CN101101087B - 水中产生超微细气泡的管路系统 - Google Patents
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Abstract
一种产生超微细气泡的管路系统，对依序由管路的一端设有的吸水口、吸水管路、唧筒、压力计、压力流量比例控制阀、压力阀和管路的另一端设有的超微细气泡乳化器而成的，配合管路中的主流体的压力变化，提供直接自然吸入空气的简化供给空气方式的可控制被控制流体(空气)的流量成指定的值的压力流量比例控制阀及超微细气泡乳化器，保持唧筒唧送主流体(水液)的压力最大的状态使能对应于该压力流量比例控制阀的机械动作保持最大开度的状态进行被控制流体(空气)的控制，并可控制被控制流体的流量，使通过单纯的机构可于水中产生超微细气泡。
Description
技术领域
本发明示有关一种水中产生超微细气泡的回路系统，配合管路中的主流体的压力变化，提供可控制被控制流体(空气)的流量成指定的值的压力流量比例控制阀及超微细气泡乳化器，使通过单纯的机构可于水中产生超微细气泡。
背景技术
本发明人曾提出日本专利申请特愿2005-295417号“超微细气泡产生器”，是结合多段式唧筒与减压器以产生超微细气的超微细气泡产生器，其中有关空气量的控制方式因需采用多段式唧筒和控制器等较繁杂，并不适宜。
为此，本发明人在不需压力传感器、控制电路、比例动作阀等，通过被控制流体(空气)和因该被控制流体的流入引起压力变化的主流体(水液)间的关系，另以一种单纯机构的压力流量比例控制阀提出日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”，予以构成动作机构至使在和主流体的压力或负压成相抗衡的压力之间形成平衡关系且可予控制，通过对应于应予设定该动作机构的平衡位置的压力并使成可控制，制成可控制被控制流体的流量至成因应由主流体的压力变化所设定的压力的压力的流量。
以此种单纯的机构，因应主流体的压力变化，提供可控制被控制流体的流量成指定的值的压力流量比例控制阀，可通过将经予供给的主流体的管路连接至压力流量比例控制阀的压力室。
现本发明人再又发现以日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”，通过该压力的强弱变化使控制应控制的流体的流量的阀体动作、控制，同时使阀体的动作与该压力相抗衡并作用，使在指定的流量平衡的机构进行，可连续且顺畅的控制至成指定的流量为止，对日本专利申请特愿2005-348381号图3中该压力流量比例控制阀应用于产生超微细气泡的管路系统的实施型态改良其供给空气手段(经被控制流体供给单位12供给空气)，改以不采用被控制流体供给单位12而直接自然吸入空气的简化供给空气方式，保持唧筒唧送主流体(水液)的压力最大的状态使能对应于该压力流量比例控制阀的机械动作保持最大开度的状态进行被控制流体(空气)的控制，并可控制被控制流体的流量，结合本发明的水中产生超微细气泡的回路系统中的超微细气泡乳化器，产生较日本专利申请特愿2005-348381号产生的超微细气泡更微细的气泡于水中。在唧筒唧送的气液混合流体最大压力6kgf/cm2至使位于水液中的水中超微细气泡乳化器释压成5kgf/cm2，而设于和本发明有关的水中产生超微细气泡的回路系统的唧筒与压力计间的旁通管线上的压力流量比例控制阀可予调整至使压力计压力降至4.5kgf/cm2，就有相当于使水液中的超微细气泡乳化器由5kgf/cm2降压至4.5kgf/cm2的降压0.5kgf/cm2的空气经由水液中的超微细气泡乳化器化成超微细气泡进入水中，这空气经由压力流量比例控制阀在唧筒和压力计间的旁通管线上经由压力阀，通过唧筒的唧送使和唧送的水液搅拌经水中超微细气泡乳化器压缩而溶入水液中，经水中超微细气泡乳化器释出后，就成为超微细气泡。
发明内容
