專利名稱：一種納米氣泡發生裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣泡發生裝置，尤其涉及一種納米氣泡發生裝置。
背景技術：
目前我國水資源面臨資源短缺、污染嚴重兩大問題，水資源的保護和再生利用刻不容緩。 水體富營養化是指的是當水中的N、P等植物營養物(如氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、尿素、磷酸鹽)的濃度超過一定數值時引起的水體生態系統的一種惡性循環。當大量含有氮磷的污水進入一個湖泊時會大大提高湖水中氮和磷的濃度，充足的氮磷供應造成水體中的類的快速生長，藻類的尸體則為湖泊微生物提供了充足的養料，它們也因而大量繁殖并快速消耗水中的溶解氧，造成水的底層缺氧。隨著缺氧層的厚度越來越大，最后只有水面薄薄的一層還有藻類生長，其他需氧生物統統死亡。最終系統崩潰，藻類也由于缺氧開始大量死亡。 相比于傳統的注入宏觀氣泡的氣浮方法，而納米氣泡水處理技術，通過在水體中注入大量體積小、分散性好的納米氣泡，由于氣泡體積的減小，氣泡在水體中的滯留時間和表面積增大了數萬倍，極大了提高了水體中懸浮物的分離效率；而且納米氣泡的分散性好，對水體溶氧量的提升效果明顯，促進了需氧菌的繁殖，通過需氧菌的有機物降解作用，降低水體的富營養化程度，有力的推動了水質的改善以及水體生態系統的修復。
發明內容
本發明的目的在于提供一種納米氣泡發生裝置，利用伯努利效應產生的真空，通過管殼上的吸氣孔抽吸外部氣體，形成大氣泡氣液混合物，大氣泡氣液混合物在回轉體中部和后部節流作用下，發生劇烈的空化，被粉碎成微氣泡氣液混合物，一部分微氣泡氣液混合物，經過回流通道被抽吸到回轉體前部，被二次空化粉碎，進一步細化了氣泡的粒度，最終微氣泡氣液混合物在流經多孔盤上的空化孔時被再次空化粉碎，形成納米氣泡氣液混合物，同時通過調節回轉體與多孔盤的位置，能夠實現氣泡大小的調節；最終實現了納米氣泡的發生。 為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是 本發明包括管殼、回轉體和多孔盤；管殼由直管段和直管段一側為向外擴張的錐管段構成，在和錐管段一側相連的直管段軸向等距開有多圈、且每圈沿周向均勻布置的吸氣孔；前部為圓錐體、中部為圓柱體和后部為半球體的回轉體上開有回流通道，回流通道的一端開口在回轉體半球體處，回流通道的另一端開口在回轉體圓錐體處，回轉體半球體處中心開有螺孔，回轉體安裝在管殼直管段孔中；直管段另一側的孔中安裝多圈沿徑向等距分布、且每一圓周上開有均布個數相同空化孔的多孔盤，多孔盤圓周與管殼內壁面形成固定配合，多孔盤中心柱頂部與回轉體半球體中心螺孔為螺紋配合。
所述的管殼、回轉體和多孔盤為同軸布置。
3
所述的回轉體前部迎著來流方向，回轉體前部的錐頂位于在管殼的直管段內。
所述的多孔盤上開有周向均勻分布的空化孔，空化孔為錐孔，最小處直徑為0. 5-2 毫米，順著來流方向，孔徑線性增加，錐角為5-20度。
本發明具有的有益的效果是 利用管殼的漸縮段和回轉體前部，使得通流面積逐漸減小，產生伯努利真空效應， 通過管殼上的吸氣孔抽吸外部氣體進入流體區域，在回轉體前部形成大氣泡氣液混合物， 大氣泡氣液混合物在回轉體中部和后部節流作用下，發生劇烈的空化，被粉碎成微氣泡氣 液混合物，回轉體后部的微氣泡氣液混合物，在真空抽吸作用下， 一部分通過回流通道被抽 回回轉體前部，被二次粉碎，最終微氣泡氣液混合物流經多孔盤上的空化孔被再次粉碎，形 成納米氣泡氣液混合物，同時通過調節回轉體與多孔盤的位置，能夠實現氣泡大小的調節， 本發明結構簡單、工藝性好、操作簡單等優點，實現了納米氣泡的產生。
