一种带有可调水密狭缝机构的非接触式微纳米气泡发生器

技术领域

本发明涉及微纳米气泡发生器技术领域，具体涉及一种带有可调水密狭缝机构的非接触式微纳米气泡发生器。

背景技术

微纳米气泡是生成瞬间直径在五十微米以下的微小气泡，也可以根据其直径范围叫微纳气泡、微米气泡或纳米气泡。现有的微纳米气泡发生器通过分散空气、溶气释气、超声空化、电解、化学法等方法在液体载体中生成直径在微米或纳米尺度的气泡。液体载体可为水、油或其他液体，气泡中气体成分可为溶解空气、外界空气、氧气、二氧化碳或其他气体。现有的微纳米气泡发生器一般只能产生固定尺寸的微纳米气泡。

中国专利ZL202110927266.0提供了一种非接触式可调节微纳米气泡发生器，将转子和定子加工成锥面，通过调节转子和定子之间狭缝宽度，改变输出微纳米气泡尺寸，从而产生不同尺寸的微纳米气泡。但该装置缝宽固定，仅可在较窄范围内调节狭缝与转子间距，微纳米气泡尺寸与发生量调节范围窄，并且只能同时对所有狭缝进行相同的调节，不能独立对各狭缝进行单独调节；此外，该微纳米气泡发生器需要加工转子外锥面与定子内锥面，加工工艺复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带有可调水密狭缝机构的非接触式微纳米气泡发生器，能够调节微纳米气泡的尺寸，且可单独调节，能生成含有不同尺寸的微纳米气泡；本发明调节范围大，结构简单，易加工。

本发明的带有可调水密狭缝机构的非接触式微纳米气泡发生器，包括定子、转子、中空外壳、下盖和上盖，进气口、进液口和出液口分别位于中空外壳、下盖和上盖上；转子旋转时，定子与转子之间的内腔体形成内腔体收敛区和内腔体发散区；其特征在于，在定子上，沿法向设有阶梯孔，所述阶梯孔为法向贯通的通孔；阶梯孔内安装有可调水密狭缝机构；所述可调水密狭缝机构包括2个高度调节块和2个水平调节块；2个高度调节块分别安装在阶梯孔相对的两个侧面上，高度调节块可沿定子法向方向移动；2个水平调节块分别安装在2个高度调节块相对的侧面上，水平调节块可沿定子切线方向移动；高度调节块、水平调节块与阶梯孔之间均为密封连接；2个水平调节块之间的间距即形成狭缝。

较优的，高度调节块通过高度调节螺栓安装在阶梯孔的法向端面上，高度调节螺栓与高度调节块上的高度调节螺孔配合，通过旋转高度调节螺栓，调节高度调节块与阶梯孔法向端面的相对位置；

高度调节块轴向端面、水平调节块轴向端面与阶梯孔轴向端面之间安装有密封垫片，所述密封垫片由安装在定子阶梯孔轴向端面螺孔内的垫片压紧螺栓压紧，对高度调节块轴向端面、水平调节块轴向端面与阶梯孔轴向端面之间的缝隙进行密封；在高度调节块与定子的侧面配合面上还设有高度调节块密封条槽，用于安装高度调节块密封条，对高度调节块与阶梯孔侧面之间的缝隙进行密封。

较优的，高度调节块上还设有高度调节定向杆，与设置在定子上的高度调节定向孔配合，实现高度调节块的定向移动。

较优的，还设有螺栓预紧弹簧，所述预紧弹簧包裹在高度调节螺栓外部，位于高度调节块与定子之间。

较优的，2个高度调节块相对的侧面设有U型槽，高度调节块U型槽的内侧边为水平调节定位板，水平调节块上设有与水平调节定位板相配合的水平调节定位槽；水平调节块通过水平调节块顶丝安装在高度调节块U型槽内，且水平调节定位板插入水平调节定位槽内；水平调节块顶丝与水平调节块上的顶丝螺孔配合，通过松开和拧紧水平调节块顶丝，实现水平调节块的运动和固定；

在水平调节定位槽与水平调节定位板的配合面上还设有水平调节块密封条槽，用于安装水平调节块密封条，实现水平调节块与高度调节块之间的缝隙进行密封。

较优的，水平调节块上还设有水平调节定向杆，与设置在高度调节块上的水平调节定向孔配合，实现水平调节块的定向移动。

较优的，沿定子周向设有多个阶梯孔，各阶梯孔均安装有可调水密狭缝机构；各可调水密狭缝机构单独调节。

有益效果：

(1)本发明在定子中设置可调水密狭缝机构，利用可调水密狭缝机构中的狭缝生成微纳米气泡，且可通过调节可调水密狭缝机构中高度调节块与转子之间的间距、调节水平调节块9间距即狭缝宽度、调节狭缝位置等多种手段或其组合，可多方式调节微纳米气泡尺寸和发生量，具有更广的微纳米气泡调节范围。