为了解决上述课题，本发明人曾发现于图1内的压力流量比例控制阀是于通过被控制流体与因该被控制流体的流入引起压力变化的主流体间的关系，予以构成至通过在与主流体的压力或负压成相抗衡的压力之间形成平衡关系的动作机构至可控制，通过对应于应予设定该动作机构的平衡位置的压力并使成可控制，制成可控制被控制流体的流量至成因应由主流体的压力变化所设定的压力的压力的流量的压力流量比例控制阀，具体来说，通过柱塞动作使成可调整上述控制阀的开度，同时该柱塞通过在和上述主流体的压力或负压成相抗衡的螺旋弹簧(coil spring)的推挤压力形成上述平衡关系，构成上述动作机构，通过调整柱塞的动作位置的调整手段，可予调整至成对应于该动作机构的平衡位置应予设定的位置。
与图1有关的压力流量比例控制阀，是使对应于主流体的压力强弱的机械动作保持原状的进行至被控制流体的控制阀体，并可控制被控制流体的流量。经予传送至上述压力流量比例控制阀中的压力室2的压力是通过推回操作阀体6的柱塞5，使与柱塞5成一体的尖端的阀体6由该控制阀的阀座7离开，可使被控制流体流动。若使用该压力流量比例控制阀于本发明的水中产生超微细气泡的管路系统时，为了求得流量大小的精度，可调整流入另外流体入口3的被控制流体的流入压力时，就可以正确且简单的进行控制。
另外，通过调整经予安装于该控制阀本体1的下的压力调整螺丝9，可于开放、闭锁该控制阀的方向上进行压力的设定。再者，压力成负压(真空压)时，以顶住该阀体6的螺旋弹簧8作用的方向成为相反的构造，相同的可控制流量。另外，至于这压力调整手段，取代上述的阀构造，即使使用所谓的栓塞也可同样的使进行动作，对这些所谓阀构造并无任何限制。
因应主流体的压力，为了控制被控制流体(空气)的流量，将来自主流体管路11的分歧管路连接至该控制阀的压力室2，由流体入口3吸入被控制流体(空气)，经由阀座7、阀体6并由流体出口4供给至所需的位置处。
例如，对压力室2施加4.5kgf/cm2(约450kPa)的压力时，调整压力调整螺丝9至使供给被控制流体并由使阀体6设定成由阀座7离开般。又于4.5kgf/cm2(约450kPa)以上时，与该压力成比例并使阀体6和阀座7的间隙变大且流量也增加。又，为了求得流量大小的精度，如果能调整流入另外流体入口3的被控制流体(空气)的流入压力时就可以。
又为求得流量大小的调整程度，若能调整流入流体入口3的被控制流体(空气)的流入压力时，可以简单的机构连续且顺畅的进行流量控制。
为了使该压力流量比例控制阀于本发明的水中产生超微细气泡的管路系统更有效的于水中发挥产生超微细气泡的作用，对日本专利申请特愿2005-348381号图3中该压力流量比例控制阀应用于产生超微细气泡的管路系统的实施型态予以改良其供给空气手段(由被控制流体(空气)供给单位12经被控制流体供给管路供给空气)，改以不采用被控制流体供给单位12而直接自然吸入空气的简化供给空气方式(参阅本发明图4)，由压力流量比例控制阀的流体入口3直接自然吸入空气，减少由被控制流体(空气)供给单位12和被控制流体供给管路14产生的压力降，使该压力流量比例控制阀仍能保持唧筒唧送的气液混合流体最大压力6kgf/cm2，提高超微细气泡乳化器释出的超微细气泡的效率。
在本发明的水中产生超微细气泡的管路系统使用该压力流量比例控制阀时，为了求得流量大小的精度，以压力计读取唧筒唧送的气液混合流体最大压力6kgf/cm2，可予调整唧筒与压力计间的旁通管线上的压力流量比例控制阀至使压力计压力降至4.5kgf/cm2，而使位于水液中的水中超微细气泡乳化器释压成5kgf/cm2，就有相当于使水液中的超微细气泡乳化器由5kgf/cm2降压至4.5kgf/cm2的降压0.5kgf/cm2的空气经由水液中的超微细气泡乳化器化成超微细气泡进入水中，这空气经由压力流量比例控制阀在唧筒与压力计间的旁通管线上经由压力阀，通过唧筒的唧送使和唧送的气液混合流体剧烈搅拌经水中超微细气泡乳化器压缩而溶入水液中，再经和本发明有关的水中产生超微细气泡的回路系统中的超微细气泡乳化器释出后，就成为更加微细的超微细气泡。
