用于制备微气泡水的气液混合装置及微气泡水制备装置的制作方法

1.本发明涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种用于制备微气泡水的气液混合装置及微气泡水制备装置。


背景技术：

2.微气泡水内部充满大量微小气泡，在视觉效果下呈现乳白色。微气泡水由水和空气混合形成，其内部气泡直径一般在1~100微米之间。微气泡水具有很强的去污能力，在皮肤清洁、果蔬清洗和污水治理等领域有着广泛的应用。
3.制备微气泡水的装置一般包括进水管路、进气管路、混气罐和出水模块，自来水通过进水管路进入混气罐，空气通过进气管路进入混气罐，空气和水在混气罐内混合后形成气液混合液，气液混合液进入出水模块形成微气泡水。由于外界的空气压力小于自来水压力，在没有增压装置的情况下，空气不能进入混气罐内，需通过气泵或高压气瓶增压才能将空气通入混气罐内。采用气泵对空气增压时，压力通常在0.15mpa以下，当混气罐内水压高于0.15mpa时，使用气泵就不能将空气打进混气罐内，此外，气泵在工作时需要通电，成本较高；而使用高压气瓶的空气进行混合时，由于高压气瓶占用较大空间，并且需经常换气，成本较高，不方便使用，影响用户体验。
4.为了解决微气泡水制备装置中增压装置带来的上述问题，市面上有一种微气泡水机，如图1所示，水罐a内安装混气容器b，水罐a的上端分别设置进气口c和进水口d，其中，进气口c设置用于进气的单向阀，水罐d的下端设置排水口e和出水口f，出水口f通过管路与气泡发生器g（出水花洒）连接；需要将空气通入混气容器b时，关闭进水口d、打开排水口e，通过水罐d内的负压来实现空气从单向阀进入混气容器b，使水和空气混合；当用户需要使用微气泡水时，关闭排水口e、打开进水口d和出水口f，经过气泡发生器g（出水花洒）后得到微气泡水；当混气容器b内空气用完后，重新关闭进水口d、打开排水口e，通过排空混气容器b内的水以实现空气进入。该产品使用复杂，浪费水，且不能实现连续出微气泡水。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于制备微气泡水的气液混合装置，该装置不需要使用空气增压装置，结构简单，降低了成本，能够实现连续输出微气泡水。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明提供的用于制备微气泡水的气液混合装置，包括密闭容器，所述密闭容器通过隔板分隔为横向相邻且密封的混合腔和预混腔；所述预混腔内安装可动密封结构，用于将所述预混腔分隔为水腔和气腔，所述气腔位于所述水腔的上方；所述密闭容器的上端和下端分别设置向所述气腔进气的第一单向阀和向所述水腔进水的进水接口，所述进水接口处安装进水阀，所述隔板上端设置向所述混合腔进气的第二单向阀，所述隔板下端设置与位于所述混合腔内的供水管连通的供水接口；所述混合
腔的下端设置混合水气出口；当所述进水阀开启，所述供水管的喷水口喷水时，所述混合腔的压力小于所述气腔的压力。
7.进一步，所述可动密封结构在所述第一单向阀、所述第二单向阀中靠下的单向阀与所述进水接口、所述供水接口中靠上的接口之间进行纵向活动。
8.进一步，所述可动密封结构为密封固定在所述预混腔中部的柔性隔膜。
9.进一步，所述可动密封结构包括：密封可动安装到所述预混腔中的滑块，设置在所述第一单向阀和所述第二单向阀下方的上限位结构，设置在所述进水接口和所述供水接口上方的下限位结构，所述滑块能够沿所述预混腔内壁在所述上限位结构和所述下限位结构之间滑动。
10.进一步，所述滑块的密度大于水的密度。
11.进一步，所述第二单向阀设置限流孔。
12.进一步，所述气液混合装置还包括：分别安装在所述混合腔上部和下部的上液位传感器和下液位传感器，安装在所述第二单向阀安装接口处的进气电磁阀，控制板；所述控制板用于根据所述上液位传感器和下液位传感器的反馈控制所述进气电磁阀的开关；所述进气电磁阀安装在所述第二单向阀的进气前端。
