一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410324868.7

申请日:

2014.07.09

公开号:

CN104117299A

公开日:

2014.10.29

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01F 5/00申请日:20140709|||公开

IPC分类号:

B01F5/00; B01F3/04; B01F3/00; B03D1/02; C02F1/24

主分类号:

B01F5/00

申请人:

昆明理工大学

发明人:

邓久帅; 李浙昆; 何伟; 余国瑞; 樊瑜瑾; 施文丽; 何邦贵

地址:

650093 云南省昆明市五华区学府路253号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法,属于选矿、废水处理、废纸脱墨、水产品养殖和运输等多个领域。本发明装置包括三种结构,分别为自吸气式结构、非自吸气式结构、混流式结构;方法包括根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式;根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式。本发明具有充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸均匀且分布合理;可以根据实际情况改变进气口或出流口的形状、大小来达到自吸进气或两端都出流产生微泡的效果;供气方式可以采用自吸式供气或加压供气,并通过流体带入的方法使气体进入微泡发生器;具有结构简单、不易堵塞、维护方便的特点。

权利要求书

权利要求书
1.  一种旋流式微泡发生器,其特征在于:包括三种结构,分别为自吸气式结构、非自吸气式结构、混流式结构。

2.  根据权利要求1所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口(1)、进气口支架(2)、锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)、连接环(5)、橡胶垫圈(6)、凸台支架(7)、螺钉(8)、小孔(9)、出流口(10);其中入流口(1)的一端与泵连接,入流口(1)的另一端与圆形连接环(5)相切,连接环(5)两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)连接,连接环(5)与锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)连接的连接部位设有橡胶垫圈(6),锥形型腔Ⅰ(3)腔壁上均匀设有三个凸台支架(7),三个凸台支架(7)分别通过螺钉(8)和进气口支架(2)连接,进气口支架(2)的中间有一根连接外部空气的中空管,锥形型腔Ⅰ(3)的一侧设有小孔(9),锥形型腔Ⅱ(4)的一侧设有出流口(10)。

3.  根据权利要求1所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述混流式结构包括入流口(1)、锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)、连接环(5)、橡胶垫圈(6)、小孔(9)、出流口(10);其中入流口(1)的一端与泵连接,入流口(1)的另一端与圆形连接环(5)相切,连接环(5)两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)连接,连接环(5)与锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)连接的连接部位设有橡胶垫圈(6),锥形型腔Ⅰ(3)的一侧设有小孔(9),锥形型腔Ⅱ(4)的一侧设有出流口(10)。

4.  根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)可为相同型腔或者为不同型腔。

5.  根据权利要求3所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)为相同型腔。

6.  根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述进气口支架(2)处的中空管与小孔(9)之间为紧贴或者之间留有2mm-6mm的间隙。

7.  根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述凸台支架(7)采用焊接的方式焊接在锥形型腔Ⅰ(3)腔壁上。

8.  根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述小孔(9)、出流口(10)的孔径为不同;其中小孔(9)的孔径小于出流口(10)的孔径。

9.  根据权利要求3所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述小孔(9)、出流口(10)的孔径为相同。

10.  一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,其特征在于:所述生成微泡的具体步骤如下:
A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式:
A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口(1)沿着切线方向进入到连接环(5)中,接着沿锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
A2、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口(1)沿着切线方向进入到连接环(5)中,接着沿锥形型腔Ⅰ(3)、锥形型腔Ⅱ(4)分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式:
B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置的小孔(9)的孔径小于出流口(10)的孔径使空气会从进气口支架(2)处通过自吸的方式吸入小孔(9)进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口(10);
B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置小孔(9)的孔径小于出流口(10)的孔径使空气会从进气口支架(2)处通过自吸且同时通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口(10);
B3、如果为混流式,则通过设置的小孔(9)的孔径等于出流口(10)的孔径使气体在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔(9)、出流口(10)一起喷出。

