CN103084022B - 煤矿降尘用自吸空气式旋流发泡装置 - Google Patents

Abstract

一种煤矿降尘用自吸空气式旋流发泡装置，主要由发泡液供给管、射流喷嘴、吸气混合筒体、发泡筒体构成，发泡液供给管与射流喷嘴相连，吸气混合筒体内依次设吸气室、气液混合室和扩散成泡室，射流喷嘴接入吸气室内，吸气室上设有吸气孔，发泡筒体内依次设旋流发泡室、泡沫出流室。设定压力的发泡液经射流喷嘴高速喷出形成紊动射流，在紊动射流的抽吸作用下，环境中的空气通过吸气孔自动进入吸气室，空气被射流从吸气室带入气液混合室与发泡液进行传能传质，被加速和压缩的空气在扩散成泡室内被液滴粉碎成气泡，初步成泡的泡状流在旋流发泡室内完成充分发泡。该装置结构简单，操作方便，成泡率高，能耗低，安全可靠，运行维护费用低。

Description

煤矿降尘用自吸空气式旋流发泡装置

技术领域

本发明涉及一种发泡装置，尤其是一种用于降尘的自吸空气旋流发泡装置。

背景技术

国内外实践证明，泡沫降尘是提高矿尘防治效果的有效途径之一。在泡沫降尘技术体系中，采用什么样的装置产生泡沫是其核心内容之一。目前，用于降尘的发泡装置主要有网式、孔隙式和文丘里式3种。网式发泡器靠机械通风将发泡液送至发泡网上发泡，尽管产泡量较大，但需额外增设风机提供动力，能耗高，且由于所产生泡沫的流动速度小，导致喷射距离短，不能将泡沫有效送至采掘机械切割煤岩产尘处；此外，该发泡方式所能适应的水压和风压范围小，容易出现发泡不稳定的现象，不适宜在采掘工作面使用。孔隙式发泡器利用棘爪环、钢棉、车床铁屑及玻璃球等填充物间的孔隙产生细小泡沫，流体能量损耗大，要求水源和气源提供较高的压能，且由于井下水质较差，容易造成小孔隙的堵塞。专利号为200810235773.9公开的一种文丘里式发泡器，是通过在其喉部通入压缩空气，强行与发泡液混合起泡，其耗水量大（3-4m³/h），流体压力损失大，往往引入过量的压缩空气，造成气多水少，无法有效形成液膜，因此成泡率很低；且由于文丘里管内部尺寸的突变，使得压力水能量损失很大，不仅直接影响发泡效果，还常出现压缩空气迫使压力水回流的现象（即“反水”），导致产泡过程极不稳定。此外，上述发泡装置均需单独敷设压风管路，增加了系统的复杂性，现场操作、调节困难，降低了运行的可靠性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于操作、能耗低、性能可靠、成泡率高的用于煤矿降尘的自吸空气旋流发泡装置。

技术方案：本发明的煤矿降尘用自吸空气式旋流发泡装置，包括发泡液供给管、射流喷嘴、吸气混合筒体和发泡筒体，发泡液供给管与射流喷嘴相连，吸气混合筒体内依次设吸气室、气液混合室、扩散成泡室，射流喷嘴通过螺纹旋进吸气室内，吸气室壁上设有2个吸气孔；发泡筒体内依次设有相互连通的旋流发泡室和泡沫出流室，旋流发泡室内设有加速气液两相介质紊动作用而发泡的旋流器。

所述的发泡液供给管上依次设有快速插接头、压力调节阀、压力表；所述的气液混合室为圆柱状，气液混合室长度是其直径的15~20倍，气液混合室直径是射流喷嘴出口直径的4~6倍，气液混合室入口距射流喷嘴出口的距离为气液混合室直径的1~2倍；所述的旋流器由螺旋轴、螺旋片和旋流槽构成，旋流槽的宽度为20~25mm。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比：

1、操作方便。本发明仅需提供发泡液管路，将设定压力的发泡液（发泡剂与水的混合溶液）以设定速度从射流喷嘴射出，通过黏性液体（发泡液）紊动射流的抽吸作用自动将环境中的空气吸入发泡装置，无需单独设置压缩空气管路，非常便于在井下的操作与使用。