上述与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统中的超微细气泡乳化器与申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-295417号“超微细气泡产生器”图5中的减压装置(水中产生超微细气泡的乳化器)，其差异在于本发明所用的超微细气泡乳化器内的主体341内并无喷水缝g，有较日本专利申请特愿2005-295417号“超微细气泡产生器”图5中的减压装置的第一撞击减压区S1、第二撞击减压区S2可更增加扰流而使空气于水液中产生乳液状的于主体出口端上开设的二喷嘴40、第一释压撞击·回旋区S1、第二释压撞击·回旋区S2和以螺栓41锁固壳体3421圆盖顶处的档板42至主体341圆顶盖处，而主体341圆顶盖处和壳体3421圆盖顶处间垫衬以厚度调整垫片43，可以螺栓41和厚度调整垫片43调整入口端(第一端)3411的气液混合流体经喷嘴40被挤入第一释压撞击·回旋区S1的间隙大小而决定超微细气泡的大小。
亦即与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统所用的超微细气泡乳化器，是由一主体341，具有入口端3411和出口端3412且和管路系统的压力阀15端联通，而于该主体出口端3411的圆顶盖上开设有二喷嘴40；一第一减压器342，以可移动的方式设置于该主体341，并于第一减压器342与该主体341之间形成一第一释压撞击·回旋区S1，以缓冲气液混合流体的压力；和缓冲气液混合流体的压力成更微细的气泡的一第二减压器343，设置于该主体341、并于该主体341、该第一减压器342和该第二减压器343之间形成一第二释压撞击·回旋区而成，来自压力阀15的气液混合流体冲击至该主体出口端3411的圆顶盖上开设的二喷嘴40、于以螺栓41锁固第一减压器342的壳体3421圆盖顶处的档板42至主体341圆盖顶处，而主体341圆盖顶处和第一减压器342的壳体3421圆盖顶处间垫衬以厚度调整垫片43以螺栓41和厚度调整垫片43调整入口端(第一端)3411的气液混合流体经喷嘴40被挤入第一释压撞击·回旋区S1的间隙，由喷嘴40挤出的气液混合流体在该主体341与该第一减压器342壳体间形成的第一释压撞击·回旋区S1内回旋形成扰流使气液混合流体形成乳液状，再使该已形成乳液状的气液混合流体流经该第一减压器342壳体、该主体341与该第二减压器343之间形成一第二释压撞击·回旋区S2，使该已形成乳液状的气液混合流体的气泡更微细化。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1是申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”图1的截面图。
图2是申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”图3应用于产生超微细气泡的管路系统上的实施型态。
图3是申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-295417号“超微细气泡产生器”图5中的减压装置的截面图。
图4是表示与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统的示意图。
图5是是表示和本发明有关的产生超微细气泡的管路系统中使用的超微细气泡产生器的截面图。
具体实施方式