说明书

说明书一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法
技术领域
本发明涉及一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法,属于选矿、废水处理、废纸脱墨、水产品养殖和运输等多个领域。
背景技术
微泡是微泡浮选中的至关重要的因素,不同的浮选需要不同尺寸和不同数量的微泡,如何产生适合于不同要求的微泡,是微泡浮选分离成功的关键,在实践中发现,产生获得小尺寸、稳定的微泡尤其重要。
微泡浮选本身是浮选业的巨大革新,目前在国外已被广泛应用于金属与非金属选矿、废水处理、废纸脱墨等多个领域。微泡浮选是根据不同的固态物质的表面性质差异,通过对液体和气体的作用不同而实现分选的。微泡的大小会直接影响其携带物粒的能力,微泡越小其比表面积就越大,每单位空气携带的物粒也越多,而且有利于提高粘性碰撞概率和惯性碰撞概率。但并不是越小的微泡其带物粒能力就越强,过小的微泡在浮选密度较大的物粒时,可能会造成浮力不够等不利因素。微泡浮选的重要关键技术在于如何获得尺寸、数量、分布合理的微泡。常用的微泡发生器主要有剪切发泡、微孔发泡、电解发泡和射流发泡等。剪切发泡虽然分选速度快,但是微泡尺寸严重分散,浮选效果很不理想;微孔发泡由于堵塞问题,使得微孔材料不能充分发挥作用;电解发泡,能源消耗量较大,运行费用高,而且微泡与矿粒的碰撞与吸附概率不高;作为微泡生成技术的一大变革,射流发泡技术能耗低、噪声小,但仍然在一定程度上存在生成的微泡尺寸和分布上不均匀、尺寸不够小等问题,这将影响微泡浮选的效果。
发明内容
本发明提供了一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法,以用于克服现有发泡技术生成的微泡在尺寸和分布上不均匀等问题。
本发明的技术方案是:一种旋流式微泡发生器,包括三种结构,分别为自吸气式结构、非自吸气式结构、混流式结构。
所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口1、进气口支架2、锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4、连接环5、橡胶垫圈6、凸台支架7、螺钉8、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接,连接环5与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔Ⅰ3腔壁上均匀设有三个凸台支架7,三个凸台支架7分别通过螺钉8和进气口支架2连接,进气口支架2的中间有一根连接外部空气的中空管,锥形型腔Ⅰ3的一侧设有小孔9,锥形型腔Ⅱ4的一侧设有出流口10。
所述混流式结构包括入流口1、锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4、连接环5、橡胶垫圈6、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接,连接环5与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔Ⅰ3的一侧设有小孔9,锥形型腔Ⅱ4的一侧设有出流口10。
所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可为相同型腔或者为不同型腔。
所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4为相同型腔。
所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间为紧贴或者之间留有2mm-6mm的间隙。
所述凸台支架7采用焊接的方式焊接在锥形型腔Ⅰ3腔壁上。
所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径;其中,可设置小孔9的孔径为0.5mm-5mm,出流口10的孔径为1mm-10mm。
所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9、出流口10的孔径为1mm-10mm。
一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下:
A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式:
A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
A2、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式:
B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10;
B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10;
B3、如果为混流式,则通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔径使气体在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔9、出流口10一起喷出。
本发明的工作原理是:
根据旋流式微泡发生器的结构,可分别根据需要构建三种不同类型的旋流式微泡发生器。
如果为自吸式结构的旋流式微泡发生器,则生成微泡的过程为:液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下(指吸入的空气在旋流的强力作用下),被粉碎成微泡;与流体(指液体或固液混合流体)一起喷出出流口10。
如果为非自吸式结构的旋流式微泡发生器,则生成微泡的过程为:液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下(指吸入的空气在旋流的强力作用下),被粉碎成微泡;与流体(指液体或固液混合流体)一起喷出出流口10。
如果为混流式结构的旋流式微泡发生器,则生成微泡的过程为:液体或固液混合流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔径使气体(指由气泵加压的气体)在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体(指液体或固液混合流体)从小孔9、出流口10一起喷出。
其中,图4给出了CFD仿真的内部流体流动的流线轨迹图(针对自吸、非自吸的情况);图5给出了通过CFD仿真的两个出流口情况时的内部流体流动的流线轨迹图(针对混流的情况)。
本发明的有益效果是:
1、本发明涉及的微泡发生器结构简单,能有效防止堵塞。适用于金属矿山、非金属矿山、煤炭、造纸、废纸脱墨、工业废水处理、水产品养殖和运输等多个领域。
2、本发明提供三种给气方法,具有充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸均匀且分布合理。
3、本发明的三种给气方法中,自吸式的特点是:不需要气体加压泵,可以节约能源,但气体的最大流量与旋流产生的负压有关;非自吸式的特点是:气体的最大流量决定于气泵的压力,同时有负压自吸气的作用,通过气泵可以实现对气体流量的主动控制,便于实现对生成的微泡的尺寸和数量的控制,但此方法需要气体加压泵,有部分能源损失;混流式的特点是:气体的最大流量决定于气泵的压力,液体或固液混合流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,流入微泡发生器,通过气泵可以实现对气体流量的主动控制,便于实现对生成的微泡的尺寸和数量的控制,且有两个出流口,产生的微泡数量多,但此方法需要气体加压泵,同样有部分能源损失。
4、本发明可以根据实际情况改变进气口或出流口的形状、大小来达到自吸进气或两端都出流产生微泡的效果;供气方式可以采用自吸式供气或加压供气,并通过流体带入的方法使气体进入微泡发生器。
5、本发明可以根据实际情况改变旋流式微泡发生器的型腔,其型腔可以是锥形型腔、柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔,其两个型腔可是相同型腔(对称型)或者为不同型腔(非对称型)。
6、本发明由于有三种给气方法,供不同的情况选用,且给气量可控,空气在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡,因此具有充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸均匀且分布合理的特点。
7、本发明的旋流式微泡发生器,具有结构简单、不易堵塞、维护方便的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的A-A剖面构造图;
图3为本发明的B向视图;
图4为本发明通过CFD仿真的内部流体流动的流线轨迹图;
图5为本发明通过CFD仿真的两个出流口情况时的内部流体流动的流线轨迹图;
图6为本发明中球形型腔旋流式微泡发生器结构图;
图7为本发明中球形型腔旋流式微泡发生器剖面图;
图8为本发明中锥形型腔与球形型腔组合的旋流式微泡发生器;
图中各标号:1为入流口、2为进气口支架、3为锥形型腔Ⅰ、4为锥形型腔Ⅱ、5为连接环、6为橡胶垫圈、7为凸台支架、8为螺钉、9为小孔、10为出流口。
具体实施方式
实施例1:如图1-8所示,一种旋流式微泡发生器,包括三种结构,分别为自吸气式结构、非自吸气式结构、混流式结构。
所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口1、进气口支架2、锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4、连接环5、橡胶垫圈6、凸台支架7、螺钉8、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接,连接环5与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔Ⅰ3腔壁上均匀设有三个凸台支架7,三个凸台支架7分别通过螺钉8和进气口支架2连接,进气口支架2的中间有一根连接外部空气的中空管,锥形型腔Ⅰ3的一侧设有小孔9,锥形型腔Ⅱ4的一侧设有出流口10。
所述混流式结构包括入流口1、锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4、连接环5、橡胶垫圈6、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接,连接环5与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔Ⅰ3的一侧设有小孔9,锥形型腔Ⅱ4的一侧设有出流口10。
所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可为相同型腔或者为不同型腔(此种情况需为自吸气式结构或者为非自吸气式结构)。
所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4的为相同型腔(此种情况需为混流式结构)。
所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间为紧贴或者之间留有2mm-6mm的间隙。
所述凸台支架7采用焊接的方式焊接在锥形型腔Ⅰ3腔壁上。
