CN209020581U - 一种混流式微泡发生器及气泡分布器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混流式微泡发生器，包括顺次连通的收缩管、喉管以及扩散管，所述扩散管的输出端与输出管对接，所述收缩管的进口端与密闭的气液混合室对接，所述气液混合室上设有压力气体进气管以及流体喷射管，所述输出管内设有螺旋叶片。本实用新型还公开了一种包含上述微泡发生器的气泡分布器。本实用新型综合了高压溶气析出法和文丘里管射流成泡两种微泡形成的方法，并使用螺旋叶片进一步打散气泡，可形成大量直径在0.1‑0.3mm的微泡，所形成的气泡具有气泡尺寸较小、分散比较均匀的特点，并且可以通过更换不同规格的螺旋叶片实现气泡直径的调节，具有工作稳定性高，喷嘴不易堵塞等优点。

Description

一种混流式微泡发生器及气泡分布器

技术领域

本实用新型属于矿山设备浮选技术领域，尤其涉及一种混流式微泡发生器及气泡分布器。

背景技术

浮选是回收有色金属矿石中有价矿物的重要途径，浮选柱相比其他浮选设备具有高富集比、设备安装和维护简单、生产过程易于控制等很多优点，特别是对微细矿粒的选别优势明显，逐步发展成为有色金属矿山主要的浮选设备。气泡是泡沫浮选不可缺少的关键因素，一个有效的气泡发生装置应当能够在最大的可能充气量下产生细小而均匀的气泡。因此，浮选柱气泡发生器的研究是浮选柱研究的最重要方面之一。

浮选柱气泡发生器根据气泡发生方式分为内部发泡器和外部发泡器。内部发泡器常见的有立管发泡器、过滤盘式发泡器、砾石床层发泡器等，但这些发泡器在生产中易发生结垢、堵塞，常导致浮选柱不能正常运行，因而现在很少采用，目前外部微泡发生器大量取代了内部微泡发生器成为主流。外部气泡发生器采用的起泡方法通常有电解法、压力溶解法和机械气泡诱导法等，外部气泡发生器解决了发泡器易堵塞的问题，并在工业上得到广泛的应用。静态混合器可自吸空气且充气量大，可以手动调节气泡的大小，不堵塞无需清理，但其结构较为复杂，内部结构加工精度要求很高；旋流器式气泡发生器不易堵塞，当气泡发生器工作时，浮选柱液面较稳定，当浮选柱不工作时，不需要排除多余的矿浆，但该气泡发生器气泡分布不均匀，并伴有偏析现象；自吸式微泡发生器产生的气泡直径小，但其对通入气体的要求较高，工作不够稳定。

中国发明专利201610467816.4公开了一种细粒物料浮选用电解微泡发生器。但是上述微泡发生器采用电解发泡，电解发泡成本高、电极使用寿命有限、更换电极成本同样较高，而且电解产生的氧气和氢气属于极易燃烧的气体，使用过程中存在较大安全隐患！其所产生的气泡包括氢气、氧气和一般空气气泡，这三种气泡由于密度不同，在矿物浮选过程中对颗粒的粘附力也会不同，这在一定程度上会影响到矿物颗粒的浮选。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种混流式微泡发生器及气泡分布器，该微泡发生器可以形成气泡尺寸小、分散均匀的微泡，且工作稳定性高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种混流式微泡发生器，包括顺次连通的收缩管、喉管以及扩散管，所述扩散管的输出端与输出管对接，所述收缩管的进口端与密闭的气液混合室对接，所述气液混合室上设有压力气体进气管以及流体喷射管，所述输出管内设有螺旋叶片。

进一步的，所述流体喷射管的轴线与所述喉管的轴线重合，所述流体喷射管与所述进气管呈夹角布置。

进一步的，所述夹角的大小为40～45°。

进一步的，所述收缩管的锥角为30～35°。

进一步的，所述扩散管的锥角为35～40°。

进一步的，所述收缩管、喉管以及扩散管的纵向长度比例为1:4:2。

进一步的，所述流体喷射管的喷口为锥角为15～20°的锥形喷口。

一种气泡分布器，包括同心设置且通过连接管相连通的至少两根环形布气管以及若干上述混流式微泡发生器，各所述环形布气管的管壁上均布有出气孔，位于最外层的环形布气管上对称设有与各所述输出管一一对应连通的进气口。

进一步的，相邻环形布气管通过位于两者之间且呈环形均布的若干所述连接管连通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.综合了高压溶气析出法和文丘里管射流成泡两种微泡形成的方法，所形成的微泡具有气泡尺寸较小，分散比较均匀，并且具有结构简单，工作稳定性高，喷嘴不易堵塞等优点，还可以在水流中添加起泡剂。

2.在输出管内设有的螺旋叶片可以进一步打散气泡，可形成大量直径在0.1-0.3mm的微泡，并且可以通过更换不同规格的螺旋叶片实现气泡直径的调节。

3.气泡分布器可将混流微泡均匀稳定地分布于浮选柱柱体内，有利于浮选设备中气泡与矿物的高效矿化。

附图说明

图1为实用新型混流式微泡发生器结构示意图；

图2为本实用新型气泡分布器安装在浮选柱上的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种混流式微泡发生器，包括管体1，管体1包括依次连通的收缩管5、喉管6和扩散管7，扩散管7的出口连接有输出管9，收缩管5的进口与密闭的气液混合室4直接连通，气液混合室4上设有加压气体进气管2和流体喷射管3。

