專利名稱：氣泡發(fā)生裝置及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣、液兩種物質(zhì)混合，生成氣泡的氣泡發(fā)生裝置。
幾乎每個人都玩過吹肥皂泡的游戲，取支短管，在盛有肥皂液的容器中蘸液，使管口形成液膜，從管的另一端用嘴吹氣，就出現(xiàn)七彩斑爛的肥皂泡，這支管及容器就是最簡單的氣泡發(fā)生裝置，但這種古老而簡單的裝置除用做玩具外，沒有其它實用價值。
事實上，長期以來，人類對氣泡發(fā)生裝置的技術(shù)改進(jìn)作出不懈的努力，逐步在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。1971年第三期《冶金安全》譯載有關(guān)《水力引射式發(fā)泡機(jī)》的氣泡發(fā)生裝置，其目的是利用該裝置連續(xù)地大量產(chǎn)生泡沫，抑制礦井粉塵，其結(jié)構(gòu)是控制閥、水力引射器與電網(wǎng)格做成的泡沫發(fā)生網(wǎng)串聯(lián)，然后再用管道將發(fā)泡液箱與水力引射器連通，其發(fā)泡原理是，經(jīng)控制閥調(diào)節(jié)的氣流，在水氣引射器中產(chǎn)生負(fù)壓，吸取發(fā)泡液箱的液體并霧化，由于氣流的作用，霧狀液飛濺到泡沫發(fā)生網(wǎng)格上，在網(wǎng)格間隙形成液膜，氣流將液膜吹激成泡沫，泡沫用來抑制礦井粉塵。這種裝置有效地解決了補(bǔ)充發(fā)泡液問題，使其在工業(yè)上有了實用性。但該裝置是在氣流作用下發(fā)生泡沫，霧狀難以在網(wǎng)格間隙形成液膜，常常會穿網(wǎng)而過，因此，為了有利于液膜形成，發(fā)泡液用量要大，網(wǎng)格間隙要小，這不但會過多消耗發(fā)泡液，而且生成的氣泡粒徑也受到限制，事實上，這種裝置產(chǎn)生的是許多氣泡粘連而成的泡沫體，而不是分散的氣泡個體，而且發(fā)泡部分與發(fā)泡液箱是分開放置的，操作和攜帶都不太方便，因此，該裝置的使用大大地受到了限制。
本發(fā)明的目的是向公眾提供一種能夠連續(xù)發(fā)生氣泡的，發(fā)泡裝置與裝液體的容器為整體，攜帶與操作方便的，能夠應(yīng)用多種液體原料，并生產(chǎn)上有廣泛應(yīng)用的一種氣泡發(fā)生裝置。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)途徑實現(xiàn)的。利用液體容器內(nèi)，當(dāng)在外部進(jìn)氣的作用下，液面上壓力與容器外面壓力不一樣，即液面上壓力大于容器外面壓力(正常大氣壓)，液體便從密封容器空隙處向外跑出液體，液體在氣流作用下，在出口處形成小氣泡的原理，經(jīng)過精心計算設(shè)計，將裝液體的容器做成與帶有氣阻的氣管科學(xué)合理的聯(lián)接(裝配)在一起亦可，氣阻是指能阻礙氣體流動的機(jī)構(gòu)或元件，一般都具有斷面狹窄的幾何特征，例如錐體狀。
本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單，攜帶或搬動方便，成本低，用途廣，效果好的氣泡發(fā)生裝置。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明。


圖1為制造兒童玩具的氣泡發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)(局部剖開)示意圖。
圖2為氣阻A-A部位截面示意圖。
圖3為氣阻B-B部位截面示意圖。
圖4為氣阻C-C部位截面示意圖。
