本發(fā)明涉及混氫溶氫處理設(shè)備，尤其是提供了一種超聲波混氫溶氫裝置。

背景技術(shù)：

1、超聲波是一種高頻電磁波，其波長(zhǎng)較短。通過(guò)聚焦水聲能量，超聲波能夠在液體中產(chǎn)生一定強(qiáng)度的振蕩波動(dòng)，超聲波在暴露的液體中產(chǎn)生交替的高壓和低壓。在低壓循環(huán)期內(nèi)，超聲波在液體中產(chǎn)生真空小氣泡，在高壓循環(huán)過(guò)程中真空小泡劇烈的破裂，空化氣泡的內(nèi)爆引起強(qiáng)烈的流體動(dòng)力剪切力。剪切力可以使反應(yīng)物充分混合，縮短融合時(shí)間。反應(yīng)過(guò)程具有無(wú)污染、能耗低、攪拌效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

2、目前，超聲波技術(shù)在液體的混氫溶氫中進(jìn)行了一些初步探索，普遍的做法在罐體的罐壁內(nèi)壁安裝超聲波混合器，將液體和氫氣輸送至罐體內(nèi)，然后開(kāi)啟超聲波混合器對(duì)靜止的液體施加超聲波處理，以提高液體與氫氣的混合。

3、經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，這種方式雖然起到一定的溶氫效果，但是存在一些需要解決的技術(shù)問(wèn)題，例如，在體積較大的罐體內(nèi)存放體量較大、靜止?fàn)顟B(tài)的的液體條件下，僅通過(guò)超聲波混合器混合效果深度不一致，由于聲波的傳播機(jī)制，混合物中不同成分對(duì)聲波的吸收程度和反射程度不同，其混合程度也不同，產(chǎn)生混勻不均問(wèn)題，并且，氫氣浮出液面與液體接觸面積小，混合時(shí)間較長(zhǎng)，需要配置的超聲波功率較大、耗電高，增加了混容能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明提供了一種超聲波混氫溶氫裝置，以實(shí)現(xiàn)封閉容器內(nèi)的飲用水與氫氣的混合流動(dòng)，并在混合流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行超聲波處理，以有效增強(qiáng)氫氣在飲用水內(nèi)的和融合率和均勻性，提高融合效率、降低過(guò)程能耗，適合于大容量場(chǎng)合。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種超聲波混氫溶氫裝置，包括罐體、進(jìn)液管、進(jìn)氣管、出液管、循環(huán)融合單元及中央控制單元。罐體設(shè)置有混氫溶氫的封閉空間；進(jìn)液管連接在罐體的頂部并設(shè)置有進(jìn)液開(kāi)關(guān)閥，向封閉空間輸入定量飲用水；進(jìn)氣管連接在罐體的底部并設(shè)置有進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥，向封閉空間輸入定量氫氣；出液管連接在罐體的底部并設(shè)置有出液開(kāi)關(guān)閥，由封閉空間向外輸出混氫溶氫后的高濃度富氫水；循環(huán)融合單元設(shè)置在所述封閉空間內(nèi)并包括超聲波混合器，被配置為驅(qū)動(dòng)封閉空間內(nèi)的飲用水與氫氣循環(huán)流動(dòng)混合，并在循環(huán)流道內(nèi)進(jìn)行超聲波處理；中央控制單元與所述進(jìn)液開(kāi)關(guān)閥、進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥、出液開(kāi)關(guān)閥、循環(huán)融合單元控制連接。

3、進(jìn)一步的，所述循環(huán)融合單元包括設(shè)置在罐體高度方向的中部而將封閉空間分割為底部空間和頂部空間，所述循環(huán)融合單元包括相互配合的復(fù)合轉(zhuǎn)子和復(fù)合定子，通過(guò)所述復(fù)合轉(zhuǎn)子繞豎向中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)高濃度富氫水在底部空間和頂部空間之間循環(huán)流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的復(fù)合轉(zhuǎn)子布置于罐體的中心并且占據(jù)罐體的橫截面面積較大，有利于實(shí)現(xiàn)頂部空間與底部空間的氫氣與飲用水的均勻混合，而不是僅有部分參與混合。

4、進(jìn)一步的，所述復(fù)合定子包括設(shè)置在頂板和底板之間的底部中心位置設(shè)置有中心空腔、頂部外圍設(shè)置有切向流道，所述切向流道的外端向下延伸并設(shè)置有朝向中心中心軸布置的外液流口、內(nèi)端設(shè)置有內(nèi)液流口；所述復(fù)合轉(zhuǎn)子包括中心軸和葉輪，所述葉輪連接在中心軸的中部附近，所述中心軸設(shè)置有豎向貫通的軸向流道，所述復(fù)合轉(zhuǎn)子與復(fù)合定子轉(zhuǎn)動(dòng)配合，葉輪設(shè)置在中心空腔內(nèi)并且外緣與切向流道的外液流口相對(duì)布置，實(shí)現(xiàn)頂部空間與底部空間的主動(dòng)循環(huán)流動(dòng)。

5、進(jìn)一步的，所述頂部導(dǎo)流罩連接在中心軸的頂部，頂部導(dǎo)流罩與軸向流道連通并且設(shè)置有底部中間高、外周低的凹形罩板，所述凹形罩板陣列布置有上部通孔，所述中軸位于葉輪下方設(shè)置有與軸向流道連通的下部通孔，凹形結(jié)構(gòu)能夠提高氫氣收集的效果，減少氫氣沿著罩板邊緣向外逸出。

