一种微气泡发生系统的制作方法

本申请涉及流体设备技术领域，具体涉及一种微气泡发生系统。

背景技术

悬浮在流体中、尺寸为微纳米级别的气泡(以下称微气泡)具有上升速度慢、比表面积高和在水中溃灭产生低频振动等特性；基于前述特性，微气泡具有良好的去污除垢能力、杀菌消毒作用、降低水在水管中流动的管道内壁阻力等特性，可以应用在清洁卫生领域。

已有厂商在卫浴设备中安装产生微气泡的装置，以将微气泡的去污能力应用于个人洗浴、餐饮清洁等场合。经过市场调查，本申请了解到目前微气泡发生装置均是采用分散空气的方法，利用专门混流泵产生的剪切力和混流作用将气体破碎混入到水体中。

实验数据已经证明，包含微气泡的水体在静置状态下从浑浊到澄清的时间小于3分钟。常规家庭中均设置由较长通水管路连通的多个出水口(一般家庭至少包括厨房水龙头、洗刷间水龙头、阳台水龙头和淋浴花洒)，为了使出水口打开时能够快速地流出包含微气泡的水流、避免包含微气泡的水流在通水管路长时间静置而澄清，现有技术状态下每个出水口均需要安装混流泵；如此使得家庭中需要安装混流泵数量很多，实际应用的成本较高。

另外，家庭水管管路的出水口(诸如厨房水龙头和洗刷间水龙头)会频繁地开闭，安装在此类管路出水口的混流泵也会随之频繁启停，造成混流泵的使用寿命较短。

技术实现要素：

本申请提供了一种微气泡发生系统，以解决现有技术中包含微气泡的水流在通水管路中长时间静置而澄清，以及基于此原因造成的不能使用一套混流泵实现多个间距较远的出水口在打开时就能快速流出包含微气泡气体的问题。

本申请提供一种微气泡发生系统，包括气液混合组件、主管路、控制所述主管路开闭的第一电磁阀、压缩机、并联连接的多个子管路、压力传感器、分别控制各个所述子管路出水端的出水控制阀和分别设置在各个所述子管路出水端的节流器；

所述压缩机的压缩腔包括进水口和出水口；所述压缩腔的进水口通过所述主管路与气液混合组件的出水端连通；所述压缩腔的出水口与所述多个子管路的进水端连通；

所述压力传感器设置在所述压缩腔的侧壁上，用于测量所述压缩腔内流体的压力；

在所述节流器上设置有节流孔；

此外，还包括与所述压力传感器通信连接，以根据所述压力传感器检测的压力控制所述气液混合组件、所述第一电磁阀和所述压缩机协同工作的控制器。

可选的，包括：所述气液混合组件包括气泡发生器，所述气泡发生器具有进水口、进气口和气泡水出口；

所述气泡发生器的进水口与进水管连接，所述气泡发生器的进气口外置并吸收空气，所述压缩腔的进水口通过所述主管路与所述气泡发生器的气泡水出口连通。

可选的，包括：所述气液混合组件包括集流器、气泵和第二电磁阀和混流泵；

所述集流器的扩散管与所述混流泵的进水端连通，所述混流泵的出水端与所述主管路连通；所述气泵的出气端与所述集流器的吸气管连通；

所述第二电磁阀设置在所述气泵和所述集流器的吸气管之间，并与所述控制器通信连接、由所述控制器控制所述第二电磁阀开闭状态。

可选的，包括：单向阀，设置于所述集流器的吸气管内。

可选的，包括：所述气液混合组件包括旋流泵、气泵和第三电磁阀；

所述旋流泵的出水端与所述主管路连通；所述气泵的出气端与所述旋流泵的进水端连通；所述第三电磁阀设置在所述气泵和所述旋流泵之间，并与所述控制器通信连接、由所述控制器控制开闭状态。

