一種旋流式微泡發生器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種旋流式微泡發生器，屬于選礦、廢水處理、廢紙脫墨、水產品養殖和運輸等多個領域。本實用新型裝置包括三種結構，分別為自吸氣式結構、非自吸氣式結構、混流式結構。本實用新型具有充氣性能好、能耗低、產生的微泡尺寸均勻且分布合理；可以根據實際情況改變進氣口或出流口的形狀、大小來達到自吸進氣或兩端都出流產生微泡的效果；供氣方式可以采用自吸式供氣或加壓供氣，并通過流體帶入的方法使氣體進入微泡發生器；具有結構簡單、不易堵塞、維護方便的特點。
【專利說明】一種旋流式微泡發生器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種旋流式微泡發生器，屬于選礦、廢水處理、廢紙脫墨、水產品養殖和運輸等多個領域。

【背景技術】
[0002]微泡是微泡浮選中的至關重要的因素，不同的浮選需要不同尺寸和不同數量的微泡，如何產生適合于不同要求的微泡，是微泡浮選分離成功的關鍵，在實踐中發現，產生獲得小尺寸、穩定的微泡尤其重要。
[0003]微泡浮選本身是浮選業的巨大革新，目前在國外已被廣泛應用于金屬與非金屬選礦、廢水處理、廢紙脫墨等多個領域。微泡浮選是根據不同的固態物質的表面性質差異，通過對液體和氣體的作用不同而實現分選的。微泡的大小會直接影響其攜帶物粒的能力，微泡越小其比表面積就越大，每單位空氣攜帶的物粒也越多，而且有利于提高粘性碰撞概率和慣性碰撞概率。但并不是越小的微泡其帶物粒能力就越強，過小的微泡在浮選密度較大的物粒時，可能會造成浮力不夠等不利因素。微泡浮選的重要關鍵技術在于如何獲得尺寸、數量、分布合理的微泡。常用的微泡發生器主要有剪切發泡、微孔發泡、電解發泡和射流發泡等。剪切發泡雖然分選速度快，但是微泡尺寸嚴重分散，浮選效果很不理想；微孔發泡由于堵塞問題，使得微孔材料不能充分發揮作用；電解發泡，能源消耗量較大，運行費用高，而且微泡與礦粒的碰撞與吸附概率不高；作為微泡生成技術的一大變革，射流發泡技術能耗低、噪聲小，但仍然在一定程度上存在生成的微泡尺寸和分布上不均勻、尺寸不夠小等問題，這將影響微泡浮選的效果。


【發明內容】

[0004]本實用新型提供了一種旋流式微泡發生器，以用于克服現有發泡技術生成的微泡在尺寸和分布上不均勻等問題。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種旋流式微泡發生器，包括三種結構，分別為自吸氣式結構、非自吸氣式結構、混流式結構。
[0006]所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構都包括入流口 1、進氣口支架2、錐形型腔I 3、錐形型腔II 4、連接環5、橡膠墊圈6、凸臺支架7、螺釘8、小孔9、出流口 10 ;其中入流口 I的一端與泵連接，入流口 I的另一端與圓形連接環5相切，連接環5兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接，連接環5與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接的連接部位設有橡膠墊圈6，錐形型腔I 3腔壁上均勻設有三個凸臺支架7，三個凸臺支架7分別通過螺釘8和進氣口支架2連接，進氣口支架2的中間有一根連接外部空氣的中空管，錐形型腔I 3的一側設有小孔9，錐形型腔II 4的一側設有出流口 10。
[0007]所述混流式結構包括入流口 1、錐形型腔I 3、錐形型腔II 4、連接環5、橡膠墊圈6、小孔9、出流口 10;其中入流口 I的一端與泵連接，入流口 I的另一端與圓形連接環5相切，連接環5兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接，連接環5與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接的連接部位設有橡膠墊圈6，錐形型腔I 3的一側設有小孔9，錐形型腔II 4的一側設有出流口 10。
[0008]所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可替換為柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔；其中錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可為相同型腔或者為不同型腔。
[0009]所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可替換為柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔；其中錐形型腔I 3、錐形型腔II 4為相同型腔。
[0010]所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間為緊貼或者之間留有的間隙。
[0011]所述凸臺支架7采用焊接的方式焊接在錐形型腔I 3腔壁上。
