气泡直径为60微米并且 气泡直径的标准差为25微米。图6中图示的泡沫样品600中的最大气泡具有130微米的 直径。
[0133] 图7是显示图5中图示的泡沫样品500和图6中图示的泡沫样品600的一系列气 泡直径的数量密度分布的图表。
[0134] 在图7中图示的图表上，X轴表示以微米测量的泡沫500、600中的气泡的直径，并 且y轴表示具有特定直径的气泡数量密度。通过菱形数据点来表示通过现有技术泡沫机构 生成的与图5中图示的泡沫500有关的数据点，而通过正方形的数据点来表示对应于图6 中图示的泡沫600的数据点。已经为两组样品分别添加了曲线拟合。如可以从图表中看到 的，当与泡沫500相比时，泡沫600在40微米至100微米的范围内具有峰值约53微米的较 大气泡数量密度。此外，可以看到，泡沫样品600中的大多数气泡在40至100微米的范围 内。具有大量在此范围的气泡产生了具有"较丰富"的质地的高质量泡沫。此外，可以从图 7的图表中看到，泡沫600的标准差小于通过现有技术分配机构生成的泡沫500的标准差。 具有较小的气泡尺寸的标准差提高了均一性并且因此增加了泡沫的质量。
[0135] 有利地，所描述的分配装置、系统和发泡部能够在不使用挥发性有机化合物（VOC) 的情况下产生丰富、乳脂状的泡沫（>95%的高气相体积，具有60微米的优选平均直径和窄 的尺寸分布的空气气泡，优选标准差：〈25微米）。
[0136] 所描述的系统、装置和部分提供了比使用其他可能的机构和溶解于表面活性剂溶 液中的气体产生的那些更好的质量的泡沫。这是因为使用溶解于表面活性剂溶液中的气体 形成的泡沫的最大气相体积通常仅为液体体积的4倍，因为这是可以溶解于表面活性剂溶 液中的气体的量的上限。
[0137] 与例如可以涉及使用小孔产生气泡的备选发泡装置相比，所描述的系统、装置和 发泡部也是有利的。
[0138] 本发明不需要小孔机械加工，其可能制造起来昂贵并且通常需要特殊技术比如激 光钻孔。代替地，在本发明中，气体和液体表面活性剂二者均被推动通过具有内表面积非常 大的几何形状的发泡部。液体包覆发泡部的内表面并且因此产生差不多大的气体-液体表 面积。本发明的高的内表面积与体积的比率确保存在非常大的气相和液相可以在其上相互 作用的表面积以及大量流分开并重新结合的机会，直到形成光滑的微泡沫。不同于其中经 由在离散孔处的瑞利-泰勒不稳定性形成气泡并且通常具有与孔直径类似的直径的小孔 发泡装置，在本发明中，所产生的气泡通常比发泡部中的最小孔小一个数量级。
[0139] 在优选的实施方案中，分配器中的最小孔在保持元件（例如图4中所示的保持元 件465、467)中。这些孔仅需要足够小以防止泡沫增强元件通过。与引言中描述的已知的 小孔发泡装置相比，本发明的泡沫增强元件可以是毫米量级的并且因此保持元件中的孔可 以是毫米量级的，同时仍然允许微泡沫产生。
[0140] 因为本发明不依赖于经由在离散孔处的瑞利-泰勒不稳定性的气泡形成，保持元 件中的孔不需要彼此相聚若干个直径而定位，因此可以由低成本材料比如网状物或烧结或 多孔材料制造保持元件。
[0141] 此外，所描述的泡沫分配装置具有大量的大孔（与气泡尺寸相比）和大量通过发 泡部的流路，并且因此分配装置不易阻塞。
[0142] 此外，在所描述的泡沫分配装置中，空气入口的尺寸与所需的气泡尺寸无关，因此 与所产生的气泡的直径相比，空气入口的直径可以是大的。因此，即使当使用适度的液体流 速和单个空气入口时，也可以将大量气体夹带至表面活性剂液体流中。对于产生具有高气 相体积（在一些情况下，98%气体）的泡沫来说，这是有利的。
[0143] 即使当经历驱动压力的变化时，所描述的泡沫分配装置、系统也允许产生良好质 量的微泡沫。例如，利用本发明，在宽泛的压力范围内，例如从〇. 1巴至多达10巴，或从0.5 巴至多达10巴，可以获得在气体气泡尺寸、气泡尺寸的均匀性和气相体积方面一致的泡沫 质量。
