微纳米气泡制备装置及其制备方法与流程

本发明涉及清洗设备技术领域，尤其是涉及一种微纳米气泡制备装置及其制备方法。

背景技术：

微纳米气泡能够用于食物及餐具清洗，且食物及餐具的清洗清洁度直接影响人们的饮食健康，然而现有微纳米气泡制备装置制得的微纳米气泡的品质较差，清洗效果也较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微纳米气泡制备装置及其制备方法，以缓解了现有技术中存在的微纳米气泡制备装置制得的微纳米气泡的品质较差，清洗效果也较差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种微纳米气泡制备装置，包括自吸泵、微纳米气泡发生组件和处理器，所述自吸泵的进口端连接有进液管，所述进液管的管体连通有输气管，所述输气管安装有气体调节阀和用于检测所述输气管内气体流量的气体流量检测组件；

所述自吸泵的出口端与所述微纳米气泡发生组件的进口端通过第一连接管连通，所述进液管和所述第一连接管组成输液管，所述输液管安装有检测组件，所述检测组件用于检测所述自吸泵对所述输液管内流体的增压量；所述气体调节阀、所述气体流量检测组件、所述检测组件和所述自吸泵均与所述处理器连接。

在可选的实施方式中，所述检测组件包括压力检测组件，所述压力检测组件安装于所述第一连接管，用于检测所述第一连接管内流体的压力。

在可选的实施方式中，所述检测组件包括液体流量检测组件，所述液体流量检测组件安装于所述进液管，沿所述进液管内流体的流动方向，所述液体流量检测组件位于所述输气管与所述进液管的连通处的上游。

在可选的实施方式中，所述微纳米气泡发生组件包括混气组件和曝气头，所述混气组件的进口端与所述第一连接管的出口端连通，所述曝气头的进口端与所述混气组件的出口端连通。

在可选的实施方式中，所述微纳米气泡制备装置还包括储液罐，所述进液管的进口端与所述储液罐连通。

第二方面，本发明实施例提供一种制备方法，使用前述实施方式中任一项所述的微纳米气泡制备装置制备微纳米气泡，制备方法如下：开启自吸泵和气体调节阀，自吸泵抽吸液体进入进液管并流向自吸泵；气体经气体调节阀流入输气管，并进入进液管内与进液管内的液体一起流入自吸泵；进入自吸泵内的气体和液体经过自吸泵的混合增压后形成混合流体，混合流体进入第一连接管内；

制备过程包括流体增压量调节和气体流量调节，其中，流体增压量调节包括以下步骤：

检测组件将输液管内的流体增压量信号传递至处理器，处理器将接收的流体增压量信号与设定的流体增压量范围作对比，若流体增压量信号处于设定的流体增压量范围内，则无需调节自吸泵；若流体增压量信号处于设定的流体增压量范围外，处理器对自吸泵的增压量进行调节，检测组件将调节后的流体增压量信号传递至处理器，处理器再次对比，如此循环，直至流体增压量信号处于设定的流体增压量范围内；

其中，气体流量调节包括以下步骤：

气体流量检测组件将输气管内的气体流量信号传递至处理器，处理器将接收的气体流量信号与设定的气体流量范围作对比，若气体流量信号处于设定的气体流量范围内，则无需调节气体调节阀；若气体流量信号处于设定的气体流量范围外，处理器对气体调节阀进行调节，气体流量检测组件将调节后的气体流量信号传递至处理器，处理器再次对比，如此循环，直至气体流量信号处于设定的气体流量范围内；

调节后的第一连接管内的混合流体进入微纳米气泡发生组件中，得到微纳米气泡液。

在可选的实施方式中，检测组件包括压力检测组件时，上述流量增压量调节的步骤包括：

压力检测组件将混合流体的压力信号传递至处理器，处理器将接收的压力信号与设定的流体压力范围作对比，若压力信号处于设定的流体压力范围内，则无需调节自吸泵；若压力信号处于设定的流体压力范围外，处理器对自吸泵的增压量进行调节，压力检测组件将调节后的压力信号传递至处理器，处理器再次对比，如此循环，直至压力信号处于设定的流体压力范围内。

