本發(fā)明屬于非均相分選，涉及一種無運動部件分選非均相流體中分散相的方法及其裝置。

背景技術(shù)：

1、在公知的、無運動部件的非均相分選技術(shù)中，利用重力、慣性力、離心力設(shè)計的裝置有各種結(jié)構(gòu)及規(guī)格的重力沉降器、慣性分選器及旋流器，還有利用流體壓差設(shè)計應(yīng)用的各種過濾裝置。在這些技術(shù)與裝置中：重力沉降器或者是沉降裝置操作方便、工作可靠、運行費用低，廣泛用于固液分選、氣固分選、液液分選的生產(chǎn)過程中，但體積大、效率卻低；慣性分選器主要用于氣固分選，同樣也存在效率低的缺陷；旋流器具有較高效率而被廣泛應(yīng)用，有旋風分選器和旋液分選器兩重裝置，分別用于氣固分選和固液分選，但由于動力消耗大也帶來了內(nèi)壁磨損嚴重和操作穩(wěn)定性差的問題；過濾裝置會產(chǎn)生濾材消耗，同時需要定量或定期清洗或更換，相對增加了生產(chǎn)成本及運行費用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對公知技術(shù)存在的上述不足，提供一種非均相流體界面分選方法及其裝置。本發(fā)明非均相流體界面分選方法提高了同類分選裝置的工作效率，同時也克服了無運動件分選裝置內(nèi)壁磨損嚴重的問題，而且可以在一路供料中實現(xiàn)多級分選。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種非均相流體界面分選方法，這種方法是利用非均相流體中的分散相在隨連續(xù)相并在等于或大于分散相最小輸送流速的條件下垂直向上流動中，通過降低該流體的流速至流體中不需要分選的分散相所對應(yīng)的最小輸送流速，然后利用當前流速與原有流速之間存在的分界界面和該界面對分散相的選擇性實現(xiàn)分散相分選的，具體包括以下步驟：

3、步驟一，將需要分選的對象作為分散相，然后與連續(xù)相均質(zhì)混合制備非均相流體；

4、步驟二，將所制備的非均相流體垂直向上輸送至一個豎直管體中，其流速等于或大于該流體中分散相對應(yīng)的最小輸送流速；

5、步驟三，采用改變流體流通截面面積的方法，使垂直向上輸送的非均相流體進入另一個流通截面面積增大的管體中，并使其流速降低至該流體中不需要分選的分散相所對應(yīng)的最小輸送流速；

6、步驟四，在以上兩個流速分界點、點點相連所形成的流速分界界面的外沿，回收非均相流體中需要分選的分散相，實現(xiàn)分散相的分選；

7、所說的分散相是指以分散狀態(tài)存在于流體中的固態(tài)粉體、或者是液態(tài)的液珠；

8、所說的連續(xù)相是指可流動的液體或氣體；

9、所說的分散相最小輸送流速是指非均相流體中的分散相隨連續(xù)相在垂直向上流動時所需要的的最低流速；

10、所說的不需要分選的分散相所對應(yīng)的最小輸送流速是指非均相流體中不需要分選的分散相隨連續(xù)相在垂直向上流動時所需要的的最低流速；

11、所說的選擇性是指不同的分散相受其密度、顆粒度、形狀以及與連續(xù)相之間的互間作用力的影響、在連續(xù)相中所對應(yīng)的最小輸送流速不同、所對應(yīng)的流速分界界面也不相同。

12、進一步地，將不同的分散相、以各自所對應(yīng)的最小輸送流速、按流速順序豎直疊加在同一個分選裝置中，實現(xiàn)不同的分散相的多級同步分選。

13、進一步地，將分選所得的分散相，采用同樣的方法再選、再再選……、或n級再選，有效提高所選分散相在所得分散相中的占比。

14、進一步地，將非均相流體界面分選方法與浮選、磁選、重選、電選、化學選、篩選及細菌選法按分選工藝組合構(gòu)建循環(huán)工藝，實現(xiàn)粉體的高效分選。

