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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820989544.9 (22)申请日 2018.06.26 (73)专利权人 北京中农天陆微纳米气泡水科技 有限公司 地址 101100 北京市通州区潞城镇 卜落垡村 村委会北50米 (72)发明人 张天柱 张志立 杨文华 张慧娟 薛晓莉 吴娜 任强 刘永好 赵跃钢 宁欣欣 (74)专利代理机构 北京迎硕知识产权代理事务 所(普通合伙) 11512 代理人 钱扬保 张群峰 (51)Int.Cl. A01C 1/00(2006.01) A01C 1/08(2006.01) 。
2、B01F 5/02(2006.01) B01F 3/04(2006.01) C02F 1/24(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种微纳米气泡水浸种装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种微纳米气泡水浸种 装置， 包括浸种室， 所述浸种室中设置有浸种水 箱， 浸种水箱设有进水口、 出水口和排水口， 其中 进水口外侧与气液混合罐连接， 气液混合罐与气 液混合泵连接， 气液混合泵分别与气源和水源连 接， 气液混合罐中设有液位开关； 进水口内侧与 设置在浸种水箱中的微气泡曝气器连接； 浸种水 箱中设置有浸种膜， 微气泡曝气器设置在浸种膜 的下方。 。
3、本实用新型的有益效果是： 利用微纳米 气泡发生技术将空气、 氧气或者臭氧溶入水中形 成微纳米气泡水对浸种水进行杀菌、 消毒、 增氧； 可以减少因真菌细菌造成的烂种外， 还可以彻底 解决缺氧所至的腐烂问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 208317335 U 2019.01.04 CN 208317335 U 1.一种微纳米气泡水浸种装置， 包括浸种室， 所述浸种室中设置有浸种水箱， 其特征在 于， 浸种水箱设有进水口、 出水口和排水口， 其中进水口外侧与气液混合罐连接， 气液混合 罐与气液混合泵连接， 气液混合泵分别与气源和水源连接， 气液混合罐中设有液位开关； 进 水口内侧与。
4、设置在浸种水箱中的微气泡曝气器连接； 浸种水箱中设置有浸种膜， 微气泡曝 气器设置在浸种膜的下方。 2.根据权利要求1所述的微纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 其中微气泡曝气器包 括： 接入管口， 包含一个接入管以切线的方式结合一个圆柱形腔体； 半球形腔体， 具有直径敞口端和球顶开孔端； 喷射头， 具有固定端和喷射端， 孔径从固定端到喷射端逐渐增大； 其中， 半球形腔体的直径敞口端与接入管口的圆柱形腔体连接， 半球形腔体的球顶开 孔端与喷射头的固定端连接。 3.根据权利要求2所述的微纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 其中微气泡曝气器还包 括： 加压盖， 为一个具有嵌套结构的盖子， 包含内盖。
5、和外盖， 外盖两端敞口， 内盖一端敞口另 一端封闭， 内外盖之间设置有空腔； 加压盖通过外盖与半球形腔体连接并包住喷射头， 其中 内盖的封闭端与喷射头的喷射端相对。 4.根据权利要求1所述的微纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 浸种水箱中设置有水位 传感器， 水位传感器与控制系统连接， 通过水位传感器将浸种水箱中的水位反馈给控制系 统将浸种室中的水位控制在设定范围。 5.根据权利要求1所述的微纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 浸种水箱中设置有溶解 氧传感器， 溶解氧传感器与控制系统连接， 通过溶解氧传感器监测的数据反馈给控制系统 将浸种室中的溶解氧控制在设定范围。 6.根据权利要求1所述的微。
