本實(shí)用新型涉及反氣泡領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置。

背景技術(shù)：

反氣泡是存在于液體中，由一層薄薄的氣膜組成的一個球殼體，泡的內(nèi)部是液體。盡管早在1932年就已經(jīng)出現(xiàn)有關(guān)反氣泡的報(bào)道，在1974年被正式命名，但反氣泡依然是一個我們所知甚少，且有待突破的領(lǐng)域。反氣泡因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，而具有許多潛在的應(yīng)用價值。反氣泡外層的氣殼的厚度很薄，在微米級，當(dāng)這層外殼收到刺激時，反氣泡破裂，氣膜迅速收縮，這是其他機(jī)械閥門無法實(shí)現(xiàn)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的方法，該方法包括：

在溶解物質(zhì)的上表面形成一種保護(hù)被溶解物質(zhì)的保護(hù)膜；將被溶解物質(zhì)穿過保護(hù)膜，形成反氣泡，反氣泡進(jìn)入溶解物質(zhì)。改變反氣泡在溶解物質(zhì)中的位置，進(jìn)而達(dá)到預(yù)先確定的位置；當(dāng)反氣泡到達(dá)預(yù)先確定的位置時，通過外部作用使反氣泡破裂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的接觸。

優(yōu)選的，改變反氣泡在溶解物質(zhì)中的位置，進(jìn)而達(dá)到預(yù)先確定的位置的步驟包括：

利用射流從上部或下部輕吹反氣泡，調(diào)整吹拂的角度使反氣泡移動到預(yù)先確定的位置。

優(yōu)選的，保護(hù)膜包括泡沫和液膜。

優(yōu)選的，通過外部作用使反氣泡破裂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的接觸的步驟包括：通過針直接與反氣泡接觸，在接觸位置形成破裂口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溶解物質(zhì)和被溶解物質(zhì)通過破裂口接觸。

第二方面，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置，該裝置包括：

A種流體的集液器、B種流體的集液器、滴液管、細(xì)長針和通氣管。其中，A種流體的集液器設(shè)置在B種流體的集液器的上方，滴液器與A種流體的集液器連接，通氣管和細(xì)長針分別設(shè)置在B種流體的集液器中。A種流體的集液器用于容納A種流體，A種流體從A種流體的集液器底部流出，通過滴液器向下墜落形成液滴。通氣管用于將氣體通入B種流體的集液器。B種流體集液器用于容納B種流體，B種流體中通入氣體，在B種流體的液面上形成泡沫層，以便液滴通過泡沫層進(jìn)入B種流體形成反氣泡。細(xì)長針用于使反氣泡破裂，使A種流體和B種流體接觸。

優(yōu)選的，該裝置還包括洗耳球，洗耳球設(shè)置在B種流體的集液器中，洗耳球用于改變反氣泡在B中流體中的位置，以便反氣泡達(dá)到預(yù)先確定的位置。

優(yōu)選的，細(xì)長針具體用于當(dāng)反氣泡達(dá)到預(yù)先確定的位置，通過所述細(xì)長針直接與反氣泡接觸，在接觸位置形成破裂口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)A種流體和B種流體通過破裂口接觸。其中，細(xì)長針的直徑小于或等于反氣泡直徑的1/10。

本實(shí)用新型的目的是通過制造兩物質(zhì)間的界面，實(shí)現(xiàn)了兩種物質(zhì)的快速接觸，同時保持兩種流體的相對靜止，對流場干擾小，可用于化學(xué)、物理、生物等實(shí)驗(yàn)室。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的方法的流程圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖4為圖2或圖3中反氣泡破裂的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟S100：在溶解物質(zhì)的上表面形成一種保護(hù)被溶解物質(zhì)的保護(hù)膜；

形成溶解物質(zhì)的上表面上的保護(hù)膜形成方式不局限于用通氣管來形成液面的保護(hù)膜，也可以通過物理方法或化學(xué)方法形成液面的保護(hù)膜。