[0144] 如在图2中图示的，在优选实施方案中，泡沫分配器包括保持在表面活性剂溶液 的液面以上的气体入口，而在气体进入流体导管处的分支（图2中的集流管31)通常保持 在液面以下。这是有利的，因为流体导管的一部分将会保留在液面以下，这促使液体表面活 性剂溶液经由毛细作用向流体导管上方引导。进而，这有助于即使当泡沫分配器没有在一 段时间内排出时也将一些液体表面活性剂溶液保持在流体导管和发泡部内。因此，避免了 流体导管和发泡部的干燥，该干燥可能另外引起阻塞。此外，分支在液面以下的位置允许在 流体导管内提供较长的两相流长度。
[0145] 所描述的分配装置、系统和发泡部可以用于生成，例如，剃须泡沫、清洁泡沫、头发 摩丝、乳制品泡沫和其他食品泡沫、工业泡沫、用于农业设备的泡沫、用于医疗用途的泡沫 和药物泡沫。图2中图示的分配装置20使用压缩气体作为推进剂并且因此当阀打开时分 配装置20可以产生基本上连续的泡沫流。这使得分配装置20特别好地适用于产生剃须泡 沫、头发摩丝和乳制品泡沫，其中相对大量的泡沫通常是使用所需的。另一方面，图3中图 示的分配装置120不使用压缩气体作为推进剂并且因此需要压缩储罐137,从而将表面活 性剂溶液和气体推进至分配装置120的发泡部中。图3中图示的分配装置120特别好地适 用于产生清洁泡沫，例如，洗手液泡沫，其中通常相对较小量的泡沫是每种用途所需要的。
[0146] 如果这种技术与冷冻技术（例如制冷循环、冷温水槽、或低温相变化材料）结合使 用，则可以制造冰淇淋分配电器。
[0147] 关键参数：由初步实验表明的优选值
[0148]
[0149] 表 L
[0150] 用于在初步实验中获得气泡尺寸数据的方法
[0151] 1.制备由1份Original Fairy liquid⑧和4份水组成的样品制剂。
[0152] 2.将IOOmL此样品置于用具有Imm直径的3最小限制尺寸的气雾剂阀密封的 210mL瓶中。
[0153] 3.使用具有3. 175_的内径的60_管作为发泡部。管填充有在尺寸范围1-1. 3_ 内具有I. 23_的平均粒径的玻璃ballotini球。系统的总内部/润湿表面积为5294mm2 并且对于这种混合机来说润湿表面积与空隙空间体积的比率为22. 5mm2/mm3。混合机具有 2. 5mm直径环形液体和空气进口。
[0154] 4.混合机结合至具有3x Imm限制（constrictions)的气雾剂阀的汲取管中。
[0155] 5.气雾剂阀将瓶卷曲密封并且使用氮将顶部空间加压至5巴表压力。
[0156] 6.将泡沫样品分配至玻璃显微镜载玻片上并且在分配之后3秒拍摄图像。
[0157] 7.图像在以下图6中示出。
[0158] 8.根据图像确定气泡尺寸分布。数量密度分布在图7中示出并且发现具有60微 米的平均气泡直径和25微米的标准差（表示标准差为平均气泡直径的42% )。该图像中 的最大气泡具有130微米的直径。将气泡直径确定为可以在图像上在封闭曲线内绘制的线 的最大长度。
[0159] 9.将IOOmL样品置于利用现有技术机构装配的瓶中。
[0160] 10.将泡沫样品分配至玻璃显微镜载玻片上并且在分配之后3秒拍摄图像。
[0161] 11.图像在以下图5中示出。
[0162] 12.根据图像确定气泡尺寸分布。发现数量密度分布具有80微米的平均气泡直 径和60微米的标准差（表示标准差为平均气泡直径的75% )。该图像中的最大气泡具有 278微米的直径。将气泡直径确定为可以在图像上在封闭曲线内绘制的线的最大长度。
[0163] 另外的实验工作
[0164] 图9以简化的形式图示了在另外的实验工作中使用的装置90。装置90包括空气 压缩机910、压力调节器904、气流计921、止回阀905、用于容纳液体表面活性剂911的液体 容器912、气体容器913、截止阀917a和917b、针形阀918a和918b、发泡器装置915 (等同 于前面描述的发泡部）和出口 919。将理解的是，图9中所示的装置90用于实验，并且实际 的商用系统可以不包括装置90的全部元件。
[0165] 空气压缩机910用于向液体容器912和气体容器913供应加压空气。这种加压空 气供应维持气体容器913中加压空气914的体积，并且将空气供应至液体容器912中，从而 将液体表面活性剂维持在压力下。压力调节器904控制通过空气压缩机910供应的空气的 压力。
