氣浮旋分耦合工藝中的氣泡發生器的製作方法

2023-08-08 18:01:36

專利名稱：氣浮旋分耦合工藝中的氣泡發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器。
背景技術：
目前，在氣浮旋分耦合分離工藝中，為了形成輕相常需要在混合液中通入 氣泡，氣泡的尺寸與待分離顆粒尺寸接近則分離效果越好，例如對於分離海
水中10-100微米的藻類顆粒則需要通入10-100微米尺寸的氣泡分離效果最
好，與混合液的混合就越充分，分離效率也就越高。現有技術中，大多是在 旋分器的器壁上加多孔材料，使得充入的壓縮空氣通過該多孔材料進入旋分 器，於是在旋分器壁上產生氣泡進行氣浮旋分分離工藝，由於旋分分離的速 度較快，以至於氣浮所需要的氣泡與混合液充分結合的時間很難得到保證， 在旋分器的器壁上產生的氣泡也不夠均勻微細，因此，氣浮效果不好，另外， 這種發泡裝置不易反衝洗。

發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術問題而提供一種結構簡單，氣浮和反 衝洗效果好的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器。
為達到上述目的，本發明設計的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器， 它包括外管和微孔膜管，外管上設有充氣接口，微孔膜管插入外管中並與外 管密封連接，在微孔膜管與外管之間構成一環形腔室，其與微孔膜管的管腔 通過微孔膜管管壁上的微孔連通，充氣接口與環形空腔相通。
微孔膜管和外管之間的密封連接結構可以是這樣的包括兩個管接頭，
每個管接頭上包括一段管子，其管道與微孔膜管相對且兩者管徑相當，該管 接頭的與微孔膜管相鄰的一端的管口端面上設有突起的內環，其上設有環形 凹槽與微孔膜管的埠相匹配，使得微孔膜管的兩端分別插設在兩個管接頭 的所述凹槽中固定，在管接頭設置內環的一端沿徑向延設有法蘭盤，與之相 匹配地，在外管的兩端設有法蘭盤與管接頭上的法蘭盤對應，在外管和管接 頭相鄰的端面上設有密封元件，通過螺栓固聯管接頭和外管上的法蘭盤。
為了方便本氣泡發生器在管路系統中的連接，在管接頭的兩個外端管子 上設有外螺紋或內螺紋。
所述管接頭的孔徑與微孔膜管的孔徑差值為5-10mm。這樣可儘量減小水外管與微孔膜管之間的環形腔室間隙可為5-50毫米。 微孔膜管管壁上的微孔的孔徑可在0.1-1微米，其管壁厚度可為5-30毫米。
本發明得到的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，結構簡單、緊湊， 拆裝方便，壓縮空氣通過微孔膜管上的微孔，分割微細氣泡效果好，因此， 氣浮效果好，另外，本氣泡發生器反衝洗效果好。