(2)本发明定子6和转子14可以为圆柱，也可以加工成锥面。实用性更好，且圆柱形定子和转子加工更为方便，且加工精度高。

(3)本发明手动机械调节，在确保调节效果的同时加强高度调节块与定子、水平调节块与高度调节块之间的密封性，避免对微纳米气泡的产生造成影响。

(4)可设置多个可调水密狭缝机构，并独立调节，获得不同尺寸气泡按所需比例混合的气泡液。

附图说明

图1为本发明微纳米气泡发生器的可调水密狭缝机构部分示意。

图2为本发明微纳米气泡发生器的可调水密狭缝机构部分内部腔体构造示意。

图3为本发明微纳米气泡发生装置整体结构示意。

图4为本发明微纳米气泡发生器的可调水密狭缝机构局部图(可表现可调水密狭缝机构调节狭缝与转子间距能力)。

图5为本发明微纳米气泡发生器的可调水密狭缝机构局部图(可表现可调水密狭缝机构调节缝宽与狭缝位置能力)。

图6为本发明可调水密狭缝机构高度调节块5详细结构示意图。

图7为本发明可调水密狭缝机构高度调节块5与水平调节块9详细结构示意图。

图8为本发明可调水密狭缝机构密封结构示意图。

其中，1-密封垫片，2-垫片压紧螺栓，3-水平调节块顶丝，4-高度调节螺栓，5-高度调节块，6-定子，7-水平调节块密封条，8-高度调节块密封条，9-水平调节块，10-进气口，11-内腔体收敛区，12-可调节水密狭缝，13-外壳，14-转子，15-内腔体发散区，16-下轴承盖，17-下轴承，18-进液口，19-下盖，20-气泡液出口，21-上盖，22-上轴承，23-上轴承盖，24-调节螺栓预紧弹簧，25-高度调节块密封条槽，26-高度调节螺孔，27-高度调节定向杆，28-顶丝螺孔，29-水平调节定向杆，30-水平调节定位板，31-高度调节定位块，32-水平调节块密封条槽，33-水平调节定向孔，34-水平调节定位槽。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种带有可调水密狭缝机构的非接触式微纳米气泡发生器，如图3所示，包括定子6、转子14、圆柱状外壳13、下轴承17、下轴承盖16、带有下盖19、上盖21、上轴承22和上轴承盖23。其中，转子14由下轴承17与上轴承22支撑并与定子6配合，放置于由下盖19、下轴承盖16、圆柱状外壳13、上盖21、上轴承盖23相互连接组成的外部壳体中。本发明微纳米气泡发生器的基本结构框架与中国专利ZL202110927266.0“非接触式可调节微纳米气泡发生器”基本结构框架一致，圆柱状外壳与定子之间形成外腔体，定子与转子之间形成内腔体，气体入口、液体入口18和气泡液出口20分别设置在圆柱状外壳13、下盖19和上盖21上，通过设计内腔体的形状，使得转子在旋转时形成内腔收敛区和内腔发散区，通过摩擦空化区域的“负压”或真空度将气体吸入微纳米气泡发生器并产生微纳米气泡，再通过摩擦迸流产生的高压将含有微纳米气泡的液体排出。本发明将ZL202110927266.0“非接触式可调节微纳米气泡发生器”定子上的阶梯孔设计为通孔，贯穿整个定子法向厚度，即连通定子内外表面；在阶梯孔上安装可调水密狭缝机构，通过调节可调水密狭缝机构中狭缝的宽度和位置，调节产生微纳米气泡的尺寸和数量。所述可调水密狭缝机构可沿定子圆周安装多个，可均匀设置，各可调水密狭缝机构可独立调节。本发明中，定子和转子的外表面可采用传统的圆柱状，也可采用圆锥状。

如图1和图2所示，本发明可调水密狭缝机构主要包括高度调节块5和水平调节块9。其中，2个高度调节块5分别安装在阶梯孔相对的两个侧面上，2个高度调节块5可沿定子法向方向移动；2个水平调节块9分别安装在2个高度调节块相对的侧面上；水平调节块9可沿定子切线方向移动；2个水度调节块9之间的间距即形成狭缝。

为了确保内外腔体的压力差，实现高压溶气-低压释气，高度调节块5、水平调节块9与阶梯孔之间均为密封连接。

本发明可采用手动、电动、液压、气动、机械传动等多种方法对高度调节块5与水平调节块9的位置进行调整，从而调整微纳米气泡的尺寸和发生量。本实施例采用手动机械调节的方式，具体的结构如图4～图8所示。

如图4、图6和图8所示，高度调节块5通过高度调节螺栓4安装在阶梯孔的法向端面上，高度调节螺栓4与高度调节块5上的高度调节螺孔26配合，通过旋转高度调节螺栓4，调节高度调节块5与阶梯孔法向端面的相对位置。

2个高度调节块5相对的侧面设有U型槽，高度调节块5U型槽的内侧边为水平调节定位板30，水平调节块9上设有与水平调节定位板30相配合的水平调节定位槽34；水平调节块9通过水平调节块顶丝3安装在高度调节块5U型槽内，且水平调节定位板30插入水平调节定位槽34内。水平调节块顶丝3与水平调节块9上的顶丝螺孔28配合，通过松开水平调节块顶丝3，水平调节块9可沿定子切线方向自由运动；当确定水平调节块9位置后，拧紧水平调节块顶丝3固定其与高度调节块5的相对位置，即调节狭缝的宽度；2个水平调节块可分别独立调控。

