CN104147818A - 煤泥水分级池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤泥水分级池，其包括多个同心设置的环状单元池，最内侧的单元池中设有筒状的汇流池；任一单元池中均设置有环状的导流板，导流板将单元池分隔为入流区域和出流区域，入流区域与所述出流区域相连通；单元池和汇流池的底部均设有排料口；任一单元池的排料口均设置在此单元池的出流区域一侧，且单元池的池底标高自其外侧池壁至排料口一侧均逐渐降低；汇流池的排料口设置在汇流池底中部，汇流池的池底自其池壁处向汇流池底中部逐渐倾斜。本发明不但可以得到较为精确的粒度分级，而且具有结构简单、操作方便、生产能力大、分级效率高、占地面积小、无传动部件和易于实现自动控制的优点，在国民经济的许多领域均能够得到广泛应用。

Description

煤泥水分级池

技术领域

本发明属于选矿中水力分级和其它液体中固体物料分级领域，具体涉及一种煤泥水分级池。

背景技术

分级便是将固体颗粒按粒度大小进行分离，常用的分级设备为水力旋流器，水力旋流器的分级效率随颗粒粒度的增大而上升，用于将进料中的固相颗粒分成粗粒级颗粒和细粒级颗粒，由于旋流器的处理量随直径的减小而减小，在实际生产中，采用多个旋流器并联的安装的方式达到生产要求，动力消耗大，成本高，分级效果一般。

此外，固体颗粒在旋流器内的停留时间一般较短，仅为几秒钟的时间，部分粒度较小的颗粒往往不能沉降，因此水力旋流器的分离并不是一个彻底的分离过程，且水力旋流器底部的排料口易堵塞，难清理、寿命短。

发明内容

本发明提出一种煤泥水分级池，用于解决现有技术中对固体颗粒进行分级时，分级效率低、分离不彻底、能耗高的问题，具有分级效果好、动力消耗小的优点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案

一种煤泥水分级池，包括多个同心设置的、环状的单元池，每个单元池的内侧池壁均构成相邻单元池的外侧池壁；位于最内侧的单元池的内部设有筒状的汇流池；

每一个所述单元池中均设置有环状的导流板，导流板与其所在的单元池同心设置，且导流板将单元池分隔为入流区域和出流区域，所述入流区域与所述出流区域通过导流板底端的空缺部相连通；

自最外侧单元池即第一级单元池至汇流池，池顶高度依次降低；

最外侧单元池的上端部设有入流堰，每一个所述单元池的底部和汇流池的底部均设有排料口；任一个单元池的排料口均设置在此单元池的出流区域一侧，且每一个所述单元池的池底标高自其外侧池壁至排料口一侧均逐渐降低；汇流池的排料口设置在汇流池底中部，汇流池的池底自其池壁处向汇流池底中部逐渐倾斜。

本发明还可以通过以下步骤进一步实现。

进一步的，自最外侧单元池至汇流池，单元池中的导流板与此单元池的内侧池壁之间的间距逐渐增大。

进一步的，每一个所述单元池中的出流区域中均设置有整流管束。

优选的，所述入流堰呈环状，入流堰沿最外侧单元池的外侧池壁的周向设置；所述入流堰上均匀地布设有四个进料口。

优选的，自最外侧单元池至汇流池，池体的容积依次减小。

本发明的工作过程和有益效果在于：

1)、煤泥水中的矿物颗粒一般符合“粒度越大，灰分越高”的规律，而在流体力学中，颗粒的自由沉降末速v₀计算如下：

$v_0=54.5{\mathrm{\χd}}^2\frac{\mathrm{\δ}-\mathrm{\Δ}}{\mathrm{\μ}},\mathrm{cm}/s---\left(1\right)$

式中：χ—煤泥形状系数；

δ—颗粒平均密度，g/cm³；

Δ—水的密度，g/cm³；

d—分级颗粒的当量直径，cm；

μ—水的动力粘度，g/(cm·s)。

矿物颗粒的干扰沉降末速v₁为：

v₁＝v₀(1－λ)ⁿ     (2)

式中：n—浓度干扰指数；

λ—固体容积浓度，

煤泥水中矿物颗粒很多，因此其分级的过程应当视为干扰沉降，所以沉降速度按照式(2)计算，由式(1)和式(2)可见，粒度越大，干扰沉降末速越大。

当煤泥水经过本发明中煤泥水分级池处理时，煤泥水经入流堰均匀流入最外侧的单元池后，首先由最外侧单元池的入流区域绕流至其出流区域，在最外侧单元池的出流区域中流动时，具有最大粒径的一部分矿物颗粒的干扰沉降末速大于出流区域的上升流速，因此，此部分最大粒径的矿物颗粒逐渐沉降到最外侧单元池的底部，并经排料口排出。同样的，每一级单元池均会去除一部分特定粒径的矿物颗粒，处理后的煤泥水经汇流池底部的排料口排出，从而完成整个分级过程。

此外，本发明将各级单元池设计为同心圆环，可以显著减小占地面积，提高分级效率，降低运营成本。

因此本发明不但可以得到较为精确的粒度分级，而且具有结构简单、操作方便、生产能力大、分级效率高、占地面积小、无传动部件和易于实现自动控制的优点，在国民经济的许多领域均能够得到广泛应用。

2)、本发明在单元池的出流区域设置整流管束，根据“相同过水面积，润湿周长越长，阻力越大”的原理，整流管束一方面可以控制上升流变的更均匀，另一方面可以辅助控制水流上升速度，进一步提高分级效率。

3)、本发明将单元池的池底设置为向排料口一端倾斜，即单元池中排料口所在的位置标高最低，则从排料口处流出的煤泥水将不断冲刷单元池的池底，从而将沉淀的矿物颗粒带至排料口排出。