可选的，包括：所述主管路包括两个分支管路；在两个所述分支管路上均设置所述第一电磁阀；

所述压缩机的数量为两个；两个所述压缩机的压缩腔的进水口分别与两个所述分支管路的出水端连通；两个所述压缩机的压缩腔的出水口与各个所述子管路均连通；

在两个所述压缩机的出水口均设置与所述控制器通信连接、由所述控制器控制开闭状态的第四电磁阀。

可选的，还包括：加热组件，所述加热组件包括温度感应器和加热管；所述温度感应器和加热管与所述控制器通信连接；

所述温度感应器设置在所述压缩腔的出水口，用于感应流经所述出水口的水体温度，并将温度信息反馈给所述控制器；

所述加热管设置在所述各个子管路的管壁上，用于根据所述控制器发送的指令对水体进行加热。

可选的，包括：在所述压缩腔的侧壁上设置有超声波振动器。

可选的，包括：在各个所述子管路的内设置有叶轮；所述叶轮的转动轴延对应的所述子管路的延伸方向分布并可以随所述子管路的水流流动而转动的。

可选的，包括：在各个所述子管路上设置有流量表。

与现有技术相比，本申请具有以下优点。

本申请提供的所述微气泡发生系统利用所述气液混合组件形成所述气泡水，并将所述气泡水注入所述压缩机的压缩腔中，使形成的微气泡维持在流体(气泡水)中，并通过所述压力传感器检测所述压缩腔内的压力、保证所述气泡水的压力稳定在一定的范围内。因为所述压缩机的压缩腔与所述各个子管路均连通，当打开任一子管路出水端的所述出水控制阀时，在所述压缩机的驱动下，存储在所述压缩腔中的所述气泡水会从对应子管路的出水端流出；避免了包含微气泡的水流在水管中长时间静置而使微气泡消失的问题。

本申请提供的所述微气泡发生系统利用所述气液混合组件形成气液混合物，并将气液混合物注入所述压缩机的压缩腔中。随后，利用所述压缩机将存储在压缩腔中的气液混合物加压，增加气体在水体中的溶解度，并通过所述压力传感器检测压缩腔内的压力、保证气液混合物的压力稳定在一定的范围内。因为所述压缩机的压缩腔与所述各个子管路均连通，当打开任一子管路出水端的所述出水控制阀时，在所述压缩机的驱动下，存储在所述压缩腔中的气液混合物会从对应子管路的出水端流出；当气液混合物经出水端的所述节流器的节流孔时，流速急速增大、压力急速变小而使溶解在其中的气体快速析出，形成微气泡。

采用本申请提供的所述微气泡发生系统，仅需要一套所述气液混合组件和加压部件，就可以实现多个终端距离较远的子水管在出水控制阀打开时快速地流出包含微气泡的气体，避免了包含微气泡的水流在水管中长时间静置而使微气泡消失的问题；也就解决了现有技术中为了使各个终端水流均包含微气泡，需要在终端设置对应微气泡发生装置的问题。

另外，本申请提供的所述微气泡发生系统中，所述气液混合组件中的混流泵不会出现现有的微气泡发生装置在一些使用场景中使用时出现的混流泵频繁启停问题，提高了混流泵等高速旋转部件的使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例提供的微气泡发生系统的结构简图；

图2是本申请实施例提供的再一微气泡发生系统的结构简图。

其中，主管路1，第一电磁阀2，压缩机3，压缩腔3-1，子管路4，压力传感器5，出水控制阀6，节流器7，混流泵8，集流器9，气泵10，第二电磁阀11，第四电磁阀12，流量表13，气泡发生器14。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本申请提供了一种微气泡发生系统，以解决现有技术中包含微气泡的水流在通水管路中长时间静置而澄清，以及基于此原因造成的不能使用一套混流泵实现多个间距较远的出水口在打开时就能快速流出包含微气泡气体的问题。

