一種空化云微泡制備裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空泡制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空化云微泡制備裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，在包括醫(yī)療在內(nèi)的各行各業(yè)都需要用到微泡。微泡的制備有許多種方法，其中主要包括有四種微泡制備方法:氣泡破裂法、超聲法、微流體法、溶解氣法。
[0003]氣泡破裂法:一般是利用流體的剪切力或者壓力梯度將氣泡打碎成更小的微泡的一種方法；
[0004]超聲法:是利用超聲波作用于氣泡或者氣體出口產(chǎn)生進(jìn)而產(chǎn)生微泡的一種方法；
[0005]微流體法:是借助微通道產(chǎn)生為泡的一種方法；
[0006]溶解氣法:是通過(guò)液壓的變化使原先溶解在水中的氣泡以微泡的形式析出的一種方法。
[0007]但這些方法多需要復(fù)雜精細(xì)的流體機(jī)構(gòu)，同時(shí)所產(chǎn)生的微泡體積較大，微泡分布不均勻等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中微泡制備的問(wèn)題，提供了一種空化云微泡制備裝置及其方法。從而使微泡的制備更加的簡(jiǎn)便，制備采用的設(shè)備更加的簡(jiǎn)單，所制備的微泡尺寸更加的小且均勻。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種微泡的制備裝置，包括發(fā)生容器、氣核源和超聲換能器。所述發(fā)生容器內(nèi)設(shè)置有液體，所述氣核源設(shè)置在發(fā)生容器的液體中。所述超聲換能器與液面接觸，并通過(guò)液體傳遞超聲波。所述氣核源在超聲波作用下產(chǎn)生空化云；其中，空化云包括多個(gè)空泡。所述空泡在超聲波作用下不斷運(yùn)動(dòng)且脹縮；空泡運(yùn)動(dòng)到節(jié)點(diǎn)時(shí)合并為更大的空泡，該大空泡在脹縮過(guò)程中發(fā)生潰滅，向外散逸微泡。
[0010]更優(yōu)的，所述發(fā)生容器為環(huán)形容器；所述氣核源在超聲波作用下在環(huán)形容器中產(chǎn)生ALF空化云；所述ALF空化云在發(fā)生合并后，繼續(xù)不斷向下運(yùn)動(dòng)，并在下一個(gè)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)合并。
[0011]更優(yōu)的，所述氣核源為人工植入氣核源，所述人工植入氣核源為容置有與氣體接通的管道。
[0012]更優(yōu)的，所述發(fā)生容器的頂部設(shè)置有注液口，所述發(fā)生容器的底部設(shè)置有排液管。
[0013]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種微泡的制備方法，包括如下步驟:
[0014]在發(fā)生容器內(nèi)設(shè)置液體；
[0015]將超聲換能器設(shè)置在與液面接觸的位置；
[0016]將發(fā)生容器的液體中設(shè)置入氣核源；
[0017]開(kāi)啟超聲換能器；其中，氣核源在超聲換能器作用下產(chǎn)生空化云；
[0018]空化云在超聲波作用下向下運(yùn)動(dòng)并不斷脹縮；其中，空化云運(yùn)動(dòng)至節(jié)點(diǎn)后發(fā)生合并；
[0019]合并后的空化云由于脹縮發(fā)生潰滅，并向外散逸微泡。
[0020]更優(yōu)的，所述發(fā)生容器為環(huán)形容器；所述開(kāi)啟超聲換能器后，氣核源在環(huán)形容器中形成ALF空化云；所述在ALF空化云中，空泡由于脹縮發(fā)生潰滅之前，還包括:合并后的空泡繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)并不斷脹縮，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至新的節(jié)點(diǎn)后繼續(xù)發(fā)生合并。
[0021]更優(yōu)的，所述將發(fā)送容器的頂部設(shè)置注液口，將發(fā)生容器的底部設(shè)置排液管。
[0022]更優(yōu)的，所述氣核源為人工植入氣核源，所述人工植入氣核源為容置有與氣體接通的管道。
[0023]本發(fā)明提供了一種空化云微泡制備裝置及其方法，通過(guò)利用超聲空化云節(jié)點(diǎn)處的微泡散逸特性，方便的產(chǎn)生大量尺寸極小的微泡，同時(shí)利用Bjerkenes力和駐波聲場(chǎng)力的篩選作用，剝離出大尺寸微泡。簡(jiǎn)單方便的產(chǎn)生含有極小尺寸微泡的液體。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明的具體實(shí)施例中一種空化云微泡制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明中空化云的運(yùn)動(dòng)以及在最下部的節(jié)點(diǎn)處潰滅后散逸的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0027]隨著科技的進(jìn)步，在包括醫(yī)療在內(nèi)的各行各業(yè)都需要用到微泡。微泡的制備有許多種方法，但這些方法多需要復(fù)雜精細(xì)的流體機(jī)構(gòu)，而且產(chǎn)生的微泡尺寸較大。本發(fā)明針對(duì)這一技術(shù)問(wèn)題，提出了一種空化云微泡制備裝置及其方法。通過(guò)利用氣核源在超聲波作用下產(chǎn)生空化云，并在超聲的Bjerknes力和駐波聲場(chǎng)作用下空泡不斷向下運(yùn)動(dòng)，在超聲的收縮壓和舒張壓作用下，發(fā)生脹縮的特性。在節(jié)點(diǎn)處兩個(gè)不同支路的空泡發(fā)生合并，形成大的空泡。并在接下來(lái)的節(jié)點(diǎn)處不斷的發(fā)生合并，形成更大的空泡。當(dāng)達(dá)到最底端的節(jié)點(diǎn)時(shí)形成了最大的空泡，空泡在節(jié)點(diǎn)處的超聲波的脹縮作用下發(fā)生潰滅，形成尺寸極小的微泡。這些微泡由于尺寸太小而不受聲場(chǎng)的影響，向周圍的流體散逸，而尺寸較大的微泡由于聲場(chǎng)力的作用向節(jié)點(diǎn)處移動(dòng)并與其他的空泡合并，而更大的空泡則由于浮力的作用向上運(yùn)動(dòng)浮出液面。因此在節(jié)點(diǎn)以下的液體中充滿尺寸極小的微泡，在泵的作用下將含有微泡的液體從排液口排出。
