[发明专利]微纳米级气液混合制备装置及微纳米级气泡的制备方法

说明书

本发明涉及微气泡发生技术领域，具体涉及一种微纳米级气液混合制备装置及微纳米级气泡的制备方法。该装置包括输入盖体、外部舱体、输出盖体和气泡发生装置。气泡发生装置包括内部陶瓷管和中间陶瓷管。利用内部陶瓷管、中间陶瓷管和外部舱体，分别形成混合腔室和储藏腔室。液体和从内部陶瓷管中溢出的气体在混合腔室中充分混合，产生第一气液混合体。再经过中间陶瓷管的分割，得到第二气液混合体。最后经过流量调节得到符合流量需求、且气泡粒径均匀的微纳米级气液混合物，如此得到的微纳米级气液混合物中的气泡的能量更多，爆裂强度更高，均匀性更好，适用的范围更广。

技术领域

本发明涉及微气泡发生技术领域，具体涉及一种微纳米级气液混合制备装置及微纳米级气泡的制备方法。

背景技术

微纳米气泡原理是混合液体和气体，在高压压缩后经过扩张管生产微纳米大小的气泡，再通过微纳米气泡喷头排出。其中，微米气泡是指存在于液体中，气泡直径的大小在100微米以下的气泡。纳米气泡是指存在液体中，气泡直径的大小在数百纳米以下的气泡。两者之间的气泡混合状态形成微纳米气泡。微纳米气泡制备装置是指一种产生上述微纳米气泡的设备。微纳米气泡具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，广泛应用于污水处理、废气处理、美容、水产养殖、清洗、水基栽培等行业领域。

经检索，中国专利文献CN106964268A中公开了一种微纳米气泡发生装置。该装置包括依序连接的进水管道、水泵、连接管道、压力罐、出水管道及微纳米喷头，进水管道上还设置有引水罐、球阀及止回阀；引水罐包括第一罐体及设置于第一罐体上的第一进水口和第一出水口，第一进水口设置于第一罐体上部，第一出水口设置于第一罐体底部，引水罐串接于进水管道上，将进水管道分割成第一管道及第二管道，第一管道与第一进水口连通，第二管道与第一出水口连通，第一罐体内还设置有导气管，导气管两端分别于第一进水口及第一出水口连通，导气管上部还设置有与第一罐体内部连通的导气通孔。

但是，在实际使用过程中，上述微纳米气泡发生装置以及同类产品结构设计欠佳，产生的微纳米气泡的数量较少，难以满足各类行业对高气泡含量的需求。同时，上述微纳米气泡发生装置难以对液体的流量大小和气泡粒径的大小实施精准控制，进而影响微纳米气泡发挥其物理和化学特性。

又如，中国专利文献CN109876684A中公开了一种实验室可控粒径的纳米气泡发生装置。该装置包括主体气泡发生器膜组件系统、进气系统、真空抽气系统、循环进水系统；主体气泡发生器膜组件中，陶瓷膜滤芯通过轴向密封圈固定膜外壳内部，形成内外两部分腔室，膜组件外壳上部两侧开口连接进气系统，陶瓷膜滤芯上设有纳米微孔陶瓷膜。该装置利用纳米多孔陶瓷材料为膜分离器，其孔径尺寸分布可控，便于更换，有利于实验室条件下研究纳米气泡产生机理及满足不同实验需求。例如，产生的流量大小及不同气体种类、粒径纳米气泡，进而形成一定浓度并且粒径均匀的纳米气泡。但是，该装置多应用于实验室的使用环境中，在实际使用复杂工况下，该装置产生的纳米级气泡的输出稳定性难以得到保证。

再如，中国专利文献CN106310986B中公开了一种循环微泡式气液混合装置。该装置包括气液混合容器、柱塞式计量泵、压力传感器、系统泄压口、阀门和管路，气液混合容器进气口与柱塞式计量泵加压口相连，气液混合容器出气口通过管路分出两个分支，一个分支与柱塞式计量泵充气口连接，另一个分支与系统泄压口连接，两个分支分别由阀门控制。气液混合容器包含压力容器、微泡发生装置和亲气型多孔介质板，在压力容器下部有排水口和进气口，上部有出气口。该装置适用于各类温压条件下、用量小、精度要求高的气液混合领域，但是难以满足大流量、气泡粒径的均匀性更高的使用工况。

综上所述，在微纳米级气泡制备的过程中，如何设计一种气液混合装置，用以提高现有微纳米气泡制备设备形成微纳米级气泡的输出流量和均匀性，同时提高纳米级气泡的含量，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容