CN116585758A - 一种气动力旋流破碎消泡工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于旋流器消泡技术领域，具体涉及一种气动力旋流破碎消泡工艺及系统。所述气动力旋流破碎消泡系统，包括泡沫收集装置、引射流消泡器、旋流破碎消泡器、流量控制单元和辅助动力部件；所述泡沫收集装置的出口通过吸泡软管连接引射流消泡器的泡沫吸入口，引射流消泡器连接流量控制单元，其排渣口通过吸泡软管与旋流破碎消泡器的泡沫入口连接，所述辅助动力部件设置于旋流破碎消泡器的内部。该工艺通过泡沫收集装置收集泡沫液运输到引射流消泡器，以高速气体射流的形式进行初步消泡，再将剩余的泡沫液输送到旋流破碎消泡器进行彻底消泡与分离，使用安全，环保纯净，操作简单，集成化高，且消泡效果好。

Description

一种气动力旋流破碎消泡工艺及系统

技术领域

本发明属于旋流器消泡技术领域，具体涉及一种气动力旋流破碎消泡工艺及系统。

背景技术

选煤厂精煤浮选过程中，携带有精矿的泡沫是一种固-液-气三相泡沫，具有一定的稳定性，较长时间难以破裂。特别是有用矿物与脉石共生紧密，磨矿粒度细，浮选精矿中细粒含量高的三相泡沫稳定性极强，在浮选桶内堆积，不易破裂，不仅占据精矿桶的有效容积，还会出现泡沫冒桶的问题，造成精煤损失，严重影响浮选精矿的后期处理

因此，为满足精煤浮选工艺对消泡的要求，工业上常用的消泡措施有自然消泡、化学消泡、热力消泡、超声波消泡以及机械搅拌消泡等措施。自然消泡时间长，消泡效率低，化学消泡使用消泡剂加入发泡体系中，消泡效率高，但成本高，并且当消泡剂加入后，化学成分会影响水质，后续的水处理工作容易受到一些限制，机械搅拌消泡占地空间大，对于大直径的精煤浮选桶并不适用，热力消泡需要一直加热，能耗较大，且加热过后，物料的性质有可能发生变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种气动力旋流破碎消泡工艺及系统，以满足生产现场对精煤浮选工艺的消泡要求。采用的技术方案为：

一种气动力旋流破碎消泡系统，包括泡沫收集装置、引射流消泡器、旋流破碎消泡器、回收单元、流量控制单元和辅助动力部件；

所述泡沫收集装置为悬浮球式吸泡装置，包括漂浮板、配重锤、吸风罩和吸泡软管，所述漂浮板为整个装置的安装固定单元，设置于液面上，所述配重锤为整个装置的稳定单元，安装于漂浮板底端面的中心；所述吸风罩安装于漂浮板顶端面的中心，其外侧周边开设一圈竖向均布的切向气动孔，其顶端的圆弧形盖板中心设置泡沫出口，出口通过吸泡软管连接引射流消泡器的泡沫吸入口；

所述引射流消泡器包括泡沫吸入口、气室、射流管、排渣口，所述泡沫吸入口的管道连接射流管，射流管的外部设置由外层管构成的气室，所述气室顶端设置进气接头，通过进气接头连接流量控制单元，通过流量控制单元连接压缩空气的气泵；所述射流管上设有数个沿周向均布的内孔，气室设有数个螺旋射流孔，旋流射流孔与射流管上的内孔一一对应连接，所述排渣口连接旋流破碎消泡器的入口；

所述旋流破碎消泡器包括进料体、分离器；引射流消泡器的排渣口连接所述旋流破碎消泡器进料体的入口，所述进料体顶端设置溢流口，其底端连通分离器，溢流口外接抽气泵；所述分离器从上到下包括上锥段、柱体段、下锥段，所述下锥段底部设置底流口，底流口的下方连接回收单元；