6、纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 浸种水箱中设置有控温 装置， 用于将水温控制在预定范围内。 7.根据权利要求1所述的微纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 浸种室中设置有吹干风 扇， 用于将浸好后的种子表面的水分吹干。 8.根据权利要求1所述的微纳米气泡水浸种装置， 其特征在于， 在浸种室中设置有气吸 式置种吸盘， 气吸式置种吸盘通过气吸软管与真空泵连接， 气吸式置种吸盘还配置有三维 驱动机构， 通过三维驱动机构气吸式置种吸盘能够伸入到浸种水箱中， 将浸种膜上浸好的 种子进行转移。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 208317335 U 2 一种微纳米气泡水浸种装置 技术领域 00。
7、01 本实用新型涉及农业生产领域， 具体涉及一种微纳米气泡水浸种装置。 背景技术 0002 种子萌发期是植物个体发育的重要阶段， 其良好程度直接影响植物的后期生长发 育和产量形成。 水是种子萌发的必要条件， 种子吸水萌发， 充足的氧气接触是保证种子能够 顺利进行有氧呼吸， 产生萌发所需能量的前提。 一般认为， 水中含氧量提高， 能避免种子因 缺氧无氧呼吸而产生有害中间物质导致 “烂种、 烂芽” 的现象。 0003 浸种的目的是为了种子在播前吸收足够的水分， 使种子内酶活化， 得以分解胚乳 内的营养， 进而将其转运到胚部， 使胚根及胚芽得以萌动生长。 浸种期间种子需要吸足自身 重25的水分， 胚。
8、才可以萌动。 种子的吸水速度决定于温度， 即水温高， 吸水快； 水温低， 吸 水慢。 0004 传统的方式因难以控制种子浸种催芽过程中的环境因素， 一般稻种吸足自身重 25水分， 需要积温100110。 催芽控制在2832温度条件下， 种子在发芽的过程 中自己产生大量的二氧化碳， 使温度自然升高， 稍不注意就会出现烧芽情况。 种子常常出现 发芽缓慢、 出苗率偏低和烧芽等现象， 出现这些问题的原因有酒精中毒现象、“烧芽” 现象、 谷种发粘现象。 当操作引发种皮破裂， 增加了感病率、 降低了产出比； 浸种工艺工序复杂、 操 作严谨、 劳动强度大， 浸种质量的好坏直接影响产量和品质。 实用新型内容 。
9、0005 本实用新型的目的是针对现有浸种工艺存在的 “烧芽” 现象、 谷种发粘、 毒伤种胚、 水温难控、 工序复杂等问题， 提供一种微纳米气泡水浸种装置。 0006 根据本实用新型的微纳米气泡水浸种装置， 包括浸种室， 所述浸种室中设置有浸 种水箱， 浸种水箱设有进水口、 出水口和排水口， 其中进水口外侧与气液混合罐连接， 气液 混合罐与气液混合泵连接， 气液混合泵分别与气源和水源连接， 气液混合罐中设有液位开 关； 进水口内侧与设置在浸种水箱中的微气泡曝气器连接； 浸种水箱中设置有浸种膜， 微气 泡曝气器设置在浸种膜的下方。 0007 优选情况下， 浸种水箱中设置有水位传感器， 水位传感器与。
10、控制系统连接， 通过水 位传感器将浸种水箱中的水位反馈给控制系统将浸种室中的水位控制在设定范围。 0008 优选情况下， 浸种水箱中设置有溶解氧传感器， 溶解氧传感器与控制系统连接， 通 过溶解氧传感器监测的数据反馈给控制系统将浸种室中的溶解氧控制在设定范围。 0009 优选情况下， 浸种水箱中设置有控温装置， 用于将水温控制在预定范围内。 0010 优选情况下， 在浸种室中设置有气吸式置种吸盘， 气吸式置种吸盘通过气吸软管 与真空泵连接， 气吸式置种吸盘还配置有三维驱动机构， 通过三维驱动机构气吸式置种吸 盘能够伸入到浸种水箱中， 将浸种膜上浸好的种子进行转移。 0011 优选情况下， 浸种。
11、室中设置有吹干风扇， 用于将浸好后的种子表面的水分吹干。 说 明 书 1/5 页 3 CN 208317335 U 3 0012 本实用新型的微纳米气泡水浸种设备与普通浸种设备有着独特的区别， 主要由六 方面组成： 0013 (1)微纳米气泡的带电性和气浮作用， 去除原水体中余氯、 去除重金属和化学物 等， 能净化水质。 0014 (2)微小气泡爆破。 气泡爆破杀菌过程可分为吸引和杀灭两个过程。 随着气泡的加 压缩小压坏破裂， 在气泡周围能够激发出大量的自由基， 破裂所产生的超高温高压， 能把吸 附的细菌杀死。 这个过程是一个完全的物理杀灭过程， 与常规的消毒杀菌法有着本质的区 别。 通过10。
