在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元及发生器的制作方法

1.本发明涉及流体力学相关领域，具体涉及一种在液体中使用气体射流方式产生微气泡的微气泡发生单元及发生器。


背景技术：

2.在污水处理、水产养殖等领域，常采用水体溶氧气泡发生器给水供氧，现有技术的水体溶氧气泡发生器是在池底的排气管道上安装微孔塑料、微孔橡胶、微孔陶瓷等材质的爆气盘或者是橡胶材质的微孔爆气管，其气泡的形成原理是罗茨风机或气泵设备产生的气体通过送气管道向微孔橡胶散气管输送，当微孔橡胶散气管受到的管内压力大于水压后，气体便从设计好的微孔泄出，从微孔橡胶散气管泄出的气体由于压力及空间的快速释放，在水压、水流速度与水温的共同作用下，使气体以直径 0.2-5毫米的大小气泡在水中形成。
3.现有技术的水体溶氧气泡发生器溶氧效率低：由于气泡的质量与体积产生的浮力，使的毫米级的气泡快速溢出水面消失在空气中，在这样的状态下，使得水体的溶氧传质效率，只能在水气交界面最大化，而水体中缺氧的区域恰恰在底部。
4.现有技术的水体溶氧气泡发生器能耗高，为了让水体溶解更多的氧，就得做大量的空气供应，而快速上升的毫米级气泡，又迅速的上升至水面，周而复始，致使水中的气泡中的氧 还没来得及被水体溶解就被浪费掉，造成气（能）源的不合理使用，装机功率被大量浪费掉。
5.现有技术的水体溶氧气泡发生器商业价值低，其形成原理及设备工艺已经被生产厂家发挥到到了极限，且气源能耗高、水体溶氧效率低，在整个的污水治理与水产养殖领域中所耗费的能源指标较大。
6.因此，需要研发出更具有经济性能的水体溶氧气泡发生器。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服上述不足问题，提供一种在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元及发生器。
8.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，微气泡发生单元包括外环结构体、内环结构体以及中空的内外环连接通道，所述内环结构体设置在外环结构体内，二者通过内外环连接通道连接，所述内环结构体内侧的空腔形成主进气道，所述内环结构体外侧与外环结构体内侧的空腔形成水流道，所述外环结构体开设有由下至上向内倾斜的进水槽，所述进水槽与水流道连通，所述内环结构体开设有连通主进气道与内外环连接通道的通气涵道，所述内外环连接通道上端开设有连通内外环连接通道与水流道的排气孔。
9.所述内外环连接通道下端设置有气泡分割槽。
10.所述内环结构体与外环结构体之间均布有六个所述内外环连接通道。
11.所述内外环连接通道上端沿长度方向均布有若干个所述排气孔。
12.在液体中使用气体射流方式的微气泡发生器，包括若干个依次对应叠加装配为一体的微气泡发生单元，最上端的所述微气泡发生单元的内环结构体上端安装有封堵，最下端的所述微气泡发生单元的内环结构体下端连接进气管道。
13.最下端的所述微气泡发生单元的内环结构体下端设置有安装螺口，通过安装螺口与进气管道连接。
14.所述微气泡发生单元的外环结构体外侧均布有装配座，所述装配座开设有装配螺栓通孔，若干个所述微气泡发生单元通过装配螺杆依次装配在装配螺栓通孔内紧固为一体。
15.所述内环结构体一端设置有叠加凹槽，所述内环结构体另一端设置有与叠加凹槽对应的叠加凸台，相邻的微气泡发生单元通过叠加凹槽、叠加凸台配合叠放。
16.本发明的特点是：布局合理，可实时有效的治理水体污染、管理液体的生态质量；采用级段进水设计，功能不易失效；可通过调节施加的气体压力范围值来控制气泡的大小、密度及气体、等离子体传质值的增减，提高气液传质质量的可靠性，提高能源使用效率；使用寿命长，可减少或优化设备投资，节省运营费用。
附图说明
17.图1是本发明的微气泡发生单元的结构示意图一。
18.图2是本发明的微气泡发生单元的结构示意图二。
19.图3是本发明的微气泡发生单元的结构示意图三。
20.图4是本发明的微气泡发生器的结构示意图一。
