CN105521727A - 用于难选细煤的组合式调浆设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤浆预处理领域，具体涉及一种用于难选细煤的组合式调浆设备。本设备包括混合箱及主转轴，混合箱内腔由上而下依次布置电场活化层、超声波震荡层及紊流混合搅拌层；沿主转轴轴线轴对称的设置有至少一对从动转轴；该对从动转轴的顶部轴端均同轴布置从动齿轮；各从动转轴轴端布置搅拌轮，主转轴轴端布置搅拌叶轮；本设备还包括加压溶气箱，加压溶气箱的箱体内布置进风管，箱体入口端布置入料隔板，入料隔板以拉伸弹簧封闭该入口端；箱体的出口端布置出料隔板，出料隔板以压缩弹簧封闭该出口端。本设备可对入浮煤泥起到很好的调质作用，尤其适合难浮细粒煤的调浆改质需求，其工作效率高而预处理过程快速方便。

Description

用于难选细煤的组合式调浆设备

技术领域

本发明涉及煤浆预处理领域，具体涉及用于高灰难选细粒煤泥调浆与改质的一种用于难选细煤的组合式调浆设备。

背景技术

由于我国煤泥的可浮性普遍较差，因此煤浆预处理是浮游选煤工艺中必不可少的环节，是浮选机获得良好的技术经济指标的先决条件。煤浆预处理的必要性主要有以下四点：1)、将浮选药剂(非极性油类捕收剂和起泡剂)充分分散，煤泥的浮选药剂不溶或微溶于水，只有将其充分分散成大量的微小液滴，才能将其均匀混合到煤浆中；2)、将分散的浮选药剂良好地混合在入浮煤浆中，非极性油类捕收剂在不同直径的煤粒表面形成较为稳定的油膜，提高煤粒的疏水性；3)、浮选药剂在煤粒表面发生物理化学反应需要有一定的作用时间；4)、将入浮煤浆稀释到合理的浓度范围。

煤浆的预处理工序中，目前浮选剂的分散一般有三种方式：

(1)、机械分散

我国于上世纪80年代研发的XY系列矿浆预处理器是将浮选剂引入到加药嘴后，借助搅拌叶轮定子混合器中的上层叶片旋转，用机械方式分散，由于搅拌叶轮的线速度有限，仅为8.0m/s，所分散的油滴直径较大，在煤浆中混合得不够均匀，增加了浮选剂用量。

(2)、乳化分散

在我国一些选煤厂推广使用的水喷射式乳化器结构，大致为压力水从喷嘴高速喷出，在喷射室内形成负压。浮选剂由此吸入并裹卷到射流之中，经水力冲击、剪切，分散为<15μm的油滴，乳浊液由混合管喷出。然而，该水喷射式乳化器，通常都为单侧入药的方式，该方式导致射流受到的气压作用不稳定，药剂与水液间的混合均匀度往往较低，仍待进一步改进。

(3)雾化分散

于上世纪80年代在我国开始使用的XK系列矿浆准备器，如申请人为唐山国华科技有限公司于2010年1月15日申请的专利名称为“雾化混合式煤浆预处理器”(申请号：201010033384.9)的发明专利文本就公布了以下技术方案：其由雾化系统、上部箱体和下部箱体三部分组成。雾化系统由主电动机、挠性联轴器、套筒、起雾盘和加药漏斗等组成。上部箱体为进料和浮选剂雾化工作区，箱体外侧有中心入料槽，左右两侧有溢流槽。下部箱体是煤浆与浮选剂充分混合的工作空间，左右两侧均安装有三块上滑板和两块下滑板，各滑板上均布等高的坎条。实际使用时，浮选剂经加药漏斗及管道流入起雾盘上方的套筒内，并溅落在起雾盘正面中心区，粘附在高速旋转的盘面上形成一层薄液膜，在离心力的作用下向盘边缘运动，被盘边缘的锯齿切割为雾滴；入浮煤浆经中心入料槽分配到上部箱体两侧的溢流堰中，沿堰宽呈瀑布状溢流，其在泄落过程中与浮选剂雾滴相遇，还有一部分雾滴靠重力直接降落在第一层上滑板，之后，混有浮选剂的煤浆通过上、下滑板的坎条，连续跃起和混合，使得煤浆与浮选剂雾滴充分混合，直至从箱体底部排出进入浮选机。作为领域内较为先进的煤浆预处理装置，其浮选剂液滴比乳化分散的液滴要更小一个数量级，分散效果较好；但是，在实际使用时人们发现，由于上述结构中浮选药剂的分散效果均依靠起雾盘转动来实现，往往需要一个用于形成密闭空间的密闭状箱体，方可避免雾状药剂的无意义飘散，其密闭环境的形成却往往造成了诸如起雾盘工作环境较差而易于发送产品故障、无法对于浆液混合过程实现直观观察乃至产生故障也难于及时发现等诸多缺陷，从而给现场操作和维护工作带来困扰；此外，高速转动的起雾盘，对于驱动电机转速要求过高，也即必须采用转速高达3000转/分的二级电机方可保证其工作性能，这都为实际的装配、购买乃至维护成本造成严峻挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单而合理的用于难选细煤的组合式调浆设备，可对入浮煤泥起到很好的调质作用，尤其适合难浮细粒煤的调浆改质需求，其工作效率高而预处理过程快速方便。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：本设备包括混合箱，进料口位于混合箱的顶端面处而出料口位于混合箱底端处；混合箱内腔铅垂布置主转轴，混合箱内腔沿主转轴长度方向由上而下依次布置电场活化层、超声波震荡层及紊流混合搅拌层；混合箱内水平固定有下层电极板，混合箱的顶壁水平布置上层电极板，两电极板极性相对以在两者之间的区域形成上述电场活化层；在下层电极板下方设置倾角跌落板，倾角跌落板与下层电极板之间空间构成超声波震荡层；倾角跌落板外形呈由混合箱内壁向主转轴轴线方向下斜延伸的喇叭口状构造，倾角跌落板上布置用于超声波震荡的超声波震板；超声波震荡层进口端连通电场活化层的出口端且位于倾角跌落板的高端处，倾角跌落板低端与主转轴间存有供混合液跌落的间隙，该间隙构成超声波震荡层的出口端；倾角跌落板与混合箱底端内壁之间空间构成上述紊流混合搅拌层；沿主转轴轴线轴对称的设置有至少一对从动转轴；该对从动转轴的顶部轴端均同轴布置从动齿轮，以与主转轴顶部轴端同轴布置的主动齿轮间构成齿轮啮合配合；各从动转轴铅垂向的贯穿电场活化层与超声波震荡层并探入紊流混合搅拌层内，各从动转轴的位于该紊流混合搅拌层的轴端同轴布置至少一组搅拌轮，主转轴的位于该紊流混合搅拌层的轴端同轴布置搅拌叶轮，该搅拌叶轮与上述搅拌轮间转向相反且在铅垂向上分层错开布置；

