[发明专利]一种矿用多孔螺旋式泡沫发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫发生装置，具体是一种矿用多孔螺旋式泡沫发生装置，属于泡沫发生装置领域。

背景技术

泡沫降尘是煤矿高浓度产尘区重要的降尘技术手段，国内外研究表明，泡沫在对粉尘的处理过程中，具有水雾所不可比拟的黏附性好、覆盖面积大、润湿速度快的优点，该项技术已在美国、英国、前苏联、中国等矿区得到应用，但在泡沫降尘过程中，由于泡沫发生器结构设计不合理，存在发泡过程阻力大，发泡效率低，产泡能力弱等缺陷，使得其成本急剧上升，严重制约了该项技术的大规模推广应用。

目前，煤矿井下泡沫降尘所用的发泡装置主要有网式和扰流式两种结构。其中，网式发泡是指将发泡液喷洒至网面，形成液膜，借助鼓风机（风扇）使网面上的泡沫液起泡，若发泡液在网面分散均匀，泡沫转化率可达95%，发泡倍数可达100倍以上，但在具体实施时，很难确保发泡液在网面上均匀分散；同时，由于生成的泡沫含气量过高，泡沫受风流影响易变形，泡沫稳定性非常差；而且网式发泡泡沫出口压力非常低，泡沫输送能力有限，尤其在进行泡沫的高阻传输过程中，易出现动力不足的问题。

扰流式发泡是指借助扰流部件，改变气液流动路径，延长气液的接触时间，扩大气液接触面积，增大气液混合、碰撞、挤压的机会，提高气体溶解率，使其生成的泡沫更微细、致密均匀，扰流部件主要有螺旋式和充填介质式两种结构。如：1996年2月20日公开的美国专利“Air/liquidstaticfoamgenerator”（申请号：US8/2509814，公开号：US054926556），其采用设置在圆筒内交替的左、右螺旋器进行导流，较大程度地减少了发泡环节的涡流损失，提升了发泡效果，但其螺旋结构为孤立体，而非连续部件，泡沫在左右螺旋过渡过程中很可能出现新的涡流团，能量损失难以确定；2011年11月23日公开的中国专利“压缩气体泡沫灭火系统气液比例混合发泡器”（申请号：201110186008.8，公开号：102247673A），其通过增设混合发泡室，并在混合发泡室内充填球形颗粒，使气液流经每个颗粒后，借助“卡门涡街”效应产生漩涡，将动能转换为泡沫内能，增加了发泡倍数，但该发泡方式对球形颗粒要求严格，流道狭小，整体结构可靠性较差，需要进行定期更换，拆装、维修也比较困难，不适用于井下水质差等恶劣环境。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用多孔螺旋式泡沫发生装置,不仅可以进行高倍数、高成泡率的发泡；而且发泡过程阻力损失小，泡沫喷射力度大，产生的泡沫更稳定。

为了实现上述目的，本矿用多孔螺旋式泡沫发生装置包括压风接头、喷嘴体、气液混合室、多孔螺旋式起泡器、发泡筒体和泡沫出口接头；所述喷嘴体的前端外沿设有卡座，后端设有至少一个出口喷嘴；喷嘴体内的喷嘴腔呈圆台收缩状；所述压风接头与喷嘴体的前端相连；所述喷嘴体安装在气液混合室前端内侧；所述气液混合室的前部侧壁上开有吸液腔；所述吸液腔处安装有进液接头；气液混合室的后端与发泡筒体的前端连接，发泡筒体的后端与泡沫出口接头连接；所述多孔螺旋式起泡器安装在发泡筒体内。

优选地，所述螺旋起泡器包括中心轴杆和设置在中心轴杆上的螺旋叶片，所述螺旋叶片上开有多个圆孔。

优选地，所述中心轴杆的直径不超过螺旋叶片外圆直径的1/10，或者中心轴杆为空心结构。当螺旋叶片上圆孔的孔径为3～5mm，螺旋叶片螺距10mm～15mm。

优选地，所述气液混合室内腔的前部和喉管均为圆柱形通腔，后部为扩散型通腔。

优选地，所述喷嘴体后端设有多个呈收缩状的出口喷嘴，多个出口喷嘴在喷嘴体的喷嘴出口断面上呈中心对称。其中，当出口喷嘴的数量为5～7个时最好。通过将射流喷嘴设为多喷嘴状，可明显降低喷射过程阻力损失，强化喷嘴射流之间的相互作用，提高装置的抗扰动性，使混合更为稳定，也改变了常规单喷嘴射流流速高，两相混合强度低的问题。

优选地，所述多孔螺旋起泡器的末端设有外螺纹；所述泡沫出口接头的内壁上设有L型固定基座，基座上套有固定杆，固定杆的中心处开设有内螺纹圆孔；多孔螺旋起泡器与固定杆螺纹连接。

优选地，所述气液混合室的前端设有内螺纹，喷嘴体外侧设有外螺纹，气液混合室与喷嘴体螺纹连接；气液混合室的后端设有外螺纹，发泡筒体前端设有内螺纹，气液混合室与发泡筒体螺纹连接；所述气液混合室与喷嘴体和发泡筒体之间分别设有密封垫圈。