Генератор микропузырьков своими руками

Как сделать магнитострикционный излучатель своими руками: описание, схема и рекомендации

Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

Схема устройства

Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

Кольцевая модификация

Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

Устройство с яром

Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

Модель с двойной обмоткой

Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

Излучатели на базе отражателя

Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

Устройства для эхолотов

Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. Волновое сопротивление у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой генератор своими руками, стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. Предельное напряжение у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

Модификации для рыболокаторов

Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

Модели низкого волнового сопротивления

Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

Устройства высокого волнового сопротивления

Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

Стержневые устройства

Схема ультразвукового излучателя стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

Модели с однопереходными конденсаторами

Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

Источник

BG-1000 — генератор микропузырьков диаметром 15 мкм для изучения аэродинамики

Генератор микропузырьков BG-1000 от TSI предназначен для получения большого количества пузырьков, которые используются в качестве затравочных частиц в плоских и объемных PIV системах для измерения потока в аэродинамических трубах (открытого и закрытого типов) или в открытой среде. Пузырьки со средним диаметром 15 мкм отлично подходят для обтекания небольших структур или исследований в пограничном слое и позволяют произвести измерения с высочайшей точностью и пространственным разрешением. Высокая концентрация, составляющая 10 7 пузырьков/с, и длительное время пребывания делают этот генератор идеальным прибором для исследования потоков..

Пузырьки на основе поверхностно-активного вещества или на водной основе со средним размером 15 микрон позволяют проводить 2D измерения PIV на плоскости размером до 1,5 х 1,5 м, а также 3D PIV с объемом более 6000 см 3 , обладая превосходной точностью разрешения небольших структур потока.

Доступны две модели генератора: BG-1000 и BG-1000E. Обе модели обладают идентичными параметрами и преимуществами за исключением питания. BG-1000 требует входного напряжения 110 В, а BG-1000E – 220 В.

Особенности и преимущества:

Источник

Генератор микропузырьков и устройство генерирования микропузырьков

Патент 2553900

Генератор микропузырьков и устройство генерирования микропузырьков

Изобретение относится к генератору микропузырьков и устройству генерирования микропузырьков. Одним из аспектов настоящего изобретения является генератор микропузырьков, в котором имеется вихревая камера, отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры, и выпускную трубу, предназначенную для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена. Выпускная труба проходит сквозь поверхность стенки вихревой камеры и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры. В соответствии с данной конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Изобретение обеспечивает получение генератора микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен, то есть обеспечивает эффективное формирование пузырьков с размером нанометрического диапазона. 5 н.п. ф-лы, 5 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к генератору микропузырьков и устройству генерирования микропузырьков.

В последние годы газожидкостные текучие смеси, содержащие микропузырьки, стали использовать в различных отраслях промышленности, например, для растворения бедной кислородом водной массы в закрытом водном пространстве, как средство активации микроорганизмов при дренажной обработке, при выращивании растений на гидропонике и т.п. и для удаления загрязняющих веществ с поверхности субстратов; во всех этих случаях важна возможность введения в воду различных газов путем придания таким газам формы пузырьков.

Например, в нерассмотренной патентной заявке Японии № 2003-182158 применен дополнительный завихряющий участок, предназначенный для трансформации жидкости, вводимой через отверстие для подачи жидкости в газожидкостную вихревую камеру, вихревой поток образуется на той поверхности стенки, где расположено отверстие для подачи газа, при этом эта поверхность перпендикулярна той поверхности стенки, в которой расположено отверстие для подачи жидкости. Во время образования вихревого потока жидкость у поверхности стенки, в которой расположено отверстие для подачи газа, поворачивает обратно, а газ, втягиваемый под действием отрицательного давления, создаваемого вихревым потоком, движется к выпускному отверстию в поверхности противоположной стенки.

В нерассмотренной патентной заявке Японии № 2008-272719 применено множество кольцевых канавок, расположенных так, что текучая газожидкостная смесь, вводимая в газожидкостную вихревую камеру, не расширяется в осевом направлении, и вихревой поток текучей газожидкостной среды образуется на той поверхности стенки, где нет отверстия для подачи текучей газожидкостной смеси, при этом эта поверхность стенки перпендикулярна поверхности, в которой расположено отверстие для подачи текучей газожидкостной смеси. Текучая газожидкостная смесь у этой поверхности стенки поворачивает обратно, движется к противоположной поверхности стенки, в которой имеется выпускное отверстие, при этом скорость завихрения увеличивается, и выходит через выпускное отверстие.