如图1所示，图1是本申请实施例提供的微气泡发生系统的结构简图。

本申请提供了一种微气泡发生系统，如图1所示，包括：气液混合组件a、主管路1、第一电磁阀2、压缩机3、多个并联连接的子管路4、压力传感器5、多个出水控制阀6和多个节流器7，实现多个管路较长的子管路4使用同一动力源就可以在出水端快速流出富含微气泡的液体(可称为气泡水)。当然，基于所述微气泡发生系统为智能化系统，所以还设置有控制器(未示)。

请参见图1，所述压缩机3具有压缩腔3-1，所述压缩腔3-1包括进水口和出水口，且进水口通过所述主管路1与所述气液混合组件a的出水端连接，所述出水口与所述各个子管路4进水端连接，所述压缩腔3-1与所述主管路1和所述各个子管路4的连接密封处达到预定的密封等级，能够承受工作时所述压缩腔3-1产生的高压环境；所述压力传感器5设置在压缩腔3-1的侧壁上，用于测量压缩腔3-1内水体的压力。所述第一电磁阀2设置在所述主管路1上，用于控制所述主管路1的开闭。所述节流器7设置在各个所述子管路4出水端，所述出水控制阀6设置在所述各个子管路4上，用于控制所述各个子管路4的开闭；其中，所述出水控制阀6和所述节流器7的数量与所述子管路4的数量一致，且在每个节流器7上均设置有沿着管路延伸方向设置的节流孔；且在本申请实施例中，所述子管路4的末端可以为连通水表的进水管端口，也可以为洗脸池的喷头位置等。在一些场合中，需要统计所述各个子管路4对应的用水量、按照用水量收费，则对应的在所述各个子管路4上设置流量表13。当然，所述出水控制阀6也可以设置在所述子管路4的末端，水流先经过所述节流器7的所述节流孔后再从所述出水控制阀6流出。需要说明的是，所述控制器与所述压力传感器5、所述第一电磁阀2和所述压缩机3均通信连接，可以接受所述压力传感器5检测压力而生成的压力信号，并根据压力信号控制各个部件协同工作，使所述各个子管路4中对应的所述出水控制阀6打开时可以快速地流出富含微气泡的水流。

其中，在本申请的优选实施例中，所述主管路1包括两个分支管路；对应的，在两个所述分支管路上均设置所述第一电磁阀2；同样的，所述压缩机3的数量为两个；两个所述压缩机3的压缩腔3-1的进水口分别与两个所述分支管路的出水端连通；两个所述压缩机3的压缩腔3-1的出水口与各个所述子管路4均连通，在两个压缩机3的出水口均设置第四电磁阀12；所述第四电磁阀12与所述控制器通信连接、由所述控制器控制所述第四电磁阀12的开闭状态。这样就可以使用两个压缩机3交替工作，避免出现供(气泡)水空档。具体的，当一个压缩机3处于反转状态时，对应的第一电磁阀2打开、第四电磁阀12关闭；此时，另一压缩机3处于正常工作状态，对应的第一电磁阀2关闭、第四电磁阀12打开。

可以理解的是，实际应用中，进入到所述压缩腔3-1内的气体可能并不能完全溶解到水体中，部分以大气泡的形式存在。为实现大气泡的破碎，避免所述子管路4出现瞬时断流等问题，在所述子管路4内还可以设置叶轮；所述叶轮的转动轴平行于子管路4的延伸方向分布；当所述子管路4中的水流流动时，所述叶轮的转动轴延对应的所述子管路4的延伸方向分布并可以随水流流动而转动；所述叶轮可以起到搅拌水流、破碎大气泡的作用，降低所述子管路4中气泡的尺寸、提高气泡的分散程度。另外，为实现较大尺寸气泡在所述压缩机3的压缩腔3-1内的破碎和分散，则在所述压缩腔3-1的侧壁上还可以设置超声波发生器，以通过超声波发生器发出的超声波将气泡震成体积更小的气泡。

