[发明专利]一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生方法及装置

权利要求书

1.一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生装置，其特征在于，包括进水管(1)、收缩腔(2)、一次加速管(3)、一次降速增压腔(4)、一级稳压腔(5)、二次加速管(6)、二次加压扩散腔(7)、U型分流器(8)、一级切割板(9)和二级切割板(10)，收缩腔(2)两端分别与进水管(1)末端和一次加速管(3)相连，一次加速管(3)顶部开有与进气管(11)相连的进气口，一次降速增压腔(4)与一次加速管(3)末端连接，一级稳压管(5)与一次降速增压腔(4)连接，二次加速管(6)与一级稳压管(5)连接，二次加压扩散腔(7)与二次加速管(6)连接，二次加压扩散腔(7)内含有U型分流器(8)、多个一级切割板(9)和多个二级切割板(10)，其中U型分流器(8)与二次加压扩散腔(7)处在同一垂直线上，U型分流器(8)距二次加速管末端距离为1-10cm，U型分流器(8)底面积为二次加压扩散腔(7)出口面积的1/3，U型分流器(8)外间隔布置了一级切割板(9)，与二次加压扩散腔(7)内部间隔布置的二级切割板(10)成交叉状，完成对气泡多级切割破碎，充分保证从二级加压扩散腔(7)末端流出的气泡达到纳米级别。

2.根据权利要求1所述的一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生装置，其特征在于，所述的收缩腔(2)腔径逐级收缩减小，流体速度逐渐增大，收缩角度为15°-30°。

3.根据权利要求1所述的一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生装置，其特征在于，所述的一次加速管(3)内水流速度为进水管内水流速度的10-20倍。

4.根据权利要求1所述的一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生装置，其特征在于，所述的一次降速增压腔(4)腔径逐渐变大，流体速度逐渐降低，扩散角角度为5°-15°。

5.根据权利要求1所述的一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生装置，其特征在于，所述的一级稳压管(5)内部需维持水的静压为0.1-1.0 Mpa。

6.根据权利要求1所述的一种二次加压多级破碎的纳米气泡发生装置，其特征在于，所述的二次加速管(6)内水流速为进水管(1)内水流速度的10-20倍。

7.二级加压多级破碎的纳米气泡发生方法，包括以下步骤：

(1)、水由水泵提升至纳米气泡发生装置进水管中，通过收缩腔过渡，使流体速度逐渐增加并在一次加速管中达到最大，流速为进水管中流速的10-20倍，实现在加速管中自动稳定负压吸气；

(2)、一次加速管出来的流体通过一次降速增压腔过渡，流体速度逐渐降低，一次降速增压腔的过渡作用主要体现在两方面，一是降速作用，气水混合物因气泡、水加速度不同从而在腔内形成冲量差，进而撕裂破碎气泡，使大气泡形成小气泡；二是流体速度逐渐降低会逐渐增大流体压强，提高了小气泡与水溶解系数，经一次降速增压腔作用后的流体进入一级稳压管中；

(3)、一级稳压管中，一方面因为流体静压大，可使气泡和水过饱和溶解，另一方面因一次降速增压腔中形成的微米小气泡，气泡比表面积大，进一步促进气泡和水充分溶解；双重作用下，气泡和水在一级稳压腔中形成富氧水，进入二次加速管中；

(4)、二次加速管中，一方面流体速度骤升致使流体压力骤降，溶解的气体从流体中释放出来，形成气泡含量高的气泡水，一方面提高气液两相流体能量；经过二次加速管形成的气泡水，进入二次加压扩散腔中；

(5)、气泡水进入二次加压扩散腔中，在二次加速管末端和U型分流器顶部这段区域内，因气泡和水的能量骤降，致使气泡和水的惯性冲量不同，实现气泡二次撕裂破碎；破碎后的小气泡和水混合物在U型分流器作用下，进入多级折流破碎区，小气泡在U型分流器外壁间隔布置切割板和二级加压腔内壁间隔布置切割板区间内成几形流动，小气泡经多级切割板破碎作用后，形成纳米气泡。