15、為實現(xiàn)上述分選方法所采用的裝置是這樣的：

16、本發(fā)明還公開了一種非均相流體界面分選裝置，包括進料柱、分選柱、集輸箱、溢流槽或者是封頭，進料柱和分選柱的柱體中心線重合，裝置主體中心垂直于地平面，進料柱在下，分選柱在上，進料柱上口與分選柱下口之間或者是分界線上設(shè)置分散相內(nèi)出口；集輸箱環(huán)繞包容分散相內(nèi)出口，分選柱通過集輸箱與進料柱相互連接固定，進料柱上端固定連接溢流槽或者是封頭；

17、所述的進料柱是柱體型管體、或者是截錐型管體、或者是柱體和截錐體相互結(jié)合的管體，上口與管體的中心線垂直，進料口設(shè)置在管體底端或底部；進料口按需要配置進料接頭；

18、所述的分選柱是由分選段a和尾流段w組成，分選段a是截錐型管體或者是柱體型管體，尾流段w是柱體型管體，尾流段w在上，分選段a在下，豎直連接，截錐型管體的分選段a其錐型夾角小于120°；

19、所述的集輸箱是一個箱體，底面是由一個或多個斜面組成，進料口與分散相內(nèi)出口配合設(shè)置，底部至少設(shè)置一個出料口，箱體上至少有一個連續(xù)相輸入接口j，壓力監(jiān)測口按需要設(shè)置；

20、所說的分散相內(nèi)出口是指進料柱上口與分選柱下口之間的間隔t、或者是進料柱和分選柱分界線上的孔，進料柱上口和分選柱下口兩個平面均垂直其中心線。

21、進一步地，所述進料柱上口與分選柱下口形狀相同、方向一致、進料柱上口與分選柱下口的平面中心線重合。

22、進一步地，分選柱分選段a在任意處的流通截面面積大于進料柱上口的流通截面面積。

23、本發(fā)明還公開了一種非均相流體界面多級分選裝置，將前一級分選裝置的分選柱的尾流段w作為下一級分選裝置的進料柱使用，再連接下一級分選裝置的集輸箱及分選柱，以此類推豎直連接組成非均相流體界面多級分選裝置。

24、一種非均相流體界面多級分選裝置，將前一級分選裝置的出料口與下一級分選裝置的進料口通過接管連接，以此類推串聯(lián)連接組成非均相流體界面多級分選裝置。

25、進一步地，在兩個或兩個以上的非均相流體界面多級分選裝置中，去掉每個分選裝置的分選柱尾流段w后，用一個整體構(gòu)造的尾流段將所有多級分選裝置并列并行緊密組合連接在一起，公用一個整體構(gòu)造的尾流段，組成中、大型非均相流體界面多級分選裝置。

26、進一步地，在進料柱內(nèi)腔設(shè)置一個、或者是一組螺旋葉片，或者是進料柱內(nèi)腔下端增加內(nèi)柱和螺旋板構(gòu)造，所述螺旋板是繞內(nèi)柱上升的。

27、進一步地，在分選柱與集輸箱之間設(shè)置導(dǎo)管。

28、進一步地，在分選柱內(nèi)腔設(shè)置調(diào)速組件；所說的調(diào)速件是指豎直固定在分選柱內(nèi)腔中心的、可更換、可拆卸的實心柱體或筒體及其支架。

29、進一步地，按需要在分選柱柱體上設(shè)置壓力監(jiān)測口。

30、進一步地，按需要在集輸箱箱體上設(shè)置壓力監(jiān)測口。

31、進一步地，按需要在集輸箱箱體上設(shè)置連續(xù)相輸入接口。

32、進一步地，按需要設(shè)置支腿，支腿的支撐連接點在進料柱、或者是分選柱、或者是集輸箱的殼體上。

33、上述的非均相流體界面分選方法及其裝置可以在各種壓力下對非均相流體中的分散相實現(xiàn)預(yù)期的分選或分離，應(yīng)用于化工、石油、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、選礦、煤炭、環(huán)保等領(lǐng)域。

34、本發(fā)明具有的有益效果：非均相流體界面分選方法可以有效提高無運動部件類分選或分離裝置的工作效率，具有壓力損失小，操作穩(wěn)定性好，容易自動控制，運行成本低，同時避免了裝置內(nèi)壁磨損嚴重的問題，而且可以在一次供料中實現(xiàn)多級分選，是非均相分選與分離中一種新的技術(shù)途徑與裝置。