所述回收单元包括集液斗和回收桶，所述底流口连接集液斗，然后再连接回收桶；

所述辅助动力部件设置于旋流破碎消泡器的内部。

优选的，所述漂浮板为直径0.5～1米的圆形板。

优选的，所述吸风罩一侧的漂浮板上安装压缩空气的吹气管，推动所述吸泡装置移动。

优选的，所述流量控制单元通过在进气接头的管道上增加变频器来控制，在进气接头的管道上设置仪表接头。

优选的，所述射流管设有六个沿周向均布的内孔，气室设有六个螺旋射流孔。

优选的，所述辅助动力部件为表面带刺的多个浮球。

优选的，所述分离器的柱体段内部设置锥形板，所述锥形板是镂空的，布满均匀的圆孔，锥形板的顶端形成一圈开口。

一种气动力旋流破碎消泡工艺，采用一种气动力旋流破碎消泡系统，具体工艺方法包括：

(1)将悬浮球式吸泡装置、引射流消泡器、旋流破碎消泡器、流量控制单元安装连接，将辅助动力部件放置于旋流破碎消泡器内部，形成一种气动力旋流破碎消泡系统，启动系统；

(2)悬浮球式吸泡装置放置于浮选桶内的待收集液面上，在漂浮板的作用下漂浮在液面上，利用配重锤保证装置的稳定不倾斜，漂浮板上的吹气管通过压缩空气推动吸泡装置在液面移动，保证充分吸入浮选泡沫，通过吸风罩外侧的切向气动孔收集泡沫液体，再经吸风罩顶端的泡沫出口将泡沫液体运送到引射流消泡器的泡沫吸入口；

(3)泡沫液体经泡沫吸入口进入射流管，外界空气通过气泵变成压缩空气，经流量控制单元、进气接头进入气室，经过狭窄的螺旋射流孔，速度升高，以高速气体射流的形式进入射流管的内孔，进行初步的消泡，剩余的泡沫经排渣口流入旋流破碎消泡器；

(4)通过进料体进入旋流破碎消泡器的泡沫，在分离器结构的作用下，混合流体变成圆周运动，混合流体中的桨液在上锥段的结构和离心力的作用下形成向下运动的外旋流，分离器内表面带刺的多个浮球安装在柱体段内壁与锥形板之间，其加快了残余泡沫的破碎，实现了辅助消泡，泡液和煤粉颗粒产生的离心力大于空气黏性阻力，混合流到达下锥段后，煤粉颗粒被甩向筒壁，并在重力作用下沿壁面落入底流口；其他的液体受到离心力作用，也可以造成气泡变形破裂，破碎后的气泡产生的气体，沿分离器的轴心部位转而向上，形成自下而上的内涡流，并经溢流口排出，溢流口外的抽气泵，保证内涡流顺利进行；

(5)经底流口排出的浆液和煤粉颗粒落入集液斗中，集液斗的侧壁一定高度处安装传感器，集液斗的底部或者侧壁下端安装间歇排料阀，当集液斗中的液面高度达到传感器位置时，间歇排料阀自动打开，将浆液回收至回收桶。

优选的，安装好的所述一种气动力旋流破碎消泡系统，各连接部位均密封。

优选的，所述锥形板上圆孔的直径小于浮球的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)使用更安全，物理消泡，不添加任何物质，环保纯净；

(2)消泡更有效，机械全自动消泡，持续不间断，速度快；

(3)成本更经济，无耗材，一次性投入，长久使用，成本低；

(4)操作更便捷，自动化，集成化高，省心省力；

(5)应用更广泛，适应性强，适用性广，操作弹性大，满足变工况需求。

附图说明

图1为本发明系统的整体结构示意图；

图2为本发明的悬浮球式吸泡装置工作原理示意图；

图3为本发明的引射流消泡器剖面结构原理图；

图4为本发明的旋流破碎消泡器和回收单元结构原理图；

图5为本发明的工艺的流程示意图。

图中，1-浮选桶，2-液面，3-吹气管，4-吸风罩，5-漂浮板，6-配重锤，7-切向气动孔，8-吸泡软管，9-泡沫吸入口，10-进气接头，11-螺栓法兰，12-气室，13-螺旋射流孔，14-内孔，15-射流管，16-排渣口，17-引射流消泡器，18-进料体，19-上锥段，20-柱体段，21-锥形板，22-浮球，23-下锥段，24-底流口，25-溢流口，26-集液斗，27-传感器，28-间歇排料阀，29-回收桶，30-泡沫收集装置，31-抽气泵，32-旋流破碎消泡器，33-流量控制单元。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，只是用图形代表某个部件或装置，并不指代实际的结构；为了更好说明本实施例，附图某些部件会省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，附图中的某些公知结构及其说明可能省略，因此，不能理解为对本发明的限制。

