CN103056049B - 一种溢流排出型磁力水力旋流器 - Google Patents

一种溢流排出型磁力水力旋流器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种溢流排出型磁力水力旋流器。其技术方案是：溢流管(3)的下端位于柱体(9)的中部或下部。中心导磁棒(5)上端通过2~4个连接翅片(4)焊接在溢流管(3)下端端口，中心导磁棒(5)下端与上锥体(8)下端平齐，其直径为溢流管(3)内径的0.2~0.3倍。溢流管(3)、连接翅片(4)、中心导磁棒(5)、上锥体(8)和柱体(9)均采用导磁材料；顶盖(11)、给矿段(10)和下锥体(7)采用不导磁材料。四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)的一端分别焊接在伸出顶盖(11)的溢流管(3)外壁上，四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)的另一端分别焊接在柱体(9)外壁上，绕有线圈(1)的U形铁芯(2)呈“十”字形中心对称布置。本发明具有成本低、节约能耗、寿命长、操作方便、分级效率高和适于工业应用的优点。

Description

一种溢流排出型磁力水力旋流器
技术领域
本发明属于水力旋流器技术领域。具体涉及一种溢流排出型磁力水力旋流器。
背景技术
水力旋流器自20世纪30年代出现以后，它的结构和性能不断地得到改进和完善，已广泛应用于选矿、化工和石油等领域。水力旋流器的分级粒度不仅与粒度有关，而且与密度相关，即大直径、低密度的颗粒进入溢流，小直径、高密度的颗粒进入底流。在旋流器广泛使用的铁矿磨矿分级回路中，这一缺陷导致了：（1）已经单体解离了的铁矿物由于密度大进入沉砂，继续返回磨机磨矿，这既浪费了能量，又造成了不必要的过磨；（2）铁品位低的粗颗粒贫连生体由于密度低而进入溢流，直接送入下段的磁选作业，这些颗粒进入精矿产品势必降低精矿品位，进入尾矿则降低铁的回收率。这一现象被称为反富集，是选矿领域的一个没有克服的技术难题。
针对这些问题，国外曾做过研究：新西兰弗里克（Frricker）研制了一种规格为Ф200mm圆周式马鞍形电磁磁力旋流器；乌克兰选煤设计院试制了混式电磁旋流器；英国博克斯马格-拉皮德（Boxmag-Rapid）公司研制了MCTO型磁力旋流器，鉴于这类设备的磁场方向指向旋流器中心，使磁性颗粒富集在溢流中，所以被称之为溢流排出型磁力水力旋流器。由于上述设备从旋流器顶盖到柱体下端对应的溢流管段都有磁场，微细粒磁性物料会吸在溢流管上，降低分级效率；柱体有磁场，椎体部分磁场很弱，有效磁场范围小，仍有大量粒度合格的物料富集在沉砂中造成过磨，给后续选别作业带来不良影响，所以没有应用于工业中。我国还未曾有这类设备的文章或报道。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低、节约能耗、寿命长、操作方便、分级效率高和适于工业应用的溢流排出型磁力水力旋流器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：溢流排出型磁力水力旋流器包括普通水力旋流器、四根绕有线圈的U形铁芯和中心导磁棒。
普通水力旋流器由顶盖、给矿段、柱体、上锥体、下锥体、溢流管和沉砂咀组成。顶盖与给矿段的上端、给矿段的下端与柱体的上端、柱体的下端与上锥体的上端、上锥体的下端与下锥体的上端和下锥体的下端与沉砂咀的壳体分别通过法兰同中心联接。
溢流管与顶盖的中心孔固定联接，溢流管的下端位于柱体的中部或下部，中心导磁棒的上端通过2～4个连接翅片同中心地焊接在溢流管下端的端口，中心导磁棒的下端与上锥体的下端平齐，中心导磁棒的直径为溢流管内径的0.2～0.3倍。
所述溢流管、连接翅片、中心导磁棒、上锥体和柱体分别采用导磁材料；顶盖、给矿段和下锥体采用不导磁材料。
四根绕有线圈的U形铁芯的一端分别焊接在伸出顶盖的溢流管的外壁上，四根绕有线圈的U形铁芯的另一端分别焊接在柱体的外壁上，四根绕有线圈的U形铁芯呈“十”字形中心对称布置。
溢流排出型磁力水力旋流器的磁场强度H＝(1～160)kA/m，磁场力HgradH＝(1～1320)×109A2/m3。
在上述技术方案中：所述的四根绕有线圈的U形铁芯的形状和材质均相同；所述线圈的磁通相同。