圖5為本發(fā)明應(yīng)用于制造氣泡燃燒噴嘴的氣泡發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖6為D-D部位截面示意圖。
圖7為E-E部位截面示意圖。
圖8為本發(fā)明應(yīng)用于生產(chǎn)玻璃微珠的氣泡發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖9為圖8中氣阻結(jié)構(gòu)放大示意圖。
圖10為本發(fā)明應(yīng)用于生產(chǎn)建筑構(gòu)件的氣泡發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為F-F截面示意圖。
圖12為G-G部位截面示意圖。
由圖1、5、8、10可知，氣泡發(fā)生裝置是由容器2，氣阻1、氣管3、進(jìn)氣通道4、出液通道5、裝液口6、密封蓋7組成，容器壁上開裝液口6，其口上蓋有密封蓋7，氣阻1一端裝有氣管3，氣阻呈圓錐體喇叭狀，靠近氣阻兩端部位開通道4、5，通道是容器與帶氣阻的氣管并聯(lián)，形成氣液流動通路，進(jìn)氣通道4，出液通道5可以是由空心管，也可以是在氣管上鉆孔，鑿縫或利用與氣阻銜接的間隙溝通而成，用于進(jìn)氣的通道4靠近氣阻狹窄斷面處，用于出液的通道5靠近出口處，通道4遠(yuǎn)大于通道5，致使空氣進(jìn)入容器的阻力比液體流出容器的阻力小得多，由氣阻、氣管、通道構(gòu)成發(fā)泡系統(tǒng)，密封安置在容器的下內(nèi)部，浸沒在發(fā)泡液中，進(jìn)氣管口一端與氣阻一端口露在容器外，靠容器壁加以密封固定，根據(jù)需要，容器可做成各種形狀，并用造型和色彩裝飾，但要強(qiáng)調(diào)指出的是，在設(shè)計制造發(fā)泡系統(tǒng)時，將進(jìn)入容器的進(jìn)氣通道4的阻力做成阻力很小，流出容器的進(jìn)氣通道5阻力相對的非常大，設(shè)置位置分別在由于氣阻作用使氣管中氣流產(chǎn)生壓力降的兩個斷面，它們盡量靠近氣阻斷面狹窄處和出口處。利用彎曲液面附加壓力可有效地克服發(fā)泡液泄漏問題，這是因為通道口浸沒在發(fā)泡液下，漏液是是因兩通道口具有高差△h，因此存在重力勢能，使得高位通道進(jìn)氣，低位通道漏液，所以本發(fā)明將通道出口做得狹窄，使得通道出口所形成的氣、液界面曲率半徑足夠小，使彎曲液面附加壓力足夠大，足以克服得重力勢能，從而防止發(fā)泡液的泄漏。
以下再進(jìn)一步結(jié)合不同用途的實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明。
由圖1給出了制造兒童玩吹泡用的一種氣泡發(fā)生裝置，由圖1可以看出，容器2為美觀的松鼠形狀，拉閥爾噴管式氣阻1通過容器壁固定后，再套入氣管3上，氣管3也靠容器壁固定，拉閥爾噴管式氣阻呈喇叭狀，出口處裝有用至少一根以上(本例中為16根)的內(nèi)直徑為0.4mm的長管，構(gòu)成通道5，管子可根據(jù)不同發(fā)泡液調(diào)整其長度，見A-A剖面圖2所示，根據(jù)需要，也可設(shè)計成一組產(chǎn)生不同氣泡直徑的18mm，12mm，6mm的噴管，用表面活性劑2%水溶液發(fā)出帶有七彩光斑的氣泡，出口A-A截面內(nèi)直徑d1為12mm，8mm，4mm，截面B-B直徑d2為2mm，1.47mm，0.874mm，C-C截面氣阻口直徑為8mm，氣管直徑為3.36mm，氣阻口與氣管之間空隙形成同心圓斜壁環(huán)隙形式通道4，帶氣阻的管子裝在容器下內(nèi)部，浸在發(fā)泡液中，從外表看只有容器和氣管、氣阻進(jìn)出口，該裝置使用不同的發(fā)泡液，可產(chǎn)生不同的氣泡，容器壁上開裝液口6，其上蓋密封蓋7，整個裝置材料用無霉熱塑型硬質(zhì)塑料或金屬做成。