微气泡水产生装置及该装置的控制方法与流程

本发明涉及微气泡水产生设备技术领域，尤其涉及一种微气泡水产生装置及该装置的控制方法。

背景技术

微气泡是指直径在50μm以下的微小气泡。微气泡水产生原理主要通过压差混合法实现。即在一定的压力下将一定气体(如空气)与水充分混合，形成气水混合溶液，再通过膨胀释放压力，使溶在水中的气体突然聚合形成细小微气泡而呈乳白色。该过程改变是气体与水的混合状态，属于物理变化。这种水有较强的除污功能，工业用于处理生产污水，对于养殖以及改善生态环境有一定的作用，其在日常生活中一般用于洗涤等。

现有微气泡水通常是通过微气泡水产生装置进行生成，微气泡水产生装置一般由水路增压装置、气路补充装置以及气液混合器共三大部分组成。它们之间通过管路以及特定接头进行连接。工作原理为：水通过水路增压装置与经过气路补充装置的外部气体共同进入气液混合器中，通过气液混合器的高压作用，将水与气体充分混合并压缩。最后通过特定的出水阀，即可实现微气泡水的生成。但是现有微气泡水产生装置生成的微气泡水效果不好，且无法持续生成微气泡水。

而且现有微气泡水产生装置多是利用压力开关检测气液混合器内的压力，即气液混合器内的压力达到压力开关的工作值时，压力开关断开，装置停止运行，不再有水以及气补充到气液混合器内。待气液混合器内的水排出后，气液混合器内的压力低于压力开关的工作值，装置重新运行。但在气液混合器的压力过大时，无法检测到气液混合器内的气液比是否在合理值之内。

此外，如果气液混合器存在质量问题，不能够保压或保压能力达不到要求，存在漏水漏气现象时，始终无法达到压力开关的关闭压力值，此时水路增压装置持续工作，将导致微气泡水产生装置漏水等后果，而且随着气液混合器的压力越来越大，容易损坏水路增压装置，而且会导致危险后果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微气泡水产生装置及该装置的控制方法，以解决现有微气泡水产生装置无法实现合理的气液比以及气液混合器存在质量问题时无法保压或保压达不到要求的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微气泡水产生装置，包括一密闭的气液混合器以及应用文丘里效应的初步混合装置，水进入初步混合装置时，所述初步混合装置产生的负压将气体吸入初步混合装置，所述水和所述气体经初步混合装置初步混合后输送至气液混合器内，并与气液混合器内维持一定压力的气体再次混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出。

作为优选，还包括均连接于初步混合装置的水泵以及气源，经水泵输送的水进入初步混合装置时，所述初步混合装置产生的负压将气源处的气体吸入初步混合装置内，并由初步混合装置初步混合。

作为优选，所述初步混合装置为射流器或者文丘里管。

作为优选，所述气液混合器内设置有液位检测单元，所述液位检测单元由高至低检测有至少两个液位检测点。

作为优选，所述液位检测单元包括由高至低依次设置的第一检测探针和第二检测探针；

或者，所述液位检测单元包括由高至低依次设置的第一检测探针、第二检测探针以及第三检测探针。

作为优选，所述水泵两侧并联有与进水方向相反的第三单向阀，所述第三单向阀的开启压力大于第二检测探针所对应的液位检测点处的压力。

作为优选，所述水泵的一侧设有沿进水方向可导通的第一单向阀，所述气源的一侧设有沿进气方向可导通的第二单向阀。

作为优选，所述气液混合器的上端处设置有泄压阀。

本发明还提供一种微气泡水产生装置的控制方法，向初步混合装置内进水，初步混合装置产生的负压将气体吸入初步混合装置，所述水和所述气体经初步混合装置初步混合后输送至气液混合器内，并与气液混合器内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，所述微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出。

作为优选，还包括：通过液位检测单元对气液混合器内的液位进行检测，在气液混合器内的液位低于第二设定值时，控制水泵向初步混合装置内进水，同时初步混合装置产生的负压将气源处的气体吸入初步混合装置，所述水和所述气体经初步混合装置初步混合后输送至气液混合器内，直至气液混合器内的液位达到第二设定值。