所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径;其中,可设置小孔9的孔径为0.5mm-5mm,出流口10的孔径为1mm-10mm。
所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9、出流口10的孔径为1mm-10mm。
一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下:
A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式:
A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
A2、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式:
B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10;
B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10;
B3、如果为混流式,则通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔径使气体在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔9、出流口10一起喷出。
实施例2:如图1-8所示,一种旋流式微泡发生器为自吸气式结构或者为非自吸气式结构。
所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口1、进气口支架2、锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4、连接环5、橡胶垫圈6、凸台支架7、螺钉8、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接,连接环5与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔Ⅰ3腔壁上均匀设有三个凸台支架7,三个凸台支架7分别通过螺钉8和进气口支架2连接,进气口支架2的中间有一根连接外部空气的中空管,锥形型腔Ⅰ3的一侧设有小孔9,锥形型腔Ⅱ4的一侧设有出流口10。具体如图1-3所示。
所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有2mm的间隙。
所述凸台支架7采用焊接的方式焊接在锥形型腔Ⅰ3腔壁上。
所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径;其中,可设置小孔9的孔径为0.5mm,出流口10的孔径为1mm。
一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下:
A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式:
A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式:
B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10;
B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10。
实施例3:如图1-8所示,一种旋流式微泡发生器为混流式结构。
所述混流式结构包括入流口1、锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4、连接环5、橡胶垫圈6、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接,连接环5与锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔Ⅰ3的一侧设有小孔9,锥形型腔Ⅱ4的一侧设有出流口10。
所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9、出流口10的孔径为1mm。
一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下:
A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式:
A1、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;
B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式:
B1、如果为混流式,则通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔径使气体在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔9、出流口10一起喷出。
实施例4:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4一个为锥形型腔,一个为球形型腔(表示锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4可分别为锥形型腔、球形型腔,或者分别为球形型腔、锥形型腔),具体如图8所示;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有3mm的间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同:小孔9的孔径小于出流口10的孔径;其中,可设置小孔9的孔径为5mm,出流口10的孔径为7mm。
实施例5:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4都为椭球形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有6mm的间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为4mm,出流口10的孔径为10mm。
实施例6:如图1-8所示,与实施例3情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4都为椭球形型腔;所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9的孔径为4mm,出流口10的孔径为4mm。
实施例7:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4都为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间紧贴;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为3mm,出流口10的孔径为10mm。
实施例8:如图1-8所示,与实施例3情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4都为柱形型腔;所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9的孔径为10mm,出流口10的孔径为10mm。
实施例9:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4一个为锥形型腔,一个为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间紧贴;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为3mm,出流口10的孔径为6mm。
实施例10:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4一个为椭球形型腔,一个为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有3mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为5mm,出流口10的孔径为10mm。
实施例11:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4一个为椭球形型腔,一个为锥形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间紧贴;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为4.5mm,出流口10的孔径为9mm。
实施例12:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4同时替换为球形型腔,具体如图6-7所示;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有2.8mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为5mm,出流口10的孔径为9.5mm。
实施例13:如图1-8所示,与实施例3情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4同时替换为球形型腔,具体如图6-7所示;所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9的孔径为7.5mm,出流口10的孔径为7.5mm。
实施例14:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4一个为球形型腔,一个为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有2.1mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为3.5mm,出流口10的孔径为8mm。
实施例15:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔Ⅰ3、锥形型腔Ⅱ4一个为球形型腔,一个为椭球形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有3mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为4mm,出流口10的孔径为9mm。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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1、(10)申请公布号 CN 104117299 A (43)申请公布日 2014.10.29 C N 1 0 4 1 1 7 2 9 9 A (21)申请号 201410324868.7 (22)申请日 2014.07.09 B01F 5/00(2006.01) B01F 3/04(2006.01) B01F 3/00(2006.01) B03D 1/02(2006.01) C02F 1/24(2006.01) (71)申请人昆明理工大学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人邓久帅 李浙昆 何伟 余国瑞 樊瑜瑾 施文丽 何邦贵 (54) 发明名称 一种旋流式微泡。