由于采用上述技术方案，本发明将四根绕有线圈的铁芯的一端分别焊接在溢流管上部的外壁上，四根铁芯的另一端分别焊接在柱体外壁上。当给四个线圈通电时该溢流排出型磁力水力旋流器里就会产生磁场，径向磁场强度随着物料旋转半径的增大而呈先增大后减小的趋势，溢流管下方的转折点在最大切线速度轨迹面上。因此从本发明的周边到最大切线速度轨迹面处，磁性颗粒除了受离心力和流体拖曳力外还受到指向中心的磁力，从而使单体磁性颗粒在溢流中富集，优化了含磁性颗粒物料的分级分离。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1）本发明成本低、寿命长和操作方便。
2）给矿段采用不导磁材料，柱体采用导磁材料，故只有柱体的空间有磁场，而给矿段的空间没有磁场。因此降低了微细粒磁性物料吸附在溢流管外壁上的几率，提高了分级效率。
3）在溢流管下端设置了中心导磁棒，将磁场扩大到上锥体，柱体和上锥体段都有磁场。在中心导磁棒段，指向中心的径向磁场范围是从旋流器周边到最大切线速度轨迹面，有效磁场范围大，所以能使粒度合格的物料富集在溢流中，减少过磨。
4）中心导磁棒能起到稳定空气柱的作用。
5）旋流器内部的磁场强度在一定范围内可调节。
因此，本发明具有成本低、节约能耗、寿命长、操作方便、分级效率高和适于工业应用的优点。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图3中的溢流管3、连接翅片4和中心导磁棒5的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
实施例1
一种溢流排出型磁力水力旋流器。如图1所示，溢流排出型磁力水力旋流器包括普通水力旋流器、四根绕有线圈1的U形铁芯2和中心导磁棒5。
普通水力旋流器由顶盖11、给矿段10、柱体9、上锥体8、下锥体7、溢流管3和沉砂咀6组成。顶盖11与给矿段10的上端、给矿段10的下端与柱体9的上端、柱体9的下端与上锥体8的上端、上锥体8的下端与下锥体7的上端和下锥体7的下端与沉砂咀6的壳体分别通过法兰同中心联接。
溢流管3与顶盖11的中心孔固定联接，溢流管3的下端位于柱体9的中部。如图1和图4所示，中心导磁棒5的上端通过4个连接翅片4同中心地焊接在溢流管3下端的端口，中心导磁棒5的下端与上锥体8的下端平齐，中心导磁棒5的直径为溢流管3内径的0.2～0.25倍。
所述溢流管3、连接翅片4、中心导磁棒5、上锥体8和柱体9分别采用导磁材料；顶盖11、给矿段10和下锥体7采用不导磁材料。
如图1和图2所示，四根绕有线圈1的U形铁芯2的一端分别焊接在伸出顶盖11的溢流管3的外壁上，如图1和图3所示，四根绕有线圈1的U形铁芯2的另一端分别焊接在柱体9的外壁上，四根绕有线圈1的U形铁芯2呈“十”字形中心对称布置。
本实施例的磁场强度H＝(1～160)kA/m，磁场力HgradH＝(1～1320)×109A2/m3。
在本实施例中：所述的四根绕有线圈1的U形铁芯2的形状和材质均相同；所述线圈1的磁通相同；所述的给矿段10、柱体9、上锥体8和下锥体7均为空心状。
实施例2
一种溢流排出型磁力水力旋流器。除下述技术参数外，其余同实施例1。
溢流管3与顶盖11的中心孔固定联接，溢流管3的下端位于柱体9的下部。如图1和图4所示，中心导磁棒5的上端通过2～3个连接翅片4同中心地焊接在溢流管3下端的端口，中心导磁棒5的下端与上锥体8的下端平齐，中心导磁棒5的直径为溢流管3内径的0.25～0.30倍。
本具体实施方式将四根绕有线圈1的U形铁芯2的一端分别焊接在溢流管3上部的外壁上，四根铁芯2的另一端分别焊接在柱体9外壁上。当给四个线圈1通电时该溢流排出型磁力水力旋流器里就会产生磁场，径向磁场强度随着物料旋转半径的增大而呈先增大后减小的趋势，溢流管3下方的转折点在最大切线速度轨迹面上。因此从本具体实施方式的周边到最大切线速度轨迹面处，磁性颗粒除了受离心力和流体拖曳力外还受到指向中心的磁力，从而使单体磁性颗粒在溢流中富集，优化了含磁性颗粒物料的分级分离。
本具体实施方式与现有技术相比，具有以下优点：
1）本具体实施方式成本低、寿命长和操作方便。
2）给矿段10采用不导磁材料，柱体9采用导磁材料，故只有柱体9的空间有磁场，而给矿段10的空间没有磁场。因此降低了微细粒磁性物料吸附在溢流管外壁上的几率，提高了分级效率。
3）在溢流管3的下端设置了中心导磁棒5，将磁场扩大到上锥体8，柱体9和上锥体8段都有磁场。在中心导磁棒5段，指向中心的径向磁场范围是从旋流器周边到最大切线速度轨迹面，有效磁场范围大，所以能使粒度合格的物料富集在溢流中，减少过磨。
4）中心导磁棒5能起到稳定空气柱的作用。
5）本具体实施方式内部的磁场强度在一定范围内可调节。
因此，本具体实施方式具有成本低、节约能耗、寿命长、操作方便、分级效率高和适于工业应用的优点。