技術(shù)特征：

1.一種非均相流體界面分選方法，其特征在于：利用非均相流體中的分散相在隨連續(xù)相并在等于或大于分散相最小輸送流速的條件下垂直向上流動中，通過降低該流體的流速至流體中不需要分選的分散相所對應(yīng)的最小輸送流速，然后利用當前流速與原有流速之間存在的分界界面和該界面對分散相的選擇性實現(xiàn)分散相分選的；具體包括以下步驟：

2.一種非均相流體界面分選裝置，其特征在于：分選裝置包括進料柱(1)、分選柱(2)、集輸箱(3)、溢流槽(7)或者是封頭(11)，進料柱(1)和分選柱(2)的柱體中心線重合，進料柱(1)在下，分選柱(2)在上，進料柱上口與分選柱下口之間或者是分界線上形成分散相內(nèi)出口；集輸箱(3)環(huán)繞包容分散相內(nèi)出口，分選柱(2)通過集輸箱(3)與進料柱(1)相互連接固定，進料柱(1)上端固定連接溢流槽(7)或者是封頭(11)；

3.如權(quán)利要求2所述的一種非均相流體界面分選裝置，其特征在于：所述進料柱上口與分選柱下口形狀相同、方向一致、進料柱上口與分選柱下口的平面中心線重合。

4.如權(quán)利要求2所述的一種非均相流體界面分選裝置，其特征在于：分選柱(2)分選段a在任意處的流通截面面積大于進料柱(1)上口的流通截面面積。

5.一種非均相流體界面多級分選裝置，其特征在于：將前一級分選裝置的分選柱(2)的尾流段w作為下一級分選裝置的進料柱(1)使用，再連接下一級分選裝置的集輸箱(3)及分選柱(1)，以此類推豎直連接組成非均相流體界面多級分選裝置。

6.一種非均相流體界面多級分選裝置，其特征在于：將前一級分選裝置的出料口與下一級分選裝置的進料口通過接管(13)連接，以此類推串聯(lián)連接組成非均相流體界面多級分選裝置。

7.如權(quán)利要求5或6所述的一種非均相流體界面多級分選裝置，其特征在于：在兩個或兩個以上的非均相流體界面多級分選裝置中，去掉每個分選裝置的分選柱尾流段w后，用一個整體構(gòu)造的尾流段將所有多級分選裝置并列并行緊密組合連接在一起，公用一個整體構(gòu)造的尾流段，組成中、大型非均相流體界面多級分選裝置。

8.如權(quán)利要求2所述的一種非均相流體界面分選裝置，其特征在于：在分選柱(2)內(nèi)腔設(shè)置調(diào)速件(15)，所述的調(diào)速件是指豎直固定在分選柱內(nèi)腔中心的、可更換、可拆卸的實心柱體或筒體及其支架(14)。

9.如權(quán)利要求2所述的一種非均相流體界面分選裝置，其特征在于：在分選柱(2)與集輸箱(3)之間設(shè)置導(dǎo)管(8)。

10.如權(quán)利要求2所述的一種非均相流體界面分選裝置，其特征在于：在進料柱(1)內(nèi)腔設(shè)置有一個、或者是一組螺旋葉片(4)，或者是在進料柱(1)內(nèi)腔下端設(shè)有螺旋板(6)，螺旋板(6)繞內(nèi)柱(5)上升。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種非均相流體界面分選方法及其裝置。該方法是利用了非均相流體在向上流動過程中，通過改變流通截面面積所形成的流速分界界面，并利用該界面對分散相的選擇性實現(xiàn)分散相分選的；為實現(xiàn)該方法所用裝置包括進料柱、分選柱、集輸箱，進料柱柱體垂直地平面，分選柱通過集輸箱豎直固定在進料柱的上方，分選柱下口與進料柱上口平行，兩個平面之間的間隔是分散相內(nèi)出口，集輸箱環(huán)繞包容分散相內(nèi)出口。本發(fā)明所述的非均相流體界面分選方法提高了同類分選裝置的工作效率，同時也克服了無運動件分選裝置內(nèi)壁磨損嚴重的問題，而且可以在一路供料中實現(xiàn)多級分選，是非均相分選與分離技術(shù)中一種新的技術(shù)與裝置，可在化工、石油、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、選礦、煤炭、環(huán)保等各個領(lǐng)域應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳斐菲,陳元飛,陳發(fā)旺
受保護的技術(shù)使用者：西安正唐礦業(yè)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6