作为优选，在水泵启动时，记录水泵的运行时间t；

在气液混合器内的液位达到第二设定值时，如果运行时间t大于等于设定进水时间t1，关闭水泵。

作为优选，在关闭水泵后，如果液位降到第一设定值及以下时，控制水泵向气液混合器内进水。

作为优选，如果运行时间t小于设定进水时间t1，控制水泵继续进水至设定进水时间t1；

作为优选，在气液混合器内的压力大于第三单向阀的开启压力时，所述水泵输出的水经第三单向阀流至水泵的入口处。

作为优选，在第三单向阀失效时，如果气液混合器内的液位达到第三设定值，则关闭水泵；

作为优选，在液位检测单元失效无法检测到第三设定值或者微气泡水产生装置的控制器失效时，如果气液混合器内的压力达到泄压阀的泄压压力值，由泄压阀进行泄压。

本发明通过水和气体经初步混合装置初步混合后输送至气液混合器内，并与气液混合器内维持一定压力的气体再次混合形成微气泡水该种方式生成的微气泡水的空气融入程度更高，效果更佳。而且微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并连续输出，能够满足用户连续使用微气泡水的需求。

通过设置检测有至少两个液位检测点的液位检测单元，能够根据气液混合器内的液位高度判断气液混合器内的压力，进而进行水泵的启闭控制，并通过初步混合装置根据水的进入量来控制气体的进入量，使得气液混合器内的气液比更加合理。而且在气液混合器存在质量问题时，能够及时控制水泵，避免气液混合器内的压力持续增大，影响微气泡水产生装置使用安全。

通过在水泵两侧并联有与进水方向相反的第三单向阀，气液混合器内的压力大于第三单向阀的开启压力时，经水泵增压后流出的水会从第三单向阀流至水泵的入口，而不会进入到气液混合器内，能够降低水泵的启闭频率，也就能够延长水泵的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例一微气泡水产生装置的原理示意图；

图2是本发明实施例二微气泡水产生装置的原理示意图。

图中：

1、气液混合器；2、进水管路；3、进气管路；4、第一单向阀；5、水泵；6、气源；7、第二单向阀；8、液位检测单元；9、第三单向阀；10、电控截止阀；11、泄压阀；12、出水阀；13、初步混合装置；14、管路接头；81、第一检测探针；82、第二检测探针；83、第三检测探针。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种微气泡水产生装置，如图1所示，该微气泡水产生装置包括一密闭的气液混合器1，在气液混合器1的上部设有进口，底部设有出水口，其中进口处设置有管路接头14，出水口处连接有出水阀12。

上述管路接头14通过管路连接有应用文丘里效应的初步混合装置13，当水进入初步混合装置13时，初步混合装置13会产生负压，通过该负压将气体吸入初步混合装置13内，初步混合装置13将气体以及进入的水初步混合，随后将初步混合的水和气体经管路接头14以及上述进口输送至气液混合器1内，并与气液混合器1内维持一定压力的气体再次混合形成微气泡水，该微气泡水能够在气液混合器内维持一定液位并经出水口以及出水阀12连续输出。

本实施例中，上述初步混合装置13可以为射流器或者文丘里管，可以理解的是，现有技术中其他能够实现负压吸附气体，并使水与气体初步混合的装置也在本实施例的保护范围内。本实施例优选选用射流器。

本实施例中，上述初步混合装置13分别连接有进水管路2以及进气管路3，其中：

上述进水管路2上设有第一单向阀4以及水泵5，水由水泵5经进水管路2输送至初步混合装置13内。上述第一单向阀4沿进水方向可导通，其可位于水泵5的一侧，例如可以位于图示水泵5的左侧，也可以位于水泵5的右侧，用于防止水倒流。上述水泵5连接于该微气泡水产生装置的控制器(图中未示出)。本实施例中，上述水泵5可具有增压功能(例如高压水泵)，以便输送的水达到预设的压力，上述水泵5也可以是其他能够输送预设压力的水的装置。