21.图5是本发明的微气泡发生器的结构示意图二。
22.图6是本发明的微气泡发生器的使用示意图。
23.其中：100、微气泡发生器101、微气泡发生单元1、外环结构体2、内环结构体3、内外环连接通道4、主进气道5、水流道6、进水槽7、通气涵道8、排气孔9、气泡分割槽10、叠加凹槽11、叠加凸台12、装配座13、装配螺栓通孔14、装配螺杆15、封堵16、安装螺口200、进气管道。
具体实施方式
24.如图1、2、3所示，本发明为一种在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，微气泡发生单元101包括外环结构体1、内环结构体2以及中空的内外环连接通道3，所述内环结构体2设置在外环结构体1内，二者通过内外环连接通道3连接，所述内外环连接通道3作为硬性结构件支撑外环结构体1与内环结构体2，所述内环结构体2内侧的空腔形成主进气道4，所述主进气道4与进气管道200连通，所述主进气道4为微气泡发生单元101供气，所述内环结构体2外侧与外环结构体1内侧的空腔形成水流道5，所述外环结构体1开设有由下至上向内倾斜的进水槽6，所述进水槽6与水流道5连通，水（液）体一部分从水流道5底部进入水流道5，一部分从进水槽6进入水流道5，外环结构体2内外形成压力差，水流道5形成负压区，水能从下向上抽进去，导流的同时排除杂质，所述内环结构体2开设有连通主进气道4与内外环连接通道3的通气涵道7，所述通气涵道7开设数量与内外环连接通道3数量相同，优选的，所述内环结构体2与外环结构体1之间均布有六个所述内外环连接通道3，所述内环结
构体2开设有六个通气涵道7，所述内外环连接通道3的中空结构又作为排气通道使用，所述内外环连接通道3上端沿长度方向开设有若干个可连通内外环连接通道3与水流道5的排气孔8，所述排气孔8是气体与液体接触传质的接触端点，所述内外环连接通道3下端设置有气泡分割槽9，所述气泡分割槽9可使上升的气泡碰撞、破碎、细分，使大气泡再细小化。
25.如图4、5、6所示，本发明的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生器100，包括若干个依次对应叠加装配为一体的上述微气泡发生单元101，装配的微气泡发生单元101数量越多，微气泡发生器100产生的气泡大小越细小气泡密度越大，在水（液）体中产生纳米级、微米级、毫米级气泡，所述内环结构体2一端设置有叠加凹槽10，所述内环结构体2另一端设置有与叠加凹槽10对应的叠加凸台11，相邻的微气泡发生单元101通过叠加凹槽10、叠加凸台11配合叠放，所述微气泡发生单元101的外环结构体1外侧均布有装配座12，优选的，所述外环结构体1外侧均布有十八个所述装配座12，所述装配座12开设有装配螺栓通孔13，若干个所述微气泡发生单元101通过装配螺杆14依次装配在装配螺栓通孔13内紧固为一体，最上端的所述微气泡发生单元101的内环结构体2上端安装有封堵12，保证气体进入主进气道4后依次通过通气涵道7、内外环连接通道3从排气孔8排出形成气泡，最下端的所述微气泡发生单元101的内环结构体2下端设置有安装螺口16，微气泡发生器100通过安装螺口16与进气管道200连接。
26.本发明涉及污水处理、水产养殖水体净化使用领域及行业，可用于城镇污水处理厂氧化池升级改造、肉食品加工厂污水氧化池升级改造、家具制造业喷漆房油漆回收洗涤氧化处理池升级改造、农业生产领域——工厂化蔬菜无土栽培水体增氧设备、水产养殖领域——陆基高密度鱼虾养殖场，养殖水体氧化传 质回用，尾水净化处理设备；本发明是直接使用含氧（空）气提升水体溶氧指数，是一种在水体中通过气体传质方式给水供氧的设备。
27.本发明涉及多相流与能质传输原理技术，是一种使用气体射流方式产生微气泡的装置，微气泡发生器100的湍流流场、流体力学，壳体型腔气流道、结构力学之间的布局合理，微气泡发生单元101能够叠加装配成微气泡发生器100，外加低压气源通过微气泡发生器100，在水（液）体中传输空气、氧气质量、等离子体、臭氧等电流体物质，通过使用微气泡发生器100改善液体的氧（其它物质元素）含量比，气体、液体或等离子体、臭氧等元素，经进气管道连接实现气体液体等离子体等元素传质功能来实时有效的治理水体污染，管理液体的生态质量。