[0012]所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑；其中，可設置小孔9的孔徑為0.5mm-5mm,出流口 10的孔徑為Imm-lOmm。
[0013]所述小孔9、出流口 10的孔徑為相同；其中，可設置小孔9、出流口 10的孔徑為Imm-1Omm0
[0014]本實用新型的工作原理是:
[0015]根據旋流式微泡發生器的結構，可分別根據需要構建三種不同類型的旋流式微泡發生器。
[0016]如果為自吸式結構的旋流式微泡發生器，則生成微泡的過程為:液體或固液混合流體經泵加壓后，經過入流口 I沿著切線方向進入到連接環5中，接著沿錐形型腔I 3、錐形型腔II 4分別向兩端前進，通過型腔的誘導作用形成旋流；旋流經型腔端部噴出后，在型腔的另一端將形成負壓；通過設置的小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑使空氣會從進氣口支架2處通過自吸的方式吸入小孔9進入型腔，在旋流的強力作用下(指吸入的空氣在旋流的強力作用下)，被粉碎成微泡；與流體(指液體或固液混合流體)一起噴出出流口 10。
[0017]如果為非自吸式結構的旋流式微泡發生器，則生成微泡的過程為:液體或固液混合流體經泵加壓后，經過入流口 I沿著切線方向進入到連接環5中，接著沿錐形型腔I 3、錐形型腔II 4分別向兩端前進，通過型腔的誘導作用形成旋流；旋流經型腔端部噴出后，在型腔的另一端將形成負壓；通過設置小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑使空氣會從進氣口支架2處通過自吸且同時通過氣泵主動供氣進入型腔，在旋流的強力作用下(指吸入的空氣在旋流的強力作用下)，被粉碎成微泡；與流體(指液體或固液混合流體)一起噴出出流口10。
[0018]如果為混流式結構的旋流式微泡發生器，則生成微泡的過程為:液體或固液混合流體經泵加壓與由氣泵加壓的氣體混合，形成氣體與液體或者固液混合流體的混合流體，再經過入流口 I沿著切線方向進入到連接環5中，接著沿錐形型腔I 3、錐形型腔II 4分別向兩端前進，通過型腔的誘導作用形成旋流；通過設置的小孔9的孔徑等于出流口 10的孔徑使氣體(指由氣泵加壓的氣體)在旋流的強力作用下，被粉碎成微泡；與流體(指液體或固液混合流體)從小孔9、出流口 10 —起噴出。
[0019]其中，圖4給出了 CFD仿真的內部流體流動的流線軌跡圖(針對自吸、非自吸的情況)；圖5給出了通過CFD仿真的兩個出流口情況時的內部流體流動的流線軌跡圖(針對混流的情況)。
[0020]本實用新型的有益效果是:
[0021]1、本實用新型涉及的微泡發生器結構簡單，能有效防止堵塞。適用于金屬礦山、非金屬礦山、煤炭、造紙、廢紙脫墨、工業廢水處理、水產品養殖和運輸等多個領域。
[0022]2、本實用新型提供三種給氣方法，具有充氣性能好、能耗低、產生的微泡尺寸均勻且分布合理。
[0023]3、本實用新型的三種給氣方法中，自吸式的特點是:不需要氣體加壓泵，可以節約能源，但氣體的最大流量與旋流產生的負壓有關；非自吸式的特點是:氣體的最大流量決定于氣泵的壓力，同時有負壓自吸氣的作用，通過氣泵可以實現對氣體流量的主動控制，便于實現對生成的微泡的尺寸和數量的控制，但此方法需要氣體加壓泵，有部分能源損失；混流式的特點是:氣體的最大流量決定于氣泵的壓力，液體或固液混合流體經泵加壓與由氣泵加壓的氣體混合，形成氣體與液體或者固液混合流體的混合流體，流入微泡發生器，通過氣泵可以實現對氣體流量的主動控制，便于實現對生成的微泡的尺寸和數量的控制，且有兩個出流口，產生的微泡數量多，但此方法需要氣體加壓泵，同樣有部分能源損失。
[0024]4、本實用新型可以根據實際情況改變進氣口或出流口的形狀、大小來達到自吸進氣或兩端都出流產生微泡的效果；供氣方式可以采用自吸式供氣或加壓供氣，并通過流體帶入的方法使氣體進入微泡發生器。
[0025]5、本實用新型可以根據實際情況改變旋流式微泡發生器的型腔，其型腔可以是錐形型腔、柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔，其兩個型腔可是相同型腔(對稱型)或者為不同型腔(非對稱型)。
[0026]6、本實用新型由于有三種給氣方法，供不同的情況選用，且給氣量可控，空氣在旋流的強力作用下，被粉碎成微泡，因此具有充氣性能好、能耗低、產生的微泡尺寸均勻且分布合理的特點。
[0027]7、本實用新型的旋流式微泡發生器，具有結構簡單、不易堵塞、維護方便的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0029]圖2為本實用新型的A-A剖面構造圖；
[0030]圖3為本實用新型的B向視圖；
[0031]圖4為本實用新型通過CFD仿真的內部流體流動的流線軌跡圖；
[0032]圖5為本實用新型通過CFD仿真的兩個出流口情況時的內部流體流動的流線軌跡圖；
[0033]圖6為本實用新型中球形型腔旋流式微泡發生器結構圖；
[0034]圖7為本實用新型中球形型腔旋流式微泡發生器剖面圖；
[0035]圖8為本實用新型中錐形型腔與球形型腔組合的旋流式微泡發生器；