具體發(fā)泡過程是，接通氣源(口吹或吹氣機(jī)等均可)，因氣阻和氣管構(gòu)成一條氣流路線(直通路)，其上并聯(lián)有一條閉合的支路，并聯(lián)支路由氣阻前分流經(jīng)通道4進(jìn)入容器，再經(jīng)通道5流出容器匯合于氣阻后，氣流流過氣流路線，由于氣阻作用，使氣流產(chǎn)生壓力降，即在A-A斷面與B-B斷面出現(xiàn)壓差△p，壓差△p為并聯(lián)支路提供分流的動力，因此，有一小股氣流經(jīng)通道4進(jìn)入容器，集在液面上部，使容器內(nèi)壓力升高，迫使發(fā)泡液經(jīng)通道5流向斷面A-A，只要有氣流通過，就有壓差△p產(chǎn)生，只要有壓差，就有發(fā)泡液輸送，沒有氣流時，容器內(nèi)壓強(qiáng)等于大氣壓p，當(dāng)壓強(qiáng)為為ps，斷面B-B壓強(qiáng)為Ps-△P，如前所述，在并聯(lián)支路上，流入容器的是氣體，流出容器的是液體，氣液兩種物質(zhì)密度和粘度相差甚大，設(shè)計上進(jìn)氣通道4遠(yuǎn)大于通道5，所以流入容器時阻力相對非常大，近似等于△P，容器內(nèi)壓強(qiáng)近似等Ps，大于容器外壓強(qiáng)P迫使容器彈性膨脹變形，這時切斷氣源，容器內(nèi)壓強(qiáng)降至P，膨脹變形的容器要收縮，容器內(nèi)集積的氣體要膨脹，由于通道口浸沒在發(fā)泡液下，必將液體經(jīng)通道排擠出容器，在氣阻狹窄斷面處形成液膜，完成初膜形成功能，初膜形成是在停止氣流瞬間自動完成的，為下次吹氣生成氣泡做好準(zhǔn)備，首次吹氣沒有初膜，可短暫吹一下，此后就可正常使用。液膜形成后，在氣流的繼續(xù)作用下，由于發(fā)泡液的粘性，表面張力等分子間引力，將管口液體拉向液膜袋，補(bǔ)充液膜伸長的需要，根據(jù)鮑愛斯(C、V、BOYS)圓柱液膜實驗，當(dāng)圓柱液膜長度是直徑的1.5倍時，液膜處于極不穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，稍有干擾，液膜柱就迅速頸縮，粘合，分離出一個氣泡，氣流繼續(xù)作用，分離氣泡后的液膜袋繼續(xù)伸長，再頸縮，再分離氣泡……，并聯(lián)支路源源不斷補(bǔ)充發(fā)泡液的需要，整個容器內(nèi)發(fā)泡液用完后，從裝液口加液，就這樣亦可連續(xù)不斷地發(fā)生氣泡。
圖5給出了本實用新型用于制造氣泡燃燒噴嘴的氣泡發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖，容器2為箱體形，上邊開有裝液口6，其上有密封蓋7，在箱體下發(fā)泡液(20＃重油加適量表面活性劑羧甲基纖維素及柴油混合做發(fā)泡液)內(nèi)裝氣咀1及氣管3，氣阻及氣管采用一支直徑為0.4×0.2mm用普通碳鋼制成的異徑鋼管，穿透容器，在異徑管變徑前后分別鑿縫鉆孔，構(gòu)成箱體容器與異徑管并聯(lián)通道4、5，通道4為呈120°大小是0.2×0.4×10-6m2的矩形孔，通道5為直徑0.08mm的圓孔，見圖6、圖7所示，氣阻1呈節(jié)流孔形式。
