[發明專利]一種混合物料分離與降塵裝置及其應用

有效

• 申請號: 201810863906.4
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108786356B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 溫繼偉;裴向軍
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: B01D50/40
• 分類號: B01D50/40
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

本發明公開了一種混合物料分離與降塵裝置及其應用場景，裝置包括多通道仿生旋流器和引射器；其中，多通道仿生旋流器從上到下依次為相互固定連接的溢流管、旋流腔、收縮料斗和排樣管，其內壁面上分布有仿生非光滑單元；旋流腔側壁上端設置有入口通道；引射器包括噴嘴、混合室、喉管和擴散室，噴嘴一端與高壓泵連接，另一端伸入混合室內部，混合室與溢流管密閉連接，喉管兩端分別與混合室和擴散室密閉連接，擴散室通過管路與降塵箱相連接。本裝置主要應用于鉆探、巖土工程、注漿工程、地質災害治理工程、采礦與隧道掘進等會產生大量粉塵的場景，可解決現有裝置對混合物料分離效率低、降塵效果不理想、裝置磨損嚴重、使用壽命短等的技術問題。

技術領域

本發明屬于混合物料與降塵處理設備技術領域，具體涉及一種混合物料分離與降塵裝置。

背景技術

旋流器(Swirler)是一種常見的樣品分離設備，其工作原理主要是基于離心沉降和不同物料之間的密度差異。在石油工程中，旋流器主要包括旋流除砂器和旋流除泥器，用于除去在石油鉆井時混入鉆井液中的砂和泥等固相，以保障鉆井液正常的流變性能；在巖土工程施工中，如地下連續墻施工時需要用到的穩定液，當施工結束后產生的廢液不能直接排放，而是需要先進行廢液處理至達到排放標準后再排放，或者使廢液達到施工要求后循環再利用，此時也可使用旋流器去除廢液中的泥砂等固相；在空氣潛孔錘反循環鉆探取心(樣)過程中，也需要使用旋流器對從孔底高速上返至地表的氣流和巖/礦心(樣)進行減速與分離；此外，在隧道工程中，當使用空氣錘鉆鑿用于爆破或注漿作業的鉆孔時，為有效降低鉆鑿過程中產生的粉塵，也可采用反循環的方式鉆鑿并配以旋流器等附屬設備降塵。

引射器(Ejector)是一種利用高壓流體的射流作用抽吸低壓流體進行質量和能量傳遞的裝置。高壓流體也可稱為工作流體，可以是液體或氣體(包括蒸汽等)；低壓流體也可稱為引射流體，也可以是液體或氣體。因而引射器的類型包括：液(工作流體)—液(引射流體)型、氣—液型、氣—氣型和液—氣型等。引射器結構簡單且無運動件，制造也不復雜，通過提高流體的壓力(射流速度)達到流體引射目的而不直接消耗機械能是其主要特點。目前，引射器已經廣泛應用于鉆探(井)、航空航天、石油化工、土木工程、冶金、動力、制冷、汽車、船舶、農業等諸多工程技術領域。

仿生學(Bionics)是生物科學與技術科學有機結合而產生的一門重要新興交叉學科，它是人們通過研究、模仿自然界中生物的某些特殊結構和功能原理，開發出適用于人類生產、生活的新設備、新工具和科學技術等。仿生技術被認為是原始科技創新的不竭動力和源泉，是發展高新技術的重要手段。生物非光滑的表面形態普遍存在于自然界的生物中，它們表面的不同形態往往都是為了適應不同的生活環境需要長期進化優化而成的。仿生非光滑表面(Bionic?Non-Smooth?Surface)理論已被證實在流體、巖土體、機械構件等諸多方面具有減阻、耐磨、防粘、脫附、降噪等的效果，且已經被廣泛應用于鉆探(井)、航空航天、石油天然氣、水利水電、風力發電、船舶、車輛等工程技術領域。

現有技術中的混合物料分離與降塵裝置多采用旋流器，但現有的旋流器只能對單個管路中的混合物料進行分離處理，而且常規旋流器內壁面光滑，混合物料直接沖刷旋流器內壁，不僅容易造成壁面磨損，而且混合物料在旋流器內的受力與運動情況較為簡單，不僅分離效率低、使用壽命短，還不能有效降低粉塵，因而嚴重制約了分離裝置的應用。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種混合物料分離與降塵裝置，以解決現有混合物料分離裝置分離效率低、降塵效果差，以及裝置磨損嚴重、使用壽命短的技術問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：提供一種混合物料分離與降塵裝置，包括多通道仿生旋流器和引射器；其中，

多通道仿生旋流器從上到下依次為相互固定連接的溢流管、旋流腔、收縮料斗和排樣管；旋流腔側壁上端設置有入口通道，入口通道包括一個主通道和若干副通道，主通道與旋流腔的側壁相切且相通，副通道固定于主通道上，并與主通道相通；多通道仿生旋流器的內壁面上以特定的間距均勻分布有底面寬度為1cm～15cm的仿生非光滑單元；