步驟S110：將被溶解物質(zhì)穿過保護(hù)膜，形成反氣泡，反氣泡進(jìn)入溶解物質(zhì)；

形成反氣泡方式不限于穿過保護(hù)膜形成反氣泡，還包括液滴穿過一層液膜，然后落入被溶解物質(zhì)形成反氣泡，也包括滴液直接入水形成反氣泡，也包括用其他化學(xué)方法或物理方法產(chǎn)生反氣泡。

本實(shí)用新型另一個實(shí)施例中被溶解物質(zhì)直接進(jìn)入溶解物質(zhì)，形成反氣泡，形成較難，尤其是被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)是接觸的條件下，更難實(shí)現(xiàn)兩種物質(zhì)相對靜止的情況下，形成反氣泡；一般情況下是在被溶解物質(zhì)的表面添加表面活性劑，降低表面張力，更利于形成反氣泡，且不會打破兩物質(zhì)相對靜止的情況。

步驟S120：改變反氣泡在溶解物質(zhì)中的位置，進(jìn)而達(dá)到預(yù)先確定的位置；

在該步驟中主要是將包含被溶解物質(zhì)的反氣泡到達(dá)預(yù)先需要用于研究的位置，一般是借助于外力的作用。

反氣泡產(chǎn)生后可能會緩慢上浮或下沉(與兩種物質(zhì)的密度相關(guān))，可以利用射流從上部或下部輕吹反氣泡，反氣泡不會破裂，反而會因?yàn)榇捣餮娱L壽命；也可以通過調(diào)整吹拂的角度使反氣泡移動到確定的位置；使反氣泡移動到確定位置的方法除了水流吹拂之外，還有在反氣泡內(nèi)部添加磁性物質(zhì)，通過控制外加磁場來使反氣泡移動到確定位置；便于研究或進(jìn)一步操作。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的物質(zhì)形態(tài)可以都是液態(tài)，此時形成的反氣泡需要通過液體射流來調(diào)整反氣泡的位置；也可以是其中一個液態(tài)，另一個為固態(tài)，此時形成的氣泡需要通過液態(tài)射流來調(diào)整位置；如果兩種物質(zhì)都是氣態(tài)，那么包裹氣體的是液膜，它實(shí)際上是肥皂泡，此時形成的肥皂泡需要通過氣體射流或者固體粘附的方式來調(diào)整位置。

步驟S130：在反氣泡到達(dá)預(yù)先確定的位置，通過外部作用時反氣泡破裂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的接觸。

在該步驟中，通過外力使反氣泡破裂；可以通過類似于細(xì)長針來使反氣泡破裂，還可以用激光來刺激反氣泡、用電場刺激反氣泡、用沖擊波刺激反氣泡，也可以采用上述方法的任意組合來使反氣泡破裂。

具體地，通過細(xì)長針直接與反氣泡接觸，在接觸位置形成破裂口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溶解物質(zhì)和被溶解物質(zhì)通過破裂口接觸，形成的破裂口越少越好，最好是一個，減少了微泡的產(chǎn)生。細(xì)長針的直徑小于或等于反氣泡直徑的這樣可以避免產(chǎn)生微泡。

具體地，被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的物質(zhì)不限于無機(jī)物，也可以是有機(jī)物，懸濁液，可以加示蹤粒子，可以添加各種溶質(zhì)(如鹽)、染料、熒光物質(zhì)、催化劑或反應(yīng)物、顆粒物或磁化的物質(zhì)等。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置結(jié)構(gòu)示意圖一。如圖2所示，該裝置包括：第一處理單元10、第二處理單元20、第三處理單元30和第四處理模塊40；

第一處理模塊10用于在溶解物質(zhì)的上表面形成一種保護(hù)被溶解物質(zhì)的保護(hù)膜；第二處理單元20用于在被溶解物質(zhì)穿過保護(hù)膜，形成反氣泡，反氣泡進(jìn)入溶解物質(zhì)；第三處理單元30用于改變反氣泡在溶解物質(zhì)中的位置，進(jìn)而達(dá)到預(yù)先確定的位置；第四處理單元40用于在反氣泡到達(dá)預(yù)先確定的位置，通過外部作用使反氣泡破裂，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的接觸。