[0028]在本發(fā)明的一種具體實(shí)施例中，包括一種空化云微泡制備裝置和一種空化云微泡制備方法。
[0029]在一種空化云微泡制備裝置中，圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施例中一種空化云微泡制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示的一種空化云微泡制備裝置，包括發(fā)生容器1、超聲換能器
2、氣核源。其中，發(fā)生容器I內(nèi)設(shè)置有液體。液體的種類可以是任意的，可以是有機(jī)物或無(wú)機(jī)物等，一般根據(jù)不同的化學(xué)反應(yīng)需要加入不同的液體。將超聲換能器2設(shè)置在發(fā)生容器I上與液面接觸的位置，從而通過(guò)液體傳遞超聲波。
[0030]液體為去除雜質(zhì)的純凈液體，液體中還包括有氣核源，氣核源在超聲波作用下產(chǎn)生空化云。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，氣核源是通過(guò)人工植入到液體中，從而保證了液體的純凈。本實(shí)施例的人工植入氣核源是在液體中設(shè)置容置的管道3，管道3內(nèi)容置有氣體。當(dāng)然，管道3的另一端也可以直接與大氣相連，或者根據(jù)實(shí)際需要連接不同的氣體?？梢允菃畏N氣體，也可以是混合氣體。根據(jù)所生產(chǎn)的微泡內(nèi)含氣而定，從而產(chǎn)生含有特定氣體的空泡。
[0031]打開(kāi)超聲換能器2時(shí)，氣核源在液體中不斷的形成空化云。其中，空化云是由無(wú)限多的空泡組成?？张菰诔暡ǖ淖饔孟?，不斷的發(fā)生脹縮和向下運(yùn)動(dòng)，從而使空泡潰滅，形成微泡。在發(fā)生容器I的頂部還設(shè)置了注液管4，在發(fā)送容器I的底部還設(shè)置了排液管5。從而將含有微泡的液體不斷運(yùn)走，將新的液體送入發(fā)生容器I中。為了更方便的將含有微泡的液體運(yùn)走，在排液管5和發(fā)生容器I之間，還設(shè)置了泵6。
[0032]圖2為本發(fā)明中空化云的運(yùn)動(dòng)以及在最下部的節(jié)點(diǎn)處潰滅后散逸的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示的空化云運(yùn)動(dòng)以及在節(jié)點(diǎn)處潰滅后散逸的結(jié)構(gòu)圖，由于植入的氣核源，以及在發(fā)生容器的側(cè)壁可能存在的氣核源。在超聲波作用下將產(chǎn)生空化云，并在超聲波作用下不斷的向下運(yùn)動(dòng)，空化云的平移運(yùn)動(dòng)有超聲的Bjerknes力、駐波聲場(chǎng)等。空化云在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于超聲波的收縮壓和舒張壓，空泡還會(huì)不斷的膨脹和縮小。當(dāng)空化云運(yùn)動(dòng)至節(jié)點(diǎn)處時(shí)，不同支路的空泡會(huì)進(jìn)行合并，從而形成更大的空泡。當(dāng)空泡的尺寸增大后，由于在收縮壓和舒張壓的作用下會(huì)發(fā)生潰滅，從而形成尺寸極小的微泡。由于微泡的尺寸較小，不受生場(chǎng)力的影響，從而散逸到周圍的液體中。而尺寸較大的微泡由于受聲場(chǎng)力的作用向節(jié)點(diǎn)處移動(dòng)，并與其他的空泡合并，從而在節(jié)點(diǎn)處超聲波的收縮壓和舒張壓的作用下會(huì)發(fā)生潰滅，形成尺寸極小的微泡。尺寸較小的微泡受聲場(chǎng)力的作用很弱，向外散逸。尺寸較大的微泡在聲場(chǎng)力的作用下向節(jié)點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)并與大空泡再次合并。而尺寸更大的空泡則由于浮力的作用向上運(yùn)動(dòng)浮出液面。
[0033]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，本發(fā)明的具體實(shí)施例還包括:一種環(huán)形的發(fā)生容器。環(huán)形的發(fā)生容器I包括了圓錐形容器和圓柱形容器。在環(huán)形的發(fā)生容器I中，打開(kāi)超聲換能器2時(shí)，由于植入的氣核源以及環(huán)形的發(fā)生容器I內(nèi)壁的氣核。在環(huán)形的發(fā)生容器I內(nèi)形成ALF型空化云。ALF型空化云為具有樹(shù)枝樹(shù)杈結(jié)構(gòu)的形狀，這些樹(shù)枝樹(shù)杈結(jié)構(gòu)的空泡在超聲的Bjerknes力、駐波聲場(chǎng)等起主要推動(dòng)作用下，不斷的向下平移運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，組成空化云的空泡在超聲波的收縮壓和舒張壓作用下，空泡自身不斷的膨縮。當(dāng)兩個(gè)不同支路的空泡運(yùn)動(dòng)到節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，兩個(gè)空泡將合并為更大的空泡。合并后的空泡在超聲的Bjerknes力、駐波聲場(chǎng)作用力下，繼續(xù)向下平移。在超聲波的收縮壓和舒張壓作用下，空泡