12、min的微气泡水循环， 去除80以上的细菌及微生物， 杀菌效果显著， 纯物理杀 菌， 安全无副作用。 0015 (3)充氧纳米气泡水对促进种子发芽效果具有一定的促进作用。 微纳米气泡水由 于具有很高的渗透性， 因而能够穿透种子外皮， 加速种子萌芽过程； 同时避免种子因缺氧导 致的 “烂种、 烂芽” 现象提高种子发芽率， 缩短种子发芽周期。 可加快种子生长的速率， 过氧 化氨酶活性越高， 表明其生理活性更好。 0016 (4)采用微纳米曝气技术， 使氧气/臭氧在水中高效溶解， 生成高浓度的氧气/臭氧 微纳米气泡水， 同时生成的微纳米气泡具有缓释效果， 可延长氧气/臭氧在水中的存留时 间， 提高利。
13、用率。 0017 (5)实现浸种流程简单化， 缩短传统浸种工艺流程， 提高浸种催芽效率。 0018 (6)结合精准环境控制系统， 实现浸种过程中环境可调、 可控。 附图说明 0019 图1是本实用新型微纳米气泡水浸种装置的总体示意图。 0020 图2为本实用新型中微气泡曝气器(曝气头)的立体示意图。 0021 图3为曝气头的正视示意图。 0022 图4为曝气头的左视示意图。 0023 图5为曝气头的的纵向剖视示意图。 0024 图6为加压盖的立体示意图。 0025 图7为加压盖的正视示意图。 0026 图8为加压盖的俯视示意图。 0027 图9为加压盖的纵向剖视示意图。 0028 图10为带加。
14、压盖的曝气头的立体示意图。 0029 图11为带加压盖的曝气头的正视示意图。 0030 图12为带加压盖的曝气头的纵向剖视示意图。 0031 图13为主管路配四个曝气头示意图。 0032 图14为主管路配四个曝气头俯视示意图。 0033 图15为曝气头与曝气管路平面成一定角度安装示意图。 具体实施方式 0034 以下实施例用于说明本实用新型， 但不用来限制本实用新型的范围。 若未特别指 明， 实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段， 所用部件及原料均为 说 明 书 2/5 页 4 CN 208317335 U 4 市售商品。 0035 本实用新型的微纳米气泡水浸种催芽设备的总体。
15、示意图如图1所示， 该装置主要 包括浸种室1。 浸种室1中设置有气源管路、 水源管路8、 气液混合泵6、 气液混合罐3、 浸种水 箱9、 浸种膜91、 微气泡曝气器4、 吹干风扇146、 溶解氧传感器94和水位传感器96。 0036 气源管路和水源管路4分别与气液混合泵6连接， 气源管路中设置有串联的气源2 和臭氧发生装置5。 气源2可以是空气压缩机、 制氧机或氧气瓶， 并设有流量控制开关， 例如 电磁阀。 气源2与臭氧发生装置5之间的管路上可以设置三通阀， 在不需要臭氧的情况下， 气 源2可以直接进入气液混合泵6。 水源和气源通过水路和气路分别进入气液混合泵6后再进 入气液混合罐3中， 气液。
16、混合罐3通过管道与浸种水箱9的进水口连接。 气液混合罐3中设置 有液位开关7， 用来控制气液混合比例。 0037 浸种水箱9通常为敞口结构。 浸种水箱9中下部设置有浸种膜91， 用来铺设种子。 浸 种膜91可以通过设置在浸种水箱9侧壁上的浸种膜卡槽92进行固定， 浸种膜91具体可以根 据种子的不同大小选择不同孔径的膜。 微气泡曝气器4设置在浸种水箱9的浸种膜91下面， 多个微气泡曝气器4通过液气总管与浸种水箱9的进水口连接。 在浸种水箱9中可以设置水 位传感器96、 溶解氧传感器94以及温度传感器(图中未示出)。 0038 气液混合流体进入微气泡曝气器4中， 气体以回旋切割的方式高效、 快速地。
17、溶入水 中， 形成微纳米气泡， 其直径小于50 m。 微纳米气泡在水中上升缓慢， 能够在水中停留更长 的时间， 并且微纳米气泡会自我压缩溶解在水中， 在水中具有很高的溶解度， 微纳米气泡快 速发生装置曝气后溶氧值可达8-42mg/L。 0039 当需要臭氧消毒时， 空气源进入臭氧发生器5制备低浓度臭氧后与水源进入气液 混合泵6后再进入气液混合罐3， 气液通过微气泡曝气器4在浸种水箱9中制备低浓度微纳米 气泡臭氧水； 高浓度微纳米气泡臭氧水需要将气源2换成制氧机或者氧气瓶重复上述步骤。 0040 在浸种室1中还设置有吹干风扇146， 用于将浸好后的种子表面水分吹干。 0041 浸种水箱9还设置有。
