CN101844104A - 水力分级机 - Google Patents

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焦红光
惠兵
吴彬
姚军
廖建国
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Abstract

一种水力分级机，其特征在于：它包括由位于上部的溢流收集段、位于中部的分级床体段和位于下部的底流收集段组成的仿卡腰葫芦型结构的分选机主体；用于加入物料的入料井以与分选机主体共轴线的方式通过固定连接件安装在分选机主体的中空腔内，且所述入料井下端竖直向下延伸至分级床体段腔体的中部，所述入料井上段高于溢流收集段的上缘口；在所述底流收集段的下部设置有水流分配器，所述水流分配器是由倒置的伞形结构的紊流板，以均布的方式设置在紊流板上的若干个喷嘴构成；在紊流板的凹心位置处设置有向下贯穿底流收集段的底部的底流管口和浮标阀门，由紊流板底面和底流收集段的底部之间的空间构成的水包腔通过管路与供水系统相连通。

Description

水力分级机
技术领域
本发明涉及一种可用于石英砂、粗煤泥的分级或分选作业的细粒矿物分级的设备，具体说是涉及一种水力分级机。
背景技术
随着矿业的飞速发展，科学、和谐、合理的回收利用矿物，实现节能降耗成为当前的主流。石英砂是重要的工业矿物原料，生产过程中对粒径的要求非常严格，分级工艺及配套设备的性能直接决定了石英砂产品的质量。采用合理的分级工艺，配置合适的分级设备对提高石英砂的质量具有十分重要的意义。
石英砂生产工艺中，原料经过破碎洗涤、除泥粉碎后，需经两次分级，分别除去粗砂和尾砂才得到最终产品，分级过程中主要采用高频筛、回转筛、旋风分级机、水力分级设备等。
高频筛虽具有频率高、振幅小的优势，但单位体积处理能力小、故障率高、筛网易损坏、设备占地面积大、投资费用高等弊端；回转筛虽比高频筛具有较多的优势但在处理尾砂时却难以实现高效分级；旋风分级机在细粒分级过程中应用较广泛，但存在结构复杂、流型不清晰、分级精度不理想等问题。
水力分级机是目前石英砂分级广泛采用的设备。传统水力分级机为筒形结构顶部给料，仅上升水流一个调节参数，分选区域内流态单一且不稳定，有效分选面积较小；横流水力分级机改传统水力分级机的顶部给料为单边给料，使料浆横穿分选机体来保证流态的稳定性，虽然分选效率有所提高，但易致使部分尾矿直接顺给料方向直接随溢流排出污染精矿；水力浮选式分级机通过引入气泡发生器和假药系统提高了分选效率，但对于同一种矿物进行分级作业时，气泡会同时附着在粗颗粒和细颗粒上阻碍了粗颗粒的下沉。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中的分级设备所存在的不足之处而开发设计一种结构更为科学合理的水力分级机，该水力分级机能够实现宽粒级石英砂粒群的高效分级与分离。
本发明的目的和基本设计思想是通过改进给排料方式、优化分级机结构参数设计、强化分级效果来实现的。具体技术措施如下：
本发明的水力分级机包括由位于上部的溢流收集段、位于中部的分级床体段和位于下部的底流收集段组成的仿卡腰葫芦型结构的分选机主体；用于加入物料的入料井以与分选机主体共轴线的方式通过固定连接件安装在分选机主体的中空腔内，且所述入料井下端竖直向下延伸至分级床体段腔体的中部，所述入料井上段高于溢流收集段的上缘口；在所述底流收集段的下部设置有水流分配器，所述水流分配器是由倒置的伞形结构的紊流板，以均布的方式设置在紊流板上的若干个喷嘴构成；在紊流板的凹心位置处设置有向下贯穿底流收集段的底部的底流管口和浮标阀门，由紊流板底面和底流收集段的底部之间的空间构成的水包腔通过管路与供水系统相连通。
本发明中所述入料井的下端为封闭式结构，环绕入料井的下段管壁设置有沿切线方向布置的若干个物料分配支管，在入料井的上端设置有排料执行器和以侧置方式设置的给料管；所述排料执行器的执行部件通过连接控制缆线与浮标阀门相连接，排料执行器的控制部分以电连接的方式与设置在底流收集段上的重力感应器相连，这一结构可实现物料的连续排放。
本发明在所述溢流收集段的缘口处设置有溢流收集槽；且该溢流收集槽以向一侧倾斜的安装方式焊接在溢流收集段的缘口处。
本发明中所述的溢流收集段的断面面积为由下至上逐渐变大的倒锥形结构。
本发明所述的供水系统是由用于实现水流的连续稳定上升的主供水机构和用于形成复频脉动补加水流的脉动水流供水机构组成，两套供水机构分别通过连接管路与由紊流板底面和底流收集段的底部之间的空间构成的水包腔相连通；其中主供水机构是由水泵和球形阀门组成，脉动水流供水机构是由水泵、球形阀门、电磁阀、控制器、频率发生器组成。
本发明与现有技术先比具有以下有益效果：
