别涉及一种旋流式微纳米气泡发生器。
技术介绍
1、通常把水中的微米气泡以及纳米气泡混合的状态叫做微纳米气泡。相比于普通气泡，微纳米气泡在水中具有较高的滞留性，上升速度慢。由于尺寸小微纳米气泡具有较高的比表面积，能够提供更多的表面活性位点，具有超常的气体溶解能力。此外，微纳米气泡表面带有负电荷，具有吸附作用，并随着气泡的收缩，在表面电荷浓缩、电离，产生氢氧自由基等现象。
2、微纳米气泡技术凭借其独特的物理和化学性质，在许多领域都有应用。例如，在污水处理中，微纳米气泡可以用来提高氧的传递效率，促进微生物的降解作用。在石油化工领域，微纳米气泡可以用来提高油和水的分离效率。此外，由于微纳米气泡具有较大的表面积和较高的表面活性，它们在化学反应、药物传递、纳米制造等领域也有潜在的应用。在农作物灌溉中，可以携带更多的氧气进入土壤中，从而提高土壤的氧含量，改善土壤的通气性、促进植物根系的生长和养分吸收。
3、微纳米气泡产生的主要方式为电解式、溶气释气式、分散空气式、超声空化式等。其中，依分散空气原理设计的微纳米气泡发生装置种类繁多，但多存在结构复杂、成本高及设计缺陷等问题。目前对此类气泡发生装置的研究，主要集中在设备结构优化、降本增效等方面。现有技术公开过一种变螺距微纳米气泡发生装置和一种旋流式气泡发生器及生成微泡的方法，其生成微气泡的原理是，气液混合流在旋流腔内高速旋流，并依靠离心作用分离出气体负压轴，最终在出口喷孔处将负压轴气体带出剪切成微纳米气泡。此类生成微纳米
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种旋流式微纳米气泡发生器，在喷嘴的出口处增设了反向旋流装置，以增强在液体出口处旋流衰减速率，加强剪切力，并减轻旋流作用对外部液体的扰动，从而进一步提高生成微纳米气泡的破碎效果及稳定性。
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一种旋流式微纳米气泡发生器，包括壳体、注射腔和旋流腔，所述壳体内设相互连通的注射腔和旋流腔，所述注射腔与泵连接，用于向旋流腔内输入加压的气液混合流；所述旋流腔为椭球型，所述注射腔位于椭球型的旋流腔的偏心处，利用旋流腔的诱导形成高速旋流；椭球型的所述旋流腔两端可拆卸安装喷嘴，用于喷出微纳米气泡液。旋流腔内混合液高速旋流并形成气体负压，在喷孔射出旋流的液体及微纳米气泡混合液。出口两端增设的扇形反向导叶装置或反向螺旋锥型导流槽装置，依靠与喷孔处液体旋流流向相反的反旋流道组件来抵抗正向旋流的作用，迫使喷孔处液体旋流迅速衰减，从而产生强剪切力，增强微纳米气泡的剪切破碎程度，并减少对外部液体的扰动，降低气泡相互融合的可能性，增强输出微纳米气泡的稳定性。
4、进一步，所述喷嘴内设有若干扇形反向导流叶片，用于强化旋流衰减速率。
5、进一步，所述扇形反向导流叶片的旋转方向与旋流方向相反。
6、进一步，所述喷嘴内设有4个扇形反向导流叶片，所述喷嘴上设有圆形出水口，直径d6为4～5mm，用于低速旋流流出。
7、进一步，所述喷嘴内设有锥型导流体，所述锥型导流体上设有若干反向螺旋锥型导流槽，所述反向螺旋锥型导流槽旋转方向与旋流方向相反，用于强化旋流衰减速率。
8、进一步，所述锥型导流体的锥体长l6为15～18mm，所述锥型导流体的锥顶小圆直径d7为2～3mm，所述锥型导流体的底部大圆直径d8为9～10mm。
9、进一步，所述喷嘴的出口为均布的弧形出口，所述弧形出口的长弧长为5～6mm，所述弧形出口的短弧长为4～5mm，所述弧形出口的长弧与短弧间距为1mm。
10、进一步，所述反向螺旋锥型导流槽的横截面为等腰梯形，所述等腰梯形上底长度a为0.1～0.2mm，下底长度b为0.25～0.5mm，高度h为0.3～0.4mm。
11、进一步，所述注射腔孔径d1为10～15mm，所述旋流腔中椭圆横截面的长轴与短轴之比为1.5～1.8。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、1.本专利技术所述的旋流式微纳米气泡发生器，预加压的液体和气体混合流体在注射腔流入口沿切线方向进入旋流腔，再沿椭圆形腔体分别向两端推进，利用型腔的诱导作用形成高速旋流，均均匀地喷射出微纳米气泡液。
14、2.本专利技术所述的旋流式微纳米气泡发生器，通过喷嘴增设扇形反向导流叶片或反向螺旋锥型导流槽，增大孔口出口处旋流衰减速率，产生强剪切力，增强微纳米气泡的剪切破碎程度，减少对外部液体的扰动，从而减少气泡相互融合的可能性，增强微纳米气泡的稳定性。
15、3.本专利技术所述的旋流式微纳米气泡发生器，结构简单小巧，采用通用螺纹连接，可加装在任何依靠旋流作用的气泡发生装置中，以改善出口端的液体流态，另外较宽的内部流道，能有效防止堵塞，适用性更广。
