本發(fā)明屬于流體混合設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種納米級(jí)流體混合器及納米級(jí)流體混合裝置。

背景技術(shù)：

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、半導(dǎo)體制造領(lǐng)域、食品生產(chǎn)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、生物領(lǐng)域、廢水處理領(lǐng)域等多個(gè)領(lǐng)域，為了使多種液體混合、或液體與氣體混合，通常都會(huì)涉及到流體混合這一流程，而原始的人工攪拌或機(jī)械攪拌混合的方式效率十分低下，且混合不均勻，設(shè)備體積大，而流體混合裝置可以大大加快混合效率，提高混合均勻度，因此流體混合裝置有著十分廣泛的應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，流體混合裝置加工出的氣液或液液混合流體中氣泡比較大，屬于宏觀大氣泡，很多大氣泡不僅極大的浪費(fèi)了能耗，且不能長(zhǎng)時(shí)間保存。同時(shí)現(xiàn)有的流體混合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高，導(dǎo)致其適用范圍小，不適用于工業(yè)或農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的大量需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種納米級(jí)流體混合器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，流體混合器加工出的氣液或液液混合流體中氣泡比較大，同時(shí)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種納米級(jí)流體混合器，包括：外變徑管，以及可置于所述外變徑管內(nèi)的內(nèi)變徑管；

所述外變徑管的一端為施壓液體注入口，另一端為內(nèi)徑逐漸變大的混合流體流出部，其管體上設(shè)置有至少一個(gè)外部流體入口；

所述內(nèi)變徑管的一端為口徑逐漸變小的施壓液體流入部，另一端為施壓液體流出部；

所述施壓液體流入部的外壁設(shè)置為與所述外變徑管的內(nèi)壁緊密貼合；

所述施壓液體流出部的外壁與所述外變徑管的內(nèi)壁之間形成一與所述外部流體入口連通的通道，使得液體從所述施壓液體流出部進(jìn)入到所述混合流體流出部且壓力變小時(shí)或者變小后，從所述外部流體入口進(jìn)入的外部流體與所述施壓液體流出部流出的液體進(jìn)行混合。

優(yōu)選的，所述外變徑管的內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)用于加大外部流體與所述施壓液體流出部流出的液體的混合面的擴(kuò)展槽。

優(yōu)選的，所述納米級(jí)流體混合器還包括一可設(shè)置于所述施壓液體注入口處，可使施壓液體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入所述施壓液體注入口的導(dǎo)流件。

優(yōu)選的，所述外變徑管的管體還設(shè)置有至少一個(gè)外部流體通口，使得液體從所述施壓液體流出部進(jìn)入到所述混合流體流出部壓力變小后，從所述外部流體通口進(jìn)入的外部流體與所述施壓液體流出部流出的液體進(jìn)行混合。

優(yōu)選的，所述外部流體為氣體，或者與所述施壓液體的密度不同的液體。

本發(fā)明還提供一種納米級(jí)流體混合裝置，包括：

增壓泵；

至少一個(gè)納米級(jí)流體混合器；

所述納米級(jí)流體混合器包括：外變徑管，以及可置于所述外變徑管內(nèi)的內(nèi)變徑管；

所述外變徑管的一端為施壓液體注入口，另一端為內(nèi)徑逐漸變大的混合流體流出部，其管體上設(shè)置有至少一個(gè)外部流體入口；

所述施壓液體入口與所述增壓泵的出液口連接；

所述內(nèi)變徑管的一端為口徑逐漸變小的施壓液體流入部，另一端為施壓液體流出部；

所述施壓液體流入部的外壁設(shè)置為與所述外變徑管的內(nèi)壁緊密貼合；

所述施壓液體流出部的外壁與所述外變徑管的內(nèi)壁之間形成一與所述外部流體入口連通的通道，使得液體從所述施壓液體流出部進(jìn)入到所述混合流體流出部壓力變小時(shí)或者變小后，從所述外部流體入口進(jìn)入的外部流體與所述施壓液體流出部流出的液體進(jìn)行混合。