基于所述压缩机3中的流体是所述气液混合组件a提供的，则在本申请实施例中，所述气液混合组件a具体为气泡发生器14，所述气泡发生器14具有进水口、进气口和气泡水出口；所述气泡发生器14的进水口与进水管连接，所述气泡发生器14的进气口外置并吸收空气，所述压缩腔3-1的进水口通过所述主管路1与所述气泡发生器14的气泡水出口连通。继而，此时通入到所述压缩机3的流体为含有气泡的所述气泡水，进而所述压缩机3为了维持所述气泡水的压力，会对所述气泡水进行加压。

需要说明的是，在本申请优选实施例中，所述进水口和所述进气口可设置为多个，但是最终将气体、水体通入到所述气泡发生器14的所述进水口和所述进气口各自有且仅有一个，即有多个进水口将引流的水体汇总在一个总的所述进水口上，进而再将水体通入到所述气泡发生器14中；和有多个进气口将吸收的气体汇总在一个总的所述进气口上，进而再将气体通入到所述气泡发生器14中。这样设置的好处在于，多个所述进水口和多个所述进气口可以将外界的水体、气体更多、更快的引入到一个集中点上，使得所需要的水体量、气体量很快的形成，进而提升了所述气泡发生器14产生气泡水的效率。又需要说明的是，在本申请实施例中，所述气泡发生器14的进水口和进气口将引入的水体和气体率先通入到所述气泡发生器14的一个发生腔中，即形成了气液混合的流体，而后通过所述发生腔将该气液混合的流体通入到所述气泡发生器14的发生腔中，以产生本申请实施例所需的所述气泡水。在本申请的优选实施例中，在所述进气口的通入的气体中，其气体的种类是可以控制的，例如，通入的气体为氢气(h2)，可以使水中富含氢气，从而使得产生的气泡水达到更好的效果。

又需要说明的是，在本申请实施例中，所述微气泡发生系统之所以选用所述气泡发生器14产生气泡水对身体进行清洁，主要是因为所述气泡水中存在有气泡，且所述气泡是所述气泡发生器14产生的微米、纳米级别的气泡，基于纯水溶液是由水分子以及少量电离生成的h(正离子)和oh(负离子)组成，气泡在水中形成的气液界面具有容易接受h(正离子)和oh(负离子)的特点，而且通常阳离子比阴离子更容易离开气液界面，而使界面常带有负电荷；已经带上电荷的气泡表面一般倾向于吸附介质中的反离子，特别是高价的反离子，即使得所述气泡具有吸附性，可以吸附脏物(油脂、汗渍污垢、毛孔堵塞物等)，且所述气泡的比表面积大(10微米的气泡与1毫米的气泡相比较，在一定体积下前者的比表面积理论上是后者的100倍。空气和水的接触面积就增加了100倍，各种反应速度也增加了100倍)，所以所述气泡的吸附能力效果更好；微纳米气泡具有上升速度慢、自身增压溶解的特点，使得微纳米气泡在缓慢的上升过程中逐步缩小成纳米级，最后消减溶入水中。所以在本实施例中，所述气泡具有较大的表面积比，以通过所述气泡水洗手为例，所述气泡水可在肌肤表面停留较长时间并能够进入肌肤表皮的裂纹中，以及进入汗腺毛囊深处进行角质层、汗垢油脂的自动净化，大量细微气泡可进入传统清洗无法企及的皮肤毛孔内部，利用气泡聚集后的浮力以及气泡表面的电荷将淤积的油脂等带离皮肤，实现皮肤更为深层清洁。气泡带入的空气可以有效杀死躲藏在皮肤毛孔深层的致病厌氧细菌，缓解并预防皮肤炎症；且所述气泡在带有的脏物与清洗皮肤脱离后，最终是存在水体中，进而可以随着水体的流动被清洗掉。基于清洗其他污质(油污、污垢等)也是相同的原理，故在此不作重复说明。