2、发生器及生成微泡的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种旋流式微泡发生器及生成微 泡的方法,属于选矿、废水处理、废纸脱墨、水产品 养殖和运输等多个领域。本发明装置包括三种结 构,分别为自吸气式结构、非自吸气式结构、混流 式结构;方法包括根据旋流式微泡发生器的不同 结构,确定流体进入的方式;根据旋流式微泡发 生器的不同结构,确定流体流出的方式。本发明具 有充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸均匀且分 布合理;可以根据实际情况改变进气口或出流口 的形状、大小来达到自吸进气或两端都出流产生 微泡的效果;供气方式可以采用自吸式供气或加 压供气,并通过流体带入的方法使气体进入微泡 发生器;具有结构简单、不易。

3、堵塞、维护方便的特 点。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104117299 A CN 104117299 A 1/2页 2 1.一种旋流式微泡发生器,其特征在于:包括三种结构,分别为自吸气式结构、非自吸 气式结构、混流式结构。 2.根据权利要求1所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述自吸气式结构、非自吸 气式结构都包括入流口(1)、进气口支架(2)、锥形型腔(3)、锥形型腔(4)、连接环(5)、 橡胶垫圈(6)、凸台支架(7)、螺钉(8)。

4、、小孔(9)、出流口(10);其中入流口(1)的一端与泵连 接,入流口(1)的另一端与圆形连接环(5)相切,连接环(5)两侧设有的螺纹分别与锥形型 腔(3)、锥形型腔(4)连接,连接环(5)与锥形型腔(3)、锥形型腔(4)连接的连接部 位设有橡胶垫圈(6),锥形型腔(3)腔壁上均匀设有三个凸台支架(7),三个凸台支架(7) 分别通过螺钉(8)和进气口支架(2)连接,进气口支架(2)的中间有一根连接外部空气的中 空管,锥形型腔(3)的一侧设有小孔(9),锥形型腔(4)的一侧设有出流口(10)。 3.根据权利要求1所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述混流式结构包括入流 口(1)、锥形型腔(3)。

5、、锥形型腔(4)、连接环(5)、橡胶垫圈(6)、小孔(9)、出流口(10); 其中入流口(1)的一端与泵连接,入流口(1)的另一端与圆形连接环(5)相切,连接环(5)两 侧设有的螺纹分别与锥形型腔(3)、锥形型腔(4)连接,连接环(5)与锥形型腔(3)、 锥形型腔(4)连接的连接部位设有橡胶垫圈(6),锥形型腔(3)的一侧设有小孔(9),锥 形型腔(4)的一侧设有出流口(10)。 4.根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述锥形型腔(3)、锥形 型腔(4)可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔(3)、锥形型腔 (4)可为相同型腔或者为不同型腔。 5.根据权利要求3所。

6、述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述锥形型腔(3)、锥形 型腔(4)可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中锥形型腔(3)、锥形型腔 (4)为相同型腔。 6.根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述进气口支架(2)处的中 空管与小孔(9)之间为紧贴或者之间留有2mm-6mm的间隙。 7.根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述凸台支架(7)采用焊接 的方式焊接在锥形型腔(3)腔壁上。 8.根据权利要求2所述的旋流式微泡发生器,其特征在于:所述小孔(9)、出流口(10) 的孔径为不同;其中小孔(9)的孔径小于出流口(10)的孔径。 9.根据权利要求3所述的旋流式。