在可选的实施方式中，检测组件包括液体流量检测组件时，上述流体增压量调节的步骤包括：

液体流量检测组件将进液管内的液体流量信号传递至处理器，处理器将接收的液体流量信号与设定的液体流量范围作对比，若液体流量信号处于设定的液体流量范围内，则无需调节自吸泵；若液体流量信号处于设定的液体流量范围外，处理器对自吸泵的增压量进行调节，液体流量检测组件将调节后的液体流量信号传递至处理器，处理器再次对比，如此循环，直至液体流量信号处于设定的液体流量范围内。

第三方面，本发明实施例提供一种制备方法，使用前述实施方式所述的微纳米气泡制备装置制备微纳米气泡，制备方法如下：开启自吸泵和气体调节阀，自吸泵抽吸液体进入进液管并流向自吸泵；气体经气体调节阀流入输气管，并进入进液管内与进液管内的液体一起流入自吸泵；进入自吸泵内的气体和液体经过自吸泵的混合增压后形成混合流体，混合流体进入第一连接管内；

压力检测组件将混合流体的压力信号传递至处理器，处理器将接收的压力信号与设定的流体压力范围作对比，若压力信号处于设定的流体压力范围内，则无需调节自吸泵及气体调节阀；第一连接管内的混合流体进入微纳米气泡发生组件中，得到微纳米气泡液；

若压力信号处于设定的流体压力范围外，则进行气体流量调节：气体流量检测组件将输气管内的气体流量信号传递至处理器，处理器将接收的气体流量信号与设定的气体流量范围作对比，若气体流量信号处于设定的气体流量范围内，则无需调节气体调节阀；若气体流量信号处于设定的气体流量范围外，处理器对气体调节阀进行调节，气体流量检测组件将调节后的气体流量信号传递至处理器，处理器再次对比，如此循环，直至气体流量信号处于设定的气体流量范围内；

气体流量调节完成后，压力检测组件将混合流体的压力信号传递至处理器，处理器将接收的压力信号与设定的流体压力范围作对比，若压力信号处于设定的流体压力范围内，则第一连接管内的混合流体进入微纳米气泡发生组件中，得到微纳米气泡液；若压力信号处于设定的流体压力范围外，处理器对自吸泵的增压量进行调节，压力检测组件将调节后的压力信号传递至处理器，处理器再次对比，如此循环，直至压力信号处于设定的流体压力范围内；调节后的第一连接管内的混合流体进入微纳米气泡发生组件中，得到微纳米气泡液。

在可选的实施方式中，处理器对自吸泵的增压量的调节步骤中，当压力信号大于设定的流体压力范围时，处理器调小自吸泵的增压量；

当压力信号小于设定的流体压力范围时，处理器调大自吸泵的增压量。

本发明微纳米气泡制备装置及其制备方法的有益效果包括：

本发明提供的微纳米气泡制备装置及其制备方法，其中，微纳米气泡制备装置包括用于对液体抽吸并对其进行增压处理的自吸泵、用于对具备一定压力的混合流体进行处理得到微纳米气泡液的微纳米气泡发生组件、用于控制气体进气量的气体调节阀、用于检测气体流量的气体流量检测组件、用于检测自吸泵增压量的检测组件和用于对各电子组件进行控制的处理器；其中制备方法使用上述微纳米气泡制备装置制取微纳米气泡液。

使用时，液体以水、气体以空气为例进行说明，将进液管的进口端与静态水连通，输气管的进口端与外部空气连通(此处仅以水和空气为例进行说明，其中，液体并不局限于水，也可以根据需要选用别的静态液体；气体也可以为别的气体，如臭氧，此时需要将输气管的进口端与储存或产生臭氧的供气装置连通，且该供气装置提供的臭氧可以为静态气体，也可以为动态气体)；开启自吸泵和气体调节阀，自吸泵将其前端的进液管以及输气管内抽吸为负压状态，在内外压差作用下，静态水进入进液管并流向自吸泵，空气经气体调节阀流入输气管，并进入进液管内与进液管内的水一起流入自吸泵；进入自吸泵内的空气和水经过自吸泵的混合增压后形成混合流体，混合流体进入第一连接管内。