28.本发明的微气泡发生器100采用级段进水设计结构，解决了单向进水端容易被片状物堵塞从而使功能失效的问题；本发明可以通过调节施加的气体压力范围值来控制气泡的大小、密度及气体、等离子体传质值的增减，提高气液传质质量的可靠性。
29.本发明布局合理，使用寿命长，可减少或优化设备投资，其可产生纳米级、微米级、毫米级的高密度气泡，提高能源使用效率，使风机设备的维护间隔时间得到延长，节省运营费用。
30.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：微气泡发生单元包括外环结构体、内环结构体以及中空的内外环连接通道，所述内环结构体设置在外环结构体内，二者通过内外环连接通道连接，所述内环结构体内侧的空腔形成主进气道，所述内环结构体外侧与外环结构体内侧的空腔形成水流道，所述外环结构体开设有由下至上向内倾斜的进水槽，所述进水槽与水流道连通，所述内环结构体开设有连通主进气道与内外环连接通道的通气涵道，所述内外环连接通道上端开设有连通内外环连接通道与水流道的排气孔。2.如权利要求1所述的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：所述内外环连接通道下端设置有气泡分割槽。3.如权利要求1所述的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：所述内环结构体与外环结构体之间均布有六个所述内外环连接通道。4.如权利要求1所述的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：所述内外环连接通道上端沿长度方向均布有若干个所述排气孔。5.在液体中使用气体射流方式的微气泡发生器，其特征在于：包括若干个依次对应叠加装配为一体的如权利要求1-4任一权利要求所述的微气泡发生单元，最上端的所述微气泡发生单元的内环结构体上端安装有封堵，最下端的所述微气泡发生单元的内环结构体下端连接进气管道。6.如权利要求5所述的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：最下端的所述微气泡发生单元的内环结构体下端设置有安装螺口，通过安装螺口与进气管道连接。7.如权利要求5所述的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：所述微气泡发生单元的外环结构体外侧均布有装配座，所述装配座开设有装配螺栓通孔，若干个所述微气泡发生单元通过装配螺杆依次装配在装配螺栓通孔内紧固为一体。8.如权利要求5所述的在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元，其特征在于：所述内环结构体一端设置有叠加凹槽，所述内环结构体另一端设置有与叠加凹槽对应的叠加凸台，相邻的微气泡发生单元通过叠加凹槽、叠加凸台配合叠放。

技术总结
本发明公开了一种在液体中使用气体射流方式的微气泡发生单元及发生器，微气泡发生器包括若干个依次对应叠加装配为一体的微气泡发生单元，微气泡发生单元包括通过内外环连接通道连接的外环结构体、内环结构体，内环结构体内形成主进气道，内环结构体与外环结构体之间形成水流道，外环结构体开设有由下至上向内倾斜的进水槽，进水槽与水流道连通，内环结构体开设有连通主进气道与内外环连接通道的通气涵道，内外环连接通道上端开设有排气孔。本发明特点是：布局合理，可实时有效治理水体污染、管理液体生态质量；采用级段进水设计，功能不易失效；可提高气液传质质量的可靠性，提高能源使用效率；使用寿命长，可减少或优化设备投资，节省运营费用。节省运营费用。节省运营费用。


技术研发人员：孙禧媛 孙海涛
受保护的技术使用者：海合（东莞）水产科技有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/7/27