本发明属于流体机械技术领域，特别是涉及一种气液混合装置。
背景技术：
在现实生产中，经常需要将气体溶解到液体内以得到溶解有气体的混合液，气体在向液体内混合的过程中受时间、温度、压力和流体流动的影响。延长气体和液体的混合时间，虽然可以增加液体内能够溶解气体的量，但是生产效率较低；降低温度，也有利于气体向液体的溶解，但是人为制造低温环境需要耗费较多的能源。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种气液混合装置，用于提高液体内溶解的气体含量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种气液混合装置，包括进液总管、进气总管、第一气液混合腔、第二气液混合腔、第一气液混合器、第二气液混合器和出液管，所述第一气液混合器安装在第一气液混合腔内，所述第一气液混合器包括第一布液件和布气筒，所述第一布液件为一端封堵的筒状结构，所述第一布液件的开口端与进液总管相连通，所述第一布液件的侧面设有多个第一布液孔，所述第一气液混合腔的侧面设有第一进气孔，所述第一进气孔与进气总管通过第一进气支管相连通，所述布气筒的侧面设有多个第一布气孔，所述布气筒的外侧壁与第一气液混合腔的内侧壁之间形成布气空间，所述布气空间与第一进气孔相连通，所述布气筒套设在第一布液件的外侧形成第一气液混合空间，所述第一气液混合空间与布气空间通过第一布气孔相连通，所述第一气液混合空间与第一布液件的开口端通过第一布液孔相连通，所述第一气液混合腔与第二气液混合腔通过连通管相连通，所述第二气液混合腔的侧壁设有第二进气孔，所述第二进气孔与进气总管通过第二进气支管相连通，所述第二气液混合器安装在第二气液混合腔内，所述第二气液混合器包括第二布液件和挡板，所述第二布液件为尾端封堵的筒状结构，所述第二布液件的开口端与连通管相连通，所述第二布液件的侧面设有多个第二布液孔，所述挡板上设有混合通孔，所述挡板设在第二气液混合腔内远离第二布液件开口端的一侧，所述挡板、第二布液件的外侧壁与第二气液混合腔的内侧壁形成第二气液混合空间，所述第二气液混合空间与第二布液件的开口端通过第二布液孔相连通，所述第二气液混合空间与第二进气孔相连通，所述第二气液混合空间与出液管通过混合通孔相连通。
进液总管内的液体通过第一布液件的开口端进入到第一布液件内部，并通过第一布液孔进入到第一气液混合空间，进气总管内的一部分气体依次经过第一进气支管和第一进气孔进入到第一布气筒外侧和第一气液混合腔之间的布气空间内，并在布气空间内分散，然后通过第一布气孔进入到第一气液混合空间，进入第一气液混合空间的气体和液体在第一气液混合空间内对流、混合，气体溶解到液体内形成初级混合液，初级混合液经过连通管进入到第二布液件内，并经过第二布气孔进入到第二气液混合空间，进气总管内的另一部分气体依次经过第二进气支管和第二进气孔进入到第二气液混合空间，进入到第二气液混合空间内的初级混合液和气体在第二气液混合空间内对流、混合，并在通过挡板上的混合通孔时进一步混合形成终级混合液，终级混合液经过出液管流出该装置。
本装置内的气体和液体在经过第一次气液混合腔和第二气液混合腔时对流、混合，气体和液体发生两次对流、混合，可以有效促进气体向液体内溶解。初级混合液在经过第二布液孔时，由于流道直径以及流动方向的改变，使得初级混合液湍动程度增加，可以有效促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液溶解。
优选的，所述第二布液件的尾端呈圆锥形，所述多个第二布液孔分布在第二布液件尾端的锥面上。
第二布液孔的中心线垂直于第二布液件尾端的锥面，第二进气孔的中心线垂直于第二气液混合腔的侧壁，第二布液孔的中心线与第二进气孔的中心线之间的夹角小于90度，初级混合液和气体在混合的过程中，初级混合液会形成大量的漩涡，从而促进气体向初级混合液的溶解。
优选的，所述进液总管的内径大于连通管的内径。
进液总管的内径大于连通管的内径，初级混合液的流动速度大于进液总管内的液体流动速度，保持初级混合液具有较高的流动速度，从而提高连通管内初级混合液的湍动程度，有利于初级混合液内夹带的气体向初级混合液内溶解。
优选的，所述连通管由第一连通管、第二连通管和第三连通管串联而成，所述第一连通管的内径小于第二连通管的内径，所述第三连通管的内径小于第一连通管的内径。
第一连通管的内径小于第二连通管的内径，第三连通管的内径小于第一连通管的内径，通过改变连通管的内径，进而改变连通管内的初级混合液的流动速度，从而改变初级混合液的湍动程度，促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液内溶解。
