一种喷嘴及气泡机的制作方法

本实用新型涉及流体混合技术领域，具体而言，涉及一种喷嘴及气泡机。

背景技术：

两种不同流体的混合技术在日用、工业生产、生态净化等方面都有广泛的运用。进一步地，流体混合技术中的关键是将副流体以较小微粒的形式分散在主流体中，然而现有技术中的，副流体分散在主流体中的微粒体积较大，不能很好地将副流体分散在主流体中，如此造成了后续的混合的流体达不到预设的要求，进而影响了工业生产和工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服相关技术的不足，提供一种喷嘴，其能够提高副流体在主流体中的分散度，从而提高混合后流体的均匀性。

本实用新型的另一目的在于提供一种气泡机，其能够得到气泡分散度较佳的混合流体。

本实用新型的另一目的在于提供一种喷嘴使用方法，其能够通过上述喷嘴得到较佳的混合流体。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种喷嘴，其包括第一单元，第一单元具有沿长度方向贯穿设置的第一通道和第二通道；第一通道和第二通道通过连接部连通；第一通道的内径和第二通道的内径均大于连接部的内径。第二单元，第二单元设置在第二通道的开口的周缘；第二单元包括沿长度方向相对的第一端和第二端，第一端延伸于第二通道内；第二通道的内侧壁上设置有贯穿的副流口；所述副流口与所述第二单元的所述第一端相对；第二单元具备从第一端到第二端贯穿的第三通道，且第三通道位于第二端的内径大于第三通道位于第一端的内径。

优选的，第二通道的内径大于第一通道的内径。

优选的，副流口正对第二单元的第一端。

优选的，副流口的中心线与第二单元的第一端长度方向的轴线不共面。

优选的，第三通道包括相互连通的第一管道和第二管道；

第一管道位于第二单元的第一端，第二管道位于第二单元的第二端；

从第一端到第二端的方向，第一管道的内径保持不变，第二管道的内径逐渐增大。

优选的，从第一端到第二端的方向，第二管道的内径线性增大。

优选的，第一单元与第二单元可拆卸地连接。

优选的，第二单元的外周面具备环形凸起，环形凸起上设置通孔；

第一单元靠近第二单元的端面上设置有连接孔；

连接件穿过通孔与连接孔配合，以使第二单元与第一单元连接。

优选的，第二通道靠近第二单元的端面上设置有第一阶梯槽；

第二单元的第一端设置有向第二通道延伸的第一凸台；

第一凸台与第一阶梯槽镶嵌配合。

一种气泡机，其包括第一管路、第二管路和上述任一项的喷嘴；第一管路被构造为容纳第一相流体、第二管路被构造为容纳气流；第一管路的出口与第一通道连接；第二管路的出口与副流口连接。

一种喷嘴使用方法，其基于上述任一项的喷嘴，喷嘴使用方法包括如下步骤；

将第一相流体通入第一通道中；

将第二相流体直接通入副流口中，或将第二相流体加压通入副流口中；

检测第三通道出口的流体中第二相流体在第一相流体中的分散度；

相应地调整第一相流体的流量、第二相流体的流量或第二相流体的压力以使得第三通道出口的第二相流体在第一相流体中的分散度达到预设范围。

本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

一种喷嘴包括相互连接的第一单元和第二单元。且第一单元的第一通道和第二通道通过连接部连通；第一通道的内径和第二通道的内径均大于连接部的内径。如此，当第一相流体从第一通道通过狭窄的连接部进入第二通道时，第一相流体被挤压，从而使得在第一单元中的第一相流体在经过连接部的速度达到最大，如此为流体的混和提供了较好的准备条件。第二通道的内侧壁上设置有贯穿的副流口，第二相流体通过副流口进入第二通道中与第一相流体混合；且副流口与所述第二单元的所述第一端相对。如此第二相流体在进入第二通道时会先在第二单元的第一端(绕第一端的外周面)分割为多个方向的流体，多个方向的流体能够更加充分地分散到第一相的流体中。相互混和的流体再进入口径较小的第二单元的第一端，进一步被压缩，以增加混合的均匀性，最终从第二单元的第二端流出。这里需要说明的是，当第一相流体从第一通道通过狭窄的连接部进入第二通道时，第一相流体在连接部的速度达到最大，在同一时间此处的压力会减小，从而产生了将第二相立体吸入第二通道的负压力，如此增强了第二相流体分散到第一相流体中。相较于现有技术，这样的喷嘴能够使得从副流口进入的第二相流体以更小微粒分散到第一相的流体，从而提高了混合流体的组分的均匀性。