6、進(jìn)一步的，所述罐體的底部中心位置設(shè)置有向下延伸的底管，所述中心軸下端延伸至底管內(nèi)，所述軸向流道內(nèi)設(shè)置有豎向超聲波混合器，所述豎向超聲波混合器的振擊生成端設(shè)置在底管的底部封板上、振動(dòng)子延伸至軸向流道內(nèi)并高于下部通孔，使得所有流經(jīng)軸向流道的高濃度富氫水均經(jīng)過(guò)振動(dòng)子，從而受到超聲波處理，提高融合率。

7、進(jìn)一步的，所述切向流道至少包括兩個(gè)并呈圓周陣列在中心空腔的外周，各外液流口布置在中心空腔的外圓周上。

8、進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)桿與復(fù)合轉(zhuǎn)子上端中心位置的連接座連接，所述轉(zhuǎn)桿上設(shè)置有壓力傳感器，所述中央控制單元與壓力傳感器電信號(hào)連接，被配置為根據(jù)壓力傳感器的檢測(cè)值控制循環(huán)融合單元。

9、進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣管的前端伸入到所述底管內(nèi)并連接有伸入軸向流道的進(jìn)氣噴嘴，所述進(jìn)氣管設(shè)置有限制氣體由進(jìn)氣管單向流入進(jìn)氣噴嘴的單向閥，所述罐體頂部設(shè)置監(jiān)測(cè)氣壓的氣壓傳感器，所述中央控制單元與氣壓傳感器及回氣泵信號(hào)連接，被配置為根據(jù)氣壓傳感器所檢測(cè)的封閉空間頂部的氣體壓力控制回氣泵啟停。

10、進(jìn)一步的，所述罐體的頂部空間與底部空間之間設(shè)置了回氣管，所述回氣管的一端與罐體頂部連接，另一端與進(jìn)氣噴嘴連接，所述回氣管上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)氣體向進(jìn)氣噴嘴流動(dòng)的回氣泵，所述罐體外側(cè)設(shè)置有檢測(cè)液位的液位傳感器，所述中央控制單元與液位傳感器及回氣泵信號(hào)連接，被配置為根據(jù)液位傳感器所檢測(cè)的液位高度控制循環(huán)融合單元工作。

11、相對(duì)于現(xiàn)有的液體靜止條件下在罐壁上設(shè)置超聲波混合器進(jìn)行溶氫的技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的超聲波混氫溶氫裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

12、1.通過(guò)中央控制單元控制向進(jìn)液管和進(jìn)氣管向封閉空間內(nèi)輸送定量的飲用水和氫氣，并控制循環(huán)融合單元驅(qū)動(dòng)飲用水與氫氣在封閉空間內(nèi)循環(huán)流動(dòng)混合，在循環(huán)流動(dòng)的通道布置超聲波混合器，在相對(duì)狹小的循環(huán)流道內(nèi)對(duì)經(jīng)過(guò)的高濃度富氫水進(jìn)行超聲波處理，不僅增加氫氣與飲用水的接觸面積，而且增加了與超聲波混合器的相對(duì)接觸面積，提高了飲用水與超聲波接觸的均勻度，能夠有效提高氫氣在飲用水內(nèi)的融合程度及均勻性，縮短融合時(shí)間，提高融合效率并降低過(guò)程能耗，適合于大體積的混合操作；

13、2.將循環(huán)融合單元設(shè)置了復(fù)合轉(zhuǎn)子和復(fù)合定子，將封閉空間分割為頂部空間和底部空間，葉輪隨復(fù)合轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)高濃度富氫水產(chǎn)生離心力，推動(dòng)底部空間高濃度富氫水經(jīng)過(guò)切向流道進(jìn)入頂部空間，并由頂部空間經(jīng)過(guò)軸向流道返回至底部空間，通過(guò)分別在復(fù)合轉(zhuǎn)子的軸向流道內(nèi)布置豎向超聲波混合器，在循環(huán)中分別進(jìn)行超聲波處理，實(shí)現(xiàn)高濃度富氫水的整體均勻混合，有利于提高融合的均勻度；

14、3.在復(fù)合轉(zhuǎn)子上端設(shè)置了與軸向流道連接的頂部導(dǎo)流罩，頂部導(dǎo)流罩底部的凹形罩板中間高、四周低設(shè)置并與切向流道的外液流口上下相對(duì)布置，由復(fù)合定子的切向流道排出的高濃度富氫水中的大部分氫氣受到浮力作用直接由凹形罩板的上部通孔進(jìn)入頂部導(dǎo)流罩內(nèi)，再次進(jìn)入循環(huán)流動(dòng)，持續(xù)進(jìn)行與高濃度富氫水的混合，避免大量氫氣浮出液面而無(wú)法再次參與循環(huán)流動(dòng)的問(wèn)題發(fā)生，從而提高融合效率；

15、4.所提供的在罐體的頂部空間與底部空間之間設(shè)置了回氣管，回氣管的上端與罐體頂部連接、下端與罐體底部的進(jìn)氣噴嘴連接，并在回氣管上設(shè)置了回氣泵，通過(guò)監(jiān)測(cè)罐體上部空間壓力或者液位高度進(jìn)行逸出到上部空間的氣體量的檢測(cè)，當(dāng)頂部空間的氫氣量超出設(shè)定范圍時(shí)，開(kāi)啟氣泵進(jìn)行氫氣的返回值底部空間的輸送，使得氫氣再次通過(guò)循環(huán)融合單元進(jìn)行循環(huán)融合過(guò)程，向循環(huán)融合單元補(bǔ)充逸出的氫氣，解決了氫氣逸出而無(wú)法參與到循環(huán)融合的工藝流程的問(wèn)題，有效提高氫氣在飲用水內(nèi)的融合度。