[0166] 截止阀917a和针形阀918a位于来自液体容器912的出口管线上，而截止阀917b 和针形阀918b位于来自气体容器913的出口管线上。针形阀918a、918b用于对离开液体 和气体容器并流入发泡装置915中的液体表面活性剂911和空气914流速进行细微调节。
[0167] 两个出口管线进入T接头923中（以与稍早前描述的二分支管类似的方式），其将 液体表面活性剂911和空气914合并并且进料至发泡装置915中。液体表面活性剂911和 空气914通过发泡装置915并且离开发泡装置915的出口 919。
[0168] 止回阀905位于液体容器912的上游以防止在系统减压期间液体表面活性剂911 或泡沫流经气流计921或流入气体容器913。
[0169] 在某些条件下，液体和气体作为微泡沫离开发泡装置915。如以上所解释的，这是 其中平均气泡直径为100微米以下的泡沫。在其他运行条件下，液体和气体作为具有大气 泡（1-3_)或具有空气和泡沫的间歇溅射的泡沫离开出口。这后两种状态对于微泡沫来说 是不希望的。
[0170] 尽管在图9中图示了单个发泡装置，在另外的实验中，测试了多个不同的发泡装 置915。这些发泡装置915包括具有范围为20mm至多达IOOmm的长度和2. 5mm、3. 175mm、 6mm和12mm的直径的管道部。
[0171] 发泡装置915的管道部填充有多个为改变发泡装置915的润湿表面积Aws和孔隙 率而选择的打包元件。润湿表面积A ws在269平方毫米至4163平方毫米之间变化。孔隙率 在0. 38至0. 78之间变化。
[0172] 图10图示了一些示例性的包装材料，包括它们的关键规格如高度1001、半径1002 和边长1003。这些规格可以由本领域技术人员用于利用已知的计算表面积的方法来确定发 泡装置915的润湿表面积A ws。
[0173] 对于液体表面活性剂911来说，将Fairy Liquid稀释为范围为1份fairy liquid: 1份水至1份fairy liquid: 10份水的不同强度。
[0174] 实验步骤
[0175] 1.在下列方面表征每种发泡装置915 :长度、直径、孔隙率和润湿表面积Aws。
[0176] 2.液体容器912填充有预定体积的液体表面活性剂，包括如上所述的Fairy Liquid的预定的水稀释液。
[0177] 3.压力调节器904设定为预定的压力。
[0178] 4.将空气压缩机910打开并且将截止阀917a、917b二者都打开，使得空气914和 液体表面活性剂911能够流经装置。
[0179] 5.调节针形阀918a、918b并且通过改变压力调节器904的设置来施加不同的空气 压力，从而确定其中形成或不形成微泡沫的流速。在每种情况中，从气流计中获取空气流速 读数。通过用预定体积的液体表面活性剂911填充液体容器912并且测量对于特定调节器 压力和在针形阀918上的设置清空容器所需的时间，确定液体流速。
[0180] 6.利用每种发泡装置915使用包含不同的Fairy Liquid稀释液的液体表面活性 剂911 (其粘度和表面张力二者均变化）重复步骤5。
[0181] 7.此外，对于其中在步骤5中成功形成微泡沫的每种发泡装置915来说，使用压 力调节器904调节空气压力，并且调节针形阀918a、918b以改变流动限制水平，从而确定哪 些液体表面活性剂911和空气914流速产生良好的微泡沫，以及哪些产生低质量的微泡沫。 如上所述，通过发泡装置产生的良好质量的微泡沫通常是光滑且连续的而不存在气穴，具 有例如100微米以下的平均气泡直径、大于90%的气相体积和小于25微米的标准差。通过 发泡装置产生的低质量泡沫的实例包括空气和泡沫的间歇溅射、具有大气泡的液体、由大 气泡组成的泡沫、以及具有低的气体与液体的比率的泡沫。
[0182] 8.接下来，利用每种发泡装置915使用包含不同的Fairy Liquid稀释液的液体表 面活性剂911重复步骤7。
[0183] 结果
[0184] 图11是图示针对发泡装置915的关键参数使用特定发泡装置915成功产生微泡 沫的图表。孔隙率或P在X轴上表示，而在y轴上表示参数Y(其中Y等于润湿表面积Aws 乘以两相流长度Ltp并除以总体积V，其在这种情况下已经简化为润湿表面积/横截面积， 或润湿表面积A ws与横截面积Aes的比率'Rwses'的比