用于重力分离器和浮选机的膜喷射器的制作方法

本发明的实施例涉及对重力分离和浮选机的改进，特别是“无转子”重力和流化床辅助浮选设备。具体而言，本发明的实施例涉及独特的柔性穿孔膜喷射器，用于优化流化床内的气泡尺寸分布和/或促进周期性喷射器净化。实施例可以进一步包括涉及充气流化流体的双剪切的方法。

背景技术：

1、此处对背景技术的引用不应被解释为承认这种技术构成了本领域的公知常识。

2、在许多工业过程中，流化床用于悬浮固体并在设备内进行各种分离。这种装置的示例可以在美国专利号6814241b1中找到。另一示例可以在分类机中找到，这是一种专门的重力辅助分离装置。

3、现在转到图1-3，这种传统的分离器装置1可以包括由罐壁3限定的竖直定向的分离室7。分离室7可以在其上区域经由浆料入口2被供给进入的浆料13。分离室7可在其下端由流化流体面板11限定，流化流体面板11可以设置有开口10(例如穿孔、狭槽、孔口或喷嘴)。进入的流化流体12可以由流化流体入口4接收，并且随后被输送到由流化流体面板11限定在其上端的下流化流体分配室8。流化流体面板11将流化流体分配室8与分离室分开，使得其中的开口10允许流化流体从流化流体分配室8向上通过面板11并进入分离室7。因此，两个室7、8彼此流体连通，其中防止或阻止分离室7内的内容物回流到下流化流体分配室8中。

4、进入的浆料13内的固体通过重力分离，其中较细或密度较低的颗粒通过越过堰16(作为溢流15)在装置1的上部排出，并进入收集流槽17。较粗或较密的颗粒不能在分离室7内向上移动，最终通过穿过流化流体面板11的中心开口的下出口9排出。较粗或较密的颗粒穿过/经过流化流体分配室8，并从装置1的底部排出(作为底流14)。

5、上分离室6可以设置在堰16和分离室7之间，并且该上分离室6可以包括多个薄片或间隔开的(例如平行的)倾斜板5以改善分离。通过调节进入的浆料13和流化流体12的流量，可以针对特定的过程优化分离。

6、除了分类之外或代替之，可设计类似的装置用于浮选。示例可以在wo2020152651a1中看到，其中进入的流化流体12在穿过流化流体面板11并进入分离室7之前在流化流体分配室8内充气。分离室7内的气泡与疏水颗粒结合并向上移动，在那里它们最终作为泡沫溢流15到达收集流槽17。亲水颗粒不能与分离室7内的气泡结合，最终作为底流14到达下出口9。

7、这种装置的问题是，流化流体面板11中的开口10(例如延伸穿过面板11的孔口)可能堵塞和/或可能不足以在分离室7内提供受控的气泡尺寸分布、均匀的气泡区域或精细的气泡尺寸调节。提供给流化流体面板11的包括大量喷嘴或喷射器的开口10会显著增加制造成本以及制造和维修的总时间。提供给流化流体面板11的喷嘴和喷射器也会随着时间的推移而堵塞，并且在不移除的情况下可能难以净化。

8、本发明的实施例旨在通过结合低成本的柔性穿孔膜结构来改进现有的重力分离装置和流化床辅助(即“无转子”)浮选机，所述柔性穿孔膜结构协同工作以提供更均匀的气泡尺寸分布、更均匀的充气流化流体的引入和提高的回收率。由于它们的弯曲能力，开口可以配置成暂时弹性膨胀，从而有助于去除颗粒堵塞物。

技术实现思路

1、本发明的实施例的目的是提供一种改进的重力分离、重力辅助分类或重力辅助浮选设备，其克服或改善了上述的一个或多个缺点或问题，或者至少提供了对相关传统设备的有用替代。

2、本发明的一些实施例的目的可包括提供一种改进的分离器装置100，其在其分离室107内呈现更精细的气泡尺寸，以提高分离器装置100的效率、回收和/或操作性能，但不限于此。

3、本发明的一些实施例的另一个目的可以包括提供一种改进的分离器装置100，其不易于堵塞用于将充气流化流体分配到分离室107的开口11，但不限于此。

4、本发明的一些实施例的另一个目的可以包括提供一种改进的分离器装置100，该分离器装置100具有充气流化流体分配装置，用于向其分离室107提供充气流化流体，该分离室107包括柔性穿孔膜元件，该柔性穿孔膜元件膨胀成膨胀以清除其中的开口或穿孔的阻塞，但不限于此。

5、本发明的一些实施例的另一个目的可以包括提供一种改进的分离器装置100，其能够在充气流化流体被引入其分离室107之前对充气流化流体进行双剪切，以便提供受控的较小气泡尺寸和更紧密的气泡尺寸分布，但不限于此。

6、本发明的一些实施例的另一个目的可以包括提供一种改进的分离器装置100，其在分离室107的下和/或中心区域附近提供更均匀的气体/液体混合物分布，但不限于此。

7、本发明的一些实施例的又一个目的可以包括提供一种改进的分离器装置100，该分离器装置100通过提供柔性穿孔膜喷射器而允许周期性地净化和/或清洁堵塞的孔；其中周期性地，柔性穿孔膜后面的充气流化流体的压力可以暂时增加，以引起柔性膜表面区域的暂时弹性变形、挠曲和/或膨胀，从而暂时增加延伸穿过柔性膜的穿孔或开口的尺寸或最小宽度。这样，在增加的压力下，充气流化流体可以穿过临时增加尺寸的穿孔或开口，以帮助从进入的浆料13中去除颗粒，这些颗粒可能在分离器装置100的操作期间堵塞了穿孔或开口。