可選的，由于形成反氣泡的方式不唯一，形成反氣泡方式不限于穿過保護(hù)膜形成反氣泡，還包括液滴穿過一層液膜，然后落入被溶解物質(zhì)形成反氣泡，也包括滴液直接入水形成反氣泡，也包括用其他化學(xué)方法或物理方法產(chǎn)生反氣泡。

本實(shí)用新型另一個實(shí)施例中被溶解物質(zhì)直接進(jìn)入溶解物質(zhì)，形成反氣泡，形成較難，尤其是被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)是接觸的條件下，更難實(shí)現(xiàn)兩種物質(zhì)相對靜止的情況下，形成反氣泡；一般情況下是在被溶解物質(zhì)的表面添加表面活性劑，降低表面張力，更利于形成反氣泡，且不會打破兩物質(zhì)相對靜止的情況。

具體地，第一處理模塊10具體用于在溶解物質(zhì)的上表面形成一種保護(hù)被溶解物質(zhì)的保護(hù)膜；如穿過頁面上的泡沫層，液膜，以及其他化學(xué)方法或物理方法產(chǎn)生的反氣泡。

具體地，第三處理模塊30具體用于將包含被溶解物質(zhì)的反氣泡到達(dá)預(yù)先需要用于研究的位置，一般是借助于外力的作用。

反氣泡產(chǎn)生后可能會緩慢上浮或下沉(與兩種物質(zhì)的密度相關(guān))，可以利用射流從上部或下部輕吹反氣泡，反氣泡不會破裂，反而會因?yàn)榇捣餮娱L壽命；也可以通過調(diào)整吹拂的角度使反氣泡移動到確定的位置；使反氣泡移動到確定位置的方法除了射流吹拂之外，還有在反氣泡內(nèi)部添加磁性物質(zhì)，通過控制外加磁場來使反氣泡移動到確定位置；便于研究或進(jìn)一步操作。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的物質(zhì)形態(tài)可以都是液態(tài)，此時形成的反氣泡需要通過液體射流來調(diào)整反氣泡的位置；也可以是其中一個液態(tài)，另一個為固態(tài)，此時形成的氣泡需要通過液態(tài)射流來調(diào)整位置；如果兩種物質(zhì)都是氣態(tài)，那么包裹氣體的是液膜，它實(shí)際上是肥皂泡，此時形成的肥皂泡需要通過氣體射流或者固體粘附的方式來調(diào)整位置。

具體地，第四處理模塊40具體用于通過細(xì)長針直接與反氣泡接觸，在接觸位置形成破裂口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溶解物質(zhì)和被溶解物質(zhì)通過破裂口接觸。細(xì)長針的直徑小于或等于反氣泡直徑的這樣可以避免產(chǎn)生微泡；可以通過類似于細(xì)長針來使反氣泡破裂，還可以用激光來刺激反氣泡、用電場刺激反氣泡、用沖擊波刺激反氣泡，也可以采用上述方法的任意組合來使反氣泡破裂。

下面將以圖3中具體的實(shí)施例來體現(xiàn)圖2中每一功能模塊的具體作用。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)反氣泡破裂的裝置結(jié)構(gòu)示意圖二。如圖3所示，該裝置包括：A種流體的集液器、B種流體的集液器、滴液器、通氣管、吸耳球、細(xì)長針；

A種流體從集液器底部依靠重力流出，通過滴液器向下墜落形成液滴。通氣管將氣體通入B種流體的集液器，并在B種流體的液面上形成泡沫層。液滴通過泡沫層落入水中，形成反氣泡。通過洗耳球產(chǎn)生的射流調(diào)整反氣泡的位置。通過細(xì)長針將反氣泡外層的氣膜刺破，使A種流體和B種流體快速接觸。在破裂反氣泡時，需要盡量少的對反氣泡及周圍流體進(jìn)行干擾，產(chǎn)生盡量少或不產(chǎn)生微泡，選用氣膜厚度較厚的反氣泡，直徑很小的針，在反氣泡的偏下氣膜更薄的部分刺破，避免產(chǎn)生多個破裂點(diǎn)。如果反氣泡內(nèi)部的液體密度大于外部液體密度，則應(yīng)該在反氣泡上部刺破。都是避免過多的微泡產(chǎn)生。