18、排水口95， 污水通过排水口95排出。 0042 在浸种室1中设置有气吸式置种吸盘149， 气吸式置种吸盘149通过气吸软管147与 真空泵148连接， 气吸式置种吸盘149还配置有三维驱动机构， 例如机械手， 通过三维驱动机 构气吸式置种吸盘149能够伸入到浸种水箱9中， 将浸种膜91上浸好的种子转移， 从而使种 子不受挤压而自动转移。 0043 本实用新型的微纳米气泡水浸种装置还配有控制系统， 包括控制软件程序、 PC终 端、 PLC控制电路和电控柜； PLC控制电路分别与浸种室1中的各设备和传感器连接， 用来实 时显示、 设定操作参数， 并自动控制各设备的自动运行， 从而使本实用新型的微。
19、纳米气泡水 浸种装置智能化操作。 0044 本领域技术人员应该理解， 本实用新型中的各种传感器可以是单一的传感器， 也 可以是组合传感器， 例如温度传感器和溶解氧传感器可以采用一体式， 从而简化结构并降 低成本。 0045 图2-12示出了本实用新型所采用的微气泡曝气器(曝气头)的具体结构。 在该具体 实施例中， 微气泡曝气器为单头曝气头(或单边曝气头)， 由3个部分组成， 包括接入管口41、 半球形腔体42和喷射头43。 其中接入管口41是一个接入管411以切线的方式结合在一个圆 柱形腔体412的周壁上， 接入管411的轴向与圆柱形腔体412的直径方向平行。 接入管411的 说 明 书 3/。
20、5 页 5 CN 208317335 U 5 末端带有连接螺纹413， 用来与气液混合流体管路连接。 半球形腔体42具有直径敞口端421 和球顶开孔端422。 圆柱形腔体412的一侧415与半球形腔体42的直径敞口端421连通， 另一 侧414封闭。 喷射头43具有固定端431和喷射端432， 喷射孔433从固定端431贯穿到喷射端 432， 孔径从固定端431到喷射端432逐渐增大， 例如是一个圆锥形孔， 孔的展开角可以为15- 45 ， 特别优选为30 。 喷射头43的固定端431与半球形腔体42的球顶开孔端422连接。 喷射头 43既可以与半球形腔体42为分体件通过安装组合在一起， 也可。
21、以为一体成型件。 0046 具体参见图6-9， 曝气头还可以包括加压盖44， 加压盖44为一个具有嵌套结构的盖 子， 包含内盖441和外盖442， 外盖442两端敞口， 内盖441的内端敞口， 外端446封闭， 内外盖 之间留有设置有空腔443。 内外盖的外端之间通过均匀间隔的三个连接臂444连接。 0047 半球形腔体42沿直径敞口端421向外延伸有连接直壁423， 连接直壁423上设置有 结合部424， 加压盖44的外盖442的内端设置有与半球形腔体42的连接直壁423对配的结合 部445。 参见图10-12， 加压盖44通过外盖442与半球形腔体42连接并包住喷射头43， 其中内 盖44。
22、1的外端446与喷射头43的喷射端432相对。 0048 曝气头通过接入管口41接入流体管路， 流体经过接入管口41进入内部腔体， 在腔 体内部形成旋流， 由一头的喷射孔433向外喷出， 喷出的流体经过加压盖44内部的嵌套的盖 子挤压后进入外盖442内部空腔443， 再通过空腔443的排出口将流体排出， 形成均匀的微细 气泡流体。 0049 本实用新型采用上述微气泡曝气器(曝气头)内部结构简单， 安装方便。 加压盖可 以根据实际需要使用或者不使用， 当水体含有杂质较多时可以不使用加压盖， 这样旋流后 的水体经过喷射孔直接喷出， 曝气头不易堵塞。 带有喷射孔， 能够使水体的喷射范围更大， 强化微。
23、细气泡与周围水体的传质效果。 当处理水体较为清澈时， 可以使用加压盖， 这样旋流 后的水体经过喷射孔喷出后受到加压盖两层切割挤压的作用， 能够进一步分割微细气泡， 形成具有更小粒径的微细气泡流体， 具有更好的微细气泡发生效果。 0050 图13-15示出了本实用新型中的微气泡曝气器的一种组合结构， 该组合结构包括 主管路401、 连接头403、 曝气头管路402和曝气头4。 主管路401用来与浸种水箱9中的进水口 连接。 0051 主管路401通过连接头403与四个曝气头管路402连接， 曝气头管路402之间呈垂直 分布(如图14所示)。 曝气头4连接在曝气头管路403另一端。 主管路401与。
