專利名稱：煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡裝置，尤其是一種用于降塵的自吸空氣旋流發(fā)泡裝置。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外實(shí)踐證明，泡沫降塵是提高礦塵防治效果的有效途徑之一。在泡沫降塵技術(shù)體系中，采用什么樣的裝置產(chǎn)生泡沫是其核心內(nèi)容之一。目前，用于降塵的發(fā)泡裝置主要有網(wǎng)式、孔隙式和文丘里式3種。網(wǎng)式發(fā)泡器靠機(jī)械通風(fēng)將發(fā)泡液送至發(fā)泡網(wǎng)上發(fā)泡，盡管產(chǎn)泡量較大，但需額外增設(shè)風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，能耗高，且由于所產(chǎn)生泡沫的流動(dòng)速度小，導(dǎo)致噴射距離短，不能將泡沫有效送至采掘機(jī)械切割煤巖產(chǎn)塵處；此外，該發(fā)泡方式所能適應(yīng)的水壓和風(fēng)壓范圍小，容易出現(xiàn)發(fā)泡不穩(wěn)定的現(xiàn)象，不適宜在采掘工作面使用?？紫妒桨l(fā)泡器利用棘爪環(huán)、鋼棉、車床鐵屑及玻璃球等填充物間的孔隙產(chǎn)生細(xì)小泡沫，流體能量損耗大，要求水源和氣源提供較高的壓能，且由于井下水質(zhì)較差，容易造成小孔隙的堵塞。專利號(hào)為200810235773.9公開的一種文丘里式發(fā)泡器，是通過在其喉部通入壓縮空氣，強(qiáng)行與發(fā)泡液混合起泡，其耗水量大(3-4m3/h )，流體壓力損失大，往往弓I入過量的壓縮空氣，造成氣多水少，無法有效形成液膜，因此成泡率很低；且由于文丘里管內(nèi)部尺寸的突變，使得壓力水能量損失很大，不僅直接影響發(fā)泡效果，還常出現(xiàn)壓縮空氣迫使壓力水回流的現(xiàn)象(即“反水”)，導(dǎo)致產(chǎn)泡過程極不穩(wěn)定。此外，上述發(fā)泡裝置均需單獨(dú)敷設(shè)壓風(fēng)管路，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，現(xiàn)場(chǎng)操作、調(diào)節(jié)困難，降低了運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作、能耗低、性能可靠、成泡率高的用于煤礦降塵的自吸空氣旋流發(fā)泡裝置。技術(shù)方案:本發(fā)明的煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，包括發(fā)泡液供給管、射流噴嘴、吸氣混合筒體和發(fā)泡筒體，發(fā)泡液供給管與射流噴嘴相連，吸氣混合筒體內(nèi)依次設(shè)吸氣室、氣液混合室、擴(kuò)散成泡室，射流噴嘴通過螺紋旋進(jìn)吸氣室內(nèi)，吸氣室壁上設(shè)有2個(gè)吸氣孔；發(fā)泡筒體內(nèi)依次設(shè)有相互連通的旋流發(fā)泡室和泡沫出流室，旋流發(fā)泡室內(nèi)設(shè)有加速氣液兩相介質(zhì)紊動(dòng)作用而發(fā)泡的旋流器。所述的發(fā)泡液供給管上依次設(shè)有快速插接頭、壓力調(diào)節(jié)閥、壓力表；所述的氣液混合室為圓柱狀，氣液混合室長(zhǎng)度是其直徑的15 20倍，氣液混合室直徑是射流噴嘴出口直徑的4飛倍，氣液混合室入口距射流噴嘴出口的距離為氣液混合室直徑的f 2倍；所述的旋流器由螺旋軸、螺旋片和旋流槽構(gòu)成，旋流槽的寬度為2(T25mm。有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:
1、操作方便。本發(fā)明僅需提供發(fā)泡液管路，將設(shè)定壓力的發(fā)泡液(發(fā)泡劑與水的混合溶液)以設(shè)定速度從射流噴嘴射出，通過黏性液體(發(fā)泡液)紊動(dòng)射流的抽吸作用自動(dòng)將環(huán)境中的空氣吸入發(fā)泡裝置，無需單獨(dú)設(shè)置壓縮空氣管路，非常便于在井下的操作與使用。2、成泡率高。本發(fā)明根據(jù)發(fā)泡液射流速度(流量)自動(dòng)調(diào)節(jié)吸入空氣的量，即實(shí)現(xiàn)了空氣的按需“攝入”，吸入的適量空氣絕大部分被壓縮、粉碎分散于液相中，經(jīng)擴(kuò)散成泡室初步形成的泡狀流在雙螺旋旋流器的強(qiáng)紊動(dòng)作用下，氣液兩相的接觸面積得到顯著增大，用于包裹氣泡的液膜的生成速度明顯增加，極大地提高了泡沫生成率。3、能耗低。本發(fā)明不需提供較高壓能的壓縮空氣，且由于成泡率高，耗水量得以顯著減少，全面降低了發(fā)泡過程的水、氣消耗。4、節(jié)省開支。本發(fā)明由于操作方便、成泡率高、能耗低，故能大幅縮短安裝調(diào)試時(shí)間，勞動(dòng)強(qiáng)度小，顯著降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。


圖1為本發(fā)明自吸空氣旋流發(fā)泡裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為本發(fā)明自吸空氣旋流發(fā)泡裝置旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中:發(fā)泡液供給管I ;射流噴嘴2 ;吸氣混合筒體3 ;發(fā)泡筒體4 ;吸氣室5 ;氣液混合室6 ;擴(kuò)散成泡室7 ;吸氣孔8 ;旋流發(fā)泡室9 ;泡沫出流室10 ;旋流器11 ;螺旋軸11-1 ;螺旋片11-2 ;旋流槽11-3 ;快速插接頭12 ;壓力調(diào)節(jié)閥13 ;壓力表14。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步說明:
如圖1所示，本發(fā)明的煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，由發(fā)泡液供給管1、射流噴嘴2、吸氣混合筒體3和發(fā)泡筒體4構(gòu)成，依次設(shè)有快速插接頭12、壓力調(diào)節(jié)閥13、壓力表14的發(fā)泡液供給管I與圓錐形射流噴嘴2相連，吸氣混合筒體3內(nèi)依次設(shè)有相連通的吸氣室5、氣液混合室6、擴(kuò)散成泡室7，射流噴嘴2通過螺紋旋進(jìn)吸氣室5內(nèi)，吸氣室5壁上設(shè)有2個(gè)圓形吸氣孔8，圓柱狀的氣液混合室4直徑是射流噴嘴2出口直徑的4飛倍，氣液混合室4長(zhǎng)度為其自身直徑的15 20倍，氣液混合室4的入口距射流噴嘴出口的距離為混合室直徑的廣2倍；發(fā)泡筒體4內(nèi)依次設(shè)相通的旋流發(fā)泡室9和泡沫出流室10，旋流發(fā)泡室9內(nèi)設(shè)有加速氣液兩相介質(zhì)紊動(dòng)作用而發(fā)泡的旋流器11，該旋流器11由螺旋軸11-1、螺旋片11-12和寬度為2(T25mm的旋流槽11_3構(gòu)成。工作原理:發(fā)泡液經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥13調(diào)至適當(dāng)壓力后，經(jīng)射流噴嘴2高速噴出形成紊動(dòng)射流，在紊動(dòng)射流的抽吸與擴(kuò)散作用下，環(huán)境中的空氣通過吸氣孔8自動(dòng)進(jìn)入呈現(xiàn)為強(qiáng)烈負(fù)壓的吸氣室5，空氣被紊動(dòng)射流從吸氣室5帶入氣液混合室6，在氣液混合室6內(nèi)，發(fā)泡液對(duì)空氣進(jìn)行傳能傳質(zhì)，空氣被加速和壓縮，而液體變成不連續(xù)的液滴分散在氣體中，在擴(kuò)散成泡室7內(nèi)，空氣進(jìn)一步得到壓縮直至被液滴粉碎成微小氣泡，而液滴再次聚合為連續(xù)液體，氣泡則分散于液體中成為泡狀流，在旋流發(fā)泡室9內(nèi)，初步成泡的泡狀流在雙螺旋結(jié)構(gòu)旋流器11的作用下完成充分發(fā)泡，生成的泡沫經(jīng)泡沫出流室10增速后輸出。通過壓力調(diào)節(jié)閥13可改變發(fā)泡液射流初速度，調(diào)節(jié)吸氣量，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)泡沫產(chǎn)生量的目的。