7、微泡发生器,其特征在于:所述小孔(9)、出流口(10) 的孔径为相同。 10.一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,其特征在于:所述生成微泡的具体步骤 如下: A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式: A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自 吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口(1)沿着切线方向进入到连接环 (5)中,接着沿锥形型腔(3)、锥形型腔(4)分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成 旋流; A2、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与 由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流。

8、体的混合流体,再经过入流口(1) 权 利 要 求 书CN 104117299 A 2/2页 3 沿着切线方向进入到连接环(5)中,接着沿锥形型腔(3)、锥形型腔(4)分别向两端前 进,通过型腔的诱导作用形成旋流; B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式: B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设 置的小孔(9)的孔径小于出流口(10)的孔径使空气会从进气口支架(2)处通过自吸的方 式吸入小孔(9)进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口 (10); B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成。

9、负压;通过 设置小孔(9)的孔径小于出流口(10)的孔径使空气会从进气口支架(2)处通过自吸且同时 通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口 (10); B3、如果为混流式,则通过设置的小孔(9)的孔径等于出流口(10)的孔径使气体在旋 流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔(9)、出流口(10)一起喷出。 权 利 要 求 书CN 104117299 A 1/7页 4 一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法,属于选矿、废水处理、废纸 脱墨、水产品养殖和运输等多个领域。 背景技术 000。

10、2 微泡是微泡浮选中的至关重要的因素,不同的浮选需要不同尺寸和不同数量的微 泡,如何产生适合于不同要求的微泡,是微泡浮选分离成功的关键,在实践中发现,产生获 得小尺寸、稳定的微泡尤其重要。 0003 微泡浮选本身是浮选业的巨大革新,目前在国外已被广泛应用于金属与非金属选 矿、废水处理、废纸脱墨等多个领域。微泡浮选是根据不同的固态物质的表面性质差异,通 过对液体和气体的作用不同而实现分选的。微泡的大小会直接影响其携带物粒的能力,微 泡越小其比表面积就越大,每单位空气携带的物粒也越多,而且有利于提高粘性碰撞概率 和惯性碰撞概率。但并不是越小的微泡其带物粒能力就越强,过小的微泡在浮选密度较大 的物粒。

11、时,可能会造成浮力不够等不利因素。微泡浮选的重要关键技术在于如何获得尺寸、 数量、分布合理的微泡。常用的微泡发生器主要有剪切发泡、微孔发泡、电解发泡和射流发 泡等。剪切发泡虽然分选速度快,但是微泡尺寸严重分散,浮选效果很不理想;微孔发泡由 于堵塞问题,使得微孔材料不能充分发挥作用;电解发泡,能源消耗量较大,运行费用高, 而且微泡与矿粒的碰撞与吸附概率不高;作为微泡生成技术的一大变革,射流发泡技术能 耗低、噪声小,但仍然在一定程度上存在生成的微泡尺寸和分布上不均匀、尺寸不够小等问 题,这将影响微泡浮选的效果。 发明内容 0004 本发明提供了一种旋流式微泡发生器及生成微泡的方法,以用于克服现有发。

12、泡技 术生成的微泡在尺寸和分布上不均匀等问题。 0005 本发明的技术方案是:一种旋流式微泡发生器,包括三种结构,分别为自吸气式结 构、非自吸气式结构、混流式结构。 0006 所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口1、进气口支架2、锥形型腔 3、锥形型腔4、连接环5、橡胶垫圈6、凸台支架7、螺钉8、小孔9、出流口10;其中入流 口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分 别与锥形型腔3、锥形型腔4连接,连接环5与锥形型腔3、锥形型腔4连接的连接 部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔3腔壁上均匀设有三个凸台支架7,三个凸台支架7分别 通过螺钉8和进气口支架2连。

13、接,进气口支架2的中间有一根连接外部空气的中空管,锥形 型腔3的一侧设有小孔9,锥形型腔4的一侧设有出流口10。 0007 所述混流式结构包括入流口1、锥形型腔3、锥形型腔4、连接环5、橡胶垫圈 6、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相 切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔3、锥形型腔4连接,连接环5与锥形型腔 说 明 书CN 104117299 A 2/7页 5 3、锥形型腔4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔3的一侧设有小孔9,锥形 型腔4的一侧设有出流口10。 0008 所述锥形型腔3、锥形型腔4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;。