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所述，一种气动力旋流破碎消泡系统，包括泡沫收集装置30、引射流消泡器17、旋流破碎消泡器32、流量控制单元33和辅助动力部件，最后浆液和煤粉颗粒经回收单元回收，整个装置通过电机启动，电机采用已知设备，电机安装在电机座上。旋流破碎消泡器还连接抽气泵31。

如图2所示，所述泡沫收集装置30为悬浮球式吸泡装置，包括漂浮板5、配重锤6、吸风罩4和吸泡软管8，所述漂浮板5为整个装置的安装固定单元，设置于浮选桶1内的液面2上，所述配重锤6为整个装置的稳定单元，安装于漂浮板5底端面的中心；所述吸风罩4安装于漂浮板5顶端面的中心，其外侧周边开设一圈竖向均布的切向气动孔7，其顶端的圆弧形盖板中心设置泡沫出口，出口通过吸泡软管8连接引射流消泡器17的泡沫吸入口9。所述吸风罩4顶端的圆弧形盖板，其直径大于底部设有竖向均布开孔的管体，这样有利于罩住吸入泡沫进入管体内。

所述漂浮板5为直径0.8米的圆形板，吸风罩4一侧的漂浮板5上安装压缩空气的吹气管3，可以推动所述吸泡装置在浮选桶1内移动，以更充分的吸入浮选泡沫。

如图3所示，所述引射流消泡器17包括泡沫吸入口9、气室12、射流管15、排渣口16，所述泡沫吸入口9的管道连接射流管15，射流管15的外部设置由外层管构成的气室12，气室12通过螺栓法兰11密封。所述气室12顶端设置进气接头10，通过进气接头10连接流量控制单元33，通过流量控制单元33连接压缩空气的气泵。所述射流管15设有六个沿周向均布的内孔14，气室12设有六个螺旋射流孔13，螺旋射流孔13与射流管15上的内孔14一一对应连接，所述排渣口16与旋流破碎消泡器32的进料体18侧壁的入口连接。

作为本发明用于浮选精煤的一种气动力旋流破碎消泡系统中的核心装置，引射流消泡器17的中心射流管15直径为Φ50mm，长度为480mm，进气接头10的内径为Φ32mm。引射流消泡器17工作时，通过气泵压缩空气经进气接头10进入气室12，之后经射流管15上的螺旋射流孔13以高速气体射流的形式进入射流管15的内孔14，进而与泡沫混合进行消泡。

所述流量控制单元33通过在进气接头10的管道上增加变频器来控制，在进气接头10的管道上设置仪表接头，连接压力表后可获取螺旋射流孔13不同风量条件下工作压力参数，通过变频器改变进气泵的压力来改变气流进入内孔14的流量，进而影响消泡效率。进气压力越高，射流气体流入引射流消泡器17的流速越高，对气泡的破坏越强，消泡效果越好。

如图4所示，所述旋流破碎消泡器32包括进料体18、分离器；引射流消泡器17的排渣口16连接所述旋流破碎消泡器32进料体18侧壁上的入口，所述进料体18顶端设置溢流口25，其底端连通分离器，溢流口25外接抽气泵31；所述分离器从上到下包括上锥段19、柱体段20、下锥段23，所述下锥段23底部设置底流口24，底流口24的下方连接回收单元。

所述回收单元包括集液斗26和回收桶29，所述底流口24连接集液斗26，然后再连接回收桶29；集液斗26的内侧壁一定高度安装传感器，一般位于整个集液斗二分之一至三分之二高度处。

所述辅助动力部件设置于旋流破碎消泡器32的内部，是多个带刺的浮球22，安装在柱体段20内壁与锥形板21之间。

作为进一步的优选设计，所述分离器的柱体段20内部设置锥形板21，所述锥形板21是镂空的，布满均匀的圆孔，锥形板21上圆孔的直径小于浮球22的直径。锥形板21的顶端形成一圈开口。

