[0001] 本发明属于微气泡发生器技术领域，具体涉及一种微气泡发生器及方法。

[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

[0003] 微气泡是气体在液体中形成的超小型气泡，其直径一般在数微米至数百微米范围。微气泡技术利用微小气泡的巨大表面积与体积比，可以极大增强气液之间的传质传热效果，从而改变液体的多种性质，这为工业生产和环境治理带来许多新的应用机遇。

[0004] 目前，根据微气泡发生装置产生气泡的原理不同，目前微气泡发生装置可以分为机械式、流体动力式、声化式等类型。机械式是最常见的一种，通过高速旋转的旋转器将气体剪切成细小气泡。优点是结构简单，效率较高，但存在气泡大小难以控制、易聚集等问题。流体动力式利用流体的剪切脉动、涡流等产生气泡。如利用两种流速不同的流体的剪切界面产生微气泡。这类方法可控性较好，但设备复杂，效率一般。声化式是利用高频声波的震荡作用使气泡不断剪切细化。其制备的气泡分散性好，但设备成本较高。

[0005] 综上，现有微气泡发生装置多存在气泡生成效率不高、粒径控制不精准等问题。

[0038] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0039] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0040] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0041] 实施例一

[0042] 微气泡发生器，如图1所示，包括附有超微滤膜的新型文丘里管、逆向特斯拉阀原理流道和微气泡混合均匀通道。流体通过第一段进行气泡的预剪切与预混合，经过第二段进行进一步剪切减小粒径，最后经过第三段进行气液均匀混合流出。

[0043] 第一段为附有超微滤膜的新型文丘里管，在空气入口处附有超微滤膜，具有良好的疏水性，且滤膜孔隙为微米级，可通过气体阻断液体。

[0044] 在部分实施例中，当所需微气泡体积分数不大，可采用自吸式原理，此时滤膜可以保证液体不会在空气入口处流出；当所需体积分数较大的微气泡，可在空气入口处安装气泵。经过新型文丘里管的预处理气液混合物，气泡粒径大小不一且气液混合不均匀。

[0045] 在本实施例中，第一段包含依次设置的入口部1、收缩段2、狭窄部(或称为喉道3)、发散段4和预混合段5，所述狭窄部的直径小于入口部1的直径，由收缩段4平滑过渡，以形成负压，所述预混合段5的直径大于所述狭窄部的直径，并和第二段平滑连接。

[0046] 如图2所示，狭窄部具有一喉道管31，所述喉道管31的管壁上设置有多个通孔、开口或缝隙，所述通孔、开口或缝隙作为空气入口33，所述喉道管的管壁内沿设置有超微滤膜32，所述超微滤膜32和通孔、开口或缝隙的位置相对应。

[0047] 喉道管31的外侧设置有一腔体，腔体通过所述通孔和喉道管内部连通，且所述腔体设置有一用于和外界连通的连通口34。

[0048] 在部分实施例中，连通口34设置有气泵。

[0049] 在部分实施例中，喉道管31的内径大小相同，且和收缩段4的末端平滑过渡，所述通孔阵列式分布在所述喉道管31上。

[0050] 第二段为逆向特斯拉阀原理流道，经过第一段预处理的气液混合物通入，流体在流道内分成两段，在交汇处碰撞产生涡流，具有较强的湍动能，将流体中的大气泡进一步剪切剪碎形成小一级的气泡，当所需体积分数较大的微气泡时，过多的气体在第一段通道与一段逆向特斯拉阀原理流道不能完全剪碎成均匀粒径的微气泡，此时可以增加第二段中流道的段数，增加剪切的次数来完成。

[0051] 在本实施例中，如图3所示，包括两个曲率大于设定值的流道，且所述流道在末端设置有交汇处，使得各流道内的流体能够在交汇处碰撞产生涡流。

[0052] 部分实施例中，曲率至少大于180°，以产生涡流、碰撞。

[0053] 两个流道前为特斯拉阀原理流道轴连接61，和预混合段5之间通过一收缩部过渡，两个流道交汇后为特斯拉阀原理流道孔连接61。

[0054] 第三段为微气泡混合均匀通道，经过第二段流出的流体由于结构原因，流体主要流向一侧，如图4所示。在此大直径流道内，流体主要部分集中在一侧，此时微气泡聚集，极易发生聚并现象，在流体少的部位会产生较大范围湍动能较低的涡流，会将一侧的聚集的微气泡均匀分散，形成均匀分散微气泡流体。

[0055] 在部分实施例中，各个流道均为圆形流道。

[0056] 当然，其他实施例中，也可以更改各部件/流道的形状、数量等，这些均为本领域技术人员容易想到的，理应属于本发明的保护范围

[0057] 实施例二

[0058] 如实施例一所提供的的微气泡发生器的工作方法，包括：

[0059] 如图4所示，液体由水泵流入液体入口1，经过收缩段2液体流速骤增，压强降低，在空气入口处形成负压，当所需微气泡体积分数不大，可采用此负压构成自吸式原理将空气压入喉道31，此时滤膜32可以保证液体不会在空气入口33处流出；当所需体积分数较大的微气泡，可在外界连通口34处安装气泵。

[0060] 如图5所示，由超微滤膜进入通道的空气由于孔隙狭小产生的气泡因此比较小，加之液体流速快，流体与壁面有着较大的剪切力，可以将微气泡进一步剪切，气泡流体在发散段4形成密集的粒径不一的微气泡流，经过预混合段5进行了初步的微气泡与液体的均匀混合。

[0061] 随后经过预混合的液混合物通入逆向特斯拉阀原理流道6，流体在流道内分成两段，在交汇处碰撞产生涡流，具有较强的湍动能，将流体中的大气泡进一步剪切剪碎形成小一级的气泡，当所需体积分数较大的微气泡时，过多的气体在第一段通道与一段逆向特斯拉阀原理流道不能完全剪碎成均匀粒径的微气泡，此时可以增加第二段中流道的段数，增加剪切的次数来完成。

[0062] 进过完全剪切的微气泡流经过第二段流出，由于结构原因，流体主要流向一侧，在此大直径流道内，流体主要部分集中在一侧，此时微气泡聚集，极易发生聚并现象，在流体少的部位会产生较大范围湍动能较低的涡流，会将一侧的聚集的微气泡均匀分散，形成均匀分散微气泡流体。

[0063] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，本领域技术人员不需要付出创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。