14、其中 锥形型腔3、锥形型腔4可为相同型腔或者为不同型腔。 0009 所述锥形型腔3、锥形型腔4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中 锥形型腔3、锥形型腔4为相同型腔。 0010 所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间为紧贴或者之间留有2mm-6mm的间 隙。 0011 所述凸台支架7采用焊接的方式焊接在锥形型腔3腔壁上。 0012 所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径; 其中,可设置小孔9的孔径为0.5mm-5mm,出流口10的孔径为1mm-10mm。 0013 所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9、出流口10的孔径为 1mm-1。

15、0mm。 0014 一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下: A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式: A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自 吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5 中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流; A2、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与 由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1 沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分。

16、别向两端前进,通过 型腔的诱导作用形成旋流; B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式: B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设 置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入 小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10; B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过 设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过 气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10; B3、如果为混。

17、流式,则通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔径使气体在旋流的 强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔9、出流口10一起喷出。 0015 本发明的工作原理是: 根据旋流式微泡发生器的结构,可分别根据需要构建三种不同类型的旋流式微泡发生 器。 0016 如果为自吸式结构的旋流式微泡发生器,则生成微泡的过程为:液体或固液混合 流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔3、锥形 型腔4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;旋流经型腔端部喷出后,在型腔 的另一端将形成负压;通过设置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支 架2处通过自吸的方式吸入小孔9。

18、进入型腔,在旋流的强力作用下(指吸入的空气在旋流的 说 明 书CN 104117299 A 3/7页 6 强力作用下),被粉碎成微泡;与流体(指液体或固液混合流体)一起喷出出流口10。 0017 如果为非自吸式结构的旋流式微泡发生器,则生成微泡的过程为:液体或固液混 合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔3、 锥形型腔4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;旋流经型腔端部喷出后,在 型腔的另一端将形成负压;通过设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口 支架2处通过自吸且同时通过气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下(指吸入的空 气在旋流的。

19、强力作用下),被粉碎成微泡;与流体(指液体或固液混合流体)一起喷出出流口 10。 0018 如果为混流式结构的旋流式微泡发生器,则生成微泡的过程为:液体或固液混合 流体经泵加压与由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体, 再经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分别 向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流;通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔 径使气体(指由气泵加压的气体)在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体(指液体或固 液混合流体)从小孔9、出流口10一起喷出。 0019 其中,图4给出了CFD仿真的内部流体流动的流线轨迹图(针对。

20、自吸、非自吸的情 况);图5给出了通过CFD仿真的两个出流口情况时的内部流体流动的流线轨迹图(针对混 流的情况)。 0020 本发明的有益效果是: 1、本发明涉及的微泡发生器结构简单,能有效防止堵塞。适用于金属矿山、非金属矿 山、煤炭、造纸、废纸脱墨、工业废水处理、水产品养殖和运输等多个领域。 0021 2、本发明提供三种给气方法,具有充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸均匀且分 布合理。 0022 3、本发明的三种给气方法中,自吸式的特点是:不需要气体加压泵,可以节约能 源,但气体的最大流量与旋流产生的负压有关;非自吸式的特点是:气体的最大流量决定 于气泵的压力,同时有负压自吸气的作用,通过气。

21、泵可以实现对气体流量的主动控制,便于 实现对生成的微泡的尺寸和数量的控制,但此方法需要气体加压泵,有部分能源损失;混流 式的特点是:气体的最大流量决定于气泵的压力,液体或固液混合流体经泵加压与由气泵 加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,流入微泡发生器,通过气 泵可以实现对气体流量的主动控制,便于实现对生成的微泡的尺寸和数量的控制,且有两 个出流口,产生的微泡数量多,但此方法需要气体加压泵,同样有部分能源损失。 0023 4、本发明可以根据实际情况改变进气口或出流口的形状、大小来达到自吸进气或 两端都出流产生微泡的效果;供气方式可以采用自吸式供气或加压供气,并通过流体带入 。

22、的方法使气体进入微泡发生器。 0024 5、本发明可以根据实际情况改变旋流式微泡发生器的型腔,其型腔可以是锥形型 腔、柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔,其两个型腔可是相同型腔(对称型)或者为不同型腔 (非对称型)。 0025 6、本发明由于有三种给气方法,供不同的情况选用,且给气量可控,空气在旋流的 强力作用下,被粉碎成微泡,因此具有充气性能好、能耗低、产生的微泡尺寸均匀且分布合 理的特点。 说 明 书CN 104117299 A 4/7页 7 0026 7、本发明的旋流式微泡发生器,具有结构简单、不易堵塞、维护方便的特点。 附图说明 0027 图1为本发明的结构示意图; 图2为本发明的A-A剖。

