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专利号: 2020100837365
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种空化冲击破碎耦合微细颗粒分散的激光散射法粒度随动检测装置,其特征在于,包括空化射流球磨系统、含颗粒流体输送系统和激光散射测量系统;

所述空化射流球磨系统包括磨机、磨介、不锈钢高压管、第一空化喷嘴、溢流管、第一压力计、第一流量计、第一高压泵、第一控制阀、进料管和水箱,所述的磨机装有磨介,所述的不锈钢高压管穿过磨机筒体中心,所述的第一空化喷嘴连接在不锈钢高压管上,所述的溢流管密封安装在不锈钢高压管上,所述的进料管接有第一控制阀、第一高压泵、第一流量计和第一压力计,进料管淹没在水箱中;

所述含颗粒流体输送系统包括第二空化喷嘴、混合加速管、第二压力计、第二流量计、第二高压泵、第二控制阀和检测管路,所述的检测管路与磨机通过溢流管连接,检测管路上安装有第二控制阀、第二高压泵、第二流量计和第二压力计,所述的第二空化喷嘴接在检测管路末端且与混合加速管连接;

所述激光散射测量系统包括观测窗、透明镜片、激光器、光强检测器、计算机、数据线和出料管,所述的观测窗直接连接混合加速管,所述的透明镜片密封安装于观测窗上,所述的激光器与光强检测器正对观测窗,所述的光强检测器通过数据线与计算机连接,实时测量颗粒粒径数据,测量后的含颗粒流体通过出料管完成循环;

所述的含颗粒流体输送系统用于输送含微细颗粒流体,并通过控制阀和高压泵控制含颗粒流体的输送速度,使其达到激光散射测量系统测量所需的颗粒浓度值;所述的磨机中颗粒流受内部压力挤压通过溢流管溢流,所述的检测管路通过螺纹与溢流管和混合加速管连接;含颗粒流体进入混合加速管后与空化泡组成气液固三相流,空化泡溃灭形成的微射流和冲击波,对微细颗粒有冲击作用,可以驱动颗粒撞击混合加速管管壁,从而破碎并分散“团聚”体;

所述的空化射流球磨系统与含颗粒流体输送系统耦合作用机制相同,一方面射流本身的湍流运动会加速微细颗粒团聚体分散;另一方面喷嘴产生的空化泡会在微细颗粒附近溃灭形成微射流和冲击波冲击,微细颗粒受冲击撞击壁面会导致破碎;

所述的激光散射测试系测量系统直接测量颗粒粒径,大大减少了待测颗粒的“团聚”和预处理步骤;分散后的颗粒随液流向下游运动,并充满于观测窗中,此时利用激光器照射观测窗,颗粒在激光束的照射下,颗粒对于入射光的散射服从经典的米氏理论,散射角与颗粒直径成反比,散射光强度代表该粒径颗粒的数量,由此,在不同的角度上测量散射光的强度就可以得到颗粒的粒度分布。

2.如权利要求1所述的空化冲击破碎耦合微细颗粒分散的激光散射法粒度随动检测装置,其特征在于,所述的第一空化喷嘴通过螺纹连接在不锈钢高压管上,所述的第二空化喷嘴与混合加速管通过螺纹连接。

3.如权利要求1或2所述的空化冲击破碎耦合微细颗粒分散的激光散射法粒度随动检测装置,其特征在于,所述激光散射测量系统还包括扩束透镜和接收透镜,所述激光器观测窗之间设有扩束透镜,所述观测窗与光强检测器之间设有接收透镜。

4.如权利要求1或2所述的空化冲击破碎耦合微细颗粒分散的激光散射法粒度随动检测装置,其特征在于,空化射流产生的空化强度需要综合颗粒浓度、粒径来调节,从而有效分散微细颗粒的“团聚”与形成有效空泡溃灭冲击破碎;通过控制空化射流球磨系统和含颗粒流体输送系统的压力和流量,改变喷嘴喉部直径、出口直径、出口长度的尺寸,可以实现空化射流强度调节控制;空化泡开始成长于喷嘴喉部,在喷嘴扩散段膨胀至最大,随后由于环境压力的增加,空泡发生溃灭,溃灭时会产生高速微射流和强烈冲击波。