本设备还包括加压溶气箱，加压溶气箱的箱体内布置用于通入高压风的进风管，箱体的用于连通混合箱出料口的入口端布置用于实现该入口端启闭的入料隔板，入料隔板以拉伸弹簧紧固并抵靠于入口端处以封闭该入口端；拉伸弹簧的弹性回复方向与入料隔板相对入口端的抵压方向同向，以在箱体内压力小于指定值时入料隔板能克服拉伸弹簧回复力，使得入料隔板与入口端间形成供混合液流入的间隙；箱体的出口端连通浮选机，在该出口端处布置用于实现该处启闭的出料隔板，出料隔板以压缩弹簧拉紧并封闭该出口端；压缩弹簧的弹性回复方向与出料隔板相对出口端的抵压方向同向，以在箱体内压力到达指定值时出料隔板能克服压缩弹簧回复力，使得出料隔板与该出口端间形成供箱体内混合液流出的间隙。

每个从动转轴轴端处的搅拌轮均为两组，主转轴轴端处的搅拌叶轮为一组且在铅垂方向上的布置位置处于同一从动转轴上的两组搅拌轮之间区域处，搅拌叶轮与搅拌轮在铅垂向上的投影存在交集。

主动齿轮的齿数大于与之啮合的从动齿轮的齿数且两者齿数为倍数关系。

所述进料口及出料口均与主转轴同轴布置；主转轴在位于进料口的轴身处同轴设置驱动涡轮；用于提供矿浆与药剂的混合液的入料管为两组且沿主转轴的轴线轴对称布置，两入料管的出液方向均指向驱动涡轮的轮叶片处以提供驱动涡轮转动动力。

入料管进口同时连通入料矿浆管及药剂管，入料矿浆管上的与药剂管的连接处呈现口径渐小的缩颈结构；药剂管连通药剂箱，药剂管上设置用于控制该管道启闭的控制阀门。

所述加压溶气箱内还布置有用于辅助调节箱体内压力的冲程隔膜搅拌器，冲程隔膜搅拌器的搅拌区域位于箱体内腔的入口端与出口端之间区域处；冲程隔膜搅拌器包括水平贯穿箱体箱壁的冲程轴，以及驱动该冲程轴作沿杆长方向的直线往复动作的驱动电机；冲程轴的位于箱体内的杆端布置高分子材料隔膜；高分子材料隔膜的膜边固接于由箱体内壁处凸设而出的套筒顶端，高分子材料隔膜的中心与冲程轴杆端固接布置；所述冲程隔膜搅拌器为两个以上且沿箱体箱壁等高度的周向环绕均布。

所述进风管的进风口连接高压风机，出风口呈具备多个出风口的叉状结构，且该出风口在箱体进液完毕后没入箱体的混合液液面以下处；进风管管体铅垂的布置于箱体顶端面并贯穿该顶端面；箱体内还布置用于监测内部压力的压力传感器。

在倾角跌落板上沿混合液行进方向依次设置多圈坎条；在铅垂方向上，各圈坎条共同构成以主转轴轴线为圆心的同心圆结构；每圈坎条上均间隔均布若干超声波震板，相邻圈坎条上的超声波震板间隔工作。