[0036]圖中各標號:1為入流口、2為進氣口支架、3為錐形型腔1、4為錐形型腔I1、5為連接環、6為橡膠墊圈、7為凸臺支架、8為螺釘、9為小孔、10為出流口。

【具體實施方式】
[0037]實施例1:如圖1-8所示，一種旋流式微泡發生器，包括三種結構，分別為自吸氣式結構、非自吸氣式結構、混流式結構。
[0038]所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構都包括入流口 1、進氣口支架2、錐形型腔I 3、錐形型腔II 4、連接環5、橡膠墊圈6、凸臺支架7、螺釘8、小孔9、出流口 10 ;其中入流口 I的一端與泵連接，入流口 I的另一端與圓形連接環5相切，連接環5兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接，連接環5與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接的連接部位設有橡膠墊圈6，錐形型腔I 3腔壁上均勻設有三個凸臺支架7，三個凸臺支架7分別通過螺釘8和進氣口支架2連接，進氣口支架2的中間有一根連接外部空氣的中空管，錐形型腔I 3的一側設有小孔9，錐形型腔II 4的一側設有出流口 10。
[0039]所述混流式結構包括入流口 1、錐形型腔I 3、錐形型腔II 4、連接環5、橡膠墊圈6、小孔9、出流口 10;其中入流口 I的一端與泵連接，入流口 I的另一端與圓形連接環5相切，連接環5兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接，連接環5與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接的連接部位設有橡膠墊圈6，錐形型腔I 3的一側設有小孔9，錐形型腔II 4的一側設有出流口 10。
[0040]所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可替換為柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔；其中錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可為相同型腔或者為不同型腔(此種情況需為自吸氣式結構或者為非自吸氣式結構)。
[0041]所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可替換為柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔；其中錐形型腔I 3、錐形型腔II 4的為相同型腔(此種情況需為混流式結構)。
[0042]所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間為緊貼或者之間留有的間隙。
[0043]所述凸臺支架7采用焊接的方式焊接在錐形型腔I 3腔壁上。
[0044]所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑；其中，可設置小孔9的孔徑為0.5mm-5mm,出流口 10的孔徑為Imm-lOmm。
[0045]所述小孔9、出流口 10的孔徑為相同；其中，可設置小孔9、出流口 10的孔徑為Imm-lOmm。
[0046]實施例2:如圖1-8所示，一種旋流式微泡發生器為自吸氣式結構或者為非自吸氣式結構。
[0047]所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構都包括入流口 1、進氣口支架2、錐形型腔I 3、錐形型腔II 4、連接環5、橡膠墊圈6、凸臺支架7、螺釘8、小孔9、出流口 10 ;其中入流口 I的一端與泵連接，入流口 I的另一端與圓形連接環5相切，連接環5兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接，連接環5與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接的連接部位設有橡膠墊圈6，錐形型腔I 3腔壁上均勻設有三個凸臺支架7，三個凸臺支架7分別通過螺釘8和進氣口支架2連接，進氣口支架2的中間有一根連接外部空氣的中空管，錐形型腔I 3的一側設有小孔9，錐形型腔II 4的一側設有出流口 10。具體如圖1-3所示。
[0048]所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有2mm的間隙。
[0049]所述凸臺支架7采用焊接的方式焊接在錐形型腔I 3腔壁上。
[0050]所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑；其中，可設置小孔9的孔徑為0.5mm,出流口 10的孔徑為1mm。
[0051]實施例3:如圖1-8所示，一種旋流式微泡發生器為混流式結構。