优选的，该装置还包括第一单向阀、第二单向阀、第一压力变送器、第一电磁阀和控制器，所述第一单向阀和第一压力变送器依次串联在进液总管上，所述第二单向阀和第一电磁阀依次串联在进气总管上，所述第一压力变送器用于采集进液总管的液体压力信号并将该液体压力信号传递该控制器，控制器根据第一压力变送器传递来的液体压力信号控制第一电磁阀的开关。
进液总管上串联第一单向阀，从而避免进液总管内的压力降低时气体倒流至进液总管内，进气总管上串联第二单向阀，从而避免进气总管内的压力降低时液体倒流至进气总管内。控制器根据第一压力变送器传递来的液体压力信号控制第一电磁阀的开关，可以有效保证液体压力和气压相匹配，促进气体向液体内充分混合。
优选的，该装置还包括节流阀，所述节流阀串联在进气总管上。
优选的，该装置还包括液体增压泵和过滤器，所述液体增压泵和过滤器依次串联在进液总管上，且所述液体增压泵和过滤器均处于第一单向阀的前侧。
当外界供液的液体压力不足时，利用液体增压泵可以提高进液总管内的液体压力和液体流量，过滤器可以对液体进行过滤，降低液体内的杂质含量。
优选的，该装置还包括第二电磁阀和第二压力变送器，所述第二电磁阀串联在进液总管上，且第二电磁阀处于第一压力变送器的后侧，所述第二压力变送器串联在进气总管上，且第二压力变送器处于第一电磁阀的前侧，所述第二压力变送器用于采集进气总管的气压信号，并将该气压信号传递给控制器，控制器根据第二压力变送器传递来的气压信号控制第二电磁阀的开关。
控制器根据第二压力变送器传递来的气压信号控制第二电磁阀的开关，可以有效保证液体压力和气压相匹配，促进气体向液体内充分混合。
优选的，所述连通管上串联有第一过滤机构，所述出液管上串联有第二过滤机构。
第一过滤机构一方面可以对初级混合液进行过滤，另一方面可以促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液混合，消除初级混合液内夹带的气泡和气柱，降低该装置的噪音；第二过滤机构一方面可以对终级混合液进行过滤，另一方面可以促进终级混合液内夹带的气体向终级混合液混合，消除终级混合液内夹带的气泡和气柱，降低该装置的噪音。
优选的，所述第一过滤机构和第二过滤机构均为滤芯。
优选的，所述出液管上设有升温机构。
优选的，该装置还包括储气机构和气泵，所述气泵的输入端与储气机构相连通，所述气泵的输出端与进气总管相连通。
气泵将储气机构内的气体输送至进气总管内，可以保证该装置的气体供应。
优选的，该装置还包括安装模，所述第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管、第一进气支管、第二进气支管和出液管均为开设在安装模内的孔道结构，所述第一气液混合腔的内径与第一布液件的外径相等，所述第一气液混合腔的内壁设有两道第一环状凸台，所述两道第一环状凸台用于对第一布液件的两端进行定位，防止第一布液件在第一气液混合腔内发生移动；所述第一气液混合腔的内径与布气筒的外径相等，所述第一气液混合腔的内壁设有两道第二环状凸台，所述两道第二环状凸台用于对布气筒进行定位，防止布气筒在第一气液混合腔内发生移动；所述第二气液混合腔的内径与第二布液件的外径相等，所述第二气液混合腔的内壁设有两道第三环状凸台，所述两道第三环状凸台用于对第二布液件的两端进行定位，防止第二布液件在第二气液混合腔内发生移动；所述第二气液混合腔的内壁与挡板的外径相等，所述第二气液混合腔的内壁设有两道第四环状凸台，所述两道第四环状凸台用于对挡板的两侧进行定位，防止挡板在第二气液混合腔内移动。
在安装模上设有进液口，所述进液总管通过进液口向第一布液件供液，所述安装模上设有进气端口，所述进气总管通过进气端口向第一进气支管和第二进气支管供气，所述安装模上设有出液口，所述出液管通过出液口向外供液。
将所述第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管、第一进气支管、第二进气支管和出液管集成在一个安装模内，一方面节省了该装置所占的空间，另一方面有利于该装置的模块化生产，降低了该装置的生产成本。
优选的，所述安装模包括上模与下模，所述的上模的下表面开设有第一半圆形凹槽，所述下模的上表面设有第二半圆形凹槽，所述第一半圆形凹槽与第二半圆形凹槽相对应，所述上模与下模相互贴合，第一半圆形凹槽与第二半圆形凹槽相匹配形成第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管、第一进气支管、第二进气支管和出液管。