圖8給出了本發(fā)明應(yīng)用于生產(chǎn)玻璃微珠的氣泡發(fā)生裝置，容器2為箱體狀，上部有裝液口6，其上蓋有密封蓋7，在其下部液體里穿裝在箱體容器壁上的發(fā)泡系統(tǒng)，其系統(tǒng)由氣阻1、氣管3、通道4、5構(gòu)成，氣阻采用漸縮交錯排列的直徑為0.2mm的一組漸縮噴管(虛線為后一排)構(gòu)成，同氣管連在一起，用鉑金制造，通道4開在氣管壁上，呈帶逆止裝置的圓孔，利用氣管與容器內(nèi)壁的間隙形成通道5，隙寬為0.3mm，氣阻出口部直徑為0.2mm，內(nèi)細(xì)部直徑為0.12mm，粗部為0.47mm，見圖9所。氣阻口徑大小根據(jù)所需玻璃微珠大小而異，比如生產(chǎn)0.3毫米玻璃微珠，出口直徑應(yīng)為0.2mm，通道5為平行圓盤間隙式通道，該發(fā)泡裝置采用熔融玻璃為發(fā)泡液。
圖10給出了本發(fā)明應(yīng)用于生產(chǎn)建筑構(gòu)件的氣泡發(fā)生裝置，它以煉鐵高爐熔融爐渣為原料，生產(chǎn)礦渣泡沫磚，配筋板，梁柱等建筑構(gòu)件，這種高強(qiáng)度，輕型建筑構(gòu)件將引起建筑行業(yè)的變革。其具體結(jié)構(gòu)是由圖10、11、12給出，由圖可以看出，氣阻1是由鉑金材料做成的縮放管，進(jìn)口內(nèi)直徑d1＝2毫米，出口外直徑d＝1.5毫米，管喉內(nèi)直徑de＝0.68毫米，容器2為箱體，其上部有裝液口6，并蓋有密封蓋7，氣管3用內(nèi)直徑為2毫米的鉑金材料做成，進(jìn)氣通道4為矩形孔0.3×1.5(毫米)2，開在氣阻狹窄部位后邊靠近導(dǎo)管壁內(nèi)側(cè)，出液通道5為內(nèi)直徑2毫米的鉑金管出口與縮放管氣阻1銜接形成的相切環(huán)縫形式的通道，最大縫隙0.5毫米，箱體下部有一段導(dǎo)管8，帶氣阻的氣管通過導(dǎo)管壁密封固定，導(dǎo)管使箱體與氣阻、氣管、通道分離，便于操作。
上述生產(chǎn)建筑構(gòu)件氣泡發(fā)生裝置適用于1500℃熔融狀態(tài)的高爐礦渣，其性質(zhì)為粘度n＝4泊，密度＝2350Kg/m3，表面張力＝500達(dá)因/厘米，操作使用時，將耐火材料制成的模具予熱至400℃-800℃，承接在氣泡發(fā)生裝置下方出口處，趁礦渣氣泡末冷凝前裝滿模具，然后控制溫度冷卻至室溫，拆模，就生產(chǎn)出建筑砌塊或保溫、隔聲材料，若將模具做成板、梁、柱形狀，配以鋼筋，就生產(chǎn)出各種建筑予制構(gòu)件。
由上述幾例方便看出，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，操作簡單，可以使用各種發(fā)泡液，廣泛應(yīng)用于各方面，并有非常好的效果，制成的玩具發(fā)泡裝置非常吸引孩子，制成氣泡源泉美人化人們的生活，用于產(chǎn)生的氣泡形成帷幕，屏蔽有效地隔離聲、熱和電磁波;用它制造干燥、濃縮、分離設(shè)備，強(qiáng)化蒸發(fā)效果;用它制造液體燃料氣泡燃燒噴咀，提高燃燒效率;用于工業(yè)、民用泡沫浴和泡沫洗滌;用于消防滅火;用于對輪胎、救生圈、救生艇等不漏氣充氣;用于將蛋白質(zhì)、淀粉、橡膠、塑料、樹脂、油漆、玻璃、石膏、水泥、礦渣等原料的混合，溶解或熔融的液體加工成各種色彩的，質(zhì)地堅硬或柔軟的空心球(珠)，泡沫體或泡沫面層，從而為食品、包裝、建材、裝飾工業(yè)提供一種隔音、絕熱、多孔、輕質(zhì)的新產(chǎn)品和生產(chǎn)這些產(chǎn)品的方法和裝置等等，當(dāng)然還有其他許多用途，不再一一列舉?？傊景l(fā)明是一種用途廣的裝置，可做成系列產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.