13.进一步，所述混合腔内的所述喷水口下方还设置混气槽，所述混合水气出口设置在所述混气槽排水口的下方。
14.进一步，所述供水管的喷水口直径小于所述供水管直径。
15.使用本发明的气液混合装置时，打开进水阀，水进入水腔后，经过供水接口和供水管后，由喷水口喷入混合腔，此时混合腔的压力小于气腔的压力，气腔可通过第二单向阀持续向混合腔通入空气，达到水、气混合的目的；关闭进水阀，水和气体混合物经过混合水气出口流出，对混合腔具有泄压作用，水腔中的水和气腔中的气体分别通过供水接口和第二单向阀进入到混合腔中，当气腔中产生负压时，空气通过第一单向阀进入气腔，直至预混腔和混合腔的压力与外界大气压相同。在进水阀开启和关闭的过程中，可动密封结构沿预混腔纵向运动，实现水腔和气腔的压力平衡。本发明气液混合装置的进水阀在开启和关闭状态时，水和气均能够在混合腔内持续混合，为微气泡水的持续产出提供保障，且该装置不需要使用空气增压装置，结构简单，降低了成本。
16.本发明还提供一种微气泡水制备装置，包括：上述气液混合装置，安装到所述混合水气出口上的气泡发生器，与所述气泡发生器连接的微气泡水输出管。
17.本发明的微气泡水制备装置包括本发明的气液混合装置，能够取得气液混合装置能够产生的技术效果，在装置本身成本较低的情况下实现微气泡水的连续供应。
附图说明
18.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的介绍，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。
19.图1为现有技术中的一种微气泡水机的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的微气泡水制备装置的结构示意图；图3为本发明实施例二提供的微气泡水制备装置的结构示意图；图4为本发明实施例三提供的微气泡水制备装置的结构示意图。
20.图标：1—预混腔；1-1—气腔；1-2—水腔；1-2-1—进水接口；1-2-2—供水接口；2—混合腔；2-1—混合水气出口；2-2—混气槽；3—隔板；4—可动密封结构；4-1—滑块；4-2—下限位结构；4-3—上限位结构；5—进水阀；6—第一单向阀；7—第二单向阀；8—供水管；8-1—喷水口；9—气泡发生器；10—微气泡水输出管；11—上液位传感器；12—下液位传感器；13—进气电磁阀。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.参见图2-4，本实施方式提供了本发明的用于制备微气泡水的气液混合装置，包括密闭容器，密闭容器通过隔板3分隔为横向相邻且密封的混合腔2和预混腔1；预混腔1内安装可动密封结构4，用于将预混腔1分隔为水腔1-2和气腔1-1，气腔1-1位于水腔1-2的上方；密闭容器的上端和下端分别设置向气腔1-1进气的第一单向阀6和向水腔1-2进水的进水接口1-2-1，进水接口1-2-1处安装进水阀5，隔板3上端设置向混合腔2进气的第二单向阀7，隔板3下端设置与位于混合腔2内的供水管8连通的供水接口1-2-2，供水管8的喷水口8-1位于混合腔2上部；混合腔2的下端设置混合水气出口2-1；当进水阀5开启，供水管8的喷水口8-1喷水时，混合腔2的压力小于气腔1-1的压力。
