一种实现反气泡破裂的装置的制作方法

本实用新型涉及反气泡领域，尤其涉及一种实现反气泡破裂的装置。

背景技术：

反气泡是存在于液体中，由一层薄薄的气膜组成的一个球壳体，泡的内部是液体。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。反气泡因其独特的结构，而具有许多潜在的应用价值。反气泡外层的气壳的厚度很薄，在微米级，当这层外壳收到刺激时，反气泡破裂，气膜迅速收缩，这是其他机械阀门无法实现的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺点，提供了一种实现反气泡破裂的装置。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种实现反气泡破裂的方法，该方法包括：

在溶解物质的上表面形成一种保护被溶解物质的保护膜；将被溶解物质穿过保护膜，形成反气泡，反气泡进入溶解物质。改变反气泡在溶解物质中的位置，进而达到预先确定的位置；当反气泡到达预先确定的位置时，通过外部作用使反气泡破裂，进而实现被溶解物质和溶解物质的接触。

优选的，改变反气泡在溶解物质中的位置，进而达到预先确定的位置的步骤包括：

利用射流从上部或下部轻吹反气泡，调整吹拂的角度使反气泡移动到预先确定的位置。

优选的，保护膜包括泡沫和液膜。

优选的，通过外部作用使反气泡破裂，进而实现被溶解物质和溶解物质的接触的步骤包括：通过针直接与反气泡接触，在接触位置形成破裂口，进而实现溶解物质和被溶解物质通过破裂口接触。

第二方面，本实用新型提供了一种实现反气泡破裂的装置，该装置包括：

A种流体的集液器、B种流体的集液器、滴液管、细长针和通气管。其中，A种流体的集液器设置在B种流体的集液器的上方，滴液器与A种流体的集液器连接，通气管和细长针分别设置在B种流体的集液器中。A种流体的集液器用于容纳A种流体，A种流体从A种流体的集液器底部流出，通过滴液器向下坠落形成液滴。通气管用于将气体通入B种流体的集液器。B种流体集液器用于容纳B种流体，B种流体中通入气体，在B种流体的液面上形成泡沫层，以便液滴通过泡沫层进入B种流体形成反气泡。细长针用于使反气泡破裂，使A种流体和B种流体接触。

优选的，该装置还包括洗耳球，洗耳球设置在B种流体的集液器中，洗耳球用于改变反气泡在B中流体中的位置，以便反气泡达到预先确定的位置。

优选的，细长针具体用于当反气泡达到预先确定的位置，通过所述细长针直接与反气泡接触，在接触位置形成破裂口，进而实现A种流体和B种流体通过破裂口接触。其中，细长针的直径小于或等于反气泡直径的1/10。

本实用新型的目的是通过制造两物质间的界面，实现了两种物质的快速接触，同时保持两种流体的相对静止，对流场干扰小，可用于化学、物理、生物等实验室。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种实现反气泡破裂的方法的流程图；

图2为本实用新型实施例提供的一种实现反气泡破裂的装置的结构示意图一；

图3为本实用新型实施例提供的一种实现反气泡破裂的装置的结构示意图二；

图4为图2或图3中反气泡破裂的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1本实用新型实施例提供的一种实现反气泡破裂的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S100：在溶解物质的上表面形成一种保护被溶解物质的保护膜；

形成溶解物质的上表面上的保护膜形成方式不局限于用通气管来形成液面的保护膜，也可以通过物理方法或化学方法形成液面的保护膜。

步骤S110：将被溶解物质穿过保护膜，形成反气泡，反气泡进入溶解物质；

形成反气泡方式不限于穿过保护膜形成反气泡，还包括液滴穿过一层液膜，然后落入被溶解物质形成反气泡，也包括滴液直接入水形成反气泡，也包括用其他化学方法或物理方法产生反气泡。

本实用新型另一个实施例中被溶解物质直接进入溶解物质，形成反气泡，形成较难，尤其是被溶解物质和溶解物质是接触的条件下，更难实现两种物质相对静止的情况下，形成反气泡；一般情况下是在被溶解物质的表面添加表面活性剂，降低表面张力，更利于形成反气泡，且不会打破两物质相对静止的情况。