如图5所示，一种气动力旋流破碎消泡工艺，应用于精煤浮选工艺，具体工艺流程包括：

(1)将悬浮球式吸泡装置、引射流消泡器17、旋流破碎消泡器32、流量控制单元33安装连接，将辅助动力部件放置于旋流破碎消泡器32内部，并将旋流破碎消泡器32溢流口25外接抽气泵31，形成一种气动力旋流破碎消泡系统，安装好的所述一种气动力旋流破碎消泡系统，通过多个螺栓法兰，或者添加密封圈等使其密封，保证各连接部位均密封；启动系统。

(2)悬浮球式吸泡装置放置于浮选桶1内的待收集液面2上，在漂浮板5的作用下漂浮在液面2上，利用配重锤6保证装置的稳定不倾斜，漂浮板5上的吹气管通过压缩空气推动所述吸泡装置在液面移动，保证充分吸入浮选泡沫，通过吸风罩4外侧的切向气动孔7收集气泡和泡沫液体，再经吸风罩4顶端的泡沫出口，将气泡和泡沫液体通过吸泡软管8运送到螺旋引射流消泡,17的泡沫吸入口9。

(3)气泡和泡沫液体经泡沫吸入口9进入射流管15，外界空气通过气泵变成压缩空气，经流量控制单元33、进气接头10进入气室12，经过狭窄的螺旋射流孔13，速度升高，以高速气体射流的形式进入射流管15的内孔14，进行初步的消泡，剩余的泡沫经排渣口16流入旋流破碎消泡器32。

(4)进入旋流破碎消泡器32的1气泡和泡沫，含有煤粉颗粒的泡沫流体从引射流消泡器17的排渣口16以一定速度进入旋流破碎消泡器17的进料体18，在分离器结构的作用下，混合流体变成圆周运动，混合流体中的桨液在上锥段19的结构和离心力的作用下形成向下运动的外旋流，分离器内表面带刺的多个浮球22加快了残余泡沫的破碎，实现了辅助消泡，泡液和煤粉颗粒产生的离心力大于空气黏性阻力，混合流到达下锥段后，煤粉颗粒被甩向筒壁，并在重力作用下沿壁面落入底流口24；其他的液体受到离心力作用，也可以造成气泡变形破裂，破碎后的气泡产生的气体，沿分离器的轴心部位转而向上，形成自下而上的内涡流，锥形板21顶端的开口可以通过内涡流，气体经溢流口25排出，溢流口25外的抽气泵，保证内涡流顺利进行，并排出气体；

在锥形板21的阻碍和流体的推动作用下，表面带刺的浮球22在柱体段20和锥形板21处转动、碰撞，对泡沫的破碎作用进一步加强，浮球22作为消泡的辅助动力部件使旋流消泡实行多层次消泡。这样，气动力作为主要动力首先在引射流消泡器17内进行消泡，然后流入分离器28，在剪切作用下完成二次消泡，分离器内的浮球22作为辅助动力部件进行辅助消泡。

(5)经底流口24排出的浆液和煤粉颗粒落入集液斗26中，集液斗26的侧壁下端安装间歇排料阀28，当集液斗26中的液面高度达到传感器27位置时，间歇排料阀28自动打开，将浆液回收至回收桶29。

将上述方案所述的悬浮球式吸泡装置、引射流消泡器25、旋流破碎消泡器26，连接安装在一个装置内，不影响各部分功能，以及电机、气泵、流量控制单元等现有技术，形成一种气动力旋流破碎消泡系统的撬装设备，携带方便。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

其他未述及的地方均采用现有技术中通常的做法，在此不再详述。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非本发明仅包含实施例中的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案还可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式，也在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，包括泡沫收集装置、引射流消泡器、旋流破碎消泡器、回收单元、流量控制单元和辅助动力部件；

所述泡沫收集装置为悬浮球式吸泡装置，包括漂浮板、配重锤、吸风罩和吸泡软管，所述漂浮板为整个装置的安装固定单元，设置于液面上，所述配重锤为整个装置的稳定单元，安装于漂浮板底端面的中心；所述吸风罩安装于漂浮板顶端面的中心，其外侧周边开设一圈竖向均布的切向气动孔，其顶端的圆弧形盖板中心设置泡沫出口，出口通过吸泡软管连接引射流消泡器的泡沫吸入口；