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1.一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，包括壳体、注射腔(1)和旋流腔(2)，所述壳体内设相互连通的注射腔(1)和旋流腔(2)，所述注射腔(1)与泵连接，用于向旋流腔(2)内输入加压的气液混合流；所述旋流腔(2)为椭球型，所述注射腔(1)位于椭球型的旋流腔(2)的偏心处，利用旋流腔(2)的诱导形成高速旋流；椭球型的所述旋流腔(2)两端可拆卸安装喷嘴(3)，所述喷嘴(3)内设有与旋流方向相反的反旋流道，用于喷出微纳米气泡液。
2.根据权利要求1所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)内设有若干扇形反向导流叶片(5)，用于强化旋流衰减速率。
3.根据权利要求2所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述扇形反向导流叶片(5)的旋转方向与旋流方向相反。
4.根据权利要求3所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)内设有4个扇形反向导流叶片(5)，所述喷嘴(3)上设有圆形出水口(6)，直径d6为4～5mm，用于低速旋流流出。
5.根据权利要求2所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)内设有
6.根据权利要求5所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述锥型导流体的锥体长L6为15～18mm，所述锥型导流体的锥顶小圆直径d7为2～3mm，所述锥型导流体的底部大圆直径d8为9～10mm。
7.根据权利要求5所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)的出口为均布的弧形出口(8)，所述弧形出口(8)的长弧长为5～6mm，所述弧形出口(8)的短弧长为4～5mm，所述弧形出口(8)的长弧与短弧间距为1mm。
8.根据权利要求5所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述反向螺旋锥型导流槽(7)的横截面为等腰梯形，所述等腰梯形上底长度a为0.1～0.2mm，下底长度b为0.25～0.5mm，高度h为0.3～0.4mm。
9.根据权利要求1所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述注射腔(1)孔径d1为10～15mm，所述旋流腔(2)中椭圆横截面的长轴与短轴之比为1.5～1.8。
...【技术特征摘要】
1.一种旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，包括壳体、注射腔(1)和旋流腔(2)，所述壳体内设相互连通的注射腔(1)和旋流腔(2)，所述注射腔(1)与泵连接，用于向旋流腔(2)内输入加压的气液混合流；所述旋流腔(2)为椭球型，所述注射腔(1)位于椭球型的旋流腔(2)的偏心处，利用旋流腔(2)的诱导形成高速旋流；椭球型的所述旋流腔(2)两端可拆卸安装喷嘴(3)，所述喷嘴(3)内设有与旋流方向相反的反旋流道，用于喷出微纳米气泡液。
2.根据权利要求1所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)内设有若干扇形反向导流叶片(5)，用于强化旋流衰减速率。
3.根据权利要求2所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述扇形反向导流叶片(5)的旋转方向与旋流方向相反。
4.根据权利要求3所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)内设有4个扇形反向导流叶片(5)，所述喷嘴(3)上设有圆形出水口(6)，直径d6为4～5mm，用于低速旋流流出。
5.根据权利要求2所述的旋流式微纳米气泡发生器，其特征在于，所述喷嘴(3)内设有锥...
【专利技术属性】
技术研发人员：王剑，娄涵晶，刘正亮，王夺，陈瑞，李雪纯，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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