優(yōu)選的，所述裝置還包括與所述外部流體入口連接的流體輸入管道。

優(yōu)選的，所述裝置還包括與所述流體輸入管道連接的氣體壓縮機(jī)。

優(yōu)選的，所述裝置還包括與所述流體輸入管道連接的流量計(jì)。

優(yōu)選的，所述外部流體為氣體，或者與所述施壓液體的密度不同的液體。

本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合器，包括內(nèi)變徑管和外變徑管，當(dāng)液體流經(jīng)內(nèi)變徑管時(shí)，由于內(nèi)變徑管的施壓液體流入部的內(nèi)徑逐漸變小，使得液體的壓力增大，當(dāng)液體從內(nèi)變徑管進(jìn)入外變徑管的混合流體流出部時(shí)，又由于混合流體流出部的內(nèi)徑大于內(nèi)變徑管的施壓液體流出部，且混合流體流出部的內(nèi)徑逐漸變大，使得液體的壓力變小，從而產(chǎn)生負(fù)壓，吸入從外部流體入口注入的流體并與之充分混合，可在液體中形成納米級(jí)微小泡。本新型提供的一種納米級(jí)流體混合裝置，包括增壓泵和至少一個(gè)上述納米級(jí)流體混合器，通過(guò)增壓泵增大液體的壓力和流速，使液體在納米級(jí)流體混合器內(nèi)更加在充分和高效的與從外部流體入口注入的流體混合。本發(fā)明提供的納米級(jí)流體混合器和納米級(jí)流體混合裝置解決現(xiàn)有技術(shù)中流體混合器加工出的氣液或液液混合流體中氣泡比較大的問(wèn)題，同時(shí)由于本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合器僅由內(nèi)變徑管和外變徑管組成，解決了現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合器的縱向剖視圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種外變徑管的縱向剖視圖；

圖3是本發(fā)明提供的一種內(nèi)變徑管的縱向剖視圖；

圖4是本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的外變徑管的縱向剖視圖；

圖5是本發(fā)明提供的另一種優(yōu)選的外變徑管的縱向剖視圖；

圖6是本發(fā)明提供的一種導(dǎo)流件的立體圖；

圖7是本發(fā)明提供的一種導(dǎo)流件的正視圖；

圖8是本發(fā)明提供的一種導(dǎo)流件的左視圖；

圖9是本發(fā)明提供的一種具有導(dǎo)流件的納米級(jí)流體混合器的縱向剖視圖；

圖10是本發(fā)明提供的再一種優(yōu)選的外變徑管的縱向剖視圖；

圖11是本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明提供的另一種納米級(jí)流體混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明提供的再一種納米級(jí)流體混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的納米級(jí)混合器通過(guò)內(nèi)變徑管增大液體的壓力，當(dāng)液體進(jìn)入外變徑管的混合流體流出部，通過(guò)混合流體流出部使液體壓力減小，從而產(chǎn)生負(fù)壓，吸入從外部流體入口注入的流體并與之充分混合，可在液體中形成納米級(jí)微小泡，從而解決現(xiàn)有技術(shù)的流體混合器加工出的氣液或液液混合流體中氣泡比較大的問(wèn)題，同時(shí)由于本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合器僅由內(nèi)變徑管和外變徑管組成，解決了現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高的問(wèn)題。

如圖1、圖2和圖3所示，發(fā)明提供了一種納米級(jí)流體混合器，包括：外變徑管1，以及可置于外變徑管1內(nèi)的內(nèi)變徑管2。

在本發(fā)明實(shí)施例中，外變徑管1的一端為施壓液體注入口11，另一端為內(nèi)徑逐漸變大的混合流體流出部12，其管體上設(shè)置有一個(gè)外部流體入口13；內(nèi)變徑管2的一端為口徑逐漸變小的施壓液體流入部21，另一端為施壓液體流出部22；施壓液體流入部21的外壁與外變徑管1的內(nèi)壁緊密貼合；施壓液體流出部22的外壁與外變徑管1的內(nèi)壁之間形成與外部流體入口13連通的通道，使得液體從施壓液體流出部22進(jìn)入到混合流體流出部12壓力變小時(shí)或者變小后，從外部流體入口13進(jìn)入的外部流體與施壓液體流出部22流出的液體進(jìn)行混合。