优选的，所述第一半圆形凹槽的两侧均铺设有密封橡胶条，上模与下模相贴合时，密封橡胶条对第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管、第一进气支管、第二进气支管和出液管的两侧均形成密封，防止第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管、第一进气支管、第二进气支管和出液管内的流体泄漏至上模和下模之间的缝隙中。
本发明的有益效果是：气体和液体在经过第一次气液混合腔和第二气液混合腔时对流、混合，气体和液体发生两次对流、混合，可以有效促进气体向液体内溶解；在经过第二布液孔时，初级混合液的流动方向和流道直径均发生变化，可以有效促进初级混合液的湍动程度，促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液的溶解；在经过混合通孔时，初级混合液和气体的湍动程度进一步增加，从而促进液体和气体的混合。通过多次改变流体的流动方向和流道直径，流体在流动过程中压力和流速不断改变，湍动程度也不断改变，从而促进气体和液体的充分混合，促进气体向液体内溶解，从而提高混合液内的气体溶解量。
附图说明
图1为本发明实施例1气液混合装置结构示意图。
图2为本发明实施例1气液混合装置中第一布液件结构示意图。
图3为本发明实施例1气液混合装置中布气筒结构示意图。
图4为本发明实施例1气液混合装置中第二布液件结构示意图。
图5为本发明实施例1气液混合装置中挡板结构示意图。
图6为本发明实施例1气液混合装置流程示意图。
图7为本发明实施例2气液混合装置流程示意图。
图1至图5中：1为进液总管，2为进气总管，3为出液管，4为第一布液件，5为布气筒，6为第一布液孔，7为第一进气支管，8为布气孔，9为连通管，10为第二进气支管，11为第二布液件，12为挡板，13为第二布液孔，14为混合通孔，15为第一单向阀，16为第二单向阀，17为第一电磁阀，18为节流阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施案例来对本发明气液混合装置做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地表达本发明的结构特征和具体应用，但不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：如图1至图6所示，一种气液混合装置，包括进液总管1、进气总管2、第一气液混合腔、第二气液混合腔、第一气液混合器、第二气液混合器和出液管3，所述第一气液混合器安装在第一气液混合腔内，所述第一气液混合器包括第一布液件4和布气筒5，所述第一布液件4为一端封堵的筒状结构，所述第一布液件4的开口端与进液总管1相连通，所述第一布液件4的侧面设有多个第一布液孔6，所述第一气液混合腔的侧面设有第一进气孔，所述第一进气孔与进气总管2通过第一进气支管7相连通，所述布气筒5的侧面设有多个第一布气孔8，所述布气筒5的外侧壁与第一气液混合腔的内侧壁之间形成布气空间，所述布气空间与第一进气孔相连通，所述布气筒5套设在第一布液件4的外侧形成第一气液混合空间，所述第一气液混合空间与布气空间通过第一布气孔8相连通，所述第一气液混合空间与第一布液件4的开口端通过第一布液孔6相连通，所述第一气液混合腔与第二气液混合腔通过连通管9相连通，所述第二气液混合腔的侧壁设有第二进气孔，所述第二进气孔与进气总管2通过第二进气支管10相连通，所述第二气液混合器安装在第二气液混合腔内，所述第二气液混合器包括第二布液件11和挡板12，所述第二布液件11为尾端封堵的筒状结构，所述第二布液件11的开口端与连通管9相连通，所述第二布液件11的侧面设有多个第二布液孔13，所述挡板12上设有混合通孔14，所述挡板12设在第二气液混合腔内远离第二布液件11开口端的一侧，所述挡板12、第二布液件11的外侧壁与第二气液混合腔的内侧壁形成第二气液混合空间，所述第二气液混合空间与第二布液件11的开口端通过第二布液孔13相连通，所述第二气液混合空间与第二进气孔相连通，所述第二气液混合空间与出液管3通过混合通孔14相连通。