在说明实施例的前，先就本发明所采附图作一简单说明。图1至3是先前技术所用的实施形态。其中图1是申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”图1的截面图；图2是申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”图3应用于产生超微细气泡的管路系统上的实施型态；图3是申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-295417号“超微细气泡产生器”图5中的减压装置的截面图。而图4是表示和本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统的示意图；图5是表示和本发明有关的产生超微细气泡的管路系统中使用的超微细气泡产生器的截面图。为了使容易理解，各图仍沿用先前技术所采的图号。另对图2配合说明图4的与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统，于该图2下方补上完整的产生超微细气泡的管路系统中的入水口和水中产生超微细气泡的超微细气泡产生器。
以下举出实施例，参阅附图并详细说明本发明。
实施例1
首先参照与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统的示意图的图4，这和图2的申请人先前申请的日本专利申请特愿2005-348381号“压力流量比例控制阀”图3应用于产生超微细气泡的管路系统上的示意图的不同点，在于本发明不采用被控制流体供给单位12而直接自然吸入空气的简化供给空气方式，由压力流量比例控制阀10的流体入口3直接自然吸入空气，减少由被控制流体(空气)供给单位12和被控制流体供给管路14产生的压力降。
于依序由管路的一端设有的吸水口、唧筒、压力计、压力流量比例控制阀、压力阀和管路的另一端设有的超微细气泡乳化器而成的产生超微细气泡的管路系统，由吸水口31自水液中利用唧筒16经吸水管路18以所唧送的汲取水液，于唧筒16前方与来自唧筒16与压力计17间的旁通管线上的压力流量比例控制阀10自然吸入的空气混合，由唧筒16以气液混合流体最大压力6kgf/cm2吸入，经压力阀15的调整可使位于水液中的水中超微细气泡乳化器34释压至最大成5kgf/cm2，保持唧筒唧送气液混合流体最大压力的状态使能对应于该压力流量比例控制阀的机械动作保持最大开度的状态，进而与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统的唧筒16与压力计17间的旁通管线上的压力流量比例控制阀10可予调整至使压力计17压力降至4.5kgf/cm2，就有相当于使水液中的超微细气泡乳化器34由5kgf/cm2降压至4.5kgf/cm2的降压0.5kgf/cm2的空气经气液混合流体由水液中的超微细气泡乳化器34化成超微细气泡进入水中，这空气经由压力流量比例控制阀10在唧筒16和压力计17间的旁通管线上经由压力阀15，通过唧筒16的唧送使与唧送的气液混合流体搅拌，经水中超微细气泡乳化器34压缩而溶入水液中，经水中超微细气泡乳化器释出后，就成为超微细气泡。
首先，将加压气液混合流体的唧筒16的吐出压设成6kgf/cm2(表压约600kPa)、压力阀15的通过压力为5kgf/cm2(表压约500kPa)，亦即由主流体管路11和与其连通的压力侦测管路13至压力流量比例控制阀10的压力室2(参阅图1)为止，唧筒16动作中是经常保持于6kgf/cm2的压力(可以压力计17确认)。因此，调整压力流量比例控制阀10的压力调整螺丝9并将压力计17的压力设定成4.5kgf/cm2(表压约450kPa)。
与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统所采的压力流量比例控制阀10的构造，如图1所示，在导入第二被控制流体的空气流体入口3和送出至供给第一主流体的水至唧筒的给水管路18的流体出口4之间，对阀座7设置有针形阀阀体6，第二流体则介经这阀予以控制流量。
阀体6是予结合至进行活塞作用的柱塞5，压力室2是通过介经压力侦测管路13并连通至主流体管路11，如果该压力变高时，则和经予设置于其底部的螺旋弹簧8的推挤压力相抗衡并压下柱塞5而使被控制流体导入流量增加，相反的若该压力降低时，则通过经予设置于其底部的螺旋弹簧8的推挤压力使柱塞5动作至关闭阀体6。