[0052]所述混流式結構包括入流口 1、錐形型腔I 3、錐形型腔II 4、連接環5、橡膠墊圈6、小孔9、出流口 10;其中入流口 I的一端與泵連接，入流口 I的另一端與圓形連接環5相切，連接環5兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接，連接環5與錐形型腔I 3、錐形型腔II 4連接的連接部位設有橡膠墊圈6，錐形型腔I 3的一側設有小孔9，錐形型腔II 4的一側設有出流口 10。
[0053]所述小孔9、出流口 10的孔徑為相同；其中，可設置小孔9、出流口 10的孔徑為
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[0054]實施例4:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4 一個為錐形型腔，一個為球形型腔(表示錐形型腔I 3、錐形型腔II 4可分別為錐形型腔、球形型腔，或者分別為球形型腔、錐形型腔)，具體如圖8所示；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有3mm的間隙；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同:小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑；其中，可設置小孔9的孔徑為5mm，出流口 10的孔徑為7mm。
[0055]實施例5:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4都為橢球形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有6_的間隙；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為4mm,出流口 10的孔徑為10mm。
[0056]實施例6:如圖1-8所示，與實施例3情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4都為橢球形型腔；所述小孔9、出流口 10的孔徑為相同；其中，可設置小孔9的孔徑為4mm,出流口 10的孔徑為4mm。
[0057]實施例7:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4都為柱形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間緊貼；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為3mm,出流口 10的孔徑為10mm。
[0058]實施例8:如圖1-8所示，與實施例3情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4都為柱形型腔；所述小孔9、出流口 10的孔徑為相同；其中，可設置小孔9的孔徑為10mm，出流口 10的孔徑為10mm。
[0059]實施例9:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4 一個為錐形型腔，一個為柱形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間緊貼；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為3mm,出流口 10的孔徑為6mm。
[0060]實施例10:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4 一個為橢球形型腔，一個為柱形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有3mm間隙；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為5mm，出流口 10的孔徑為10mm。
[0061]實施例11:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4 一個為橢球形型腔，一個為錐形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間緊貼；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為4.5mm,出流口 10的孔徑為9mm。
[0062]實施例12:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4同時替換為球形型腔，具體如圖6-7所示；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有2.8mm間隙；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為5臟，出流口 10的孔徑為9.5mm。
[0063]實施例13:如圖1-8所示，與實施例3情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4同時替換為球形型腔，具體如圖6-7所示；所述小孔9、出流口 10的孔徑為相同；其中，可設置小孔9的孔徑為7.5mm,出流口 10的孔徑為7.5_。
