[发明专利]一种混合物料分离与降尘装置及其应用

权利要求书

1.一种混合物料分离与降尘装置，其特征在于：包括多通道仿生旋流器(1)和引射器(2)；其中，

多通道仿生旋流器(1)从上到下依次为相互固定连接的溢流管(I)、旋流腔(II)、收缩料斗(III)和排样管(IV)；所述旋流腔(II)侧壁上端设置有入口通道(11)，所述入口通道(11)包括一个主通道(13)和若干副通道(12)，所述主通道(13)与所述旋流腔(II)的侧壁相切且相通，所述副通道(12)固定于所述主通道(13)上，并与所述主通道(13)相通；所述多通道仿生旋流器(1)的内壁面上以特定的间距均匀分布有底面宽度为1 cm~10 cm的仿生非光滑单元(17)；

所述入口通道(11)、溢流管(I)和排样管(IV)内壁面上的仿生非光滑单元(17)呈圆环状，并与所述入口通道(11)、溢流管(I)和排样管(IV)的轴线方向相垂直，所述旋流腔(II)内壁面上的仿生非光滑单元(17)呈条纹状，并沿其轴向以特定的间距均匀布置，所述收缩料斗(III)内壁面上的仿生非光滑单元(17)呈倾斜的条纹状，并沿其母线以特定的间距均匀布置；相邻的仿生非光滑单元(17)之间的间距为其底面宽度的1~5倍；

或者是，所述仿生非光滑单元(17)呈螺旋状，布置在不同位置处的仿生非光滑单元(17)的轴线方向分别与所述入口通道(11)、溢流管(I)、旋流腔(II)、收缩料斗(III)和排样管(IV)的轴线方向相重合；所述仿生非光滑单元(17)的螺距为其底面宽度的1~5倍；

或者是，所述溢流管(I)和排样管(IV)内壁面上的仿生非光滑单元(17)呈圆环状，并与所述溢流管(I)和排样管(IV)的轴线方向相垂直，圆环状的仿生非光滑单元(17)之间的间距为其底面宽度的1~5倍；所述入口通道(11)、旋流腔(II)和收缩料斗(III)内壁面上的仿生非光滑单元(17)呈螺旋状，其轴线方向分别与所述入口通道(11)、旋流腔(II)和收缩料斗(III)的轴线方向重合；螺旋状的仿生非光滑单元(17)的螺距为其底面宽度的1~5倍；

所述仿生非光滑单元(17)的截面呈三角形、矩形、等腰梯形或半圆形，其高度与底面宽度的比为0.1~1，且所述仿生非光滑单元(17)采用切削法、雕刻法、刻蚀法、激光法、气相沉积法、模板法、电化学法、3D打印法或4D打印法中的一种或多种组合在所述多通道仿生旋流器(1)内壁面上的相应位置加工而成

引射器(2)包括喷嘴(21)、混合室(22)、喉管(23)和扩散室(24)，所述喷嘴(21)一端与高压泵(3)连接，另一端伸入所述混合室(22)内部，所述混合室(22)底部开设有与所述溢流管(I)相连接的连接口，并与所述溢流管(I)密闭连接，所述喉管(23)两端分别与所述混合室(22)和扩散室(24)密闭连接，所述扩散室(24)通过管道与降尘箱(4)相连接，且管道出口端插入所述降尘箱(4)中储水液面下方。

2.根据权利要求1所述的混合物料分离与降尘装置，其特征在于：所述溢流管(I)、旋流腔(II)、收缩料斗(III)和排样管(IV)之间的连接方式为焊接、螺栓连接、螺纹连接、法兰连接或一体成型中的一组或多种组合。

3.根据权利要求1所述的混合物料分离与降尘装置，其特征在于：所述副通道(12)至少设置有两个，分别交错地固定于所述主通道(13)两侧，且副通道(12)的轴线与主通道(13)的轴线夹角为15°~45°。

4.根据权利要求1所述的混合物料分离与降尘装置，其特征在于：所述混合室(22)呈圆筒状，其与所述溢流管(I)法兰连接或螺纹连接，且所述溢流管(I)顶端设置有目数为30~500的滤网(15)；所述连接口位于所述喷嘴(21)与喉管(23)之间。

5.根据权利要求1所述的混合物料分离与降尘装置，其特征在于：所述多通道仿生旋流器(1)用三角架(14)进行支撑，所述三角架(14)底部设置有万向刹车轮(16)。

6.如权利要求1~5任一项所述的混合物料分离与降尘装置在钻探、岩土工程、注浆工程、地质灾害治理工程、采矿与隧道掘进工程中的应用。