24.使用本实施方式中的气液混合装置时，打开进水阀6，水进入水腔1-1后，经过供水接口1-2-2和供水管8后，由喷水口8-1喷入混合腔2，此时混合腔2的压力小于气腔1-1的压力，气腔1-1可通过第二单向阀7持续向混合腔2通入空气，达到水、气混合的目的；关闭进水阀6，水和气体混合物经过混合水气出口2-1流出，对混合腔2具有泄压作用，水腔1-1中的水和气腔1-2中的气体分别通过供水接口1-2-2和第二单向阀7进入到混合腔2中，当气腔1-1中产生负压时，空气通过第一单向阀6进入气腔1-1，直至预混腔1和混合腔2的压力与外界大气压相同。在进水阀5开启和关闭的过程中，可动密封结构4沿预混腔1纵向运动，实现水腔1-2和气腔1-1的压力平衡。该气液混合装置的进水阀5在开启和关闭状态时，水和气均能够在混合腔2内持续混合，为微气泡水的持续产出提供保障，且该装置不需要使用空气增压装置，结构简单，降低了成本。
25.需要说明的是，本实施方式中的进水阀5与自来水管路连通，以便于向气液混合装置供应水。
26.在本实施方式中，可动密封结构4在第一单向阀6、第二单向阀7中靠下的单向阀与进水接口1-2-1、供水接口1-2-2中靠上的接口之间进行纵向活动；其中，第一单向阀6和第
二单向阀7的相对高度不做限定，进水接口1-2-1和供水接口1-2-2的相对高度也不做限定。
27.本实施方式还提供了本发明的微气泡水制备装置，包括：上述气液混合装置，安装到混合水气出口2-1上的气泡发生器9，与气泡发生器9连接的微气泡水输出管10。
28.本实施方式的微气泡水制备装置包括上述气液混合装置，能够取得气液混合装置能够产生的技术效果，在装置本身成本较低的情况下实现微气泡水的连续供应。
29.为了更加清晰的对本发明中的气液混合装置进行阐述，下面将参考附图并结合实施例来详细说明。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.实施例一参见图2，本实施例的气液混合装置中，可动密封结构4为密封固定在预混腔1-1中部的柔性隔膜。
31.本实施例的气液混合装置在使用的过程中，柔性隔膜不断发生形变，以便平衡气腔1-1和水腔1-2的压力，由于隔膜质轻，重力可以忽略不计，因此，水腔1-2的压力p
水
等于气腔1-1的压力p
气
，在进水阀5开启时，只要经过喷水口8-1的水压变低，即混合腔的压力p
混
《p
气
=p
水
，以便空气能够通过第二单向阀7进入到混合腔2中，达到水、气混合的目的。
32.在本实施例中，为了实现经过喷水口8-1后的水压变低，设置供水管8的喷水口8-1直径小于供水管8直径，以达到混合腔2压力p
混
小于气腔1-1压力p
气
的目的。
33.在其他实施例中，也可以设置供水管8的直径小于供水接口1-2-2的直径，或者设置较长的供水管8，或者设置喷水口8-1与供水接口1-2-2有较大的高度差。当然，也可以综合上述特征和本实施例中喷水口8-1直径小于供水管8直径的特征，选取其中的两个或多个设置方式，实现混合腔2压力p
混
小于气腔1-1压力p
气
。
34.具体地，本实施例中的进水阀5开启后，经过喷水口8-1后水的压力降低
∆
p，因此混合腔2压力p
混
=p
水
‑∆
p，由于p
混
=p
水
，气腔1-1压力p
气
大于混合腔2压力p
混
，气腔1-1可持续向混合腔2通入空气。
35.为了使通过第二单向阀7进入混合腔2的空气流量可控，第二单向阀7设置限流孔。
36.本实施例混合腔2内的喷水口8-1下方还设置混气槽2-2，混合水气出口2-1设置在混气槽2-2排水口的下方。
37.优选地，混合水气出口2-1设置在混气槽2-2排水口的正下方，以便通过混气槽2-2排水口的水气混合物能够经过混合水气出口2-1顺利地流入气泡发生器9。
38.实施例二参见图3，本实施例的气液混合装置中，可动密封结构4包括：密封可动安装到预混腔中的滑块4-1，设置在第一单向阀6和第二单向阀7下方的上限位结构4-3，设置在进水接口1-2-1和供水接口1-2-2上方的下限位结构4-2，滑块4-1能够沿预混腔1内壁在上限位结构4-3和下限位结构4-2之间滑动。