进液总管1内的液体通过第一布液件4的开口端进入到第一布液件4内部，并通过第一布液孔6进入到第一气液混合空间，进气总管2内的一部分气体依次经过第一进气支管7和第一进气孔进入到第一布气筒5外侧和第一气液混合腔之间的布气空间内，并在布气空间内分散，然后通过第一布气孔8进入到第一气液混合空间，进入第一气液混合空间的气体和液体在第一气液混合空间内对流、混合，气体溶解到液体内形成初级混合液，初级混合液经过连通管9进入到第二布液件11内，并经过第二布气孔8进入到第二气液混合空间，进气总管2内的另一部分气体依次经过第二进气支管10和第二进气孔进入到第二气液混合空间，进入到第二气液混合空间内的初级混合液和气体在第二气液混合空间内对流、混合，并在通过挡板12上的混合通孔14时进一步混合形成终级混合液，终级混合液经过出液管3流出该装置。
本装置内的气体和液体在经过第一次气液混合腔和第二气液混合腔时对流、混合，气体和液体发生两次对流、混合，可以有效促进气体向液体内溶解。初级混合液在经过第二布液孔13时，由于流道直径以及流动方向的改变，使得初级混合液湍动程度增加，可以有效促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液溶解。
作为优选，所述第二布液件11的尾端呈圆锥形，所述多个第二布液孔13分布在第二布液件11尾端的锥面上。
第二布液孔13的中心线垂直于第二布液件11尾端的锥面，第二进气孔的中心线垂直于第二气液混合腔的侧壁，第二布液孔13的中心线与第二进气孔的中心线之间的夹角小于90度，初级混合液和气体在混合的过程中，初级混合液会形成大量的漩涡，从而促进气体向初级混合液的溶解。
作为进一步优选，所述进液总管1的内径大于连通管9的内径。
进液总管1的内径大于连通管9的内径，初级混合液的流动速度大于进液总管1内的液体流动速度，保持初级混合液具有较高的流动速度，从而提高连通管9内初级混合液的湍动程度，有利于初级混合液内夹带的气体向初级混合液内溶解。
作为更进一步优选，所述连通管9由第一连通管、第二连通管和第三连通管串联而成，所述第一连通管的内径小于第二连通管的内径，所述第三连通管的内径小于第一连通管的内径。
所述第一连通管的内径为8毫米，所述第二连通管的内径为12毫米，所述第三连通管的内径为7毫米。
第一连通管的内径小于第二连通管的内径，第三连通管的内径小于第一连通管的内径，通过改变连通管9的内径，进而改变连通管9内的初级混合液的流动速度，从而改变初级混合液的湍动程度，促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液内溶解。
作为更进一步优选，该装置还包括第一单向阀15、第二单向阀16、第一压力变送器、第一电磁阀17和控制器，所述第一单向阀15和第一压力变送器依次串联在进液总管1上，所述第二单向阀16和第一电磁阀17依次串联在进气总管2上，所述第一压力变送器用于采集进液总管的液体压力信号并将该液体压力信号传递该控制器，控制器根据第一压力变送器传递来的液体压力信号控制第一电磁阀17的开关。
进液总管1上串联第一单向阀15，从而避免进液总管1内的压力降低时气体倒流至进液总管1内，进气总管2上串联第二单向阀16，从而避免进气总管2内的压力降低时液体倒流至进气总管2内。控制器根据第一压力变送器传递来的液体压力信号控制第一电磁阀17的开关，可以有效保证液体压力和气压相匹配，促进气体向液体内充分混合。
作为更进一步优选，该装置还包括节流阀18，所述节流阀18串联在进气总管2上。
作为更进一步优选，该装置还包括安装模，所述第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管9、第一进气支管7、第二进气支管10和出液管3均为开设在安装模内的孔道结构，所述第一气液混合腔的内径与第一布液件4的外径相等，所述第一气液混合腔的内壁设有两道第一环状凸台，所述两道第一环状凸台用于对第一布液件4的两端进行定位，防止第一布液件4在第一气液混合腔内发生移动；所述第一气液混合腔的内径与布气筒5的外径相等，所述第一气液混合腔的内壁设有两道第二环状凸台，所述两道第二环状凸台用于对布气筒5进行定位，防止布气筒5在第一气液混合腔内发生移动；所述第二气液混合腔的内径与第二布液件11的外径相等，所述第二气液混合腔的内壁设有两道第三环状凸台，所述两道第三环状凸台用于对第二布液件11的两端进行定位，防止第二布液件11在第二气液混合腔内发生移动；所述第二气液混合腔的内壁与挡板12的外径相等，所述第二气液混合腔的内壁设有两道第四环状凸台，所述两道第四环状凸台用于对挡板12的两侧进行定位，防止挡板12在第二气液混合腔内移动。