上述进气管路3上设有第二单向阀7，该第二单向阀7沿进气方向可导通，其位于气源6和初步混合装置13之间。本实施例中，上述气源6可以为空气源，也可以是其他气体源。

本实施例通过将管路接头14设置在气液混合器1顶部的进口处，随后将初步混合装置13通过管路连接在管路接头14上，当开启水泵5时，经水泵5输送的水进入到初步混合装置13内，此时初步混合装置13会产生负压，并通过该负压将气源6处的气体吸附至其内，并与水泵5输送的水初步混合，随后初步混合装置13将初步混合的水和气体输送至气液混合器1内，并与气液混合器内维持一定压力的气体再次混合形成微气泡水，该种方式生成的微气泡水的空气融入程度更高，效果更佳。而且上述微气泡水能够在气液混合器1内维持一定液位并自气液混合器1底部的出水口并自气液混合器1底部的出水口连续输出，满足了用户连续使用微气泡水的需求。通过上述初步混合装置13的设置，可以不需要气体输送设备，即可实现气体的吸附以及与水的初步混合。

本实施例中，上述气液混合器1内设置有液位检测单元8，该述液位检测单元8由高至低检测有至少两个液位检测点，本实施例检测有两个液位检测点。具体的，上述液位检测单元8包括由高至低设置的第一检测探针81和第二检测探针82，上述第一检测探针81和第二检测探针82分别对应有两个液位检测点，用于检测气液混合器1内的液体是否达到液位检测点处。

由于现有气液混合器内部压力在达到设定值后，需要关闭水泵，而后在使用过程中，气液混合器的出水阀处被频繁开启，导致气液混合器内的压力低于设定值时，又需要启动水泵，在使用过程中频繁开关出水阀，会造成水泵频繁启动，而频繁启动会影响水泵的使用寿命。且在水路高压的情况下，启动水泵会导致其堵转，造成水泵电机变热，严重影响水泵的使用寿命。

基于上述原因，本实施例在水泵5两侧并联有与第一单向阀4导通方向相反的第三单向阀9，该第三单向阀9的开启压力大于上述第二检测探针82所对应的液位检测点处的压力。当气液混合器1内的压力大于第三单向阀9的开启压力时，第三单向阀9会导通，此时经水泵5增压后流出的水会从第三单向阀9流至水泵5的入口，继续由水泵5循环，而不会进入到气液混合器1内，进而避免了气液混合器1压力过高。而且上述第三单向阀9的设置，能够降低水泵5的启闭频率，也就能够延长水泵5的使用寿命。

本实施例中，进一步在气液混合器1的上端处设置有泄压阀11，当液位检测单元8的第一检测探针81失效或者微气泡水产生装置的控制器失效时，此时不会或无法关闭水泵5，通过上述泄压阀11，如果气液混合器1内的压力达到泄压阀11的泄压压力值，可以由泄压阀11进行泄压，以保证气液混合器1的安全。

本实施例中，进一步的，在第一单向阀4以及水泵5之间设置有电控截止阀10，该电控截止阀10连接于控制器，当微气泡水出水效果不明显或者长时间不用时，需要将气液混合器1内的水排出，此时通过电控截止阀10将进水管路1断开，随后气液混合器1内的水在气液混合器1内的压力下排出出水阀12。

本发明还提供一种上述微气泡水产生装置的控制方法，具体的，控制水泵5向初步混合装置13内进水，同时初步混合装置13产生的负压将气源6处的气体吸入初步混合装置13，所述水和所述气体经初步混合装置13初步混合后输送至气液混合器1内，并与气液混合器1内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水，该微气泡水能够在气液混合器1内维持一定液位并连续输出。