4)、需分级的物料即煤泥水经进料口进入环形入流堰，从而保持进料的均匀性和稳定性，有助于提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图。

图2为图1的A-A剖面示意图。

图3为图2的局部放大图。

图4为最外侧单元池的池底倾斜示意图。

图中标注符号的含义如下：

10—入流堰    11—进料口

20—单元池    21—导流板    22—整流管束   23—池底

24—排料口    25—内侧池壁  26—外侧池壁   27—入流区域

28—出流区域

30—汇流池

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2、4中的箭头即为煤泥水的流动方向。

图1～3所示为本发明的一种具体实施例，煤泥水分级池包括A、B、C、D、E、F六个同心设置的、环状的单元池20，每个单元池20的内侧池壁25均构成相邻单元池20的外侧池壁26；位于最内侧的单元池20的内部设有筒状的汇流池30；每一个所述单元池20中均设置有环状的导流板21，导流板21与其所在的单元池20同心设置，且导流板21将单元池20分隔为入流区域27和出流区域28，所述入流区域27与所述出流区域28通过导流板21底端的空缺部相连通；

如图2所示，自最外侧单元池20即第一级单元池至汇流池30，池顶高度依次降低，每一级单元池20的底部排料口24的标高则处在同一高度上。

如图2所示，最外侧单元池20的外侧池壁26的上端部设有环状的入流堰10，所述入流堰10上均匀地布设有四个进料口11。每一个所述单元池20的底部和汇流池30的底部均设有排料口24；任一个单元池20的排料口24均设置在此单元池20的出流区域28一侧，且每一个所述单元池20的池底23标高自其外侧池壁26至排料口24一侧均逐渐降低；汇流池30的排料口24设置在汇流池底23中部，汇流池30的池底23自其池壁处向汇流池底中部逐渐倾斜。

单元池20的池底23标高自其外侧池壁26至排料口一侧均逐渐降低，即单元池20的池底23呈倾斜状，如图4所示，这种倾斜状的池底23有助于已经沉积的矿物颗粒被及时地排出。

如图2、3所示，自最外侧单元池20至汇流池，池体的容积依次减小，单元池20中的导流板21与此单元池20的内侧池壁25之间的间距则逐渐增大。

由于在上一级单元池中已经排出了部分携带有较大粒径矿物颗粒的煤泥水，因此缩小池体的容积可以在不降低分级性能的情况下减少工程造价。

导流板21与此单元池20的内侧池壁25之间的间距逐渐增大，这种结构使得自最外侧单元池20至汇流池，单元池20出流区域28中煤泥水的上升流速逐渐降低，从而有效地实现了精确的粒度分级。

具体说来，如图3中所示，A单元池中导流板21与此单元池20的内侧池壁25之间的间距为L1，依次类推，F单元池中导流板21与此单元池20的内侧池壁25之间的间距为L6，而L1＜L2＜L3＜L4＜L5＜L6。这种结构的原理为：当导流板21与其所在单元池20的内侧池壁25距离越小时，此单元池20出流区域28中煤泥水上升的速度越大，从而分级粒度越大，即A单元池的分级粒度大于B单元池，B单元池分级粒度大于C单元池，依次类推，从而A单元池的分级粒度最大，F单元池的分级粒度最小，最终实现了较为精确的粒度分级。

图2、3中所示的d1、d2、d3、d4、d5、d6即为矿物颗粒的粒径，由图2、3也能看出，A单元池排出的矿物颗粒的粒径最大，而F单元池排出的矿物颗粒的粒径最小。

如图2、3所示，每一个所述单元池20中的出流区域28中均设置有整流管束22。整流管束22一方面可以控制上升流变得更均匀，另一方面可以辅助控制水流上升速度，进一步提高分级效率。

Claims (5)

1.一种煤泥水分级池，其特征在于：

包括多个同心设置的、环状的单元池(20)，每个单元池(20)的内侧池壁(25)均构成相邻单元池(20)的外侧池壁(26)；位于最内侧的单元池(20)的内部设有筒状的汇流池(30)；

每一个所述单元池(20)中均设置有环状的导流板(21)，导流板(21)与其所在的单元池(20)同心设置，且导流板(21)将单元池(20)分隔为入流区域(27)和出流区域(28)，所述入流区域(27)与所述出流区域(28)通过导流板(21)底端的空缺部相连通；

自最外侧单元池(20)即第一级单元池至汇流池，池顶高度依次降低；

最外侧单元池(20)的上端部设有入流堰(10)，每一个所述单元池(20)的底部和汇流池(30)的底部均设有排料口(24)；任一个单元池(20)的排料口(24)均设置在此单元池(20)的出流区域(28)一侧，且每一个所述单元池(20)的池底(23)标高自其外侧池壁(26)至排料口(24)一侧均逐渐降低；汇流池(30)的排料口(24)设置在汇流池底中部，汇流池(30)的池底(23)自其池壁处向汇流池底(23)中部逐渐倾斜。

2.如权利要求1所述的煤泥水分级池，其特征在于：自最外侧单元池(20)至汇流池，单元池(20)中的导流板(21)与此单元池(20)的内侧池壁(25)之间的间距逐渐增大。

3.如权利要求1或2所述的煤泥水分级池，其特征在于：每一个所述单元池(20)中的出流区域(28)中均设置有整流管束(22)。

4.如权利要求1或2所述的煤泥水分级池，其特征在于：所述入流堰(10)呈环状，入流堰(10)沿最外侧单元池(20)的外侧池壁(26)的周向设置；所述入流堰(10)上均匀地布设有四个进料口(11)。

5.如权利要求3所述的煤泥水分级池，其特征在于：自最外侧单元池(20)至汇流池(30)，池体的容积依次减小。