一种气泡机，其包括上述的喷嘴。使用时，第二管路中的气体被分散为微小的颗粒，并以小气泡的方式融入第一相流体中，因为第二管路中的气体被变为30微米或更小的微粒进入第一相流体，如此即使是气体能够更加充分地分散在第一相流体中，还能使得以气泡存在的气体能够在第一相流体中保存更长时间，而不会因为受重力的影响而爆裂。如此气泡机能够制造混合均匀、气体含量高且气泡质量出众的混合流体。

一种喷嘴使用方法，其基于上述任一项的喷嘴。使用时，第二相流体通过副流口被混合进第一相流体中，因为上述喷嘴具有较好的混合效益，这样的喷嘴不仅能够获得较好的气泡混合流体，还能实现乳化和特定场景下的氧化作业等任务。这样的喷嘴使用简单、成本低、效率高，具有显著的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种喷嘴的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图1中的第一单元的结构示意图；

图4为图3另一个视角的结构示意图；

图5为图4中沿A-A方向的剖视图；

图6为图1中的第二单元的结构示意图；

图7为图6中沿B-B方向的剖视图。

图标：10-喷嘴；100-第一单元；110-第一通道；120-第二通道；130-连接部；200-第二单元；201-第一端；202-第二端；210-副流口；230-第三通道；231-第一管道；232-第二管道；311-第一阶梯槽；312-第一凸台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

下面结合附图以实施例的方式具体说明本实用新型的实现方式。

图1为本实用新型实施例提供的一种喷嘴10的结构示意图；图2为图1的剖视图。请参照图1和图2，从图1可以看出一种喷嘴10，其包括第一单元100和第二单元200。

第一单元100具有沿长度方向贯穿设置的第一通道110和第二通道120；第一通道110和第二通道120通过连接部130连通；第一通道110的内径和第二通道120的内径均大于连接部130的内径。

第二单元200设置在第二通道120的开口的周缘；第二单元200包括沿长度方向相对的第一端201和第二端202，第一端201延伸于第二通道120内。第二通道120的内侧壁上设置有贯穿的副流口210；所述副流口210与所述第二单元200的所述第一端201相对。第二单元200具备从第一端201到第二端202贯穿的第三通道230，且第三通道230位于第二端202的内径大于第三通道230位于第一端201的内径。

请参照图1-图7，从图中可以看出，在本实施例中，第一单元100和第二单元200均为圆柱形形状，第一通道110和第二通道120均为圆柱通孔。圆柱形形状具有加工方便、结构受力均匀的特点。进一步的，第一单元100的轴线和第二单元200的轴线共线，且第一通道110的中轴线、连接部130的中轴线、第二通道120的中轴线、第三通道230的中轴线均与第一单元100的轴线共线。这样的结构使得流体在上述的通道中产生的压力能够得到均匀分散，保证了喷嘴10结构的结构强度，保障了流体混合的稳定进行。

从图中还可以看出，第一通道110与连接部130连接的位置设置有直倒角，如此以保障第一通道110中的流体能够顺利地通过连接部130。第二通道120与连接部130连接的位置设置有倒圆角，如此使得连接部130流出的流体能够方便地进入第二通道120，且能够顺着圆角的内壁迅速地与第二相流体混合。

进一步的，在本实施例中，第二通道120的内径大于第一通道110的内径。如此，经过连接部130流出的流体能够迅速地进入第二通道120，释放的能量能够有效地保障不同相流体的充分混合。

优选的，副流口210正对第二单元200的第一端201。即副流口210的开口的投影全部在第一端201的外周面上。如此使得通过副流口210的流体能够绕第一端201的外周面充分地与第二通道120内的流体混合。

进一步的，副流口210的中心线与第二单元200的第一端201长度方向的轴线不共面。在本实施例中，副流口210的中心线与第一端201长度方向的轴线垂直但不同共面，如此使得通过副流口210进入第二通道120中的流体具备绕第二通道120内壁旋转的趋势，以加速了不同相流体的混合。

从图中还可以看出，第三通道230包括相互连通的第一管道231和第二管道232；第一管道231位于第二单元200的第一端201，第二管道232位于第二单元200的第二端202；从第一端201到第二端202的方向，第一管道231的内径保持不变，第二管道232的内径逐渐增大。如此，混合流体从内径较大的第二通道120进入内径较小的第一管道231后被压缩，以促进不同相流体的混合；第一管道231的流体再通过内径较大的第二管道232后，被迅速地排出，在此过程中释放的能量会再次加速第一相流体与第二相流体的混合。