进一步的，如图2所示，图2是本申请实施例提供的再一微气泡发生系统的结构简图。

对应的，在本申请的优选实施例中，所述气液混合组件a还可以是其他的结构器件，请参见图2，具体为，所述气液混合组件a包括集流器9、气泵10和第二电磁阀11和混流泵8；具体的，所述集流器9可与进水管(通用的水管)直接连通，所述集流器9的扩散管与所述混流泵8的进水端(该结构下流经的为气液混合流体)连通，所述混流泵8的出水端与所述主管路1连通；所述气泵10的出气端与所述集流器9的吸气管连通，且在所述集流器9的吸气管内安装有单向阀(避免气体回流)，吸气管可以有选择地与某种气体罐(比如氢气(h2)气体罐)相连；当然，在本申请可选实施例中，也可以不设置所述气泵10，而是直接使所述集流器9的进气管与大气连通。所述第二电磁阀11设置在所述气泵10和所述集流器9的吸气管之间，所述第二电磁阀11与所述控制器通信连接；当所述控制器控制所述混流泵8工作时，同时控制所述第二电磁阀11打开，使所述气泵10内的压缩气体进入到所述集流器9中；反之，控制所述第二电磁阀11关闭。所述集流器9将收集的气体和水体通入到所述混流泵8中，以输送到所述混流泵8中为气液混合流体。

需要说明的是，所述混流泵8的出水端通过所述主管路1与所述压缩机3连通，且所述混流泵8与控制器(下述解释说明)通信连接。当所述压缩机3反转，所述压缩腔3-1体积增大时，所述控制器控制所述混流泵8工作，并向所述压缩机3的压缩腔3-1内输送气液混合的流体。可以理解的是，所述混流泵8工作时可作为驱动所述集流器9工作、实现收集水体和气体的动力源，所述集流器9收集的水体和气体的比例影响所述混流泵8中气液混合流体的计量。

再进一步的，在本申请的可选实施例中，所述气液混合组件a还可以为下述类型。

类型一：所述气液混合组件a仅包括所述集流器9(当然，集流器9的吸气管中应当安装单向阀)；所述集流器9与进水管(通用的水管)直接连通，且使所述集流器9的进气管与大气连通，所述集流器9的扩散管连接于所述混流泵8的进水端；所述集流器9将收集的气体和水体通入到所述压缩机3的压缩腔3-1内。

类型二：所述气液混合组件a包括旋流泵、气泵和第三电磁阀；所述旋流泵的出水端与主管路1连通，所述气泵的出气端与所述旋流泵的进水端连通，所述第三电磁阀设置在所述气泵和所述旋流泵之间，并与所述控制器通信连接、由所述控制器控制开闭状态；以控制所述气泵的进气量。需要说明的是，所述旋流泵中可以形成气液混合流体；且所述旋流泵不仅可以将水体带动旋转，还可以将通入的气体切碎，使得所述旋流泵中的气液混合流体中含有微气泡(与气泡发生器14的原理相似，不作进一步解释说明)。

基于本申请实施例所述的微气泡发生系统是一种供水系统，所以会涉及到不同需求对于不同水体温度的要求，则为了满足该要求，本申请实施例所述的微气泡发生系统还设置有加热组件，所述加热组件包括温度感应器和加热管；所述温度感应器和加热管与所述控制器通信连接；所述温度感应器设置在所述压缩腔3-1的出水口，用于感应流经所述出水口的水体温度，并将温度信息反馈给所述控制器；所述加热管设置在所述各个子管路4的管壁上，用于根据所述控制器发送的指令对水体进行加热。当然，所述微气泡发生系统对应设置有水体(热水和凉水)切换开关，以使得更便捷根据需要控制水体的切换，进而提升体验感。

为了加深对本实施例提供的所述的微气泡发生系统的理解，下面结合所述的微气泡发生系统的工作原理进行解释说明。

(1)当所述压缩机3的压缩腔3-1被压缩到最小体积时，所述压缩机3向所述控制器发出反馈信号；所述控制器接收到反馈信号后，向所述压缩机3发出反转指令、使所述压缩机3的压缩腔3-1体积增大；同时，所述控制器向所述第一电磁阀2发出打开指令，使外接水流流入所述气液混合组件a、混入气体后形成气液混合流体流入到所述压缩机3的压缩腔3-1内。