圖1是本發明的外形結構的正視圖。 圖2是圖1的A-A剖視圖。 圖3是回轉體的正視圖。 圖4是圖3的B-B剖視圖。 圖5是多孔盤的正視圖。 圖6是多孔盤的C-C剖視圖。 圖7是回轉體與多孔盤的裝配后的外觀圖。 圖中l.管殼，2.回轉體，3.多孔盤，3A.多孔盤中心柱，4.吸氣孔，5.空化孔， 6.回流通道，7.螺紋孔，8.來流方向，9.大氣泡氣液混合物，IO.微氣泡氣液混合物，ll.納
米氣泡氣液混合物。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，本發明包括管殼1、回轉體2、多孔盤 3 ;管殼1由直管段和直管段一側為向外擴張的錐管段構成，在和錐管段一側相連的直管段 軸向等距開有多圈、且每圈沿周向均勻布置的吸氣孔4;前部為圓錐體、中部為圓柱體和后 部為半球體的回轉體2上開有回流通道6，回流通道的一端開口在回轉體2半球體處，回流 通道的另一端開口在回轉體2圓錐體處，回轉體2半球體處中心開有螺孔7，回轉體2安裝 在管殼1直管段孔中；直管段另一側的孔中安裝多圈沿徑向等距分布、且每一圓周上開有 均布個數相同空化孔5的多孔盤3，多孔盤3圓周與管殼1內壁面形成固定配合，多孔盤中 心柱3A頂部與回轉體2半球體中心螺孔7為螺紋配合。
所述的管殼1、回轉體2和多孔盤3為同軸布置。 所述的回轉體2前部迎著來流方向8，回轉體2前部的錐頂位于在管殼1的直管段 內。 所述的多孔盤2上開有周向均勻分布的空化孔5，空化孔5為錐孔，最小處直徑為 0. 5-2毫米，順著來流方向8，孔徑線性增加，錐角為5-20度。
如圖2、圖4所示，外部氣體在伯努利真空抽吸作用下，通過管殼1上的吸氣孔4進入流體區域，在回轉體2前部形成大氣泡氣液混合物9，大氣泡氣液混合物9在回轉體2中部和后部節流作用下，發生劇烈的空化，被粉碎成微氣泡氣液混合物10， 一部分微氣泡氣液混合物IO，在真空抽吸作用下，通過回流通道6被抽吸到回轉體2前部，被二次粉碎，最終微氣泡氣液混合物10流經多孔盤上的空化孔5被再次空化粉碎，形成納米氣泡氣液混合物11。 如圖2、圖4、圖6、圖7所示，回轉體2后部開有螺紋孔7與多孔盤中心柱3A頂部
采用螺紋配合，通過調節回轉體2與多孔盤3的位置，能夠實現氣泡大小的調節。 通過本發明，可以實現納米氣泡的制造，確保產生均勻的納米氣泡氣液混合物11，
滿足納米氣泡發生的要求。 上述納米氣泡發生裝置的工作過程如下 利用管殼1的漸縮段和回轉體2前部，使得通流面積逐漸減小，產生伯努利真空效應，通過管殼1上的吸氣孔4抽吸外部氣體進入流體區域，在回轉體2前部形成大氣泡氣液混合物9，大氣泡氣液混合物9在回轉體2中部和后部節流作用下，發生劇烈的空化，被粉碎成微氣泡氣液混合物IO，一部分微氣泡氣液混合物10，在真空抽吸作用下，通過回流通道6被抽吸到回轉體2前部，被二次粉碎，最終微氣泡氣液混合物10流經多孔盤3上的空化孔5被再次空化粉碎，形成納米氣泡氣液混合物11 ;調節螺紋配合改變回轉體2與多孔盤3的位置，能夠實現氣泡大小的調節。