本实施例中，进一步的，上述控制方法还包括：通过液位检测单元8的两个检测探针对气液混合器1内的液位进行检测，在气液混合器1内的液位低于第二检测探针82所对应的第二设定值时，第二检测探针82反馈信号给控制器，控制器控制水泵5启动将水输送至初步混合装置13，与此同时气源6处的气体经初步混合装置13的负压作用，被吸附到初步混合装置13内与水初步混合，随后混合的水和气体经初步混合装置13输送至气液混合器1内，并与气液混合器1内维持一定压力的气体相混合形成微气泡水。在上述水泵5启动时，控制器开始记录水泵5的运行时间t。

随着水泵5的持续运行，气液混合器1内的水位会上升，并逐渐上升至第二检测探针82所对应的第二设定值，在上述液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值时，第二检测探针82反馈信号给控制器，控制器判断水泵5的运行时间t是否大于等于设定进水时间t1，如果水泵5的运行时间t大于等于设定进水时间t1，表示气液混合器1内的压力达到了要求的压力，此时控制器将水泵5关闭，气源6处的气体则随着水泵5的关闭，不再流向初步混合装置13。

如果运行时间t小于设定进水时间t1，此时尽管液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值，但是有可能气液混合器1内的压力未达到要求的压力，因此控制器控制水泵5继续进水至设定进水时间t1。

水泵5继续进水至设定进水时间t1的过程中，在气液混合器1内的压力小于第三单向阀9的开启压力时，水泵5持续向气液混合器1内进水。在气液混合器1内的压力大于第三单向阀9的开启压力时，水泵5输出的水会经第三单向阀9流至水泵5的入口处，循环流动，此时水泵5不再向气液混合器1进水，气液混合器1内的压力保持恒定。水泵5输出的水循环流动，也能够减少水泵5的启闭频率，进而能够延长水泵5的使用寿命。

本实施例中，当上述第三单向阀9失效时，如果气液混合器1内的液位达到了第一检测探针81所对应的第三设定值，第一检测探针81反馈信号给控制器，控制器关闭水泵5，并通过显示器或蜂鸣器发出报警，以提示用户气液混合器1内压力过大，需及时进行排水，以避免气液混合器1内的压力高出太多，影响气液混合器1的安全性能。

进一步的，当液位检测单元8失效无法检测到第三设定值或者微气泡水产生装置的控制器失效时，此时存在水泵5的持续进水，气液混合器1内的压力越来越大，当气液混合器1内的压力达到泄压阀11的泄压压力值时，可以通过泄压阀11进行泄压，以使得气液混合器1内的压力不再上升，避免气液混合器1压力过高影响安全使用。

实施例二

本实施例提供一种微气泡水产生装置，其与实施例一的区别在于：本实施例的液位检测单元8包括由高至低依次设置的第一检测探针81和第二检测探针82以及第三检测探针83，如图2所示，上述三个检测探针分别对应有三个液位检测点，用于检测气液混合器1内的液体是否达到液位检测点处。

通过上述第三检测探针83，在液位达到第二检测探针82的位置，并且运行时间t大于等于设定进水时间t1，关闭了水泵5后，当用户使用微气泡水时，此时液位会降到第三检测探针83和第二检测探针82之间时，此时水泵5不会启动，直至液位降到第三检测探针83的位置及以下时，控制水泵5向初步混合装置13内进水，以及通过初步混合装置13负压吸附进气，经初步混合装置13初步混合后进入气液混合器1，重复上述过程至液位达到第二检测探针82的位置。

本实施例还提供上述微气泡水产生装置的控制方法，其与实施例一的区别仅在于：

本实施例在液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值，并且运行时间t大于等于设定进水时间t1，关闭了水泵5后，当用户使用微气泡水时，液位会降到第三检测探针83和第二检测探针82之间，此时水泵5不会启动，直至液位降到第三检测探针83所对应的第一设定值及以下时，控制水泵5向初步混合装置13内进水，以及通过初步混合装置13负压吸附进气，经初步混合装置13初步混合后进入气液混合器1，重复上述过程至液位达到第二检测探针82所对应的第二设定值。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。