圖1是本發明的剖面結構示意圖； 圖2是本發明的一個實施例。
其中，1:外管，la:法蘭盤，2:充氣接口， 3:微孔膜管，4:環形空 腔，5:接頭管，51:內螺紋或外螺紋，52:環形槽，6:密封圈，7:液流入 口， 8:氣液混合出口， 9:接頭管上法蘭盤，10:進水管路，11:控制閥， 12:出水管路，13:旋分器，14:水泵，15:混合器，16:空壓機，17充氣管路。
具體實施例方式
如圖l所示本發明提供的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，它包
括外管1、微孔膜管3，外管1上設有充氣接口 2，微孔膜管3插入外管1中 並與外管1密封連接，微孔膜管3與外管1之間構成一環形空腔4，其與微孔 膜管3的管腔通過微孔膜管管壁上的微孔連通，充氣接口 2與環形空腔4相 通。
微孔膜管3和外管1之間的密封連接結構是包括兩個管接頭5，其包括 一段管子，其管道與微孔膜管3相對且兩者管徑相當，管接頭5的與微孔膜 管3相鄰的一端的管口端面上設有突起的內環，其上設有環形凹槽52與微孔 膜管3的埠相匹配，使得微孔膜管3的兩端分別插設在兩個管接頭5的凹 槽52中固定，在管接頭5設置內環的一端沿徑向延設有法蘭盤9，與之相匹 配地，在外管1的兩端設有法蘭盤la與管接頭上的法蘭盤9對應，在外管和 管接頭相鄰的端面上設有密封圈6，通過螺栓(圖中未示出)固聯管接頭和外 管上的法蘭盤。在管接頭5的外埠上設有內螺紋或外螺紋51用於與水泵或 混合器連接。
外管1與微孔膜管3之間的間隙可為5-50毫米；該間隙是容納壓縮氣體 的空間，間隙過小會使微孔管內產生氣泡的尺寸和分布不均勻。
微孔膜管3上的孔徑可在0.1-1微米，其管壁厚度可為5-30毫米。微孔的孔徑小則產生的氣泡尺寸也相應會小，氣泡尺寸最好與顆粒大小 相當，不能太大。管壁的厚度尺寸則是在保證微孔管強度的基礎上使壁厚不 要超過30微米，因為過厚會增大進氣阻力；上述微孔膜管上的微孔孔徑與在 海水中需要通過氣浮法除去的海藻的粒徑相匹配。
管接頭的孔徑小於微孔膜管內徑5-10mm，以減小管路阻力，同時保證對 微孔膜管的支撐固定作用。
使用時，將本氣泡發生器安裝在氣浮旋風耦合分離裝置中，如圖2所示， 該裝置包括水泵14、空壓機16、混合器15和旋風器13，將微孔膜管3的一 端管口密封地連接混合液的進水管路IO，進水管路IO又與輸送混合液的水泵 14的出水口連接。微孔膜管的另一端管口密封地連接出水管路12，出水管路 12有連接混合器15的進口，其出口再連接旋風器的切向進口。外管1上的充 氣接口 2充氣接口 2與壓縮空氣管路相連接，其上可連接空壓機16或連接壓 縮氣源。
本氣浮旋風耦合分離裝置的一個應用實例是分離海水中細碎的藻類。含 藻海水泵送通過進水管路IO和液流入口 7，流進微孔膜管3內，空壓機將壓 縮空氣先通過外管l上的充氣接口 2送入環形空腔4，再由環形空腔4通過微 孔膜管3上的微孔進入微孔膜管3內，被微孔分割的氣流在微孔膜管3內被 高速流動的液體剪切流作業下形成微細氣泡並隨液流進入管道結構的混合器 15，在流經混合器15的管道中的過程中，氣泡與液體得到了充分接觸和混合 並與液體中的海藻懸浮顆粒結合，然後，液體通過切向入口 131旋入旋分器 13進入分離階段，最後，海水中的沙石聚集到旋分器下端，結合有海藻懸浮 顆粒的氣泡從旋分器上部中心出口 132接出的輕相排出口排出，而得到分離 後的清水從旋分器上部的排水口 133排出。由此就可以將海水處理成清水。
當微孔膜管3發生堵塞時，只要將充氣管路17的控制閥11關閉，將一 個充氣接口 2拆開，微孔膜管3內的高壓液流會通過微孔膜管3上的微孔31 進入環行空腔4，同時會將微孔膜管3上的賭塞物帶出，並由拆開的充氣接口 2排出，從而完成了對氣泡發生器的反衝洗工作。
本發明提供的氣泡發生器通過提供的相互套合的外管和微孔膜管，利用 了由外向內充氣方式，使氣泡在微孔膜管內產生並與液體混合，增加了氣泡 與顆粒的接觸時間，可大大提高氣泡對於微粒的捕捉效率，繼而可以顯著提 高氣浮分離的效率。另外，利用微孔膜管3內的高速液流對微孔膜管3壁進 行反衝洗十分簡單、方便。
權利要求
1、一種氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，其特徵在於它包括外管和微孔膜管，所述的外管上設有充氣接口，所述的微孔膜管插入外管中並與外管密封連接，在所述的微孔膜管與外管之間構成一環形腔室，其與所述微孔膜管的管腔通過微孔膜管管壁上的微孔連通，所述的充氣接口與環形空腔相通。
2、 根據權利要求l所述的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，其特 徵在於所述微孔膜管和所述外管之間的密封連接結構是這樣的包括兩個 管接頭，每個管接頭上包括一段管子，其管道與所述微孔膜管相對且兩者管 徑相當，該管接頭的與所述微孔膜管相鄰的一端的管口端面上設有突起的內 環，其上設有環形凹槽與微孔膜管的埠相匹配，使得微孔膜管的兩端分別插設在兩個所述管接頭的所述凹槽中固定，在所述管接頭設置的所述內環的 一端沿徑向延設有法蘭盤，與之相匹配地，在所述外管的兩端設有法蘭盤與 所述管接頭上的所述法蘭盤對應，在所述外管和管接頭相鄰的端面上設有密 封元件，通過螺栓使得所述管接頭和外管上的所述法蘭盤固聯在一起。
3、 根據權利要求l或2所述的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器， 其特徵在於在所述管接頭的兩個外端管子上設有外螺紋或內螺紋。
4、 根據權利要求1或2所述的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器， 其特徵在於所述的外管與所述的微孔膜管之間的間隙為5-50毫米。
5、 根據權利要求1或2所述的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，其特徵在於所述的微孔膜管上的孔徑在0.1-1微米，和/或，所述微孔膜管管壁厚度為5-30毫米。
6、 根據權利要求3所述的氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，其特 徵在於所述管接頭的孔徑小於微孔膜管內徑5-10mm。
全文摘要
本發明公開了一種氣浮旋分耦合分離工藝中的氣泡發生器，它包括外管、微孔膜管，外管上設有充氣接口，微孔膜管插入外管中並與外管密封連接，微孔膜管與外管之間構成一環形空腔結構，充氣接口與環形空腔相通。這種結構簡單，拆裝方便，利用了由外向內充氣，使氣泡在管內產生並與液體混合，增加了氣泡與顆粒的接觸時間，氣浮效果好，利用微孔膜管內的高速液流對微孔膜管壁進行反衝洗。
文檔編號B01D43/00GK101549257SQ20091007658
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月9日 優先權日2009年1月9日
發明者季林紅, 朱利民, 楊義勇, 田尚雲 申請人:中國地質大學(北京);清華大學;中遠造船工業公司