(2)当所述压缩机3的压缩腔3-1扩张至最最大体积时，所述压缩机3向所述控制器发出反馈信号；所述控制器接受到反馈信号后，向所述压缩机3发出停止反转的指令；同时，所述控制器向第一电磁阀2发出关闭指令；此时，所述压缩机3的压缩腔3-1与所述气液混合组件a不连通，与所述各个子管路4连通。

(3)随后，所述控制器可以根据所述压力传感器5检测的压力信号，向所述压缩机3发出正转指令，使所述压缩机3的压缩腔3-1内水体的压力始终维持在设定的压力区间。需要说明的是，基于所述气泡发生器14已经生成含有气泡的气泡水，所以所述压缩机3的压缩腔3-1内对应的压力区间是将含有气泡的气泡水维持在一定的压力值上，使得气泡水中的气泡不会因为管路输送过程中压力(减压)降低而溶解到水体中。又需要说明的是，不同于所述气泡发生器14，当所述气液混合组件a是包括集流器9、气泵10和第二电磁阀11和混流泵8的结构时，所述压缩机3的压缩腔3-1内对应设定的压力区间的压力值远大于现有供水系统的压力值。进一步的，根据亨特原理，压力越大，气体在液体中的溶解度也就越大。经过前述(1)和(2)步骤进入到所述压缩腔3-1的水被压缩机3加压后，溶解在水中的气体量相比于溶解在常规供水系统中的气体量高很多。

(4)当一个或者多个所述出水控制阀6打开时，水流在所述压缩机3的压力作用下从对应子管路4的出水端流出；高压水流流经子管路4出水端的所述节流孔时，流速迅速增大。根据伯努利方程，流速增大时，流体的压力对应地减小。因为水流在节流孔中的流速很大，水流的压力很小，流经节流孔时，气体溶解度随之迅速降低；因为气体的溶解度降低，溶解在水流中的部分气体快速地从水流中析出、形成微气泡；也就是流经节流器7的水流变为富含微气泡的水流(该原理主要针对于所述气液混合组件a是非气泡发生器14结构的部件)。

所述微气泡发生系统适用于宾馆、医院或者集体公寓等设置很多子管路的场合。在家庭应用中(即背景技术中提及的只有几个出水口的场合)，也可以仅设置一个所述压缩机；当所述压缩机的压缩腔压缩到最小状态时、需要使所述压缩机反转工作时，可以通过短时间增大混流泵或者旋流泵的功率，利用混流泵或者旋流泵保证压缩腔内的压力状态，保证此时所述子管路的出水控制阀打开时仍可立即流出富含微气泡的水流。

本申请实施例提供的微气泡发生系统先利用所述气液混合组件a将气体混入到水体中，再利用所述压缩机维持或增加存储在所述压缩腔中水体的压力、提高气体在水中溶解度，最后再利用所述节流器7中的节流孔降压释气，形成包含微气泡的水流。

所述微气泡发生系统工作时，水流在经过所述节流孔(即快要流出子管路的出水端时)才形成微气泡，可以避免已经富含微气泡的水体在所述子管路内长期静置而澄清的问题，也就解决了现有技术中为了使各个终端水流均包含微气泡，需要在终端设置对应微气泡发生装置的问题。

另外，本申请实施提供的所述微气泡发生系统利用所述压缩机保证水体的压力，所述压缩机处在低速转动状态即可正常工作(具体可参见已有压缩机的工作说明书等技术文献)。所述压缩机的压缩腔内水体的压力被控制在一个合理的区间范围内，所述压缩机无需频繁地启停；在所述子管路终端的所述出水控制阀频繁开闭的情况下，所述气液混合组件不会出现频繁启停问题，使用寿命被提高。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。