所述引射流消泡器包括泡沫吸入口、气室、射流管、排渣口，所述泡沫吸入口的管道连接射流管，射流管的外部设置由外层管构成的气室，所述气室顶端设置进气接头，通过进气接头连接流量控制单元，通过流量控制单元连接压缩空气的气泵；所述射流管上设有数个沿周向均布的内孔，气室设有数个螺旋射流孔，旋流射流孔与射流管上的内孔一一对应连接，所述排渣口连接旋流破碎消泡器的入口；

所述旋流破碎消泡器包括进料体、分离器；引射流消泡器的排渣口连接所述旋流破碎消泡器进料体的入口，所述进料体顶端设置溢流口，其底端连通分离器，溢流口外接抽气泵；所述分离器从上到下包括上锥段、柱体段、下锥段，所述下锥段底部设置底流口，底流口的下方连接回收单元；

所述回收单元包括集液斗和回收桶，所述底流口连接集液斗，然后再连接回收桶；

所述辅助动力部件设置于旋流破碎消泡器的内部。

2.根据权利要求1所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，所述漂浮板为直径0.5～1米的圆形板。

3.根据权利要求1所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，所述吸风罩一侧的漂浮板上安装压缩空气的吹气管，推动所述吸泡装置移动。

4.根据权利要求1所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，所述流量控制单元通过在进气接头的管道上增加变频器来控制，在进气接头的管道上设置仪表接头。

5.根据权利要求1所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，所述射流管设有六个沿周向均布的内孔，气室设有六个螺旋射流孔。

6.根据权利要求1所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，所述辅助动力部件为表面带刺的多个浮球。

7.根据权利要求1所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，所述分离器的柱体段内部设置锥形板，所述锥形板是镂空的，布满均匀的圆孔，锥形板的顶端形成一圈开口。

8.一种气动力旋流破碎消泡工艺，采用权利要求1至7中任一项所述的一种气动力旋流破碎消泡系统，其特征在于，具体工艺方法包括：

(1)将悬浮球式吸泡装置、引射流消泡器、旋流破碎消泡器、流量控制单元安装连接，将辅助动力部件放置于旋流破碎消泡器内部，形成一种气动力旋流破碎消泡系统，启动系统；

(2)悬浮球式吸泡装置放置于浮选桶内的待收集液面上，在漂浮板的作用下漂浮在液面上，利用配重锤保证装置的稳定不倾斜，漂浮板上的吹气管通过压缩空气推动吸泡装置在液面移动，保证充分吸入浮选泡沫，通过吸风罩外侧的切向气动孔收集泡沫液体，再经吸风罩顶端的泡沫出口将泡沫液体运送到引射流消泡器的泡沫吸入口；

(3)泡沫液体经泡沫吸入口进入射流管，外界空气通过气泵变成压缩空气，经流量控制单元、进气接头进入气室，经过狭窄的螺旋射流孔，速度升高，以高速气体射流的形式进入射流管的内孔，进行初步的消泡，剩余的泡沫经排渣口流入旋流破碎消泡器；

(4)通过进料体进入旋流破碎消泡器的泡沫，在分离器结构的作用下，混合流体变成圆周运动，混合流体中的桨液在上锥段的结构和离心力的作用下形成向下运动的外旋流，分离器内表面带刺的多个浮球安装在柱体段内壁与锥形板之间，其加快了残余泡沫的破碎，实现了辅助消泡，泡液和煤粉颗粒产生的离心力大于空气黏性阻力，混合流到达下锥段后，煤粉颗粒被甩向筒壁，并在重力作用下沿壁面落入底流口；其他的液体受到离心力作用，也可以造成气泡变形破裂，破碎后的气泡产生的气体，沿分离器的轴心部位转而向上，形成自下而上的内涡流，并经溢流口排出，溢流口外的抽气泵，保证内涡流顺利进行；

(5)经底流口排出的浆液和煤粉颗粒落入集液斗中，集液斗的侧壁一定高度处安装传感器，集液斗的底部或者侧壁下端安装间歇排料阀，当集液斗中的液面高度达到传感器位置时，间歇排料阀自动打开，将浆液回收至回收桶。

9.根据权利要求8所述的一种气动力旋流破碎消泡工艺，其特征在于，安装好的所述一种气动力旋流破碎消泡系统，各连接部位均密封。

10.根据权利要求8所述的一种气动力旋流破碎消泡工艺，其特征在于，所述锥形板上圆孔的直径小于浮球的直径。