Документы известного уровня техники

Патентный документ 1: Нерассмотренная патентная заявка Японии № 2003-182158

Патентный документ 2: Нерассмотренная патентная заявка Японии № 2008-272719

Задачи, решаемые настоящим изобретением

В любом из описанных выше устройств вихревого типа генерирования микропузырьков обеспечивается уменьшение размера пузырьков, однако не обеспечивается эффективного образования пузырьков с размером нанометрического диапазона.

Настоящее изобретение является результатом рассмотрения известного уровня техники, его задачей является обеспечение генератора микропузырьков и т.д., пригодного для эффективного формирования пузырьков с размером нанометрического диапазона.

Средство решения поставленных задач

В соответствии с настоящим изобретением для решения поставленной задачи применены конфигурации, описанные в формуле изобретения. Далее это изобретение будет описано подробно.

В первом аспекте настоящим изобретением обеспечивается генератор микропузырьков, в котором имеется:

отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры; и

выпускная труба, предназначенная для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена, где

выпускная труба проходит сквозь поверхность стенки вихревой камеры и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры.

В соответствии с данной конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Таким образом, может быть получен такой генератор микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен.

Вторым аспектом настоящего изобретения является генератор микропузырьков по п.1, в котором

центральная ось выпускной трубы в вихревой камере располагается в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором вводится текучая среда.

В соответствии с этой конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Таким образом, может быть получен такой генератор микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен.

Третьим аспектом настоящего изобретения является генератор микропузырьков по п.1, в котором имеется:

отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры; и

выпускная труба, предназначенная для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена, где

текучая среда, вводимая через отверстие для подачи текучей среды, циркулирует по окружности вокруг выпускной трубы, затем протекает от одного конца выпускной трубы к другому концу и выпускается.

В соответствии с этой конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Таким образом, может быть получен такой генератор микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен.

Четвертым аспектом настоящего изобретения является генератор микропузырьков по п.3, в котором:

один конец выпускной трубы расположен рядом с поверхностью стенки вихревой камеры, обращенной к той поверхности стенки, сквозь которую проходит выпускная труба.

В соответствии с этой конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Таким образом, может быть получен такой генератор микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен.

В пятом аспекте настоящим изобретением обеспечивается устройство генерирования микропузырьков, в котором имеется:

генератор микропузырьков по п.4; и

резервуар для хранения текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками.

Шестым аспектом настоящего изобретения является генератор микропузырьков, в котором имеется:

вихревая камера, обладающая пространством, в котором текучая среда способна завихряться;

отверстие для подачи текучей среды, предназначенное для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры; и

выпускная труба, где

в вихревой камере имеется первая поверхность стенки, по существу, перпендикулярная той поверхности вихревой камеры, в которой расположено отверстие для подачи текучей среды, и вторая поверхность стенки, обращенная к первой поверхности стенки, и

выпускная труба проходит сквозь вторую поверхность стенки и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры.

В соответствии с данной конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Таким образом, может быть получен такой генератор микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен.

Седьмым аспектом настоящего изобретения является генератор микропузырьков, в котором имеется:

вихревая камера, обладающая пространством, в котором текучая среда способна завихряться;

отверстие для подачи текучей среды, предназначенное для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры; и

выпускная труба, где

в вихревой камере имеется первая поверхность стенки, перпендикулярная той поверхности вихревой камеры, в которой расположено отверстие для подачи текучей среды, и вторая поверхность стенки, обращенная к первой поверхности стенки, и

выпускная труба расположена, по существу, на центральной оси вихревой камеры, проходит сквозь вторую поверхность стенки и достигает места рядом с первой поверхностью стенки.

В соответствии с данной конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Таким образом, может быть получен такой генератор микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен.

В восьмом аспекте настоящим изобретением обеспечивается устройство генерирования микропузырьков, включающее:

генератор микропузырьков, в котором имеется вихревая камера, отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры, и выпускную трубу, предназначенную для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена, где выпускная труба проходит сквозь поверхность стенки вихревой камеры и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры; и

резервуар для хранения текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками, где

текучая среда с микропузырьками выходит из резервуара для хранения текучей среды вертикально вверх.