步骤S120：改变反气泡在溶解物质中的位置，进而达到预先确定的位置；

在该步骤中主要是将包含被溶解物质的反气泡到达预先需要用于研究的位置，一般是借助于外力的作用。

反气泡产生后可能会缓慢上浮或下沉(与两种物质的密度相关)，可以利用射流从上部或下部轻吹反气泡，反气泡不会破裂，反而会因为吹拂延长寿命；也可以通过调整吹拂的角度使反气泡移动到确定的位置；使反气泡移动到确定位置的方法除了水流吹拂之外，还有在反气泡内部添加磁性物质，通过控制外加磁场来使反气泡移动到确定位置；便于研究或进一步操作。

本实用新型实施例中，被溶解物质和溶解物质的物质形态可以都是液态，此时形成的反气泡需要通过液体射流来调整反气泡的位置；也可以是其中一个液态，另一个为固态，此时形成的气泡需要通过液态射流来调整位置；如果两种物质都是气态，那么包裹气体的是液膜，它实际上是肥皂泡，此时形成的肥皂泡需要通过气体射流或者固体粘附的方式来调整位置。

步骤S130：在反气泡到达预先确定的位置，通过外部作用时反气泡破裂，进而实现被溶解物质和溶解物质的接触。

在该步骤中，通过外力使反气泡破裂；可以通过类似于细长针来使反气泡破裂，还可以用激光来刺激反气泡、用电场刺激反气泡、用冲击波刺激反气泡，也可以采用上述方法的任意组合来使反气泡破裂。

具体地，通过细长针直接与反气泡接触，在接触位置形成破裂口，进而实现溶解物质和被溶解物质通过破裂口接触，形成的破裂口越少越好，最好是一个，减少了微泡的产生。细长针的直径小于或等于反气泡直径的这样可以避免产生微泡。

具体地，被溶解物质和溶解物质的物质不限于无机物，也可以是有机物，悬浊液，可以加示踪粒子，可以添加各种溶质(如盐)、染料、荧光物质、催化剂或反应物、颗粒物或磁化的物质等。

图2为本实用新型实施例提供的一种实现反气泡破裂的装置结构示意图一。如图2所示，该装置包括：第一处理单元10、第二处理单元20、第三处理单元30和第四处理模块40；

第一处理模块10用于在溶解物质的上表面形成一种保护被溶解物质的保护膜；第二处理单元20用于在被溶解物质穿过保护膜，形成反气泡，反气泡进入溶解物质；第三处理单元30用于改变反气泡在溶解物质中的位置，进而达到预先确定的位置；第四处理单元40用于在反气泡到达预先确定的位置，通过外部作用使反气泡破裂，进而实现被溶解物质和溶解物质的接触。

可选的，由于形成反气泡的方式不唯一，形成反气泡方式不限于穿过保护膜形成反气泡，还包括液滴穿过一层液膜，然后落入被溶解物质形成反气泡，也包括滴液直接入水形成反气泡，也包括用其他化学方法或物理方法产生反气泡。

本实用新型另一个实施例中被溶解物质直接进入溶解物质，形成反气泡，形成较难，尤其是被溶解物质和溶解物质是接触的条件下，更难实现两种物质相对静止的情况下，形成反气泡；一般情况下是在被溶解物质的表面添加表面活性剂，降低表面张力，更利于形成反气泡，且不会打破两物质相对静止的情况。

具体地，第一处理模块10具体用于在溶解物质的上表面形成一种保护被溶解物质的保护膜；如穿过页面上的泡沫层，液膜，以及其他化学方法或物理方法产生的反气泡。

具体地，第三处理模块30具体用于将包含被溶解物质的反气泡到达预先需要用于研究的位置，一般是借助于外力的作用。

反气泡产生后可能会缓慢上浮或下沉(与两种物质的密度相关)，可以利用射流从上部或下部轻吹反气泡，反气泡不会破裂，反而会因为吹拂延长寿命；也可以通过调整吹拂的角度使反气泡移动到确定的位置；使反气泡移动到确定位置的方法除了射流吹拂之外，还有在反气泡内部添加磁性物质，通过控制外加磁场来使反气泡移动到确定位置；便于研究或进一步操作。

本实用新型实施例中，被溶解物质和溶解物质的物质形态可以都是液态，此时形成的反气泡需要通过液体射流来调整反气泡的位置；也可以是其中一个液态，另一个为固态，此时形成的气泡需要通过液态射流来调整位置；如果两种物质都是气态，那么包裹气体的是液膜，它实际上是肥皂泡，此时形成的肥皂泡需要通过气体射流或者固体粘附的方式来调整位置。