将所述第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管9、第一进气支管7、第二进气支管10和出液管3集成在一个安装模内，一方面节省了该装置所占的空间，另一方面有利于该装置的模块化生产，降低了该装置的生产成本。
作为更进一步优选，所述安装模包括上模与下模，所述的上模的下表面开设有第一半圆形凹槽，所述下模的上表面设有第二半圆形凹槽，所述第一半圆形凹槽与第二半圆形凹槽相对应，所述上模与下模相互贴合，第一半圆形凹槽与第二半圆形凹槽相匹配形成第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管9、第一进气支管7、第二进气支管10和出液管3。
作为更进一步优选，所述第一半圆形凹槽的两侧均铺设有密封橡胶条，上模与下模相贴合时，密封橡胶条对第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管9、第一进气支管7、第二进气支管10和出液管3的两侧均形成密封，防止第一气液混合腔、第二气液混合腔、连通管9、第一进气支管7、第二进气支管10和出液管3内的流体泄漏至上模和下模之间的缝隙中。
下面结合图6对本实施例中流体流动过程进行介绍：外界液体依次经过进液总管1上的第一单向阀15和第一压力变送器进入到第一气液混合腔内；外界气体依次经过进气总管2上的第二单向阀16、节流阀和第一电磁阀17，一部分通过第一进气支管7进入到第一气液混合腔内，另一部分通过第二进气支管10进入到第二气液混合腔内，在第一气液混合腔内气体和液体相互混合，气体溶解到液体内形成初级混合液；初级混合液经过连通管9进入到第二气液混合腔内，进入到第二气液混合腔内的初级混合液和气体在第二气液混合腔内相互混合，气体溶解到初级混合液内形成终级混合液，终级混合液经过出液管9流出该装置。
实施例2，作为实施例1的一种改进方案，如图7所示，该装置还包括液体增压泵和过滤器，所述液体增压泵和过滤器依次串联在进液总管1上，且所述液体增压泵和过滤器均处于第一单向阀15的前侧。
当外界供液的液体压力不足时，利用液体增压泵可以提高进液总管1内的液体压力和液体流量，过滤器可以对液体进行过滤，降低液体内的杂质含量。
作为优选，该装置还包括第二电磁阀和第二压力变送器，所述第二电磁阀串联在进液总管1上，且第二电磁阀处于第一压力变送器的后侧，所述第二压力变送器串联在进气总管2上，且第二压力变送器处于第一电磁阀17的前侧，所述第二压力变送器用于采集进气总管2的气压信号，并将该气压信号传递给控制器，控制器根据第二压力变送器传递来的气压信号控制第二电磁阀的开度。
控制器根据第二压力变送器传递来的气压信号控制第二电磁阀的开度，可以有效保证液体压力和气压相匹配，促进气体向液体内充分混合。
作为进一步优选，所述连通管9上串联有第一过滤机构，所述出液管3上串联有第二过滤机构。第一过滤机构一方面可以对初级混合液进行过滤，另一方面可以促进初级混合液内夹带的气体向初级混合液混合，消除初级混合液内夹带的气泡和气柱，降低该装置的噪音；第二过滤机构一方面可以对终级混合液进行过滤，另一方面可以促进终级混合液内夹带的气体向终级混合液混合，消除终级混合液内夹带的气泡和气柱，降低该装置的噪音。
作为更进一步优选，所述第一过滤机构和第二过滤机构均为滤芯。
作为更进一步优选，所述出液管3上设有升温机构。
作为更进一步优选，该装置还包括储气机构和气泵，所述气泵的输入端与储气机构相连通，所述气泵的输出端与进气总管2相连通。气泵将储气机构内的气体输送至进气总管2内，可以保证该装置的气体供应。
下面结合图7对本实施例中流体流动过程进行介绍：外界液体经过进液总管1上的液体增压泵增压，然后经过进液总管1上的过滤器过滤除去液体中的杂质，然后依次经过进液总管1上的第一单向阀15、第一压力变送器和第二电磁阀进入到第一气液混合腔内；储气装置内的气体经过进气总管2上的气泵增压，然后依次经过进气总管2上的第二单向阀16、节流阀、第二压力变送器和第一电磁阀17，一部分通过第一进气支管7进入到第一气液混合腔内，另一部分通过第二进气支管10进入到第二气液混合腔内，在第一气液混合腔内气体和液体相互混合，气体溶解到液体内形成初级混合液；初级混合液经过连通管9进入到第二气液混合腔内，初级混合液在经过连通管9时被第一过滤机构过滤和除去气泡，进入到第二气液混合腔内的初级混合液和气体在第二气液混合腔内相互混合，气体溶解到初级混合液内形成终级混合液，终级混合液经过出液管3上的第二过滤机构过滤和除去气泡，并经过出液管9上的升温机构升温后流出该装置。