39.需要说明的是，可动密封结构4还包括：设置在滑块4-1和预混腔1内壁接触的密封胶圈等密封件。
40.本实施例的气液混合装置在使用的过程中，滑块4-1不断沿预混腔1内壁进行上下滑动，以便平衡气腔1-1和水腔1-2的压力，此时，水腔1-2的压力p
水
、气腔1-1的压力p
气
以及滑块重力g
滑
的关系为p
气
+g
滑
=p
水
，在进水阀5开启时，只要经过喷水口8-1的水压变低至混合腔的压力p
混
《p
气
，以便空气能够通过第二单向阀7进入到混合腔2中，达到水、气混合的目的。
41.在本实施例中，为了实现经过喷水口8-1后的水压变低，设置供水管8的喷水口8-1直径小于供水管8直径，以达到混合腔2压力p
混
小于气腔1-1压力p
气
的目的。
42.在其他实施例中，也可以设置供水管8的直径小于供水接口1-2-2的直径，或者设置较长的供水管8，或者设置喷水口8-1与供水接口1-2-2有较大的高度差。当然，也可以综合上述特征和本实施例中喷水口8-1直径小于供水管8直径的特征，选取其中的两个或多个设置方式，实现混合腔2压力p
混
小于气腔1-1压力p
气
。
43.具体地，本实施例中的进水阀5开启后，经过喷水口8-1后水的压力降低
∆
p，因此混合腔2压力p
混
=p
水
‑∆
p，由于p
气
+g
滑
=p
水
，欲使气腔1-1压力p
气
大于混合腔2压力p
混
，则p
水
‑ꢀg滑
》p
水
‑∆
p，因此，
∆
p》 g
滑
，以保证气腔1-1可持续向混合腔2通入空气。
44.为了防止水的浮力对水腔1-2和气腔1-1的压力平衡造成较大的影响，滑块4-1的密度大于水的密度。
45.为了使通过第二单向阀7进入混合腔2的空气流量可控，第二单向阀7设置限流孔。
46.本实施例混合腔2内的喷水口8-1下方还设置混气槽2-2，混合水气出口2-1设置在混气槽2-2排水口的下方。
47.优选地，混合水气出口2-1设置在混气槽2-2排水口的正下方，以便通过混气槽2-2排水口的水气混合物能够经过混合水气出口2-1顺利地流入气泡发生器9。
48.实施例三参见图4，本实施例的气液混合装置是在实施例一基础上进行了改进，本实施例的气液混合装置还包括：分别安装在混合腔2上部和下部的上液位传感器11和下液位传感器12，安装在第二单向阀7安装接口处的进气电磁阀13，控制板；控制板用于根据上液位传感器11和下液位传感器12的反馈控制进气电磁阀13的开关。
49.具体地，当控制板接收到上液位传感器11发出的反馈信号时，说明此时混合腔2中的液位较高，控制板控制进气电磁阀13开启，气腔1-1向混合腔2通入空气；当控制板接收到下液位传感器12发出的反馈信号时，说明此时混合腔2中的液位较低，控制板控制进气电磁阀13关闭，此时气腔1-1停止向混合腔2通入空气。
50.通过在气液混合装置中设置上液位传感器11、下液位传感器12，进气电磁阀13和控制板，实现其动态控制，保证水、气的混合，提高装置的运行可靠性。
51.由于上述元件的设置，实现了混合腔2内进气的动态控制，因此，第二单向阀7可以不用设置限流孔。
52.在本实施例的气液混合装置中，进气电磁阀13安装在第二单向阀7的进气前端。也就是说，空气经过进气电磁阀13才能经过第二单向阀7，进气电磁阀13开启后，空气触发第二单向阀7动作；进气电磁阀13关闭后，第二单向阀7不动作。因此，减少了第二单向阀7的动作次数，提高了第二单向阀7的使用寿命。
53.需要说明的是，在另一实施例中，也可以基于本实施例中的特征对实施例二进行改进，即将上液位传感器11和下液位传感器12安装到实施例二气液混合装置中混合腔2的上部和下部，将进气电磁阀13安装在第二单向阀7安装接口处，通过控制板控制进气电磁阀13的开关，实现混气腔2进气的动态控制。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。