1.仿卡腰葫芦型结构的分选机主体可实现各个部分的“分工协作”，实现物料的分级与分离；分级床体段较宽，既保证了流态的稳定性又为物料提供了充足的分级空间，溢流收集段与分级床体连接处断面的变化既可实现二次分级又可使溢流较快的排出，底流收集段与分选床体段断面的变化可对底流进行扫选从而保证分级精度。
2.给料系统采取切向给料和切向周边分布，使物料在同一水平面上分散均匀，同时可通过调节周边分配支管来调整给料的位置。
3.频脉动水流的加速作用既能冲散包裹的粒群又能加速细粒的溢出，促使粒群分级进一步提高处理量。
综上所述，该分级设备不仅具有良好的分级精度和效能，而且提高了设备的处理量，弥补了现行石英砂分级设备的不足。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为图1中入料井结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图中序号：1.给料管  2.溢流收集槽  3.溢流收集段  4.分级床体段  5.底流收集段  6.控制器  7.频率发生器  8.电磁阀门  9.球形阀  10.水泵11.水包腔  12.喷嘴  13.重力感应器  14.排料执行器  15.浮标阀门  16.底流管口  17.水泵  18.球形阀  19.紊流板  20.入料井  21.分配支管
具体实施方式
本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述：
如图1所示，本发明的水力分级机包括由位于上部的溢流收集段3、位于中部的分级床体段4和位于下部的底流收集段5组成的仿卡腰葫芦型结构的分选机主体，且各段之间采用法兰连接，所述的溢流收集段3的断面面积为由下至上逐渐变大的倒锥形结构；用于加入物料的入料井20以与分选机主体共轴线的方式通过固定连接件安装在分选机主体的中空腔内，且所述入料井20下端竖直向下延伸至分级床体段4腔体的中部，所述入料井20上段高于溢流收集段3的上缘口；在所述底流收集段5的下部设置有水流分配器，所述水流分配器是由倒置的伞形结构的紊流板19，以均布的方式设置在紊流板19上的若干个喷嘴12构成，所述紊流板19通过焊接方式安装在底流收集段5的下部；在紊流板19的凹心位置处设置有向下贯穿底流收集段5的底部的底流管口16和浮标阀门15，由紊流板19底面和底流收集段5的底部之间的空间构成的水包腔11通过管路与供水系统相连通。
如图2、图3所示，本发明中所述入料井20的下端为封闭式结构，环绕入料井20的下段管壁设置有沿切线方向布置的若干个物料分配支管21，在入料井20的上端设置有排料执行器14和以侧置方式设置的给料管1；所述排料执行器14的执行部件通过连接控制缆线与浮标阀门15相连接，排料执行器14的控制部分以电连接的方式与设置在底流收集段5上的重力感应器13相连，这一结构可通过重力感应信号控制排料阀开启程度，控制排料量的大小，实现物料的连续排放。
本发明在所述溢流收集段3的缘口处设置有溢流收集槽2；且该溢流收集槽2以向一侧倾斜的安装方式焊接在溢流收集段的缘口处。
本发明所述的供水系统是由用于实现水流的连续稳定上升的主供水机构和用于形成复频脉动补加水流的脉动水流供水机构组成，两套供水机构分别通过连接管路与由紊流板19底面和底流收集段5的底部之间的空间构成的水包腔11相连通；其中主供水机构是由水泵17和球形阀门18组成，脉动水流供水机构是由水泵10、球形阀门9、电磁阀8、控制器6、频率发生器7组成。
本发明的工作原理为：当设备工作时，料浆通过斜置的给料管1进入到入料井20，使料浆沿入料井内壁的切线方向螺旋向下运行，并经沿切线布置的分配支管21给入到分级床体段中部，在水平方向上分散开来，与主供水系统产生的上升水流和脉动系统产生的复频脉动水流相遇形成流态化床层，固体颗粒在分级机床体中部做脉动干扰沉降运动，粒群依据颗粒粒径差异分层，粒度小于悬浮粒径的颗粒上浮至溢流收集段3，由于溢流收集段3断面面积由下至上逐渐变大，所以物料在上浮过程中会根据粒径大小再次干扰沉降沉降，能够进一步提高分级精度，最后由溢流收集槽2收集；粒度大于悬浮粒径的颗粒下沉至底流收集段5，底流收集段5与分级床体段4连接处的断面面积变化使得颗粒在下沉过程中遇到较大的上升水速，来进一步检验下沉颗粒的粒径是否为粗颗粒，从而能够提高分级效率和产品的产率。
在分选过程中，主供水机构由水泵17来提供上升水流动力，通过球形阀门18来控制流量的大小，以调节上升水速的大小，脉动供水机构由水泵10提供动力，通过球形阀门9控制流量，通过电磁阀门8的开闭产生负频供水，电磁阀门8的开闭和频率由控制器6和频率发生器7决定，两供水系统将水打入水包腔11内，通过紊流板19上布置的喷嘴12产生螺旋上升的脉动水流；排料系统通过配重感应器13产生一个重力感应信号，重力感应信号传送至排料执行器14，由排料执行器14控制浮标阀门15开启的大小，整个分选过程中实现自动化多功能调节，以此来保证生产过程的连续性。