В девятом аспекте настоящим изобретением обеспечивается устройство генерирования микропузырьков, включающее:

генератор микропузырьков, в котором имеется вихревая камера, отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи газожидкостной смешанной текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры, и выпускную трубу, предназначенную для направления газожидкостной смешанной текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором газожидкостная смешанная текучая среда введена, где выпускная труба проходит сквозь поверхность стенки вихревой камеры и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры, и газожидкостная смешанная текучая среда, введенная через отверстие для подачи текучей среды, циркулирует по окружности вокруг выпускной трубы, затем протекает от одного конца выпускной трубы к другому концу; и

резервуар для хранения текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками, где

текучая среда с микропузырьками выходит из резервуара для хранения текучей среды вертикально вверх.

В десятом аспекте настоящим изобретением обеспечивается устройство генерирования микропузырьков, включающее:

генератор микропузырьков, в котором имеется вихревая камера, отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры, и выпускную трубу, предназначенную для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена, где выпускная труба проходит сквозь поверхность стенки вихревой камеры и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры, газожидкостная смешанная текучая среда, введенная через отверстие для подачи текучей среды, циркулирует по окружности вокруг выпускной трубы, затем протекает от одного конца выпускной трубы к другому концу, газожидкостная смешанная текучая среда поворачивает в обратном направлении у поверхности стенки и втекает с открытого одного конца впускной трубы, указанная поверхность стенки представляет собой поверхность стенки вихревой камеры, обращенную к указанной поверхности стенки, сквозь которую проходит выпускная труба; и

резервуар для хранения текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками, где

текучая среда с микропузырьками выходит из резервуара для хранения текучей среды вертикально вверх.

В одиннадцатом аспекте настоящим изобретением обеспечивается устройство генерирования микропузырьков, включающее:

генератор микропузырьков, в котором имеется цилиндрическая газожидкостная вихревая камера с пространством, в котором газожидкостная смешанная текучая среда способна завихряться, цилиндр для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, в котором имеется отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности газожидкостной вихревой камеры, первая поверхность стенки, перпендикулярная поверхности, в которой расположено отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, вторая поверхность стенки, обращенная к первой поверхности стенки, при этом вторая поверхность стенки расположена рядом с отверстием для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, и выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды, расположенное на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры, при этом выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды проходит сквозь вторую поверхность стенки и достигает места вблизи первой поверхности стенки;

насос для подачи текучей среды в генератор микропузырьков;

всасывающий трубопровод, соединенный со всасывающим отверстием насоса;

отводной трубопровод, соединенный с выпускным отверстием насоса и соединенный с отверстием для подачи газожидкостной смешанной текучей среды;

цилиндрический корпус, образующий резервуар для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками, выходящей из генератора микропузырьков;

полусферическая третья поверхность стенки, образующая верхнюю часть резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды;

выпускное отверстие резервуара для хранения, расположенное в верхней части центральной оси резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом выпускное отверстие резервуара для хранения проходит сквозь третью поверхность стенки;

полусферическая четвертая поверхность стенки, образующая нижнюю часть резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды;

дренажное отверстие, расположенное в нижней части центральной оси резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом дренажное отверстие проходит сквозь четвертую поверхность стенки;

отводной трубопровод резервуара для хранения, соединенный с выпускным отверстием резервуара для хранения; и

дренажный трубопровод, соединенный с дренажным отверстием.

В двенадцатом аспекте настоящим изобретением обеспечивается устройство генерирования микропузырьков, включающее:

генератор микропузырьков, в котором имеется цилиндрическая газожидкостная вихревая камера с пространством, в котором газожидкостная смешанная текучая среда способна завихряться, цилиндр для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, в котором имеется отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности газожидкостной вихревой камеры, первая поверхность стенки, перпендикулярная поверхности, в которой расположено отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, вторая поверхность стенки, обращенная к первой поверхности стенки, при этом вторая поверхность стенки расположена рядом с отверстием для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, и трубчатое выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды, расположенное на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры, при этом выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды проходит сквозь вторую поверхность стенки и достигает места вблизи первой поверхности стенки;

