专利摘要

本实用新型涉及一种旋流式微泡发生器，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。本实用新型装置包括三种结构，分别为自吸气式结构、非自吸气式结构、混流式结构。本实用新型具有充气性能好、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

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；

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）；

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）。

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、非自吸气式结构中，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。

3.根据权利要求1所述的旋流式微泡发生器，其特征在于：所述混流式结构中，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。

4.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、非自吸气式结构中，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。

5.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、非自吸气式结构中，凸台支架（7）采用焊接的方式焊接在锥形型腔Ⅰ（3）腔壁上。

6.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、非自吸气式结构中，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。

7.根据权利要求1所述的旋流式微泡发生器，其特征在于：所述混流式结构中，小孔（9）、出流口（10）的孔径为相同。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种旋流式微泡发生器，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

本实用新型提供了一种旋流式微泡发生器，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。

本实用新型的技术方案是：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。

本实用新型的工作原理是：

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）。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型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、本实用新型提供三种给气方法，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、本实用新型的三种给气方法中，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、本实用新型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、本实用新型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、本实用新型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、本实用新型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为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的A-A剖面构造图；

图3为本实用新型的B向视图；

图4为本实用新型通过CFD仿真的内部流体流动的流线轨迹图；

图5为本实用新型通过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为本实用新型中球形型腔旋流式微泡发生器结构图；

图7为本实用新型中球形型腔旋流式微泡发生器剖面图；

图8为本实用新型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。

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。

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。

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。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

一种旋流式微泡发生器专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。