微纳米气泡制备装置开始运行后，气体流量检测组件和检测组件分别对输气管内的空气流量以及自吸泵的增压量进行检测，并将获得的检测信号传递至处理器，处理器对气体调节阀进行气体流量调节，具体地，处理器根据获得的气体流量信号选择对气体调节阀的打开程度进行调节；处理器还对自吸泵进行流体增压量调节，具体地，处理器根据获得的流体增压量信号对自吸泵的增压量进行调节。其中，气体流量调节和流体增压量调节为两个相互独立的调节过程，两个调节过程无先后顺序要求，当输气管内的空气流量和自吸泵的增压量均符合设定范围时，表示混合流体中空气与水的比例及混合流体的压力都满足微纳米气泡发生组件的进液要求，满足要求的混合流体进入微纳米气泡发生组件中，经过处理后得到微纳米气泡水。

该微纳米气泡制备装置通过处理器和电子组件的配合能够实时精确调节气体流量以及自吸泵的增压量，使得输入微纳米气泡发生组件的混合流体满足制备微纳米气泡的要求，从而得到高品质的微纳米气泡液，相应确保微纳米气泡液的清洗等功效，同时在确保高精度调节的基础上，能够大大降低劳动量；此外，该微纳米气泡制备装置的水源为静态水体，该制备装置能够应用于厨房内不方便接通自来水或未接通自来水的偏远地区，应用范围及便捷性大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的微纳米气泡制备装置的第一流程示意图，其中，检测组件选用压力检测组件；

图2为本发明实施例提供的微纳米气泡制备装置中各组件与处理器连接的第一框图，其中，检测组件选用压力检测组件，处理器选用控制模块和pwm调速模块；

图3为本发明实施例提供的微纳米气泡制备装置的第二流程示意图，其中，检测组件选用液体流量检测组件；

图4为本发明实施例提供的微纳米气泡制备装置中各组件与处理器连接的第二框图，其中，检测组件选用液体流量检测组件。

图标：100-自吸泵；200-处理器；210-控制模块；220-pwm调速模块；300-气体调节阀；400-气体流量检测组件；500-压力检测组件；600-液体流量检测组件；700-储液罐；800-微纳米气泡发生组件；810-混气组件；820-曝气头；910-进液管；920-输气管；930-第一连接管；940-第二连接管；950-三通阀。

具体实施方式

本实施例提供一种微纳米气泡制备装置，如图1-图4所示，包括自吸泵100、微纳米气泡发生组件800和处理器200，自吸泵100的进口端连接有进液管910，进液管910的管体连通有输气管920，输气管920安装有气体调节阀300和用于检测输气管920内气体流量的气体流量检测组件400；自吸泵100的出口端与微纳米气泡发生组件800的进口端通过第一连接管930连通，进液管910和第一连接管930组成输液管，输液管安装有检测组件，检测组件用于检测自吸泵100对输液管内流体的增压量；气体调节阀300、气体流量检测组件400、检测组件和自吸泵100均与处理器200连接。

本实施例还提供一种制备方法，使用上述微纳米气泡制备装置制备微纳米气泡，制备方法如下：开启自吸泵100和气体调节阀300，自吸泵100抽吸液体进入进液管910并流向自吸泵100；气体经气体调节阀300流入输气管920，并进入进液管910内与进液管910内的液体一起流入自吸泵100；进入自吸泵100内的气体和液体经过自吸泵100的混合增压后形成混合流体，混合流体进入第一连接管930内。制备过程包括流体增压量调节和气体流量调节，其中，流体增压量调节包括以下步骤：检测组件将输液管内的流体增压量信号传递至处理器200，处理器200将接收的流体增压量信号与设定的流体增压量范围作对比，若流体增压量信号处于设定的流体增压量范围内，则无需调节自吸泵100；若流体增压量信号处于设定的流体增压量范围外，处理器200对自吸泵100的增压量进行调节，检测组件将调节后的流体增压量信号传递至处理器200，处理器200再次对比，如此循环，直至流体增压量信号处于设定的流体增压量范围内。其中，气体流量调节包括以下步骤：气体流量检测组件400将输气管920内的气体流量信号传递至处理器200，处理器200将接收的气体流量信号与设定的气体流量范围作对比，若气体流量信号处于设定的气体流量范围内，则无需调节气体调节阀300；若气体流量信号处于设定的气体流量范围外，处理器200对气体调节阀300进行调节，气体流量检测组件400将调节后的气体流量信号传递至处理器200，处理器200再次对比，如此循环，直至气体流量信号处于设定的气体流量范围内。调节后的第一连接管930内的混合流体进入微纳米气泡发生组件800中，得到微纳米气泡液。