可選的，產(chǎn)生反氣泡的方式不限于本實(shí)用新型實(shí)施例中提到穿過泡沫形成反氣泡的方法，還包括液滴穿過一層液膜，然后落入水中形成反氣泡，也包括液滴直接入水形成反氣泡，也包括用其他化學(xué)方法或物理方法產(chǎn)生的反氣泡。

可選的，A和B兩種液體可以是相溶的，也可以是不相溶的。其中相溶的兩種液體相互接觸的情況利用其他方法較難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閮煞N液體相溶，所以制造這兩種液體的界面尤其困難，往往是液面還沒有完全大面積接觸，已經(jīng)相互溶解。所以需要快速開啟的閥門，而固體閥門因?yàn)楹穸?、開啟時間、擾流等問題，往往無法滿足要求。利用反氣泡的破裂實(shí)現(xiàn)兩種液體接觸，可以將反氣泡外層的氣膜理解成一種氣體閥門，極薄，極快。

可選的，使反氣泡破裂的方法還包括用激光來刺激反氣泡，用電場刺激反氣泡，用沖擊波沖擊反氣泡等等，也可以是多種方法的復(fù)合。

可選的，兩種流體也不限于無機(jī)物，也可以是有機(jī)物，懸濁液，乳濁液，可以加示蹤粒子，可以添加各種溶質(zhì)(如鹽等)、染料、熒光物質(zhì)、催化劑或反應(yīng)物、顆粒物、磁性物質(zhì)或可磁化的物質(zhì)等等。

可選地，反氣泡產(chǎn)生后可能會緩慢上浮或下沉(與兩種液體的密度有關(guān))，可以利用液體射流從上部或下部輕吹反氣泡，反氣泡不會破裂，而會因?yàn)榇捣餮娱L壽命。通過調(diào)整吹拂的角度使反氣泡移動到確定的位置；使反氣泡移動到確定位置的方法除了射流吹拂之外，還有在反氣泡內(nèi)部添加磁性物質(zhì)，通過控制外加磁場來使反氣泡移動到確定位置；便于研究或進(jìn)一步操作。

膜可以是氣膜，也可以是液膜。若是氣膜可以使兩種液體及一種液體一種固定快速接觸，若是液膜，可以是兩種氣體快速混合。

圖4為圖2或圖3反氣泡破裂示意圖。如圖4所示，進(jìn)入被溶解物質(zhì)中的反氣泡在到達(dá)預(yù)先要求的位置后，采用外部作用使反氣泡破裂，反氣泡破裂的過程類似于氣體閥門在外力作用下開啟的過程，反氣泡破裂后，液膜迅速收縮，收縮速度可達(dá)2米每秒，10-50毫秒內(nèi)液膜即可完全消失，溶解物質(zhì)和被溶解物質(zhì)可實(shí)現(xiàn)快速的接觸；同時，因?yàn)榉礆馀莸囊耗ず鼙?，液膜固定沿著外殼收縮，所以對原流場干擾很?。贿@是其他機(jī)械閥門無法實(shí)現(xiàn)的。

同時，為了更好的實(shí)現(xiàn)反氣泡作為氣體閥門的開啟，并在開啟過程中不產(chǎn)生或盡量少的產(chǎn)生微泡，選用氣膜厚度較厚的反氣泡，選擇針的直徑小于或等于反氣泡直徑的在反氣泡的偏下氣膜更薄的部分刺破，避免產(chǎn)生多個破裂點(diǎn)，這樣就避免了微泡的產(chǎn)生。

本實(shí)用新型的目是通過反氣泡簡單快速實(shí)現(xiàn)溶解物質(zhì)和被溶解物質(zhì)的快速接觸，同時保持了被溶解物質(zhì)和溶解物質(zhì)的相對靜止，對流場干擾小，進(jìn)而因?yàn)榉礆馀菘梢灾圃斐鋈芙馕镔|(zhì)和被溶解物質(zhì)之間的界面，可用于化學(xué)、物理、生物等實(shí)驗(yàn)室。

以上的具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。