[发明专利]反气泡发生器及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制泡领域，具体涉及一种反气泡发生器及反气泡制备方法。

背景技术

肥皂泡是存在于气体中由一层薄薄的液膜组成的一个球壳体，泡的内外都是气体。然而许多人不清楚，与之相似的还有反气泡，具有相反的结构。反气泡是存在于流体中，由一层薄薄的气膜组成的一个球壳体，泡的内外都是流体。尽管早在1932年就已经出现有关反气泡的报道，在1974年被正式命名，但反气泡依然是一个我们所知甚少，且有待突破的领域。

反气泡具有许多潜在的应用价值，反气泡泡沫构成的空气网可以过滤空气，反气泡泡沫的气液表面积很大可以用于化工清洗，反气泡内部可以盛装特定液体进行物质输运等等。然而反气泡的实际应用却很少，主要原因之一就是反气泡的产生很困难，产生条件苛刻且产量很小。

目前已知的产生反气泡的方法只有一种，就是利用液滴或者液体射流冲击液面，在液滴或者液体射流与液面之间形成一层气膜，在重力作用下液滴或者液体射流压迫液面进入流体内部，随后气膜闭合，并在表面张力的作用下变成球形，形成反气泡。但是这种产生反气泡的方法对液面洁净度要求很高，反气泡的成活率很低，而且产量很小。因此需要一种产生反气泡的新技术，可以方便的产生大量的反气泡，以便满足大规模工业应用的需求。

发明内容

本发明的目的是提供了一种泡沫式反气泡发生器，可以简单方便地产生大量的反气泡，满足大规模工业应用的需求。

为实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种反气泡制备方法，包括从第一流体经气体相产生离散相的射流或液滴；在外力的作用下，射流或液滴经液膜向连续相的第二流体运动，并形成反气泡。

在第一方面中，优选地，外力是惯性力和电磁场力中的一个或多个的复合。

优选地，所述液膜是泡沫层的液膜。进一步优选地，所述泡沫层通过气流法，搅动法或溶解气法产生。

优选地，所述液滴通过射流法依靠瑞利-帕拉廷(Rayleigh-Platean)不稳定性散落而成。

优选地，液滴依靠滴水法，凝结法或振动法产生。

在第二方面，本发明提供一种反气泡发生器。该反气泡发生器包括：射流或液滴产生系统，从第一流体经气体相产生离散相的射流或液滴；容器，容纳有连续相的第二流体；液膜产生装置，用于在第二流体上形成液膜；在外力的作用下，射流或液滴经液膜向第二流体运动，并形成反气泡。

优选地，射流或液滴产生系统包括第一喷嘴，用于形成在气体相中的流体射流，由此产生液滴。

优选地，射流或液滴产生系统包括滴流嘴，凝结器或振动器，用于产生液滴。

优选地，所述液膜是泡沫层的液膜。进一步优选地，反气泡发生器包括第二喷嘴，在第二流体中形成气泡，进而形成漂浮在气液界面上的泡沫层。射流或液滴产生系统也可以包括定位管，定位管指向所述泡沫层泡与泡的交接区域；其中流体射流穿过定位管，然后经过所述泡沫层泡与泡的交接区域。

优选地，液膜产生装置包括液膜框架，液膜框架部分浸没第二流体中，部分在气体相中。

优选地，外力是重力。

优选地，液滴产生系统包括内转子，内转子内容纳离散相的第一流体；液膜产生装置包括外转子，外转子内容纳连续相的第二流体；外力是离心力，外转子在离心力作用下在桶内形成第二流体的圆柱形液面。进一步优选地，液膜产生装置包括气泡发生器，通过气泡发生器产生的气泡漂浮在圆柱形液面上而形成液膜；在离心力作用下，离散相的第一流体从喷嘴流出形成射流呈辐射状射向气泡，借助液膜进入连续相的第二流体内部形成反气泡。外转子和内转子可以转速不同。

优选地，所述外力是磁场力，液滴产生系统在离散相的第一流体中添加磁性颗粒，在外加磁场力的作用下，液滴向连续相的第二流体运动，并形成磁性反气泡。

本发明实现了简单方便的产生大量的反气泡，可以满足大规模工业应用的需求。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的泡沫式反气泡发生装置；

图2为反气泡的示意图；

图3是射流入水形成反气泡的机理示意图；

图4为本发明第二实施例提供的一种液膜式反气泡发生装置的示意图；

图5为液膜式反气泡发生装置射流入水形成反气泡的机理示意图；

图6为一种液膜框架的示意图；

图7为本发明第三实施例提供的一种反气泡发生装置的示意图；

图8为本发明第四实施例提供的一种液膜式反气泡发生装置的示意图；

图9(a)-9(h)以及图10分别示意了反气泡形成过程的快照；