通过压力室2的在压力下的柱塞5引起的阀体6的开启关闭程度，是通过利用调整螺丝9调整由螺旋弹簧8引起对柱塞5的推挤压力予以变更，则于压力室2的压力和这经予调整的螺旋弹簧8而得的推挤压力间就有平衡关系存在。因此为了增加被控制流体的空气流量，若通过压力调整螺丝9使螺旋弹簧8退后并减少该推挤压力时，则通过设置于主流体管路11的压力使柱塞5后退并于开启阀体6的方向上动作，使较多的空气朝向主流体管路11导入。
结果，由于经予导入主流体管路11的空气使在主流体管路11的压力降低，再者，使与该主流体管路11连通的压力室2的压力降低，故可使柱塞5再于关闭阀体6的方向上动作。
如上述般，压力室2的压力和这经予调整的螺旋弹簧8而得的推挤压力间因有平衡关系存在，此动作是作用成朝此平衡状态结束，也就是说使交互的反转动作方向至使成由所谓的回馈回路引起的动作，同时未进行朝指定的条件结束之间断性动作，顺畅的达到平衡状态并可保持继续该状态。
于本发明，通过压力调整螺丝9予以设定至该压力流量比例控制阀10可予调整至使压力计17压力降至4.5kgf/cm2的平衡状态，并由压力阀15释出的压力设定成5kgf/cm2(表压约500kPa)就可以单纯的机构于水中产生超微细气泡。
也就是说，与本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统所用的压力流量比例控制阀10的阀体6，于前述的设定条件方面，是在6kgf/cm2(约600kPa)的主流体管路11的压力的下开放并增大开度，被控制流体的空气由被控制流体供给管路14经由吸水管路18被吸入唧筒16内。空气进入唧筒16内时经予压缩，使吐出侧的主流体管路11的压力降低，随着此压力的降低，虽使阀体6的开度变小，但如果达到4.5kgf/cm2(表压约450kPa)时，则使主流体管路11的压力与螺旋弹簧8引起的推挤压力平衡并使阀体6保持可维持该压力的开度。
阀体6保持在4.5kgf/cm2压力，可使连续且顺畅的导入空气量并稳定的吸入。如此，柱塞5的动作因应主流体管路11的压力可朝向平衡状态进行顺畅的作用所致。此外，于上述实施例，虽使用针形阀作为阀体6，但以所谓的栓塞构造等其它阀构造也可以达成这些作用。
以上述条件使一定比率的空气及水的混合体通过压力阀15由5kgf/cm2降压至4.5kgf/cm2的降压0.5kgf/cm2的空气经气液混合流体流入和本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统所用的超微细气泡乳化器34减压而化成超微细气泡进入水中，于是形成超微细气泡。
本实施例的水中产生超微细气泡的管路系统所用的超微细气泡乳化器34，是由一主体341，具有入口端3411及出口端3412且和管路系统的压力阀15端联通，而于该主体出口端3411的圆顶盖上开设有二喷嘴40；一第一减压器342，以可移动的方式设置于该主体341，并于第一减压器342与该主体341之间形成一第一释压撞击·回旋区S1，以缓冲气液混合流体的压力；及缓冲气液混合流体的压力成更微细的气泡的一第二减压器343，设置于该主体341、并于该主体341、该第一减压器342和该第二减压器343之间形成一第二释压撞击·回旋区S2而成，来自管路系统中的压力阀15的气液混合流体冲击至该主体出口端3411的圆顶盖上开设的二喷嘴40、于以螺栓41锁固第一减压器342的壳体3421圆盖顶处的档板42至主体341圆盖顶处，而主体341圆盖顶处和第一减压器342的壳体3421圆盖顶处间垫衬以厚度调整垫片43以螺栓41和厚度调整垫片43调整入口端(第一端)3411的气液混合流体经喷嘴40被挤入第一释压撞击·回旋区S1的间隙。更换或调整、锁固厚度调整垫片43，可调整间隙大小。使由喷嘴40挤出的气液混合流体在该主体341与该第一减压器342壳体间形成的第一释压撞击·回旋区S1内被压缩而回旋形成扰流，使气液混合流体形成乳液状，再使该已形成乳液状的气液混合流体流经该第一减压器342壳体、该主体341与该第二减压器343之间形成的一第二释压撞击·回旋区S2并予释压且生成扰流，使该已形成乳液状的气液混合流体的气泡更微细化。