进一地，从第一端201到第二端202的方向，第二管道232的内径线性增大。在本实施例中，第二管道232的纵截面为等腰梯形的形状。第一管道231的中轴线、第二管道232的中轴线与第一单元100的轴线共线。

从图中可以看出，在本实用新型的本实施例中，第一单元100与第二单元200可拆卸地连接。进一步的，第二单元200的外周面具备环形凸起(图中示出未标号，形成类似法兰的结构)，该环形凸起上设置通孔，第一单元100靠近第二单元200的端面上设置有连接孔。连接件穿过通孔与连接孔配合，以使第二单元200与第一单元100连接。可选地，该连接孔为螺纹孔，连接件为螺栓。

优选的，第二通道120靠近第二单元200的端面上设置有第一阶梯槽311；第二单元200的第一端201设置有向第二通道120延伸的第一凸台312；第一凸台312与第一阶梯槽311镶嵌配合。在本实施例中，第一凸台312设置在环形凸起上。第一凸台312与第一阶梯槽311镶嵌配合，从而保障了第一单元100和第二单元200的密闭，保障了流体混合的效果。

可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，第一单元100和第二单元200可以是通过其他方式相互连接，只要第一单元100和第二单元200的气密性符合预设的要求即可。进一步的，第一单元100和第二单元200可以是一体成型。

从图中还可以看出，第一单元100的外周面上开设有凹槽，凹槽上开设副流口210，副流口210的周缘为平整的平面。进一步的，副流口210的内壁上设置有内螺纹。以方便副流口210与其他管路的连接。

第一单元100靠近第一通道110的一端的外径小于另一端，且该端的端部设置有外螺纹，该端还设置有相对的平口凹槽(图中示出未标号)。如此能够方便喷嘴10的第一单元100与其他管路的连接。

实施例2

本实用新型的本实施例还提供一种气泡机，其包括第一管路、第二管路和实施例1的喷嘴10；第一管路被构造为容纳第一相流体、第二管路被构造为容纳气流；第一管路的出口与第一通道110连接；第二管路的出口与副流口210连接。

一种气泡机，其包括上述的喷嘴10。使用时，第二管路中的气体被分散为微小的颗粒，并以小气泡的方式融入第一相流体中，因为第二管路中的气体被变为30微米或更小的微粒进入第一相流体，如此即使是气体能够更加充分地分散在第一相流体中，还能使得以气泡存在的气体能够在第一相流体中保存更长时间，而不会因为受重力的影响而爆裂。如此气泡机能够制造混合均匀、气体含量高且气泡质量出众的混合流体。使用这样的喷嘴10，气泡机可以实现了把从30％的第二相流体混合物在第一相流体中，且以稳定的模式实现了50～30微米以下的最频状态，纳米规模的分散。

进一步的，气泡机主要用于气体分散到液体(或水油的分散)中的场景中。使用本实施例的喷嘴10，能够使得气体以小于30微米以下，甚至是纳米级的微粒进入液体中。

本气泡机的优点和有益效果如下：

需要混合的两相流体分别从第一通道110和副流口210流入，并在接合时受主流速和压力的作用。

两相物质的混合部分通过负压的吸入作用进行。

流体从副流口210进入第二通道120可以是基于剪切力的原理搅拌混合，此过程相比现有技术具有时间很短，使用的功率量小的特点。

第一通道110、第二通道120和第三通道230的内壁上没有突起物，无磨损或粘附，如此以增加混合的流畅性。

两相物质的相互混合时，只要适应主流量(第一通道110的流量)，压力和侧流流量(副流口210)就可以，也可以连续稼动(即连续混合、可持续高效地完成不同流体的混合，而不会出现停机维护的问题)。

在具体使用时，可根据对于主流管(这里是指第一通道110、第二通道120，下同)想混合的气体或油和副流管(这里是指从副流口210进入，下同)之间的系数关系、通过副流管的流量和压力确定。因此，混合状态、副流口进210入的流体与第一通道110中流体的混合量均与主流量成正比，分散状态与第一通道110中流体的流量和压力有关。