[0064]實施例14:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4 一個為球形型腔，一個為柱形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有2.1mm間隙；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為3.5mm,出流口 10的孔徑為8mm。
[0065]實施例15:如圖1-8所示，與實施例2情況基本相同，只是所述錐形型腔I 3、錐形型腔II 4 一個為球形型腔，一個為橢球形型腔；所述進氣口支架2處的中空管與小孔9之間留有3mm間隙；所述小孔9、出流口 10的孔徑為不同；其中，小孔9的孔徑小于出流口 10的孔徑:可設置小孔9的孔徑為4mm,出流口 10的孔徑為9mm。
[0066]上面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種旋流式微泡發生器，其特征在于:包括三種結構，分別為自吸氣式結構、非自吸氣式結構、混流式結構； 所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構都包括入流口(1)、進氣口支架(2)、錐形型腔I(3)、錐形型腔II (4)、連接環(5)、橡膠墊圈(6)、凸臺支架(7)、螺釘(8)、小孔(9)、出流口(10 );其中入流口( 1)的一端與泵連接，入流口( 1)的另一端與圓形連接環(5 )相切，連接環(5)兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)連接，連接環(5)與錐形型腔I(3)、錐形型腔II (4)連接的連接部位設有橡膠墊圈(6)，錐形型腔I (3)腔壁上均勻設有三個凸臺支架(7)，三個凸臺支架(7)分別通過螺釘(8)和進氣口支架(2)連接，進氣口支架(2)的中間有一根連接外部空氣的中空管，錐形型腔I (3)的一側設有小孔(9)，錐形型腔II (4)的一側設有出流口(10)； 所述混流式結構包括入流口(1)、錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)、連接環(5)、橡膠墊圈(6)、小孔(9)、出流口(10);其中入流口(1)的一端與泵連接，入流口(1)的另一端與圓形連接環(5)相切，連接環(5)兩側設有的螺紋分別與錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)連接，連接環(5)與錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)連接的連接部位設有橡膠墊圈(6)，錐形型腔I (3)的一側設有小孔(9)，錐形型腔II (4)的一側設有出流口(10)。
2.根據權利要求1所述的旋流式微泡發生器，其特征在于:所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構中，錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)可替換為柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔；其中錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)可為相同型腔或者為不同型腔。
3.根據權利要求1所述的旋流式微泡發生器，其特征在于:所述混流式結構中，錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)可替換為柱形型腔、球形型腔、橢球形型腔；其中錐形型腔I (3)、錐形型腔II (4)為相同型腔。
4.根據權利要求1所述的旋流式微泡發生器，其特征在于:所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構中，進氣口支架(2 )處的中空管與小孔(9 )之間為緊貼或者之間留有的間隙。
5.根據權利要求1所述的旋流式微泡發生器，其特征在于:所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構中，凸臺支架(7)采用焊接的方式焊接在錐形型腔I (3)腔壁上。
6.根據權利要求1所述的旋流式微泡發生器，其特征在于:所述自吸氣式結構、非自吸氣式結構中，小孔(9)、出流口(10)的孔徑為不同；其中小孔(9)的孔徑小于出流口(10)的孔徑。
7.根據權利要求1所述的旋流式微泡發生器，其特征在于:所述混流式結構中，小孔(9)、出流口(10)的孔徑為相同。
【文檔編號】B03D1/02GK204121992SQ201420377296
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】鄧久帥, 李浙昆, 何偉, 余國瑞, 樊瑜瑾, 施文麗, 何邦貴 申請人:昆明理工大學