насос для подачи текучей среды в генератор микропузырьков;

всасывающий трубопровод, соединенный со всасывающим отверстием насоса;

отводной трубопровод, соединенный с выпускным отверстием насоса и соединенный с отверстием для подачи газожидкостной смешанной текучей среды;

отверстие для сброса газожидкостной смешанной текучей среды, расположенное на оси отрицательного давления, создаваемого вихревым потоком текучей среды с микропузырьками, выходящей из генератора микропузырьков;

цилиндрический корпус, образующий резервуар для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками, сбрасываемой через отверстие для сброса газожидкостной смешанной текучей среды;

полусферическая третья поверхность стенки, образующая верхнюю часть резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды;

выпускное отверстие резервуара для хранения, расположенное в верхней части центральной оси резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом выпускное отверстие резервуара для хранения проходит сквозь третью поверхность стенки;

полусферическая четвертая поверхность стенки, образующая нижнюю часть резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды;

дренажное отверстие, расположенное в нижней части центральной оси резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом дренажное отверстие проходит сквозь четвертую поверхность стенки;

отводной трубопровод резервуара для хранения, соединенный с выпускным отверстием резервуара для хранения; и

дренажный трубопровод, соединенный с дренажным отверстием, где

газожидкостная смешанная текучая среда, подаваемая через отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, циркулирует по окружности вокруг выпускного отверстия для газожидкостной смешанной текучей среды, затем поворачивает обратно у первой поверхности стенки, втекает с открытого одного конца выпускного отверстия для газожидкостной смешанной текучей среды и протекает от указанного одного конца выпускного отверстия для газожидкостной смешанной текучей среды к другому концу.

Следует отметить, что одним из примеров других аспектов изобретения может служить устройство генерирования микропузырьков, включающее:

генератор микропузырьков, в котором имеется цилиндрическая газожидкостная вихревая камера с пространством, в котором газожидкостная смешанная текучая среда способна завихряться, цилиндрический корпус, в котором имеется газожидкостная вихревая камера, цилиндр для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, в котором имеется отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности газожидкостной вихревой камеры, первая поверхность стенки, перпендикулярная поверхности, в которой расположено отверстие для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, вторая поверхность стенки, обращенная к первой поверхности стенки, при этом вторая поверхность стенки расположена рядом с отверстием для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, и выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды, расположенное на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры, при этом выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды проходит сквозь вторую поверхность стенки и достигает места вблизи первой поверхности стенки;

насос для подачи текучей среды в генератор микропузырьков;

всасывающий трубопровод, соединенный со всасывающим отверстием насоса;

отводной трубопровод, соединенный с выпускным отверстием насоса и соединенный с отверстием для подачи газожидкостной смешанной текучей среды;

отверстие для сброса газожидкостной смешанной текучей среды, расположенное на оси отрицательного давления, создаваемого вихревым потоком текучей среды с микропузырьками, выходящей из генератора микропузырьков;

цилиндрический корпус, образующий резервуар для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, вмещающий в себя генератор микропузырьков и хранящий текучую среду с микропузырьками, сбрасываемой через отверстие для сброса газожидкостной смешанной текучей среды;

полусферическая третья поверхность стенки, образующая верхнюю часть резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды;

выпускное отверстие резервуара для хранения, расположенное в верхней части центральной оси резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом выпускное отверстие резервуара для хранения проходит сквозь третью поверхность стенки;

полусферическая четвертая поверхность стенки, образующая нижнюю часть резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды;

дренажное отверстие, расположенное в нижней части центральной оси резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом дренажное отверстие проходит сквозь четвертую поверхность стенки;

отводной трубопровод резервуара для хранения, соединенный с выпускным отверстием резервуара для хранения; и

дренажный трубопровод, соединенный с дренажным отверстием.

Благодаря настоящему изобретению может быть создано устройство генерирования микропузырьков, позволяющее уменьшить размер формируемых в нем микропузырьков.