由容器、氣管、噴咀構(gòu)成的氣泡發(fā)生裝置，其特征在于容器2和氣阻1、氣管3并聯(lián)組裝在一起，氣阻和氣管一端分別穿過容器下部液體內(nèi)，其一端分別露在容器壁外，由容器壁加以密封固定，容器壁上開裝液口6，其上有密封蓋7，靠近氣阻1的狹窄斷面處有用于進(jìn)氣的進(jìn)氣通道4，靠近出口處有用于出液的出液通道5，通道4大于通道5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡發(fā)生裝置，其特征在于所述的容器2為松鼠形狀，氣阻1為拉閥爾噴管式氣阻，套入氣管3上，氣管3靠容器壁固定，拉法爾噴管式氣阻呈喇叭狀，出口處裝有至少一根以上的長管構(gòu)成出液通道5，氣阻口與氣管之間空隙形成同心圓斜壁環(huán)隙形式進(jìn)氣通道4，帶氣阻1的氣管3裝在容器下內(nèi)部，浸在發(fā)泡液中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡發(fā)生裝置，其特征在于氣阻及氣管可為一支內(nèi)直徑為0.4×0.2mm用普通碳鋼制成的異徑鋼管，穿透容器，在異徑管變徑前后分別鑿縫鉆孔，構(gòu)成進(jìn)氣通道4，出液通道5，異徑管并聯(lián)于箱體下部液體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡發(fā)生裝置，其特征在于所述的氣阻可為漸縮交錯式排列的內(nèi)直徑為0.2mm的一組漸縮噴管構(gòu)成，用鉑金制造，進(jìn)氣通道4開在氣管壁上，呈帶逆止裝置的圓孔，氣管與容器內(nèi)壁的間隙形成出液通道5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣泡發(fā)生裝置，其特征在于氣阻1可是由鉑金材料做成的縮放管，進(jìn)口內(nèi)直徑為2毫米，出口外直徑為1.5毫米，管喉內(nèi)直徑為0.68毫米，容器2為箱體，其上部有裝液口6，密封蓋7，氣管3用內(nèi)直徑為2毫米的鉑金管做成，進(jìn)氣通道4為矩形孔，開在氣阻狹窄部位后邊靠近導(dǎo)管壁內(nèi)側(cè)，出液通道5為鉑金管出口與縮放管氣阻銜接形成的相切環(huán)縫形式的通道，最大縫隙0.5毫米，箱體下部有一段導(dǎo)管8，帶氣阻1的氣管3通過導(dǎo)管壁密封固定。
6.上述氣泡發(fā)生裝置的用途，其特征在于可用于制造兒童玩具，氣泡燃燒噴咀，生產(chǎn)玻璃微珠和建筑構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明是涉及到應(yīng)用于兒童玩具，制造氣泡燃燒 噴嘴，生產(chǎn)玻璃微珠和建筑構(gòu)件的氣泡發(fā)生裝置，主 要由氣阻、氣管、通道、容器等構(gòu)成，容器壁上開裝液 口，其上有密封蓋、氣阻、氣管、進(jìn)氣通道、出液通道構(gòu) 成發(fā)泡系統(tǒng)，裝在容器下部并由容器壁密封固定、通 道可由管子，開孔或鑿縫形成，靠近氣阻狹窄斷面和 出口處，進(jìn)氣通道大于出液通道，該結(jié)構(gòu)的氣泡發(fā)生 裝置用途廣，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)推廣應(yīng)用，攜帶或搬 動方便，發(fā)泡效果好，可廣泛用于多種發(fā)泡原料。
文檔編號B01F3/06GK1060041SQ9110806
公開日1992年4月8日 申請日期1991年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月24日
發(fā)明者蘇彥 申請人:蘇彥