一种稳定胶态微泡沫连续发生装置的制作方法

本实用新型属于土壤淋洗胶态微泡沫流体机械发生装置
技术领域：
，具体涉及一种稳定胶态微泡沫连续发生装置。
背景技术：
：胶态微泡沫粒径小、流动性好且具有良好的稳定性，被广泛应用于驱油、浮选等方面，近年来胶态微泡沫也逐渐作为一种新型的土壤淋洗方式被应用于污染场地修复中。胶态微泡沫生成方法大致分为：高速搅拌法、微流法、射流法、电解法、超声空化法等，其中高速搅拌法为胶态微泡沫生成的主要方法。微流法由于成本高且技术操作难度大只适合于室内研究无法进行工业化放大，射流法、电解法、超声空化产生微泡要求注液、注气的速率较高，主要用于水处理和矿物浮选不适合土壤淋洗修复。现阶段高速搅拌法生成胶态微泡沫，多为序批式即采用多个储液罐，在储液罐中放入一定体积表面活性剂溶液，高速搅拌后取下换取另一个储液罐以此类推，以达到胶态微泡沫连续不间断供应，但此方法效率较低且生成泡沫波动性大很难大面积应用，并且在高速搅拌过程中泡沫破裂伴随着能量释放，使得泡沫液温度不断升高严重影响了泡沫的稳定性。技术实现要素：本实用新型要解决的技术问题是提供一种稳定胶态微泡沫连续发生装置。为了解决上述技术问题，本实用新型的稳定胶态微泡沫连续发生装置包括储液罐、输入泵、泡沫发生罐、高速电机、抽出泵、搅拌桨、输出泵；所述输入泵的入液口和出液口分别与储液罐的出口、泡沫发生罐的注入口相连接；泡沫发生罐的侧面具有进气孔；泡沫发生罐顶部竖直中线处设置高速电机；搅拌桨伸入泡沫发生罐内，且其搅拌杆的顶端与高速电机的转轴固定连接；泡沫发生罐上部的泡沫溢流口与抽出泵相连，底部的泡沫输出口与输出泵连接。进一步，本实用新型还包括直型水冷系统；所述的直型水冷系统为包围在泡沫发生罐周围的夹层结构，其冷却水注入口位于夹层结构的底部，冷却水排出口位于夹层结构的顶部。进一步，本实用新型还包括设置在泡沫发生罐内部的蛇形水冷系统；蛇形水冷系统包括进液管、出液管和螺旋管，进液管和出液管分别连接螺旋管，进液管入口和出液管出口位于泡沫发生罐的顶部，螺旋管位于搅拌桨的搅拌杆周围。在整体装置运行过程中，进气孔保持开放状态，以保证泡沫发生罐中拥有足够的气量；调节输入泵将储液罐内的溶液以固定流量注入泡沫发生罐中；通过高速电机带动搅拌桨连续旋转不断产生胶态微泡沫；在此过程中通过直型水冷系统和蛇形水冷系统内外共同作用保持泡沫发生罐内的温度稳定；泡沫溢流口与抽出泵相连将运行过程中产生的多余泡沫抽出；泡沫输出口与抽出泵相连，将产生的胶态微泡沫连续抽出。所述的搅拌桨与泡沫发生罐的直径比值为0.3～0.5，并且搅拌桨的底部始终与泡沫输出口在同一水平线上。本实用新型中，首先调节注入泵将储液罐内的溶液持续注入到泡沫发生罐中，使泡沫发生罐中可以保持一定的液体量。开启高速电机，选择不同搅拌转数以产生不同气液比和稳定性的胶态微泡沫，然后开启输出泵将所产生的胶态微泡沫从生成装置中连续抽出；其中注入液体流量与泡沫输出流量满足经验公式：注入液体流量＝(1-泡沫质量)×输出流量。装置运转过程中直型和蛇形水冷系统持续运行，使装置中的温度保持稳定，使胶态微泡沫稳定性不会因为生成装置中温度过高而下降。本实用新型通过控制注入流量、输出流量以及搅拌机转数连续生成不同气液比和稳定性的胶态微泡沫，冷却系统的加入保证了泡沫发生罐中温度恒定，从而保证了胶态微泡沫连续稳定的生成。本实用新型结构简单、使用方便，可以快速、连续生成性质稳定的胶态微泡沫，为胶态微泡沫应用在实际土壤淋洗修复工程提供了可能。本实用新型还适用于泡沫携带纳米颗粒以及修复药剂的连续生成。附图说明图1为本实用新型的整体结构示意图。图2为图1的局部结构俯视图。图3为蛇形冷却装置示意图。图4为本实用新型采用无冷却条件和冷却条件时的装置中温度对比图。图5为本实用新型采用无冷却条件和冷却条件时的泡沫半衰期对比图。图6为本实用新型中搅拌桨与泡沫生城罐直径比值与泡沫半衰期的关系曲线图。图7为本实用新型实施例3的搅拌时间与泡沫半衰期的关系曲线图。图8为本实用新型实施例4的搅拌时间与泡沫半衰期的关系曲线图。图例说明:1-储液罐、2-输入泵、3-注入口、4-泡沫发生罐、5-直型冷却装置、6-高速电机、7-蛇形冷却装置、8-泡沫溢流口、9-抽出泵、10-搅拌桨、11-泡沫输出口、12-输出泵、13’-冷却水注入口、13”-冷却水排除口、14’-进液管入口、14”-出液管出口、15进气孔、71-进液管、72-出液管、73-螺旋管。具体实施方式下面将结合附图对本实用新型进行清楚、完整地描述。