Далее другие задачи, отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения поясняются в подробном описании, основанном на одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, описываемом ниже, и прилагаемых чертежах.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой иллюстративный вид, показывающий конфигурацию генератора микропузырьков;

Фиг.2 представляет собой иллюстративный вид, показывающий указанную конфигурацию генератора микропузырьков;

Фиг.3 представляет собой иллюстративный вид, показывающий указанную конфигурацию генератора микропузырьков;

Фиг.4 представляет собой иллюстративный вид, показывающий конфигурацию устройства генерирования микропузырьков вихревого типа;

Фиг.5 представляет собой график распределения частиц по размерам для микропузырьков, формируемых в данном устройстве генерирования микропузырьков.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

В любом обычно применяемом устройстве генерирования микропузырьков вихревого типа размер пузырьков уменьшается, однако при этом на их формирование затрачивается значительное количество энергии и не обеспечивается эффективного образования пузырьков с размером нанометрического диапазона. Таким образом, имеется задача обеспечить более энергоэкономичный генератор микропузырьков, способный эффективным образом формировать пузырьки с размером нанометрического диапазона, и устройство генерирования микропузырьков, снабженное этим генератором микропузырьков.

Например, генератор 1 микропузырьков данного варианта осуществления изобретения включает выпускной цилиндр 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, снабженный выпускным отверстием 8 для газожидкостной смешанной текучей среды, проходящий сквозь вторую поверхность 7 стенки, расположенный на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3 и достигающий места вблизи первой поверхности 6 стенки. Таким образом, газожидкостная смешанная текучая среда, подаваемая через отверстие 4 для подачи текучей среды так, что она движется вдоль внутренней поверхности цилиндрического корпуса 2 между выпускным цилиндром 9 для газожидкостной смешанной текучей среды и цилиндрическим корпусом 2, поворачивает обратно у первой поверхности 6 стенки, при этом образуя периферийный вихревой поток 11, затем газожидкостная смешанная текучая среда 10 перемещается по внутреннему пространству выпускного цилиндра 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, снабженного выпускным отверстием 8 для газожидкостной смешанной текучей среды, при этом образуя внутренний вихревой поток 12, и выходит из цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3. Тем самым можно предотвратить существование друг рядом с другом потоков с разнонаправленными векторами, поэтому можно избежать уменьшения скорости обоих потоков: и периферийного вихревого потока 11, и внутреннего вихревого потока 12, следовательно, можно создать дополнительно трансформированные потоки: периферийный вихревой поток 11 и внутренний вихревой поток 12. Следовательно, что касается газожидкостной смешанной текучей среды 10, вводимой через отверстие 4 для подачи текучей среды, завихряющее усилие может быть приложено к газожидкостной смешанной текучей среде 10 в газожидкостной вихревой камере 3 более эффективно при меньшем давлении, чем в обычно применяемых устройствах генерирования микропузырьков вихревого типа. Таким образом, в газе, содержащемся в газожидкостной смешанной текучей среде 10, создается большее сдвиговое усилие, поэтому снижение размера пузырьков облегчается.

Следует отметить, что текучие среды включают текучие среды, в которых газ смешан с жидкостью, текучие среды, в которых газ вплавлен в жидкость, и т.п. Примером жидкости может служить вода, растворитель, бензин и т.п. Примером газа может быть азот, кислород, диоксид углерода, озон, этилен, водород и т.п. В настоящем документе рассматривается, главным образом, случай, когда в генератор микропузырьков вводят текучую среду, представляющую собой газожидкостную смесь.

Далее со ссылкой на чертежи подробно описан вариант осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 показана конфигурация генератора микропузырьков настоящего варианта осуществления изобретения. А представляет собой вид генератора в вертикальном разрезе, В представляет собой сечение по линии А-А´ на этой фигуре.

Как видно на данной фигуре, генератор 1 микропузырьков состоит из цилиндрического корпуса 2, цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3 с пространством, в котором газожидкостная смешанная текучая среда 10 способна завихряться, отверстия 4 для подачи текучей среды, через которое газожидкостную смесь 10 вводят вдоль линии, касательной к внутренней поверхности газожидкостной вихревой камеры 3, цилиндра 5 для подачи газожидкостной смешанной текучей среды, снабженного отверстием 4 для подачи текучей среды, первой поверхности 6 стенки, перпендикулярной той поверхности газожидкостной вихревой камеры 3, в которой расположено отверстие 4 для подачи текучей среды, второй поверхности стенки, расположенной около отверстия 4 для подачи текучей среды, выпускного отверстия 8 для газожидкостной смешанной текучей среды, расположенного на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3, при этом выпускное отверстие для газожидкостной смешанной текучей среды проходит сквозь вторую поверхность 7 стенки и достигает места вблизи первой поверхности 6 стенки, а выпускной цилиндр 9 для газожидкостной смешанной текучей среды снабжен выпускным отверстием 8 для газожидкостной смешанной текучей среды.