權(quán)利要求
1.一種煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，其特征在于:它包括發(fā)泡液供給管(I)、射流噴嘴(2)、吸氣混合筒體(3)和發(fā)泡筒體(4)，發(fā)泡液供給管(I)與射流噴嘴(2)相連，吸氣混合筒體(3 )內(nèi)依次設(shè)有吸氣室(5 )、氣液混合室(6 )、擴(kuò)散成泡室(7 )，射流噴嘴(2 )通過螺紋旋進(jìn)吸氣室(5)內(nèi)，吸氣室(5)壁上對(duì)稱設(shè)有2個(gè)吸氣孔(8);所述的發(fā)泡筒體(4)內(nèi)依次設(shè)有旋流發(fā)泡室(9)和泡沫出流室(10)，旋流發(fā)泡室(9)內(nèi)設(shè)有加速氣液兩相介質(zhì)紊動(dòng)作用而發(fā)泡的旋流器(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，其特征在于:所述的發(fā)泡液供給管(I)上依次設(shè)有快速插接頭(12)、壓力調(diào)節(jié)閥(13)、壓力表(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，其特征在于:所述的氣液混合室(6)為圓柱狀，氣液混合室(6)長(zhǎng)度是其直徑的15 20倍，氣液混合室(6)直徑是射流噴嘴(2)出口直徑的4飛倍，氣液混合室(6)入口距射流噴嘴(2)出口的距離為氣液混合室(6)直徑的廣2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，其特征在于:所述的旋流器(11) S螺旋軸(11-1)、螺旋片(11-2)和旋流槽(11-3)構(gòu)成，其中旋流槽(11-3)的寬度為20 25mm。
全文摘要
一種煤礦降塵用自吸空氣式旋流發(fā)泡裝置，主要由發(fā)泡液供給管、射流噴嘴、吸氣混合筒體、發(fā)泡筒體構(gòu)成，發(fā)泡液供給管與射流噴嘴相連，吸氣混合筒體內(nèi)依次設(shè)吸氣室、氣液混合室和擴(kuò)散成泡室，射流噴嘴接入吸氣室內(nèi)，吸氣室上設(shè)有吸氣孔，發(fā)泡筒體內(nèi)依次設(shè)旋流發(fā)泡室、泡沫出流室。設(shè)定壓力的發(fā)泡液經(jīng)射流噴嘴高速噴出形成紊動(dòng)射流，在紊動(dòng)射流的抽吸作用下，環(huán)境中的空氣通過吸氣孔自動(dòng)進(jìn)入吸氣室，空氣被射流從吸氣室?guī)霘庖夯旌鲜遗c發(fā)泡液進(jìn)行傳能傳質(zhì)，被加速和壓縮的空氣在擴(kuò)散成泡室內(nèi)被液滴粉碎成氣泡，初步成泡的泡狀流在旋流發(fā)泡室內(nèi)完成充分發(fā)泡。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成泡率高，能耗低，安全可靠，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。
文檔編號(hào)E21F5/02GK103084022SQ20131005453
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者王德明, 王和堂, 王慶國, 賈志強(qiáng), 仲曉星 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)