上述的主流管的流量可自由增加，即使尺寸增加，也可以使混合物具有一定的直径分布。

因此，设计喷嘴10时，决定第二通道120中流体的流入量是通过主流管流体的35％至42％来调整副流管的流量，从而可产生任何尺寸的喷嘴。

在气水混合的使用时具有如下的特点：

(1)喷嘴10在主流通过水，副流通过空气的情况下(两相混合)，可以混合相当于主流量30％的容量的空气。

(2)混合空气的气泡直径的最频值分布在30微米左右，即使在6米的水深处也吹出气泡。

(3)30微米的气泡在水中受重力影响较小，根据水压也会变小。很难受重力影响，也就是在水中存在时间变得更长，淡水实验存在长达6个月。

(4)一般曝气系统形成的最小气泡直径为1毫米，在1秒内上升50厘米。而本实施例的气泡机能够产生30微米或更小的气泡，且该气泡在60秒内只增加3厘米。(即气泡在1秒内增加0.5毫米，即上升率为1000倍)

(5)1毫米的气泡(带普通扩散器和鼓风机)和30纳米气泡面积比较直径1mm的气泡的表面积4*π(3.14)*r(0.5mm)*r(0.5mm)＝3.14mm2直径为30nm的气泡的表面积4*π(3.14)*r(0.00015mm)*r(0.00015mm)＝0.0000002826mm²，

1mm＝1 000 000nm，

当r＝15nm＝0.00015mm，直径为30nm

3.14mm²÷0.000 0002826mm²＝11111111.1

换句话说，气泡机产生的气泡和传统气泡的尺寸差是一千多万倍。

(6)可连续稼动。

(7)水一旦通过，形成循环回路，可增加复数通过的回路、这对于两相液体(水和油)的乳化处理具有有利的效果。

实施例3

本实用新型的本实施例还提供一种喷嘴10使用方法，其基于实施例一的喷嘴10，喷嘴10使用方法包括如下步骤；

将第一相流体通入第一通道110中；

将第二相流体直接通入副流口210中，或将第二相流体加压通入副流口210中；

检测第三通道230出口的流体中第二相流体在第一相流体中的分散度；

相应地调整第一相流体的流量、第二相流体的流量或第二相流体的压力以使得第三通道230出口的第二相流体在第一相流体中的分散度达到预设范围。

使用时，第二相流体通过副流口210被混合进第一相流体中，因为上述喷嘴10具有较好的混合效益，这样的喷嘴10不仅能够获得较好的气泡混合流体，还能实现乳化和特定场景下的氧化作业等任务。这样的喷嘴10使用简单、成本低、效率高，具有显著的经济效益。

这样的喷嘴10使用方法可涵盖如下区域范围

1、化妆品制造：油水混合乳化；

2、医药品制造：药品化工、不使用媒体药品氧化或化合；

3、食品.饮料制造：防止氮氧化，二氧化碳液体溶化；

4、生活排水处理净化：污水净化；

5、工业废水处理：COD分解，有机纤维分化溶解，强制曝气固液分离；

6、水产养殖：增加溶解氧含量，分解剩余食物和粪肥，去除附着在鳃上的有机物和沙子成分(生物状态)；

7、牲畜：加入饮用水保持健康状况，提高养殖场地面的冲刷效果；

8、农业：通过使土壤作用于给水，通过喷洒植物来增长土壤，从而改善土壤；

具体在污水处理使用情况如下：

受生活污水污染的河流和湖泊含有大量的氨氮，磷，其他悬浮物即生物由来的有机物居多。这种状态的特征从水浑浊开始就受到污染，污染严重的话就会产生臭气、淤泥堆积。水质超出了国家标准地表水5类水质的几倍以上。即常说的臭黑水。

河湖净化的主角微生物产生臭气的原因是水下微生物的周围环境已经被破坏。微生物作用如分成水中溶解氧和微生物有机物分解方法的话、可分为好氧性区域、无氧区域、厌氧性区域。然而，好氧微生物在整个地区的作用是最终的作用。即水中具有足够的氧含量，能够使得水生态得到改善。

通过上述的喷嘴使用方法，黑臭水中的溶解氧量增大(如通过将含氧气泡分散到水中)，增加好氧性区域比例，并提高厌氧区域(包括污泥)产生的易分解有机物的消化率。并且好氧性区域的溶解氧可超过污泥有机物量和进水有机物总量。另一方面，纳米尺寸的气泡带负电，这种现象直接氧化和分解有机物质。好氧微生物消化的增加和气泡带电这两个方向来进行有机物的分解。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。