[发明专利]一种利用反气泡制备微泡的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微泡制备领域，尤其涉及一种利用反气泡制备微泡的装置及方法。

背景技术

微泡具有气泡尺寸小、比表面积大、吸附效率高、在水中上升速度慢等特点。在水中通入微纳米气泡，可有效分离水中固体杂质、快速提高水体氧浓度、杀灭水中有害病菌、降低固液界面摩擦系数，从而在气浮净水技术、水体增氧、臭氧水消毒和微纳气泡减阻等领域中应用中比宏观气泡有更高的效率，应用前景也更为广阔。

微泡的制备有多种方法，比如利用流体的剪切力或者压力梯度将气泡打碎成更小的微泡的气泡破碎法；利用超声波作用于气泡或者气体出口产生进而产生微泡的超声法；借助微通道产生微泡的微流体法；通过液压的变化使原先溶解在水中的气泡以微泡的形式析出的溶解气法。

现有的微泡制备方法结构复杂，制造成本高，需要很高的流速和压力，运行维护不便，大大提高了用户的使用成本。开发新型的微泡制备技术，以弥补现有微泡制备技术的不足，增加微泡制备技术的应用领域成为了当务之急。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种低成本、低能耗、性能优越、适于推广的微泡的制备装置及方法。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种利用反气泡制备微泡的装置,该装置包括：反气泡发生器、反气泡破碎室和大气泡过滤器；

反气泡发生器用于在流体中产生反气泡；

反气泡破碎室用于将一种或多种力耦合形成外力场；

反气泡的气膜在外力场的作用下破碎形成微泡；

微泡在大气泡过滤器溢流界面的过滤作用下析出。

优选地，反气泡发生器包括射流或液滴产生系统、容器和液膜产生装置。

优选地，射流或液滴产生系统包括喷嘴，用于在气体中形成射流，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，液膜产生装置包括液膜框架，用于形成液膜。

优选地，容器具有泡沫层。

优选地，反气泡破碎室包括冲击波发生器、电极和搅拌器中的一种或多种。

优选地，利用反气泡制备微泡的装置中的流体具有表面活性剂。

优选地，反气泡发生器、反气泡破碎室和大气泡过滤器依次连通形成循环系统。

第二方面本发明提供了一种利用反气泡制备微泡的方法,该方法包括：

通过反气泡发生器在流体中产生反气泡；

反气泡的气膜在外力场的作用下破碎形成微泡，外力场为一种或多种力的耦合；

通过大气泡过滤器的气液溢流界面析出微泡。

优选地，反气泡的产生具体包括流体在气体中产生射流或液滴，在重力的作用下，射流或液滴经液膜向液体运动，并形成反气泡。

优选地，流体在气体中产生射流或液滴具体包括，流体在坠落过程中由于瑞利-帕拉廷不稳定性形成散落的射流或液滴。

优选地，流体通过喷嘴在空气中形成射流。

优选地，流体通过滴流嘴，凝结器或振动器在空气中形成液滴。

优选地，通过气流法，搅动法或溶解气法在液体上方产生泡沫层。

优选地，外力场为冲击波、电场力和机械搅拌力中的一个或多个的复合。

优选地，利用反气泡制备微泡的方法还包括：向所述流体中加入表面活性剂。

优选地，通过控制流体的循环，从而调节微泡的含量。

本发明实施例实现了利用反气泡制备微泡的装置及方法，通过反气泡发生器产生反气泡，并通过外立场使反气泡的气膜破碎形成微米级到毫米级尺寸不同的微泡，经过筛选可以得到所需尺寸的微泡，控制反应的循环可以控制流体中微泡的含量。本发明经过筛选和流体的循环，高效稳定的实现了微米级的微泡的大量制备。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种利用反气泡制备微泡的装置示意图；

图2为本发明实施例提供的反气泡发生器的装置示意图；

图3为本发明实施例提供的一种利用反气泡制备微泡的方法示意图；

图4为本发明实施例提供的反气泡气膜形成微泡原理示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细、清楚、完整的说明，附图中，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。