23、面构造图; 图3为本发明的B向视图; 图4为本发明通过CFD仿真的内部流体流动的流线轨迹图; 图5为本发明通过CFD仿真的两个出流口情况时的内部流体流动的流线轨迹图; 图6为本发明中球形型腔旋流式微泡发生器结构图; 图7为本发明中球形型腔旋流式微泡发生器剖面图; 图8为本发明中锥形型腔与球形型腔组合的旋流式微泡发生器; 图中各标号:1为入流口、2为进气口支架、3为锥形型腔、4为锥形型腔、5为连接 环、6为橡胶垫圈、7为凸台支架、8为螺钉、9为小孔、10为出流口。 具体实施方式 0028 实施例1:如图1-8所示,一种旋流式微泡发生器,包括三种结构,分别为自吸气式 结构、非自吸气式结构、混流式结。

24、构。 0029 所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口1、进气口支架2、锥形型腔 3、锥形型腔4、连接环5、橡胶垫圈6、凸台支架7、螺钉8、小孔9、出流口10;其中入流 口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分 别与锥形型腔3、锥形型腔4连接,连接环5与锥形型腔3、锥形型腔4连接的连接 部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔3腔壁上均匀设有三个凸台支架7,三个凸台支架7分别 通过螺钉8和进气口支架2连接,进气口支架2的中间有一根连接外部空气的中空管,锥形 型腔3的一侧设有小孔9,锥形型腔4的一侧设有出流口10。 0030 所述混流式结构包括入流口1、锥形型腔。

25、3、锥形型腔4、连接环5、橡胶垫圈 6、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相 切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔3、锥形型腔4连接,连接环5与锥形型腔 3、锥形型腔4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔3的一侧设有小孔9,锥形 型腔4的一侧设有出流口10。 0031 所述锥形型腔3、锥形型腔4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中 锥形型腔3、锥形型腔4可为相同型腔或者为不同型腔(此种情况需为自吸气式结构或 者为非自吸气式结构)。 0032 所述锥形型腔3、锥形型腔4可替换为柱形型腔、球形型腔、椭球形型腔;其中 锥形型腔3、锥形型腔4的。

26、为相同型腔(此种情况需为混流式结构)。 0033 所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间为紧贴或者之间留有2mm-6mm的间 隙。 0034 所述凸台支架7采用焊接的方式焊接在锥形型腔3腔壁上。 0035 所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径; 其中,可设置小孔9的孔径为0.5mm-5mm,出流口10的孔径为1mm-10mm。 说 明 书CN 104117299 A 5/7页 8 0036 所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9、出流口10的孔径为 1mm-10mm。 0037 一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下。

27、: A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式: A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式或者非自 吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5 中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流; A2、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与 由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1 沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分别向两端前进,通过 型腔的诱导作用形成旋流; B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,。

28、确定流体流出的方式: B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设 置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入 小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10; B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过 设置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过 气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10; B3、如果为混流式,则通过设置的小孔9的孔径等于出流口10的孔径使气体在旋流的 强力作用下,被粉。

29、碎成微泡;与流体从小孔9、出流口10一起喷出。 0038 实施例2:如图1-8所示,一种旋流式微泡发生器为自吸气式结构或者为非自吸气 式结构。 0039 所述自吸气式结构、非自吸气式结构都包括入流口1、进气口支架2、锥形型腔 3、锥形型腔4、连接环5、橡胶垫圈6、凸台支架7、螺钉8、小孔9、出流口10;其中入流 口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相切,连接环5两侧设有的螺纹分 别与锥形型腔3、锥形型腔4连接,连接环5与锥形型腔3、锥形型腔4连接的连接 部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔3腔壁上均匀设有三个凸台支架7,三个凸台支架7分别 通过螺钉8和进气口支架2连接,进气口支架2的中间。

30、有一根连接外部空气的中空管,锥形 型腔3的一侧设有小孔9,锥形型腔4的一侧设有出流口10。具体如图1-3所示。 0040 所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有2mm的间隙。 0041 所述凸台支架7采用焊接的方式焊接在锥形型腔3腔壁上。 0042 所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径; 其中,可设置小孔9的孔径为0.5mm,出流口10的孔径为1mm。 0043 一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下: A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式: A1、如果为自吸气式结构或者非自吸气式结构,流体进入的方式为自吸气式。

31、或者非自 吸气式,则液体或固液混合流体经泵加压后,经过入流口1沿着切线方向进入到连接环5 中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分别向两端前进,通过型腔的诱导作用形成旋流; B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式: 说 明 书CN 104117299 A 6/7页 9 B1、如果为自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过设 置的小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸的方式吸入 小孔9进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10; B2、如果为非自吸气式,则旋流经型腔端部喷出后,在型腔的另一端将形成负压;通过 设。