具体地，第四处理模块40具体用于通过细长针直接与反气泡接触，在接触位置形成破裂口，进而实现溶解物质和被溶解物质通过破裂口接触。细长针的直径小于或等于反气泡直径的这样可以避免产生微泡；可以通过类似于细长针来使反气泡破裂，还可以用激光来刺激反气泡、用电场刺激反气泡、用冲击波刺激反气泡，也可以采用上述方法的任意组合来使反气泡破裂。

下面将以图3中具体的实施例来体现图2中每一功能模块的具体作用。

图3为本实用新型实施例提供的一种实现反气泡破裂的装置结构示意图二。如图3所示，该装置包括：A种流体的集液器、B种流体的集液器、滴液器、通气管、吸耳球、细长针；

A种流体从集液器底部依靠重力流出，通过滴液器向下坠落形成液滴。通气管将气体通入B种流体的集液器，并在B种流体的液面上形成泡沫层。液滴通过泡沫层落入水中，形成反气泡。通过洗耳球产生的射流调整反气泡的位置。通过细长针将反气泡外层的气膜刺破，使A种流体和B种流体快速接触。在破裂反气泡时，需要尽量少的对反气泡及周围流体进行干扰，产生尽量少或不产生微泡，选用气膜厚度较厚的反气泡，直径很小的针，在反气泡的偏下气膜更薄的部分刺破，避免产生多个破裂点。如果反气泡内部的液体密度大于外部液体密度，则应该在反气泡上部刺破。都是避免过多的微泡产生。

可选的，产生反气泡的方式不限于本实用新型实施例中提到穿过泡沫形成反气泡的方法，还包括液滴穿过一层液膜，然后落入水中形成反气泡，也包括液滴直接入水形成反气泡，也包括用其他化学方法或物理方法产生的反气泡。

可选的，A和B两种液体可以是相溶的，也可以是不相溶的。其中相溶的两种液体相互接触的情况利用其他方法较难实现，因为两种液体相溶，所以制造这两种液体的界面尤其困难，往往是液面还没有完全大面积接触，已经相互溶解。所以需要快速开启的阀门，而固体阀门因为厚度、开启时间、扰流等问题，往往无法满足要求。利用反气泡的破裂实现两种液体接触，可以将反气泡外层的气膜理解成一种气体阀门，极薄，极快。

可选的，使反气泡破裂的方法还包括用激光来刺激反气泡，用电场刺激反气泡，用冲击波冲击反气泡等等，也可以是多种方法的复合。

可选的，两种流体也不限于无机物，也可以是有机物，悬浊液，乳浊液，可以加示踪粒子，可以添加各种溶质(如盐等)、染料、荧光物质、催化剂或反应物、颗粒物、磁性物质或可磁化的物质等等。

可选地，反气泡产生后可能会缓慢上浮或下沉(与两种液体的密度有关)，可以利用液体射流从上部或下部轻吹反气泡，反气泡不会破裂，而会因为吹拂延长寿命。通过调整吹拂的角度使反气泡移动到确定的位置；使反气泡移动到确定位置的方法除了射流吹拂之外，还有在反气泡内部添加磁性物质，通过控制外加磁场来使反气泡移动到确定位置；便于研究或进一步操作。

膜可以是气膜，也可以是液膜。若是气膜可以使两种液体及一种液体一种固定快速接触，若是液膜，可以是两种气体快速混合。

图4为图2或图3反气泡破裂示意图。如图4所示，进入被溶解物质中的反气泡在到达预先要求的位置后，采用外部作用使反气泡破裂，反气泡破裂的过程类似于气体阀门在外力作用下开启的过程，反气泡破裂后，液膜迅速收缩，收缩速度可达2米每秒，10-50毫秒内液膜即可完全消失，溶解物质和被溶解物质可实现快速的接触；同时，因为反气泡的液膜很薄，液膜固定沿着外壳收缩，所以对原流场干扰很小；这是其他机械阀门无法实现的。

同时，为了更好的实现反气泡作为气体阀门的开启，并在开启过程中不产生或尽量少的产生微泡，选用气膜厚度较厚的反气泡，选择针的直径小于或等于反气泡直径的在反气泡的偏下气膜更薄的部分刺破，避免产生多个破裂点，这样就避免了微泡的产生。

本实用新型的目是通过反气泡简单快速实现溶解物质和被溶解物质的快速接触，同时保持了被溶解物质和溶解物质的相对静止，对流场干扰小，进而因为反气泡可以制造出溶解物质和被溶解物质之间的界面，可用于化学、物理、生物等实验室。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。