2、成泡率高。本发明根据发泡液射流速度（流量）自动调节吸入空气的量，即实现了空气的按需“摄入”，吸入的适量空气绝大部分被压缩、粉碎分散于液相中，经扩散成泡室初步形成的泡状流在双螺旋旋流器的强紊动作用下，气液两相的接触面积得到显著增大，用于包裹气泡的液膜的生成速度明显增加，极大地提高了泡沫生成率。

3、能耗低。本发明不需提供较高压能的压缩空气，且由于成泡率高，耗水量得以显著减少，全面降低了发泡过程的水、气消耗。

4、节省开支。本发明由于操作方便、成泡率高、能耗低，故能大幅缩短安装调试时间，劳动强度小，显著降低运行维护费用。

附图说明

图1为本发明自吸空气旋流发泡装置的结构剖视图。

图2为本发明自吸空气旋流发泡装置旋流器的结构示意图

图中：发泡液供给管1；射流喷嘴2；吸气混合筒体3；发泡筒体4；吸气室5；气液混合室6；扩散成泡室7；吸气孔8；旋流发泡室9；泡沫出流室10；旋流器11；螺旋轴11-1；螺旋片11-2；旋流槽11-3；快速插接头12；压力调节阀13；压力表14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步说明：

如图1所示，本发明的煤矿降尘用自吸空气式旋流发泡装置，由发泡液供给管1、射流喷嘴2、吸气混合筒体3和发泡筒体4构成，依次设有快速插接头12、压力调节阀13、压力表14的发泡液供给管1与圆锥形射流喷嘴2相连，吸气混合筒体3内依次设有相连通的吸气室5、气液混合室6、扩散成泡室7，射流喷嘴2通过螺纹旋进吸气室5内，吸气室5壁上设有2个圆形吸气孔8，圆柱状的气液混合室4直径是射流喷嘴2出口直径的4~6倍，气液混合室4长度为其自身直径的15~20倍，气液混合室4的入口距射流喷嘴出口的距离为混合室直径的1~2倍；发泡筒体4内依次设相通的旋流发泡室9和泡沫出流室10，旋流发泡室9内设有加速气液两相介质紊动作用而发泡的旋流器11，该旋流器11由螺旋轴11-1、螺旋片11-12和宽度为20~25mm的旋流槽11-3构成。

工作原理：发泡液经压力调节阀13调至适当压力后，经射流喷嘴2高速喷出形成紊动射流，在紊动射流的抽吸与扩散作用下，环境中的空气通过吸气孔8自动进入呈现为强烈负压的吸气室5，空气被紊动射流从吸气室5带入气液混合室6，在气液混合室6内，发泡液对空气进行传能传质，空气被加速和压缩，而液体变成不连续的液滴分散在气体中，在扩散成泡室7内，空气进一步得到压缩直至被液滴粉碎成微小气泡，而液滴再次聚合为连续液体，气泡则分散于液体中成为泡状流，在旋流发泡室9内，初步成泡的泡状流在双螺旋结构旋流器11的作用下完成充分发泡，生成的泡沫经泡沫出流室10增速后输出。通过压力调节阀13可改变发泡液射流初速度，调节吸气量，从而实现自动调节泡沫产生量的目的。

Claims (1)

1.一种煤矿降尘用自吸空气旋流发泡装置，其特征在于：它包括发泡液供给管（1）、射流喷嘴（2）、吸气混合筒体（3）和发泡筒体（4），发泡液供给管（1）上依次设有快速插接头（12）、压力调节阀（13）、压力表（14），发泡液供给管（1）与射流喷嘴（2）相连，吸气混合筒体（3）内依次设有吸气室（5）、气液混合室（6）、扩散成泡室（7），射流喷嘴（2）通过螺纹旋进吸气室（5）内，吸气室（5）壁上对称设有2个吸气孔（8）；所述的气液混合室（6）为圆柱状，气液混合室（6）长度是其直径的15~20倍，气液混合室（6）直径是射流喷嘴（2）出口直径的4~6倍，气液混合室（6）入口距射流喷嘴（2）出口的距离为气液混合室（6）直径的1~2倍；所述的发泡筒体（4）内依次设有旋流发泡室（9）和泡沫出流室（10），旋流发泡室（9）内设有加速气液两相介质紊动作用而发泡的双螺旋结构旋流器（11），所述旋流器（11）由螺旋轴（11-1）、螺旋片（11-2）和旋流槽（11-3）构成，其中旋流槽（11-3）的宽度为20~25mm。