8、本发明的一些实施例的另一个目的可以包括提供一种改进的分离器装置100，该分离器装置100向其分离室7提供充气流化流体，其制造和维修更容易且更便宜，但不限于此。

9、应当理解，不是每个实施例都可以配置成获得上述目的中的每一个。然而，特定实施例可以证明实现或满足至少一个或多个上述目标的能力。

10、从下面的描述中，本发明的其他优选目的将变得显而易见。

11、根据本发明的实施例，公开了分离器装置100。分离器装置100可用于重力分离、通过尺寸和/或密度对颗粒进行分类和/或通过疏水性对颗粒进行分离(例如浮选分离或粗颗粒浮选)。分离器装置100可被供给包含待分离颗粒的进入浆料13(例如借助重力辅助分类或通过矿物学的浮选)。

12、根据实施例的分离器装置(100)可以包括分离室(107)。分离室(107)可以在其下端由流化流体面板(111)限定。分离室(107)还可以在其侧面由罐壁(103)限定(即界定)。

13、下出口(109)可以设置在分离器装置(100)的下端。下出口(109)可以向下延伸穿过下流化流体面板(111)的中心区域。

14、流槽(117)可以设置在分离器装置(100)的上端。分离器装置(100)可以进一步包括用于将进入的浆料(113)接收到分离室(107)中的浆料入口(102)。

15、分离器装置(100)的特征在于，用于供应预剪切充气流化流体的装置(122)可以设置在流化流体面板(111)上方。用于供应预剪切充气流化流体的装置(122)可以包括喷射器(119)，特别是包括柔性穿孔膜结构的喷射器。

16、在一些实施例中，喷射器(119)可以配置为以下中的一个：直管、弯管、盘管、盘、圆盘、面板和板，但不限于此。

17、在一些实施例中，喷射器(119)可以包括两端。在一些实施例中，可以在喷射器(119)的一端(例如第一近端)向其进供给剪切充气流化流体，但不限于此。在一些实施例中，喷射器(119)可以在其两端(例如第一近端和第二远端)都供给预剪切充气流化流体，但不限于此。

18、在一些实施例中，分离器装置(100)可以包括多个前述喷射器(119)，但不限于此。在一些实施例中，多个喷射器(119)中的每个可以嵌套和/或包装在一起，但不限于此。

19、在一些实施例中，多个喷射器(119)中的每个可以具有不同的尺寸或形状，但不限于此。在一些实施例中，多个喷射器(119)中的每个可以相对于分离器(100)装置的一个或多个部件在空间上不同地定向，但不限于此。

20、在一些实施例中，喷射器(119)(或多个喷射器)可以水平布置，但不限于此。在一些实施例中，喷射器(119)(或多个喷射器)可以是倾斜的，以便跟随流化流体面板(111)的角度，但不限于此。

21、在一些实施例中，预剪切充气流化流体可以通过将流化流体(112)与气体(118)结合并且然后随后将其混合物通过流化流体(112)和气体(118)结合处下游的剪切装置(126)来生产。

22、在一些实施例中，剪切装置(126)可选自静态在线混合器、空化管、空化喷嘴和混沌混合器，但不限于此。

23、可以提供、宣传、出售、售卖、制造、进口、出口和/或运输用于根据以上描述的分离器装置100的喷射器119，但不限于此。

24、还公开了一种用于分离进入的浆料(113)内的颗粒的方法。如图16所示，该方法可以包括提供上述分离器装置(100)的步骤。该方法可以包括将气体(118)与流化流体(112)结合的步骤。该方法可以包括例如使用剪切装置(126)第一次剪切结合的气体(118)和流化流体(112)以产生第一剪切充气流体的步骤。该方法可以包括使第一剪切充气流体通过喷射器(119)的步骤。该方法可以包括通过延伸穿过喷射器(119)的柔性穿孔膜的开口或穿孔第二次剪切第一剪切充气流体以产生二次剪切充气流体的步骤。该方法可以包括将两次剪切充气流体中的细小气泡均匀分布到分离器装置(100)的分离室(107)中或整个分离室(107)中的步骤。该方法可包括基于颗粒的尺寸、密度、疏水性或矿物成分在分离室(107)内分离颗粒的步骤(例如使用上述微小气泡)。该方法可以包括经由流槽(117)和下出口(109)移除分离的颗粒的步骤。

25、在一些实施例中，该方法可以包括间歇地或周期性地提高提供给喷射器(119)的第一剪切充气流体的压力的步骤。该步骤可以有利地用于周期性净化柔性穿孔膜结构的开口或穿孔内的堵塞或闭塞，但不限于此。提供给喷射器(119)的第一剪切充气流体的流量也可以暂时增加，以提供净化循环功能，但不限于此。在一些实施例中，该方法可以包括借助于提高喷射器(119)的压力和/或流量来膨胀或弯曲柔性穿孔膜的部分，但不限于此。

26、该方法可以包括允许延伸穿过喷射器(119)的柔性穿孔膜的开口或穿孔暂时膨胀(即通过弹性变形)的步骤，从而允许提供给喷射器(119)的第一剪切充气流体以提高的速度和/或能量穿过，但不限于此。该方法可以包括借助于提高的速度和/或能量，和/或借助于延伸穿过喷射器(119)的柔性穿孔膜的开口或穿孔的膨胀，从延伸穿过喷射器(119)的柔性穿孔膜的开口或穿孔清除障碍物或移走一个或多个颗粒的步骤。在净化之后，提供给喷射器(119)的第一剪切充气流体的压力(和/或流量)可以降低到正常操作条件，其中柔性穿孔膜结构返回到其中具有较小开口和/或穿孔的正常构型。

27、从下面的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。