本实施例提供的微纳米气泡制备装置及其制备方法，其中，微纳米气泡制备装置包括用于对液体抽吸并对其进行增压处理的自吸泵100、用于对具备一定压力的混合流体进行处理得到微纳米气泡液的微纳米气泡发生组件800、用于控制气体进气量的气体调节阀300、用于检测气体流量的气体流量检测组件400、用于检测自吸泵100增压量的检测组件和用于对各电子组件进行控制的处理器200；其中制备方法使用上述微纳米气泡制备装置制取微纳米气泡液。

使用时，液体以水、气体以空气为例进行说明，将进液管910的进口端与静态水连通，输气管920的进口端与外部空气连通(此处仅以水和空气为例进行说明，其中，液体并不局限于水，也可以根据需要选用别的静态液体；气体也可以为别的气体，如臭氧，此时需要将输气管920的进口端与储存或产生臭氧的供气装置连通，且该供气装置提供的臭氧可以为静态气体，也可以为动态气体)；开启自吸泵100和气体调节阀300，自吸泵100将其前端的进液管910以及输气管920内抽吸为负压状态，在内外压差作用下，静态水进入进液管910并流向自吸泵100，空气经气体调节阀300流入输气管920，并进入进液管910内与进液管910内的水一起流入自吸泵100；进入自吸泵100内的空气和水经过自吸泵100的混合增压后形成混合流体，混合流体进入第一连接管930内。

微纳米气泡制备装置开始运行后，气体流量检测组件400和检测组件分别对输气管920内的空气流量以及自吸泵100的增压量进行检测，并将获得的检测信号传递至处理器200，处理器200对气体调节阀300进行气体流量调节，具体地，处理器200根据获得的气体流量信号选择对气体调节阀300的打开程度进行调节；处理器200还对自吸泵100进行流体增压量调节，具体地，处理器200根据获得的流体增压量信号对自吸泵100的增压量进行调节。其中，气体流量调节和流体增压量调节为两个相互独立的调节过程，两个调节过程无先后顺序要求，当输气管920内的空气流量和自吸泵100的增压量均符合设定范围时，表示混合流体中空气与水的比例及混合流体的压力都满足微纳米气泡发生组件800的进液要求，满足要求的混合流体进入微纳米气泡发生组件800中，经过处理后得到微纳米气泡水。

该微纳米气泡制备装置通过处理器200和电子组件的配合能够实时精确调节气体流量以及自吸泵100的增压量，使得输入微纳米气泡发生组件800的混合流体满足制备微纳米气泡的要求，从而得到高品质的微纳米气泡液，相应确保微纳米气泡液的清洗等功效，同时在确保高精度调节的基础上，能够大大降低劳动量；此外，该微纳米气泡制备装置的水源为静态水体，该制备装置能够应用于厨房内不方便接通自来水或未接通自来水的偏远地区，应用范围及便捷性大大提高。

可选地，如图1-图4所示，微纳米气泡制备装置还可以包括储液罐700，进液管910的进口端与所述储液罐700连通；储液罐700用于盛装静态液体，使用时，整个微纳米气泡制备装置可以整体移动，不受水体位置的限制，进一步提高其使用便捷性；较佳地，进液管910的进口端可以伸入储液罐700的底部，以保证储液罐700内有液体时自吸泵100的正常运行。具体地，可以在进液管910上安装有三通阀950，三通阀950的其中两个接口与进液管910连接，另一个接口连接输气管920。

这里需要指出的是，处理器200与气体流量检测组件400及检测组件之间的信号传递，以及处理器200对气体调节阀300及自吸泵100的控制程序属于现有技术，并不属于本申请的改进，具体原理不再赘述。