32、置小孔9的孔径小于出流口10的孔径使空气会从进气口支架2处通过自吸且同时通过 气泵主动供气进入型腔,在旋流的强力作用下,被粉碎成微泡;与流体一起喷出出流口10。 0044 实施例3:如图1-8所示,一种旋流式微泡发生器为混流式结构。 0045 所述混流式结构包括入流口1、锥形型腔3、锥形型腔4、连接环5、橡胶垫圈 6、小孔9、出流口10;其中入流口1的一端与泵连接,入流口1的另一端与圆形连接环5相 切,连接环5两侧设有的螺纹分别与锥形型腔3、锥形型腔4连接,连接环5与锥形型腔 3、锥形型腔4连接的连接部位设有橡胶垫圈6,锥形型腔3的一侧设有小孔9,锥形 型腔4的一侧设有出流口10。 0046 。

33、所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9、出流口10的孔径为 1mm。 0047 一种旋流式微泡发生器生成微泡的方法,所述生成微泡的具体步骤如下: A、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体进入的方式: A1、如果为混流式结构,流体进入的方式为混流式,则液体或固液混合流体经泵加压与 由气泵加压的气体混合,形成气体与液体或者固液混合流体的混合流体,再经过入流口1 沿着切线方向进入到连接环5中,接着沿锥形型腔3、锥形型腔4分别向两端前进,通过 型腔的诱导作用形成旋流; B、根据旋流式微泡发生器的不同结构,确定流体流出的方式: B1、如果为混流式,则通过设置的小孔9的孔径等于出流口1。

34、0的孔径使气体在旋流的 强力作用下,被粉碎成微泡;与流体从小孔9、出流口10一起喷出。 0048 实施例4:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4一个为锥形型腔,一个为球形型腔(表示锥形型腔3、锥形型腔4可分别为锥形 型腔、球形型腔,或者分别为球形型腔、锥形型腔),具体如图8所示;所述进气口支架2处的 中空管与小孔9之间留有3mm的间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同:小孔9的孔径 小于出流口10的孔径;其中,可设置小孔9的孔径为5mm,出流口10的孔径为7mm。 0049 实施例5:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4。

35、都为椭球形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留有6mm的间隙;所 述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔 9的孔径为4mm,出流口10的孔径为10mm。 0050 实施例6:如图1-8所示,与实施例3情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4都为椭球形型腔;所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9的孔 径为4mm,出流口10的孔径为4mm。 0051 实施例7:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4都为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间紧贴;所述小孔9、出 流口10的孔径为。

36、不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可设置小孔9的孔径为 3mm,出流口10的孔径为10mm。 说 明 书CN 104117299 A 7/7页 10 0052 实施例8:如图1-8所示,与实施例3情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4都为柱形型腔;所述小孔9、出流口10的孔径为相同;其中,可设置小孔9的孔径 为10mm,出流口10的孔径为10mm。 0053 实施例9:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4一个为锥形型腔,一个为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间紧 贴;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于。

37、出流口10的孔径:可设 置小孔9的孔径为3mm,出流口10的孔径为6mm。 0054 实施例10:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4一个为椭球形型腔,一个为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间 留有3mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的 孔径:可设置小孔9的孔径为5mm,出流口10的孔径为10mm。 0055 实施例11:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4一个为椭球形型腔,一个为锥形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间 紧贴;所述小孔9、出流口10的孔径为。

38、不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的孔径:可 设置小孔9的孔径为4.5mm,出流口10的孔径为9mm。 0056 实施例12:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4同时替换为球形型腔,具体如图6-7所示;所述进气口支架2处的中空管与小孔9 之间留有2.8mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流 口10的孔径:可设置小孔9的孔径为5mm,出流口10的孔径为9.5mm。 0057 实施例13:如图1-8所示,与实施例3情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4同时替换为球形型腔,具体如图6-7所示;所述小孔9、出流口10的孔。

39、径为相同; 其中,可设置小孔9的孔径为7.5mm,出流口10的孔径为7.5mm。 0058 实施例14:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4一个为球形型腔,一个为柱形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间留 有2.1mm间隙;所述小孔9、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的 孔径:可设置小孔9的孔径为3.5mm,出流口10的孔径为8mm。 0059 实施例15:如图1-8所示,与实施例2情况基本相同,只是所述锥形型腔3、锥形 型腔4一个为球形型腔,一个为椭球形型腔;所述进气口支架2处的中空管与小孔9之间 留有3mm间隙;所述小孔9。

40、、出流口10的孔径为不同;其中,小孔9的孔径小于出流口10的 孔径:可设置小孔9的孔径为4mm,出流口10的孔径为9mm。 0060 上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述 实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前 提下作出各种变化。 说 明 书CN 104117299 A 10 1/3页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104117299 A 11 2/3页 12 图3 图4 图5 说 明 书 附 图CN 104117299 A 12 3/3页 13 图6 图7 图8 说 明 书 附 图CN 104117299 A 13 。

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