本发明虽以唧筒16在气液混合流体最大压力6kgf/cm2吸入气液混合流体，经压力阀15的调整成使水液中的水中超微细气泡乳化器释压成最大5kgf/cm2，并配合唧筒16吸入唧筒16与压力计17间的旁通管线上的压力流量比例控制阀10经予调整成4.5kgf/cm2的空气，以保持唧筒唧送气液混合流体最大压力的状态使能对应于该压力流量比例控制阀的机械动作保持最大开度的状态，进而使降压0.5kgf/cm2的空气经气液混合流体流入和本发明有关的水中产生超微细气泡的管路系统所用的超微细气泡乳化器34减压而化成超微细气泡。任何所属技术中具有通常技术者依上述本发明所揭示的技术内容，当可在压力条件、构成作修饰，而这些都不脱离本发明的范畴。
Claims (2)
1.一种产生超微细气泡的管路系统，是在依序由管路的一端设有的吸水口、吸水管路、唧筒、压力计、压力流量比例控制阀、压力阀和管路的另一端设有的超微细气泡乳化器而成的管路系统，其中前述吸水口自水液中通过唧筒经吸水管路以所唧送的汲取水液，于唧筒前方和来自唧筒和压力计间的旁通管线上的压力流量比例控制阀吸入的空气混合，保持唧筒唧送气液混合流体最大压力的状态使能对应于该压力流量比例控制阀的机械动作保持最大开度的状态，这空气经由前述压力流量比例控制阀在前述唧筒和前述压力计间的旁通管线上经由前述压力阀，通过前述唧筒的唧送使和唧送的水液搅拌经水中超微细气泡乳化器压缩而溶入水液，形成超微细气泡，其特征在于，前述压力流量比例控制阀是以自然吸入的方式吸入空气，且在前述唧筒唧送的气液混合流体设成最大压力6kgf/cm2下，使位于水液中的水中超微细气泡乳化器释压成5kgf/cm2，设于该管路系统的前述唧筒和前述压力计间的旁通管线上的前述压力流量比例控制阀予以调整至使压力计压力降至4.5kgf/cm2，使水液中的超微细气泡乳化器由5kgf/cm2降压至4.5kgf/cm2的降压0.5kgf/cm2的空气经由水液中的超微细气泡乳化器化成超微细气泡进入水中。
2.根据权利要求1所述的产生超微细气泡的管路系统，其特征在于，其中前述水液中的超微细气泡乳化器是由一主体(341)，具有入口端(3411)及出口端(3412)且和管路系统的压力阀(15)端联通，而于该主体出口端(3412)的圆顶盖上开设有二喷嘴(40)；一第一减压器(342)，以可移动的方式设置于该主体(341)，并于第一减压器(342)与该主体(341)之间形成一第一释压撞击·回旋区(S1)，以缓冲气液混合流体的压力；和缓冲气液混合流体的压力成更微细的气泡的一第二减压器(343)，设置于该主体(341)、并于该主体(341)、该第一减压器(342)和该第二减压器(343)之间形成一第二释压撞击·回旋区而成，来自管路系统中的压力阀(15)的气液混合流体冲击至该主体出口端(3412)的圆顶盖上开设的二喷嘴(40)、于以螺栓(41)锁固第一减压器(342)的壳体(3421)圆盖顶处的档板(42)至主体(341)圆盖顶处，而主体(341)圆盖顶处和第一减压器(342)的壳体(3421)圆盖顶处间垫衬以厚度调整垫片(43)以螺栓(41)和厚度调整垫片(43)调整入口端(3411)的气液混合流体经喷嘴(40)被挤入第一释压撞击·回旋区(S1)的间隙；更换或调整、锁固厚度调整垫片(43)，可调整间隙大小，使由喷嘴(40)挤出的气液混合流体在该主体(341)和该第一减压器(342)壳体间形成的第一释压撞击·回旋区(S1)内被压缩而回旋形成扰流，使气液混合流体形成乳液状，再使该已形成乳液状的气液混合流体流经该第一减压器(342)壳体、该主体(341)与该第二减压器(343)之间形成的一第二释压撞击·回旋区(S2)并予释压且生成扰流，使该已形成乳液状的气液混合流体的气泡更微细化。
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