在本發(fā)明實(shí)施例中，外變徑管1整體呈圓柱狀，在外變徑管1的施壓液體注入口11處，外變徑管1的內(nèi)徑保持一定的值，其管內(nèi)空間也呈圓柱狀。在外變徑管1的混合流體流出部12部分，混合流體流出部12前部的內(nèi)徑保持不變，后部則內(nèi)徑逐漸變大，管內(nèi)空間呈近似圓臺(tái)狀，以使流體流經(jīng)時(shí)減小流體的壓力，產(chǎn)生負(fù)壓。外變徑管1的混合流體流出部12上設(shè)有一個(gè)外部流體入口13，外部流體可經(jīng)該外部流體入口13進(jìn)入混合流體流出部12，并與流經(jīng)混合流體流出部12的液體混合，形成混合后的流體。需要說(shuō)明的是，外變徑管1不必須為圓柱狀管，也可以使方形管、多邊形管以及不規(guī)則形管等，只要能實(shí)現(xiàn)外變徑管1的功能即可，具體形狀不做限制。外部流體入口13可以設(shè)置多個(gè)，以便外部流體從多個(gè)位置進(jìn)入混合流體流出部12，從而更加均勻高效的與管內(nèi)的液體混合，設(shè)置外部流體入口13的數(shù)量需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用情況選擇，具體不做限制。

內(nèi)變徑管2包括相互連接的施壓液體流入部21和施壓液體流出部22，施壓液體流入部21和施壓液體流出部22的外徑互不相同，管內(nèi)通道平滑的相互連通。施壓液體流出部22的內(nèi)徑保持不變，施壓液體流入部21的內(nèi)徑逐漸縮小，管內(nèi)空間呈近似圓臺(tái)狀，以當(dāng)液體流經(jīng)時(shí)，使液體的壓力增大。

需要說(shuō)明的是，要實(shí)現(xiàn)內(nèi)徑逐漸變大或內(nèi)徑逐漸變小并不一定要將管內(nèi)空間設(shè)置為圓臺(tái)狀，還可以是其他各種形狀，但相對(duì)平滑的曲面可以使液體與內(nèi)壁的摩擦力更小，階梯型或螺紋線型會(huì)增大摩擦力，增大能量損耗，將管內(nèi)空間設(shè)置為圓臺(tái)狀僅為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出限制。

在本發(fā)明實(shí)施例中，內(nèi)變徑管2的施壓液體流入部21的外壁與外變徑管1的施壓液體注入口11處的內(nèi)壁相配合并相互緊密貼合，流體無(wú)法進(jìn)入二者的壁間縫隙。內(nèi)變徑管2的施壓液體流出部22的外壁則小于外變徑管1的混合流體流出部12的內(nèi)徑，二者互不接觸并形成與外部流體入口13連通的通道。液體經(jīng)過(guò)外部如水泵等裝置的施壓作用，從外變徑管1的施壓液體注入口11進(jìn)入外變徑管1，再流經(jīng)內(nèi)變徑管2的施壓液體流入部21，使得液體壓力增大，之后經(jīng)過(guò)增壓的液體經(jīng)過(guò)施壓液體流出部22進(jìn)入混合流體流出部12，由于混合流體流出部12的內(nèi)徑大于施壓液體流出部22的內(nèi)徑，使得液體的壓力減小，且由于混合流體流出部12的內(nèi)徑逐漸增大，使得液體的壓力進(jìn)一步減小，產(chǎn)生負(fù)壓，將流體從外變徑管1上方設(shè)置的外部流體入口13吸入到外變徑管1內(nèi)，并流經(jīng)施壓液體流出部22的外壁與混合流體流出部12是內(nèi)壁之間形成的通道，最終與從施壓液體流出部22流出的液體混合，形成混合流體，從外部流體入口13進(jìn)入的流體既可以是氣體，也可以液體，還可以是氣液混合流體。

需要說(shuō)明的是，內(nèi)變徑管2的施壓液體流出部22不一定為圓柱狀，其外壁也不一定為光滑面，還可以為粗糙面，或者帶有溝槽，通過(guò)溝槽的引流作用可以使外部流體進(jìn)入外變徑管1后的分布更加均勻。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如果由于外部流體的性質(zhì)、施壓液體的性質(zhì)、外部設(shè)備或外部壓力條件等原因?qū)е略谝后w在混合流體流出部12產(chǎn)生的負(fù)壓不足，則可以通過(guò)在外部流體入口13處設(shè)置流體壓縮機(jī)，將外部流體增壓推入外變徑管1的混合流體流出部12中，使外部流體與施壓液體混合，還可以通過(guò)控制流體壓縮機(jī)的工作功率控制外部流體與施壓液體的相對(duì)比例。