如图1、2、3所示，本实用新型的稳定胶态微泡沫连续发生装置，包括储液罐1、输入泵2，泡沫发生罐4，直型冷却装置5、高速电机6，蛇形水冷系统7、抽出泵9、搅拌桨10、输出泵12；所述输入泵2的入液口和出液口分别与储液罐1的出口、泡沫发生罐4的注入口3相连接；泡沫发生罐4的侧面具有进气孔15；泡沫发生罐4顶部竖直中线处设置高速电机6；搅拌桨10伸入泡沫发生罐4内，且其搅拌杆的顶端与高速电机6的转轴固定连接；泡沫发生罐4上部的泡沫溢流口8与抽出泵9相连，底部的泡沫输出口11与输出泵12连接；直型水冷系统5为包围在泡沫发生罐4四周的夹层结构，其冷却水注入口13’位于夹层结构的底部，冷却水排除口13”位于夹层结构的顶部；蛇形水冷系统7包括进液管71、出液管72和螺旋管73，进液管71和出液管72分别连接螺旋管73，进液管入口14’和出液管出口14”位于泡沫发生罐4的顶部，螺旋管73位于搅拌桨10的搅拌杆的周围；搅拌桨10的底部始终与泡沫输出口11在同一水平线上。实施例一本实施例设置搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比为0.4。实验1：调节输入泵2将溶液以固定流量连续注入到泡沫发生罐4中；开启高速电机6，并调节搅拌转数，调节输出泵12将生成的胶态微泡沫以固定流量均匀输出，开启抽出泵9将泡沫发生罐4中废泡连续抽出。实验过程中全程不开冷却装置。实验2：调节输入泵2将溶液以固定流量连续注入到泡沫发生罐4中；开启高速电机6，并调节搅拌转数，调节输出泵12将生成的胶态微泡沫以固定流量均匀输出，开启抽出泵9将泡沫发生罐4中废泡连续抽出。实验过程中冷却水持续注入到直型冷却装置5与蛇形冷却装置7中。实验1和实验2的实验条件见表1：表1实验1、实验2装置中的温度对比如图4所示。实验1、实验2的泡沫半衰期对比如图5所示。实验1、实验2的泡沫质量对比见表2。表2由图4可知在无冷却条件下泡沫生成罐内部温度上升速度较快，120min时达到52℃并有持续上升趋势，在冷却水持续注入到直型冷却装置5与蛇形冷却装置7条件下，能够有效的减缓泡沫生成罐内部温度的上升速度，120min时温度达到33℃。由图5可知在冷却条件下，运行20min后泡沫生成基本进入稳定状态，泡沫半衰期变化幅度较小，胶态微泡沫持续稳定产生，而在无冷却条件下泡沫生成过程中半衰期波动幅度大。同时由表2可以明显发现，加入冷却环节所产生的泡沫质量更加稳定。通过实验1、2证明本实用新型可以稳定连续地产生胶态微泡沫。实施例二本实施例设置搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比值分别为0.2，0.3，0.4，0.5，0.6。实验条件见表3：表3搅拌桨与泡沫发生罐直径比值与泡沫半衰期的关系曲线见图6。搅拌桨与泡沫发生罐直径比值与泡沫质量对比数据见表4：表4搅拌桨与泡沫生成罐直径比值0.20.30.40.50.6泡沫质量79.20％80.0％82.8％85.6％89.0％由图6可以看出，随着搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比值的增加，泡沫半衰期呈现先增大后减小趋势，在比值为0.3～0.5时泡沫半衰期较高，并且由表4可知，泡沫质量随着搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比值的增加泡沫质量持续增加。然而，随着泡沫质量的增加泡沫含气量增加，泡沫液膜变薄会导致泡沫稳定性下降。因此本实用新型优选搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比值范围为0.3～0.5。实施例三本实施例设置搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比值为0.4。实验条件见表5：表5泡沫半衰期见图7。泡沫质量对比见表6。表6时间0min20min40min60min80min100min120min泡沫质量78.40％83.60％83.20％83.60％83.00％84.40％83.40％由图7和表6可知降低搅拌转数，该装置同样可以连续稳定的生成胶态微泡沫。实施例四本实施例设置搅拌桨10与泡沫发生罐4的直径比值为0.4。实验条件见表7：表7泡沫半衰期见图8。泡沫质量对比见表7。表7时间0min20min40min60min80min100min120min泡沫质量83.80％82.80％82.80％84.00％83.60％83.60％83.60％由图8和表7可知提高搅拌转数，该装置同样可以连续稳定的生成胶态微泡沫。以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例仅是本实用新型的优选实施方式。本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3