24、四个曝气头管路 403形成的曝气管路平面407垂直。 曝气头4的安装与曝气管路平面407呈一定的角度(如图 15所示)， 具体可以为15-45 。 流体由主管路401分别进入各个分支曝气头管路402， 经过曝 气头的旋切作用， 形成的气液混合流体， 通过曝气头的喷射口43， 沿着一定的曝气喷出方向 406喷出。 四个曝气头同时喷出， 在水体中形成逆时针的旋流搅动， 有利于微纳米气泡的传 质和扩散。 在本实用新型的其它实施例中， 组合结构并不限于四个曝气头， 可以设置成6、 8、 12、 16等多个组合。 0052 采用上述组合结构管路整体对称分布， 可以提前根据现在条件进行预制， 现场施 工时。
25、通过接头拼接上， 简化现场安装过程， 提高工作效率以及安装的效果。 此外由于流体压 力及流动的方向对微细气泡的产生具有很大的影响， 本组合结构能够保证每个曝气头终端 受到的压力、 流量和流速均一， 从而保证每个曝气头产生微细气泡的效果一致。 0053 本实用新型的微纳米气泡水浸种装置的具体操作方法为： 说 明 书 4/5 页 6 CN 208317335 U 6 0054 (1)将种子均匀平铺在浸种水箱中的浸种膜上； 0055 (2)浸种室消毒时， 水和气进入气液混合泵进行混合后再进入气液混合罐， 然后进 入微气泡曝气器产生微纳米气泡水， 经微纳米气泡水对种子进行初级消毒； 还可以通过将 气源。
26、换成制氧机或氧气瓶通过臭氧发生器制备微纳米气泡臭氧水对种子进行二级消毒； 初 级消毒中的微纳米气泡水的浓度为28mg/L， 二级消毒中的微纳米气泡臭氧水的浓度为0 2ppm。 0056 (3)浸种室增氧时， 气源换成制氧机或氧气瓶提供氧气供给气液混合泵， 与进入气 液混合泵的水进行混合， 然后进入气液混合罐， 最后通过微气泡曝气器产生微纳米气泡富 氧水； 浸种水箱水中溶氧值含量维持在842mg/L。 0057 (4)浸种室中的温度、 溶氧和水位通过温度传感器、 溶解氧传感器和水位传感器进 行温度、 溶解氧和水位控制， 溶解氧超出设定范围反馈给气源停止工作； 温度范围通过控温 装置调节； 水位超。
27、出设定范围反馈给控制系统调节。 0058 (5)浸种完成后， 浸种水箱中的水经排水口排出。 0059 (6)种子浸好后表面的水分通过吹干风扇吹干种子表面水分， 将种子进行平整后 通过气吸式置种吸盘将种子转移。 0060 上述方法中， 先利用微纳米气泡水能有效杀灭真菌细菌的性质对种子消毒， 再提 高氧气浓度对浸种水进行循环增氧， 避免烂种烂芽现象发生， 有助于促进种子萌发酶的活 性。 浸种室的循环曝气增氧的时间根据浸种水的总量、 增氧处理流量来确定， 例如氧气源曝 气， 每5m3的浸种催芽水， 曝气20分钟溶解氧达到饱和， 曝气120分钟溶解氧达到42.2mg/L。 0061 本实用新型的优点在。
28、于： 0062 (1)采用微纳米气泡快速发生装置， 设计增氧系统， 对浸种水进行增氧。 可以减少 因真菌细菌造成的烂种外， 还可以彻底解决缺氧所至的腐烂问题。 0063 (2)采用微纳米气泡水进行初级消毒， 采用微纳米臭氧水进行二级消毒， 可以对种 子进行彻底消毒， 防止种子病菌的携带。 0064 (3)结合微纳米曝气技术， 保证整个浸种环节无菌的环境， 达到需氧阶段富氧之保 障。 0065 (4)通过控制系统控制设备中环境参数， 使得浸种设备中温度、 湿度、 溶氧量按不 同品种需求的环境参数可调、 可控。 0066 (5)采用自动化控制， 便于管理， 节省劳动力， 可实现物联网综合控制， 能。
29、够实现远 程监控。 0067 应当指出， 以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用 新型， 但不以任何方式限制本实用新型。 在本实用新型基础上， 可以对之作一些修改或改 进， 这对本领域技术人员而言是显而易见的。 因此， 在不偏离本实用新型精神的基础上所做 的这些修改或改进， 均属于本实用新型要求保护的范围。 说 明 书 5/5 页 7 CN 208317335 U 7 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/5 页 8 CN 208317335 U 8 图4 图5 图6 图7 说 明 书 附 图 2/5 页 9 CN 208317335 U 9 图8 图9 图10 说 明 书 附 图 3/5 页 10 CN 208317335 U 10 图11 图12 图13 说 明 书 附 图 4/5 页 11 CN 208317335 U 11 图14 图15 说 明 书 附 图 5/5 页 12 CN 208317335 U 12 。