Как показано на данной фигуре, выпускной цилиндр 9 для газожидкостной смешанной текучей среды расположен на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3, внутри газожидкостной вихревой камеры 3 в цилиндрическом корпусе 2, он проходит сквозь вторую поверхность 7 стенки и достигает места вблизи первой поверхности 6 стенки. Эти два цилиндра образуют двухцилиндровую структуру генератора 1 микропузырьков. Выпускное отверстие 8 для газожидкостной смешанной текучей среды, имеющееся в выпускном цилиндре 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, расположено рядом с первой поверхностью 6 стенки.

Газожидкостная смешанная текучая среда 10, вводимая через отверстие 4 для подачи текучей среды генератора 1 микропузырьков, имеющего описанную выше конфигурацию, перемещается между выпускным цилиндром 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, расположенным на центральной оси цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3, и цилиндрическим корпусом 2, двигаясь вдоль внутренней поверхности цилиндрического корпуса. Таким образом, в цилиндрической газожидкостной вихревой камере 3 может быть создан трансформированный периферийный вихревой поток 11.

Периферийный вихревой поток 11 перемещается к первой поверхности 6 стенки цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3 и, достигнув первой поверхности 6 стенки, поворачивает обратно, скорость завихрения внутри выпускного цилиндра 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, обладающего меньшим диаметром, чем у цилиндрического корпуса 2, увеличивается, и образуется внутренний вихревой поток 12. Этот внутренний вихревой поток 12 представляет собой высокоскоростной вихревой поток, и в его центральной области под действием центробежной силы формируется полое пространство с отрицательным давлением.

Как описано выше, генератор 1 микропузырьков включает в себя выпускной цилиндр 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, снабженный выпускным отверстием 8 для газожидкостной смешанной текучей среды, проходящий сквозь вторую поверхность 7 стенки по центру цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3 и достигающий места у первой поверхности 6 стенки. Таким образом, газожидкостная смешанная текучая среда 10, вводимая через отверстие 4 для подачи текучей среды, перемещается вдоль внутренней поверхности цилиндрического корпуса 2 между выпускным цилиндром 9 для газожидкостной смешанной текучей среды и цилиндрическим корпусом 2 и у первой поверхности 6 стенки поворачивает обратно, создавая периферийный вихревой поток 11, затем газожидкостная смешанная текучая среда 10 перемещается по внутреннему пространству выпускного цилиндра 9 для газожидкостной смешанной текучей среды, снабженного выпускным отверстием 8 для газожидкостной смешанной текучей среды, создавая внутренний вихревой поток 12, и выходит наружу из цилиндрической газожидкостной вихревой камеры 3. Тем самым, можно предотвратить существование друг рядом с другом потоков с разнонаправленными векторами, поэтому можно избежать уменьшения скорости обоих потоков: и периферийного вихревого потока 11, и внутреннего вихревого потока 12, следовательно, можно создать дополнительно трансформированные потоки: периферийный вихревой поток 11 и внутренний вихревой поток 12. Таким образом, что касается газожидкостной смешанной текучей среды 10, вводимой через отверстие 4 для подачи текучей среды, завихряющее усилие может быть приложено к газожидкостной смешанной текучей среде 10 в газожидкостной вихревой камере 3 более эффективно, при меньшем давлении, чем в обычно применяемых устройствах генерирования микропузырьков вихревого типа. Таким образом, в газе, содержащемся в газожидкостной смешанной текучей среде 10, создается большее сдвиговое усилие, поэтому снижение размера пузырьков облегчается.

Устройство генерирования микропузырьков

Фиг.4 представляет собой наглядное изображение, поясняющее конфигурацию устройства 21 генерирования микропузырьков, снабженного генератором 1 микропузырьков, показанным на фиг.1.