由于大氣泡能夠在多次空化作用下，被粉碎到納米氣泡，形成穩定的納米氣泡氣液混合物11，故納米氣泡的發生能夠安全可靠的進行。裝置工作時，來流速度要求大于lm/s，回轉體與管殼內壁面間隙在0. l-10mm之間，產生的納米氣泡范圍在100nm-liim之間。 本發明通過研究空化發現，利用流體空化時釋放的巨大能量，能夠有效的對氣泡進行粉碎，粉碎的程度與空化強度密切相關，采用多級空化粉碎能夠有效的減小氣泡粒度，使粉碎后的氣泡達到納米尺度。 通過研究多孔盤的空化粉碎效果發現，多孔盤上空化孔直徑與氣泡粉碎程度密切
相關，當孔徑在0. 5-2mm時，此時空化強度以及多孔盤造成的壓力損失達到一個最佳配比，
同時空化孔為漸擴型錐孔時，空化強度進一步提高，氣泡被粉碎的更細小。 通過研究氣泡尺度控制發現，改變多孔盤與回轉體的相對位置，能夠改變空化的
粉碎效果，當多孔盤與回轉體位置較近時，回轉體中部以及回轉體后部空化對氣泡的作用
時間較短，此時微氣泡氣液混合物中的氣泡尺度較大，經過多孔盤空化后獲得的納米氣泡
尺度會大一些，反之獲得的納米氣泡尺度較小。
權利要求
一種納米氣泡發生裝置，其特征在于包括管殼(1)、回轉體(2)和多孔盤(3)；管殼(1)由直管段和直管段一側為向外擴張的錐管段構成，在和錐管段一側相連的直管段軸向等距開有多圈、且每圈沿周向均勻布置的吸氣孔(4)；前部為圓錐體、中部為圓柱體和后部為半球體的回轉體(2)上開有回流通道(6)，回流通道的一端開口在回轉體(2)半球體處，回流通道的另一端開口在回轉體(2)圓錐體處，回轉體(2)半球體處中心開有螺孔(7)，回轉體(2)安裝在管殼(1)直管段孔中；直管段另一側的孔中安裝多圈沿徑向等距分布、且每一圓周上開有均布個數相同空化孔(5)的多孔盤(3)，多孔盤(3)圓周與管殼(1)內壁面形成固定配合，多孔盤中心柱(3A)頂部與回轉體(2)半球體中心螺孔(7)為螺紋配合。
2. 根據權利要求1所述的一種納米氣泡發生裝置，其特征在于所述的管殼(D、回轉 體(2)和多孔盤(3)為同軸布置。
3. 根據權利要求1所述的一種納米氣泡發生裝置，其特征在于所述的回轉體(2)前 部迎著來流方向(8)，回轉體(2)前部的錐頂位于在管殼(1)的直管段內。
4. 根據權利要求1所述的一種納米氣泡發生裝置，其特征在于所述的多孔盤(2)上 開有周向均勻分布的空化孔(5)，空化孔(5)為錐孔，最小處直徑為0. 5-2毫米，順著來流方 向(8)，孔徑線性增加，錐角為5-20度。
全文摘要
本發明公開了一種納米氣泡發生裝置。管殼由直管段和一側為向外擴張的錐管段構成，在和錐管段一側相連的直管段開有吸氣孔；前部為圓錐體、中部為圓柱體和后部為半球體的回轉體上開有回流通道；直管段另一側安裝開有空化孔的多孔盤，多孔盤圓周與管殼內壁面形成固定配合，多孔盤中心柱頂部與回轉體后部中心為螺紋配合。利用管殼的漸縮段和回轉體前部產生真空，抽吸外部氣體形成氣液混合物，在回轉體中部和后部空化粉碎，一部分流經回流通道，被二次粉碎，最終在多孔盤上空化孔的作用下被粉碎成納米氣泡氣液混合物，同時調節回轉體與多孔盤的位置，能夠實現氣泡大小的調節，本發明具有結構簡單、工藝性好、操作簡單等優點，實現了納米氣泡的產生。
文檔編號C02F3/02GK101746898SQ200910155899
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者傅新, 鄒俊, 阮曉東 申請人:浙江大學