Claims (5)

1.一种水力分级机，其特征在于：它包括由位于上部的溢流收集段(3)、位于中部的分级床体段(4)和位于下部的底流收集段(5)组成的仿卡腰葫芦型结构的分选机主体；用于加入物料的入料井(20)以与分选机主体共轴线的方式通过固定连接件安装在分选机主体的中空腔内，且所述入料井(20)下端竖直向下延伸至分级床体段(4)腔体的中部，所述入料井(20)上段高于溢流收集段(3)的上缘口；在所述底流收集段(5)的下部设置有水流分配器，所述水流分配器是由倒置的伞形结构的紊流板(19)，以均布的方式设置在紊流板(19)上的若干个喷嘴(12)构成；在紊流板(19)的凹心位置处设置有向下贯穿底流收集段(5)的底部的底流管口(16)和浮标阀门(15)，由紊流板(19)底面和底流收集段(5)的底部之间的空间构成的水包腔(11)通过管路与供水系统相连通。
2.根据权利要求1所述的水力分级机，其特征在于：所述入料井(20)的下端为封闭式结构，环绕入料井(20)的下段管壁设置有沿切线方向布置的若干个物料分配支管(21)，在入料井(20)的上端设置有排料执行器(14)和以侧置方式设置的给料管(1)；所述排料执行器(14)的执行部件通过连接控制缆线与浮标阀门(15)相连接，排料执行器(14)的控制部分以电连接的方式与设置在底流收集段(5)上的重力感应器(13)相连。
3.根据权利要求1所述的水力分级机，其特征在于：在所述溢流收集段(3)的缘口处设置有溢流收集槽(2)；且该溢流收集槽(2)以向一侧倾斜的安装方式焊接在溢流收集段的缘口处。
4.根据权利要求1所述的水力分级机，其特征在于：所述的溢流收集段(3)的断面面积为由下至上逐渐变大的倒锥形结构。
5.根据权利要求1所述的水力分级机，其特征在于：供水系统是由用于实现水流的连续稳定上升的主供水机构和用于形成复频脉动补加水流的脉动水流供水机构组成，两套供水机构分别通过连接管路与由紊流板(19)底面和底流收集段(5)的底部之间的空间构成的水包腔(11)相连通。
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