具体地，处理器200对气体调节阀300的调节步骤中，当气体流量信号大于设定的气体流量范围时，处理器200调小气体调节阀300；当气体流量信号小于设定的气体流量范围时，处理器200调大气体调节阀300。

可选地，本实施例中，如图1和图2所示，检测组件可以包括压力检测组件500，压力检测组件500安装于第一连接管930，用于检测第一连接管930内流体的压力。其中，第一连接管930内的流体为经过自吸泵100混合增压后的空气与水的混合流体，压力检测组件500用于检测混合流体的压力；检测组件包括压力检测组件500时，上述流量增压量调节的步骤可以包括：压力检测组件500将混合流体的压力信号传递至处理器200，处理器200将接收的压力信号与设定的流体压力范围作对比，若压力信号处于设定的流体压力范围内，则无需调节自吸泵100；若压力信号处于设定的流体压力范围外，处理器200对自吸泵100的增压量进行调节，压力检测组件500将调节后的压力信号传递至处理器200，处理器200再次对比，如此循环，直至压力信号处于设定的流体压力范围内。

检测组件除包括上述压力检测组件500外，如图3和图4所示，也可以包括液体流量检测组件600，液体流量检测组件600安装于进液管910，沿进液管910内流体的流动方向，液体流量检测组件600位于输气管920与进液管910的连通处的上游。检测组件包括液体流量检测组件600时，上述流体增压量调节的步骤包括：液体流量检测组件600将进液管910内的液体流量信号传递至处理器200，处理器200将接收的液体流量信号与设定的液体流量范围作对比，若液体流量信号处于设定的液体流量范围内，则无需调节自吸泵100；若液体流量信号处于设定的液体流量范围外，处理器200对自吸泵100的增压量进行调节，液体流量检测组件600将调节后的液体流量信号传递至处理器200，处理器200再次对比，如此循环，直至液体流量信号处于设定的液体流量范围内。

具体地，处理器200对自吸泵100的增压量的调节步骤中，当液体流量信号大于设定的液体流量范围时，处理器200调小自吸泵100的增压量，相应调小液体流量；当液体流量信号小于设定的流体压力范围时，处理器200调大自吸泵100的增压量，相应调大液体流量。此外，如图2所示，处理器200可以包括控制模块210和pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)调速模块，检测组件将流体增压量信号传递至控制模块210，控制模块210通过pwm调速模块220对自吸泵100的增压量进行调节。

需要说明的是，进入微纳米气泡制备装置的混合流体需要满足两个条件：混合流体中空气与水的体积比以及混合流体的压力，即，相关因素为输气管920输入的空气流量、进液管910输入的水流量以及空气和水混合后的流体压力，当三个因素均处于设定范围内时，表示得到的混合流体符合要求；其中，混合流体的压力同时受空气流量、水流量和自吸泵100增压量的影响，由于自吸泵100同时为静态水提供动力并作为混合流体的增压源，即，自吸泵100的增压量同时对进液管910内的水流量及混合流体的压力产生影响，混合流体的压力与进液管910的水流量相关，因此当混合流体的压力处于设定范围内时，表示空气流量和水流量同时也处于相应的设定范围内，该混合流体输入微纳米气泡制备装置中即可制得高品质的微纳米气泡水。类似地，当空气流量和水流量同时处于设定范围内时，表示空气和水形成的混合流体的压力也处于设定范围内，该混合流体输入微纳米气泡制备装置中也可制得高品质的微纳米气泡水。

则本实施例中，检测组件可以同时包括压力检测组件500和液体流量检测组件600，或仅包括其中一者。

因此，当检测组件包括压力检测组件500时，本实施例还可以提供另一种制备方法，制备方法如下：开启自吸泵100和气体调节阀300，自吸泵100抽吸液体进入进液管910并流向自吸泵100；气体经气体调节阀300流入输气管920，并进入进液管910内与进液管910内的液体一起流入自吸泵100；进入自吸泵100内的气体和液体经过自吸泵100的混合增压后形成混合流体，混合流体进入第一连接管930内。

压力检测组件500将混合流体的压力信号传递至处理器200，处理器200将接收的压力信号与设定的流体压力范围作对比，若压力信号处于设定的流体压力范围内，则无需调节自吸泵100及气体调节阀300；第一连接管930内的混合流体进入微纳米气泡发生组件800中，得到微纳米气泡液。