Claims (3)

1.一种溢流排出型磁力水力旋流器，其特征在于所述溢流排出型磁力水力旋流器包括普通水力旋流器、四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)和中心导磁棒(5)；
普通水力旋流器由顶盖(11)、给矿段(10)、柱体(9)、上锥体(8)、下锥体(7)、溢流管(3)和沉砂咀(6)组成；顶盖(11)与给矿段(10)的上端、给矿段(10)的下端与柱体(9)的上端、柱体(9)的下端与上锥体(8)的上端、上锥体(8)的下端与下锥体(7)的上端和下锥体(7)的下端与沉砂咀(6)的壳体分别通过法兰同中心联接；
溢流管(3)与顶盖(11)的中心孔固定联接，溢流管(3)的下端位于柱体(9)的中部或下部，中心导磁棒(5)的上端通过2～4个连接翅片(4)同中心地焊接在溢流管(3)下端的端口，中心导磁棒(5)的下端与上锥体(8)的下端平齐，中心导磁棒(5)的直径为溢流管(3)内径的0.2～0.3倍；
所述溢流管(3)、连接翅片(4)、中心导磁棒(5)、上锥体(8)和柱体(9)分别采用导磁材料；顶盖(11)、给矿段(10)和下锥体(7)分别采用不导磁材料；
四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)的一端分别焊接在伸出顶盖(11)的溢流管(3)的外壁上，四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)的另一端分别焊接在柱体(9)的外壁上，四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)呈“十”字形中心对称布置；
溢流排出型磁力水力旋流器的磁场强度H＝(1～160)kA/m，磁场力HgradH＝(1～1320)×109A2/m3。
2.根据权利要求1所述的溢流排出型磁力水力旋流器，其特征在于所述的四根绕有线圈(1)的U形铁芯(2)的形状和材质均相同。
3.根据权利要求1或2所述的溢流排出型磁力水力旋流器，其特征在于所述线圈(1)的磁通相同。
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