在高度调节块5与定子6的侧面配合面上还设有高度调节块密封条槽25，用于安装高度调节块密封条8，对高度调节块5与阶梯孔侧面之间的部分缝隙进行密封，如图5、图6和图8所示。密封垫片1安装在高度调节块5轴向端面、水平调节块9轴向端面与定子阶梯孔轴向端面之间，密封垫片1的表面与水平调节块9的表面共同构成狭缝的浸液表面；垫片压紧螺栓2安装在开在定子6阶梯孔轴向端面的螺孔内，通过拧紧垫片压紧螺栓2向密封垫片1施加压力，压紧密封垫片1与高度调节块5轴向端面和水平调节块9轴向端面的间隙以使轴向端面密封。高度调节块5上还设有两个高度调节定向杆27，两个定向杆27另一端插入定子6上对应的定位孔内，通过孔轴配合对高度调节块5的运动导向，确保高度调节块5相对于定子6只能进行法向平动；同时，高度调节块密封条8截面较密封条槽大，装入槽内后会对密封条槽产生挤压力，该力的反力为定向杆27所受的侧向力，确保高度调节块密封条8一直受到一定压力挤压，对高度调节块5与阶梯孔之间的部分缝隙进行有效密封。

高度调节块5沿法向进行位置调节前，需要拧松垫片压紧螺栓2，使得密封垫片1与高度调节块5和水平调节块9之间不再有较大的压力与摩擦力；之后同时按一定量拧动所有高度调节螺栓4，使得带高度调节螺孔26的高度调节块5与带通孔的定子6之间间距改变，达成定量调节高度调节块5的目的。此外，高度调节螺栓4外部还包裹有预紧弹簧24，所述预紧弹簧24位于高度调节块5与定子6之间。高度调节定位块31是高度调节块5的结构，高度调节螺孔26开在其中。在螺栓预紧弹簧24的压力作用下，在调节过程中高度调节块5与定子6始终撑开，防止高度调节块5位置发生变化。高度调节块5沿法向进行位置调节后，需要拧紧垫片压紧螺栓2，使得密封垫片与高度调节块5和水平调节块9之间恢复较大的压力与摩擦力，对轴向端面进行密封。

在水平调节定位槽34与水平调节定位板30的配合面上还设有水平调节块密封条槽32，用于安装水平调节块密封条7，水平调节定位板30挤压水平调节块密封条7变形，实现水平调节块9与高度调节块5之间的部分缝隙的密封，如图7和图8所示。

水平调节块9上还设有两水平调节定向杆29，水平调节定向杆29另一端插入设置在高度调节块5上的水平调节定向孔33内，确保水平调节块9相对于高度调节块5只能进行单方向平动。水平调节块密封条7截面较密封条槽大，装入槽内后会对密封条槽产生挤压力，该力的反力为水平调节定向杆29所受的侧向力，确保水平调节块密封条7一直受到一定压力挤压。

本非接触式可调节微纳米气泡发生器工作时，如图2所示，圆柱转子14由外部动力带动并相对定子6逆时针旋转，在圆柱转子14与定子6之间形成高压力的内腔体收敛区11和低压力的内腔体发散区15。不含气泡的液体从本非接触式可调节微纳米气泡发生器下方通过进液口18进入内腔体收敛区11后，与依次通过进气口10和可调节水密狭缝12进入内腔体收敛区11的气泡组分气体混合，在高压的作用下气体溶于液体中。随圆柱转子14转动，溶有气体的液体被带入低压的内腔体发散区15，在低压作用下溶于液体的气体以微纳米气泡形式溶出，含有气泡的液体向上继续运动至气泡液出口20并流出本非接触式可调节微纳米气泡发生器。

本非接触式可调节微纳米气泡发生器微纳米气泡尺寸与发生量可通过以下方式调节：

(1)改变圆柱转子14转速。圆柱转子14转速增加，微纳米气泡尺寸减小、发生量增加；

(2)改变通过进气口10进入发生器的气流量。进气流量增加，微纳米气泡尺寸增加、发生量增加；

(3)调整高度调节块5与转子14的间距。高度调节块5与圆柱转子14间距减小，微纳米气泡尺寸减小、发生量减小；

(4)调整狭缝宽度。通过调节两水平调节块9间距可改变狭缝宽度，狭缝宽度增加，微纳米气泡尺寸增加、发生量增加。

(5)调整狭缝位置。同时调节两水平调节块9位置可改变狭缝位置，狭缝位置越靠近内腔体收敛区，微纳米气泡尺寸减小、发生量减小。

本发明在传统的微纳米气泡发生器上设置可调水密狭缝机构，通过改变狭缝宽度、位置，以及狭缝与转子14的间距来调节微纳米气泡尺寸与发生量，调节方式多样，具有更广的微纳米气泡调节范围。可设置多个可调水密狭缝机构，并独立调节，获得不同尺寸气泡按所需比例混合的气泡液。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。