如圖4及圖5所示，作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，外變徑管1的內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)用于加大外部流體與施壓液體流出部22流出的液體的混合面的擴(kuò)展槽14。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在外變徑管1的混合流體流出部12的內(nèi)壁上，設(shè)置有如圖4所示的兩個(gè)與外變徑管1垂直的環(huán)形的擴(kuò)展槽14，或者如圖5所示的多個(gè)斜線形的擴(kuò)展槽14，擴(kuò)展槽14可以增大外部流體與從施壓液體流出部22流出的液體的混合空間，還可以打亂外部流體和施壓液體原本的流動(dòng)方向，起到攪拌作用，使二者的混合更加均勻。擴(kuò)展槽14除了可以使圖4及圖5所示的環(huán)形槽或斜線形槽外，還可以是螺旋槽、來(lái)復(fù)線形槽等，擴(kuò)展槽14的數(shù)量可以是一條，也可以是多條，具體不做限制。

如圖6、圖7、圖8和圖9所示，在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，納米級(jí)流體混合器還包括一個(gè)設(shè)置于施壓液體注入口11處，可使施壓液體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入施壓液體注入口11的導(dǎo)流件3。導(dǎo)流件3呈鉆頭型，設(shè)置在內(nèi)變徑管2的前部，施壓液體先流經(jīng)導(dǎo)流件3再進(jìn)入內(nèi)變徑管2。導(dǎo)流件3上設(shè)有四條螺旋狀的導(dǎo)流槽31，導(dǎo)流件3的前部具有導(dǎo)流錐頭32，以降低液體流經(jīng)時(shí)的阻力，施壓液體經(jīng)過(guò)導(dǎo)流槽31的導(dǎo)流作用旋轉(zhuǎn)進(jìn)入內(nèi)變徑管2，從而使得施壓液體可以更充分的與外變徑管1上的外部流體入口13進(jìn)入的流體進(jìn)行充分的攪拌混合。導(dǎo)流件3除采用圖5所示的鉆頭形結(jié)構(gòu)外，還可采用例如螺旋槳結(jié)構(gòu)等帶有可以改變液體流路方向的葉片或溝槽的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流件3采用鉆頭形時(shí)，施壓液體的流量可以較大，但施壓液體與導(dǎo)流件3的接觸面積相對(duì)較小，施壓液體的旋轉(zhuǎn)程度較低，導(dǎo)流件3采用螺旋槳形時(shí)，施壓液體的流量較小，但旋轉(zhuǎn)程度較高，從而與外部流體的混合更充分。

如圖10所示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，外變徑管1的管體還設(shè)置有一個(gè)外部流體通口15，使得液體從施壓液體流出部22進(jìn)入到混合流體流出部12壓力變小后，從外部流體通口15進(jìn)入的外部流體與施壓液體流出部22流出的液體進(jìn)行混合。在液體從施壓液體流出部22進(jìn)入到混合流體流出部12壓力變小后，由于負(fù)壓的作用，外部流體從外部流體通口15進(jìn)入外變徑管的混合流體流出部12，并與外變徑管1內(nèi)的液體混合，從而無(wú)需流經(jīng)施壓液體流出部22的外壁與混合流體流出部12的內(nèi)壁之間的通道，并且使在液體的壓力變小后進(jìn)行，負(fù)壓的作用更明顯，能夠更好的吸入外部流體。外部流體通口15可以是圓形，或者多邊形，目的是使外部流體流入，圓形最好加工，安裝方便，但不論圓形或多邊形，都是通過(guò)調(diào)節(jié)流體流入的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)與內(nèi)部流體進(jìn)行更充分的混合，外部流體通口15也可以設(shè)置多個(gè)，設(shè)置在外變徑管1的多個(gè)位置，使外部流體進(jìn)入外變徑管1后的分布均勻，從而使的外部流體與管內(nèi)液體的混合更均勻。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，從外部流體入口13進(jìn)入外變徑管1的外部流體為氣體，或者與施壓液體的密度不同的液體，例如，當(dāng)施壓液體為水時(shí)，外部流體可以是空氣，氫氣，氧氣，臭氧，以及甲烷等可燃性氣體，以及，油，酒精等液體。

本發(fā)明實(shí)施例提供的納米級(jí)混合器通過(guò)內(nèi)變徑管增大液體的壓力，當(dāng)液體進(jìn)入外變徑管的混合流體流出部，通過(guò)混合流體流出部使液體壓力減小，從而產(chǎn)生負(fù)壓，吸入從外部流體入口注入的流體并與之充分混合，可在液體中形成納米級(jí)微小泡，從而解決現(xiàn)有技術(shù)的流體混合器加工出的氣液或液液流體中混合氣泡比較大的問(wèn)題，同時(shí)由于本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合器僅由內(nèi)變徑管和外變徑管組成，解決了現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高的問(wèn)題。