若压力信号处于设定的流体压力范围外，则进行气体流量调节：气体流量检测组件400将输气管920内的气体流量信号传递至处理器200，处理器200将接收的气体流量信号与设定的气体流量范围作对比，若气体流量信号处于设定的气体流量范围内，则无需调节气体调节阀300；若气体流量信号处于设定的气体流量范围外，处理器200对气体调节阀300进行调节，气体流量检测组件400将调节后的气体流量信号传递至处理器200，处理器200再次对比，如此循环，直至气体流量信号处于设定的气体流量范围内。气体流量调节完成后，压力检测组件500将混合流体的压力信号传递至处理器200，处理器200将接收的压力信号与设定的流体压力范围作对比，若压力信号处于设定的流体压力范围内，则表示气体流量、液体流量及混合流体的压力均满足要求，第一连接管930内的混合流体进入微纳米气泡发生组件800中，得到微纳米气泡液；若压力信号处于设定的流体压力范围外，处理器200对自吸泵100的增压量进行调节，该过程同时对流体流量和混合流体的压力进行了调节，压力检测组件500将调节后的压力信号传递至处理器200，处理器200再次对比，如此循环，直至压力信号处于设定的流体压力范围内，表示气体流量、液体流量及混合流体的压力均满足要求；调节后的第一连接管930内的混合流体进入微纳米气泡发生组件800中，得到微纳米气泡液。

上述制备方法中，首先对混合流体的压力进行检测判断，当该压力处于设定范围内时，表示混合流体满足要求，则无需进行其他检测调节；当该压力处于设定范围外时，才进行气体流量调节及流体增压量调节。相较上文中的第一种制备方法中均需要进行气体流量调节和流体增压量调节，本制备方法的调节过程更为简单便捷。

具体地，处理器200对气体调节阀300的调节步骤中，当压力信号大于设定的流体压力范围时，处理器200调大气体调节阀300；当压力信号小于设定的流体压力范围时，处理器200调小气体调节阀300。处理器200对自吸泵100的增压量的调节步骤中，当压力信号大于设定的流体压力范围时，处理器200调小自吸泵100的增压量；当压力信号小于设定的流体压力范围时，处理器200调大自吸泵100的增压量。

需要说明的是，文中所述“气体流量信号”、“流体增压量信号”、“压力信号”和“液体流量信号”均指信号表征的相应数值，如“气体流量信号与设定的气体流量范围对比”是指气体流量信号表征的数值与设定的气体流量范围对比。

可选地，微纳米气泡发生组件800包括混气组件810和曝气头820，混气组件810的进口端与第一连接管930的出口端连通，曝气头820的进口端与混气组件810的出口端通过柔性的第二连接管940连通。这里是微纳米气泡发生组件800的一种具体形式，经过自吸泵100混合加压后的混合流体首先进入混气组件810内，混合流体中的空气在混气组件810内快速溶于水中形成气泡水，气泡水输出混气组件810时经过混气组件810的减压切割处理，得到小粒径的气泡水；小粒径的气泡水经过第二连接管940进入曝气头820中，再次经过曝气头820的减压切割，得到微纳米气泡水；其中，曝气头820与混气组件810之间通过柔性的第二连接管940连通，使用时，能够通过第二连接管940调节曝气头820的位置，从而提高微纳米气泡制备装置的使用便捷性。

可选地，混气组件810内可以设置净水组件，具体地，净水组件可以隔挡于混气组件810的进口与出口之间，混合流体进入混气组件内需要经过净水组件的过滤净化后到达出口处，并继续到达曝气头820内；其中，净水组件可以对混合流体进行过滤净化，以减少混合流体中含有的杂质，提高制得微纳米气泡水的水质，并且能够减少混合流体对后续曝气头以及第二阀门等造成堵塞的情况；具体地，净水组件可以为pp(polypropylene，聚丙烯)棉滤芯、炭棒滤芯、mf(microfiltration，微滤)膜滤芯、uf(ultrafiltration，超滤)膜滤芯、nf(nanofiltration，纳滤膜)滤芯、ro(reverseosmosis，反渗透)膜滤芯等。