На этой фигуре устройство 21 генерирования микропузырьков, снабженное генератором 1 микропузырьков, обеспечивает подачу текучей среды 27 с микропузырьками из генератора 1 микропузырьков, в нем имеется насос 22 для подачи газожидкостной смешанной текучей среды 10 в генератор 1 микропузырьков, всасывающий трубопровод 24, соединенный со всасывающим отверстием 23 насоса 22, отводной трубопровод 26, соединенный с выпускным отверстием 25 этого насоса и соединенный с отверстием 4 для подачи газожидкостной смешанной текучей среды генератора 1 микропузырьков, и выпускное отверстие 8 для газожидкостной смешанной текучей среды генератора 1 микропузырьков.

Газожидкостной эжектор 31 снабжен отводным трубопроводом 33, соединенным со входным отверстием 32 для газожидкостной смешанной текучей среды, и отверстием 36 для сброса газожидкостной смешанной текучей среды, расположенным на оси отрицательного давления 35, образуемой вихревым потоком 34 текучей среды 27 с микропузырьками, выходящей из генератора 1 микропузырьков, и пригоден для эффективного рассеивания текучей среды 27 с микропузырьками, поступающей из генератора 1 микропузырьков, в резервуаре для хранения газожидкостной смешанной текучей среды.

Благодаря наличию цилиндрического корпуса 43, в котором имеется резервуар 42 для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, вмещающий в себя устройство 21 генерирования микропузырьков и хранящий текучую среду 27 с микропузырьками, сбрасываемой через отверстие 36 для сброса газожидкостной смешанной текучей среды, полусферическая третья поверхность стенки 44, расположенная в верхней части резервуара 42 для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, выпускное отверстие 45 резервуара для хранения, расположенное в верхней части центральной оси резервуара 42 для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом выпускное отверстие 45 резервуара для хранения проходит сквозь третью поверхность стенки 44, полусферическая четвертая поверхность стенки 46, расположенная в нижней части резервуара для хранения газожидкостной смешанной текучей среды 42, дренажное отверстие 47, расположенное в нижней части центральной оси резервуара 42 для хранения газожидкостной смешанной текучей среды, при этом дренажное отверстие 47 проходит сквозь четвертую поверхность стенки, из выпускного отверстия 45 резервуара для хранения может быть получена текучая среда 27 с микропузырьками. Следует отметить, что может быть предусмотрено наличие отводного трубопровода резервуара для хранения, соединенного с выпускным отверстием 45 резервуара для хранения, дренажного трубопровода, соединенного с дренажным отверстием 47.

В обычных устройствах генерирования микропузырьков вихревого типа для получения микропузырьков необходимо непосредственно погружать генератор в воду. Однако в устройстве 21 генерирования микропузырьков настоящего варианта осуществления изобретения, благодаря наличию резервуара 42 для хранения газожидкостной смешанной текучей среды с микропузырьками, текучая среда 27 с микропузырьками может быть получена без погружения дренажного отверстия 47 выпускной трубы 46 резервуара для хранения.

Всасывающая труба может представлять собой определенную выступающую часть всасывающего трубопровода, соединенного со всасывающим отверстием насоса, либо отверстие для подачи газа может быть предусмотрено в корпусе насоса. В качестве альтернативы, может быть предусмотрено наличие трубопровода для подачи газа, соединенного с отверстием для подачи газа и соединенного с газовыпускным отверстием насоса для подачи газа; или трубопровода для подачи газа, соединенного с газовыпускным отверстием насоса для подачи газа газового контейнера.

Распределение по размерам формируемых микропузырьков

На фиг.5 представлен график распределения частиц по размерам для микропузырьков, формируемых в данном устройстве генерирования микропузырьков.

Как показано на этой фигуре, было отмечено наличие микропузырьков с размером частиц в диапазоне от 10 нм или более до 300 нм или менее, их количество составило 100 миллионов или более. Было получено множество микропузырьков с размером частиц в диапазоне от 50 нм или более до 150 нм или менее, кроме того, в диапазоне от 50 нм или более до 110 нм или менее, кроме того, с размером частиц в диапазоне около 100 нм. Эти данные указывают на то, что пузырьки с размером частиц порядка нанометра могут быть эффективным образом получены способом описанного выше варианта осуществления изобретения.

В качестве материала для изготовления описанных вы

Источник