如圖11及圖12所示，本發(fā)明還提供了一種納米級(jí)流體混合裝置，包括增壓泵4，以及如圖1、圖2和圖3所示的納米級(jí)流體混合器，一臺(tái)增壓泵4可以連接一個(gè)納米級(jí)流體混合器，也可以如圖12的一次性連接多個(gè)納米級(jí)流體混合器。納米級(jí)流體混合器包括：外變徑管1，以及可置于外變徑管1內(nèi)的內(nèi)變徑管2；外變徑管1的一端為施壓液體注入口11，施壓液體入口11與增壓泵4的出液口連接；另一端為內(nèi)徑逐漸變大的混合流體流出部12，其管體上設(shè)置有至少一個(gè)外部流體入口13；內(nèi)變徑管2的一端為口徑逐漸變小的施壓液體流入部21，另一端為施壓液體流出部22；施壓液體流入部21的外壁設(shè)置為與外變徑管1的內(nèi)壁緊密貼合；施壓液體流出部22的外壁與外變徑管1的內(nèi)壁之間形成一個(gè)與外部流體入口13連通的通道，使得液體從施壓液體流出部22進(jìn)入到混合流體流出部12壓力變小時(shí)或者變小后，從外部流體入口13進(jìn)入的外部流體與施壓液體流出部22流出的液體進(jìn)行混合。增液泵4的出液口與納米級(jí)流體混合裝置的施壓液體注入口11相連，液體流經(jīng)增壓泵4并從增壓泵4的出液口進(jìn)入到混合液體注入口11，通過(guò)增壓泵4的增壓作用為流入外變徑管1的液體提供初步壓力，再通過(guò)施壓液體流入21的增壓作用和混合流體流出部12的負(fù)壓混合作用，使增壓泵4泵入的液體與從外部流體入口13進(jìn)入的流體進(jìn)行高效、充分的混合。

如圖13所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，納米級(jí)流體混合裝置還包括與外部流體入口13連接的流體輸入管道5，流體輸入管道5用于輸送外部流體進(jìn)入外部流體入口13，以使外部流體與納米級(jí)流體混合器內(nèi)的液體進(jìn)行混合。在流體輸入管道5的入口處可安裝流體流量調(diào)節(jié)閥7，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入外部流體入口13的流體的流量，從而控制混合后的流體中外部流體所占的比例。

在本發(fā)明實(shí)施例中，納米級(jí)流體混合裝置還包括與流體輸入管道5連接的氣體壓縮機(jī)6，由于外部流體的性質(zhì)、施壓液體的性質(zhì)、外部設(shè)備或外部壓力條件等原因?qū)е略谝后w在混合流體流出部12產(chǎn)生的負(fù)壓不足，可以通過(guò)在外部流體入口13處設(shè)置流體壓縮機(jī)6，將外部流體增壓推入外變徑管1的混合流體流出部12中，使外部流體與施壓液體混合，還可以通過(guò)控制流體壓縮機(jī)的工作功率控制外部流體與施壓液體的相對(duì)比例。

在本發(fā)明實(shí)施例中，納米級(jí)流體混合裝置還具有與流體輸入管道5連接的流量計(jì)，用于檢測(cè)從流體輸入管道5流入外部流體入口13的外部流體的流量，以便控制混合后的流體中外部流體的比例。

在本發(fā)明實(shí)施例中，從外部流體入口13進(jìn)入外變徑管1的外部流體為氣體，或者與施壓液體的密度不同的液體，例如，當(dāng)施壓液體為水時(shí)，外部流體可以是空氣，氫氣，氧氣，臭氧，以及甲烷等可燃性氣體，以及，油，酒精等液體。

本新型提供的一種納米級(jí)流體混合裝置，包括增壓泵和至少一個(gè)上述納米級(jí)流體混合器，通過(guò)增壓泵增大液體的壓力和流速，使液體在納米級(jí)流體混合器內(nèi)更加充分和高效的與從外部流體入口注入的流體混合。本發(fā)明提供的納米級(jí)流體混合器和納米級(jí)流體混合裝置解決現(xiàn)有技術(shù)中流體混合器加工出的氣液或液液混合流體中氣泡比較大的問(wèn)題，同時(shí)由于本發(fā)明提供的一種納米級(jí)流體混合器僅由內(nèi)變徑管和外變徑管組成，解決了現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度高的問(wèn)題。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。