微泡发生器的工作过程如下：从流体喷射管3高速喷射的流体引入气液混合室4中，使气液混合室4内形成负压，高压气流经进气管2喷射进入气液混合室4，由于水流高速运动产生的负压与高压气体之间存在巨大的压力差，气体被大量溶解进入水体中，水流在收缩管5处由于管体横截面的缩小导致压力逐渐向动能转化，流速加快，气、液两相在收缩管形成了强烈的紊动能，湍流将气体剪切、撕裂、掺混形成大量小直径气泡，并进一步在喉管6内进行混合，流体与气体发生剧烈的质量与能量的交换，并在喉管6的出口处完成气液分散介质的能量传递过程，在扩散管7中，气、液两相进行相互的传质、传能，由于扩散管横截面的突然增大，导致流速减慢，气液混合流的动能逐渐转化为压力能，气泡进一步分散成为直径更小的微泡，同时水体中溶解的气体进一步溶出，在扩散管内形成大量微泡。

本实施例综合了高压溶气析出法和文丘里管射流成泡两种微泡形成的方法，所形成的气泡具有气泡尺寸较小、分散比较均匀的特点，并且可以通过调节水压和气压、更换不同规格的螺旋剪切器实现气泡直径的调节，具有工作稳定性高，喷嘴不易堵塞等优点。与传统文丘里管靠自吸作用溶气相比，水流高速运动产生的负压与高压气体之间存在巨大的压力差，气体被大量溶解进入水体中，这些溶解的气体在扩散管会大量析出，此外，通过在高压水源中添加起泡剂还可以进一步增加气泡效果。

本实施例混流式微泡发生器在输出管内设有螺旋叶片，螺旋叶片可拆卸的安装在输出管内且与其同轴设置。螺旋叶片的大径与小径的比值为2:1，螺纹升角为25～30°，螺距为5～10mm。气液混合流经过螺旋叶片会沿着螺旋方向自动旋转从而形成旋转的湍流，该湍流对气泡进一步剪切，进一步实现气泡的细化，气泡尺寸稳定在0.1-0.3mm，并且可以通过更换不同规格的螺旋叶片实现气泡直径的调节。

具体的，流体喷射管3的轴线与喉管6的轴线重合，通过上述设置可以在收缩管5、喉管6和扩散管7中产生分布均匀稳定的流场，一方面可以对气体形成稳定的作用力，得到直径分布更加均匀的气泡，另一方面还可以减小流体在经过喉管时与管壁的摩擦，减少沿程能量损失，提高能量转化效率。

优选的，流体喷射管3的喷射方向与进气管2的喷射方向相交且存在一定的夹角，夹角大小优选为40～45°。进气管2与喉管中轴线呈一定的夹角，有利于增加气体的横向流速，在收缩管处可增加湍流与气体的碰撞剪切作用力，有利于气体的分散。

优选的，为进一步细化气泡，收缩管5以及扩散管的纵截面均为锥形。其中，收缩管5的锥角为30～35°，扩散管7的锥角为35～40°，收缩管5、喉管6、扩散管7的纵向长度比例为1:4:2，流体喷射管3的喷口为锥角为15～20°的锥形喷口，输出管8为等直径管道且其内径与扩散管7的出口处内径相等，通过上述设置，气泡尺寸可以进一步细化。

参见图2，一种气泡分布器，包括同心设置且通过连接管10相连通的至少两根环形布气管11以及若干上述混流式微泡发生器，各环形布气管11的管壁上均布有出气孔，位于最外层的环形布气管11上环形对称设有与各输出管9一一对应连通的进气口(图中未示出)。

具体的，本实施采用两根环形布气管11，两根环形布气管11的直径比为1:2，连接管10均布在两根环形布气管之间的环形空间中，最外层环形布气管11上设有四个进气口，每个进气口上均对接有一个气泡分布器。在实际应用中，本气泡分布器优先考虑应用于浮选柱上，环形布气管设置在浮选柱内，4个混流式微泡发生器安装在浮选柱柱体12的侧壁上并与环形布气管上的的进气口连通，加压水流从混流式微泡发生器的流体喷射管进入，加压空气从混流式微泡发生器的进气管进入，扩散管处即形成大量微小气泡，气泡通过进气口进入形布气管，并通过形布气管上的出气孔喷出，在浮选柱柱体内形成分布均匀稳定的上升气泡。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种混流式微泡发生器，包括顺次连通的收缩管、喉管以及扩散管，所述扩散管的输出端与输出管对接，其特征在于：所述收缩管的进口端与密闭的气液混合室对接，所述气液混合室上设有压力气体进气管以及流体喷射管，所述输出管内设有螺旋叶片。

2.根据权利要求1所述的混流式微泡发生器，其特征在于：所述流体喷射管的轴线与所述喉管的轴线重合，所述流体喷射管与所述进气管呈夹角布置。

3.根据权利要求2所述的混流式微泡发生器，其特征在于：所述夹角的大小为40～45°。

4.根据权利要求1或2所述的混流式微泡发生器，其特征在于：所述收缩管的锥角为30～35°。

5.根据权利要求1或2所述的混流式微泡发生器，其特征在于：所述扩散管的锥角为35～40°。

6.根据权利要求1或2所述的混流式微泡发生器，其特征在于：所述收缩管、喉管以及扩散管的纵向长度比例为1:4:2。

7.根据权利要求1或2所述的混流式微泡发生器，其特征在于：所述流体喷射管的喷口为锥角为15～20°的锥形喷口。

8.一种气泡分布器，其特征在于：包括同心设置且通过连接管相连通的至少两根环形布气管以及若干权利要求1-7任一项所述的混流式微泡发生器，各所述环形布气管的管壁上均布有出气孔，位于最外层的环形布气管上环形设有与各所述输出管一一对应连通的进气口。

9.根据权利要求8所述的气泡分布器，其特征在于：相邻环形布气管通过位于两者之间且呈环形均布的若干所述连接管连通。