所述混合箱出料口与加压溶气箱入口端间以过渡管路连通彼此，过渡管路上布置用于提供混合液以稳定输出压力的输出泵。

本发明的有益效果在于：

1)、有别于传统采用的单一调浆结构，本发明集电场预处理、超声波清洗、压力调浆及紊流机械调浆于一体，实现了难浮细粒煤泥的深度调浆改质；其可对入浮煤泥起到很好的调质作用，特别适合难浮细粒煤的调浆改质。

与传统的单一调浆结构所带来的诸如混合不均匀或混合效率低下等缺陷相比：一方面，本发明立足于多道集中式处理工序，充分利用了电场活化层、超声波震荡层及紊流混合搅拌层所构成的分层处理工艺，搭配后续的高加压溶气箱结构，最终实现相对混合液的高效混合及处理效果，其处理效率及混合均匀性均可得到显著提升。另一方面，各结构的细化组成中，电场活化层可有效的破坏煤泥表面的双电层和水化膜，活化药剂离子，使药剂易于在煤泥表面铺展和包裹，提高煤粒的疏水性。矿浆经超声波震荡层后，煤粒表面粘附的高灰细泥被剥蚀，疏水性表面暴露出来，气液界面张力降低，水化膜作用变弱，药剂与煤泥的粘附概率增加，提高煤泥的可浮性。紊流混合搅拌层则进一步的有利搅拌空间高剪切环境的形成；尤其是各搅拌叶轮搭配搅拌轮所形成的铅垂向分层搅拌构造，更是提升了该层处液流的高紊流混合效果。加压溶气箱的作用，则在于使得气体在箱体内的溶解度增加，并形成水包气状态。当经由上述加压后的混合液输入至浮选机时，随着外部环境压力降低，溶解的气体便会以微小气泡的形式从矿浆中析出。该种方式析出的微泡具有直径小、分散度高、气液界面大、有选择性地优先在疏水性较高的表面析出等特点。此外的，通过加压溶气箱内独特的进出口设计，在箱体内压力大时自动打开出口端而关闭入口端以泄压排液；而在箱体内压力小于指定值时，自动关闭出口端而打开入口端以重新积蓄压力和填充新的混合液，从而为下次高压时的气溶水及相应泄压操作提供保证。

综上，本发明结构简单而合理，可对入浮煤泥起到很好的调质作用，尤其适合难浮细粒煤的调浆改质需求，其工作效率高而预处理过程快速方便，极为符合目前厂家所需的高效率、便捷化及高混合均匀度的难选细煤的现代化调浆改质需求。

2)、紊流混合搅拌层的组成结构，为本发明的其中一个重点。通过沿主转轴而轴对称布置的两根从动转轴，一方面，在两根从动转轴顶部轴端布置从动齿轮，从而获取主转轴的转动动力，进而保障了从动转轴的随动转动动作。另一方面，通过从动转轴底部轴端处设置的搅动轮，不但保证了对于紊流混合搅拌层的混合液的大面积搅拌能力，同时通过合理布置搅动轮布置高度，利用搅动轮与搅拌叶轮的布置高度差和彼此的反向变速转动动作，从而提升该搅拌层的紊流搅拌效果。尤其是各搅动轮与搅拌叶轮在铅垂向上存在投影交集，换句话说，当混合液经由超声波震荡层下落时，会随之跌入第一层的搅动轮上完成高速混合，并在随后跌落中直接进入第二层的搅拌叶轮上继续相对低速混合，以此多层重复搅拌，其搅拌效果及效率均可得到极大提升。

3)、主动齿轮的齿数大于与之啮合的从动齿轮的齿数且两者齿数为倍数关系，换言之，主驱动齿轮的直径应当大于从动齿轮的直径，且主动齿轮轮缘的齿数则是两个从动齿轮轮缘齿数的n倍且n为整数。考虑到轴对称关系，此处的两从动齿轮的直径必然相同且齿数相等。由此，由齿轮运动的传递性及圆周运动原理知，主转轴带动主动齿轮转动时，两从动齿轮转动方向与主动齿轮的转动方向正好向反。同时，两从动齿轮的转动速度是主动齿轮转动速度的整数倍，因此，从动转轴的转动速度也是主转轴的整数倍，以最终确保与之连接的搅动轮与搅拌叶轮的倍数转动效果。

4)、入料矿浆管上的与药剂管连接处的独特缩颈结构，使得经由该处的矿浆在因缩颈结构而加速后，随之在与药剂管的连通处因口径骤宽而产生喷散效果，从而有利于该处药剂与矿浆的初步均匀混合。双入料管以对称布置形式喷射混合液并冲击驱动涡轮，使驱动涡轮以顺时针或逆时针的方向产生旋转动作，进而实现对于搅拌叶轮乃至旁侧从动转轴的联动动作。经撞击驱动涡轮后而动能明显减小的混合液，慢速进入电场活化层，也保证了不至于因动能过大而对电场活化层各部件产生冲击或过快流过，以保证其电场活化效果，并同步达保证该处相应部件的使用寿命的目的。

5)、加压溶气箱，作为本发明的其中一个重点，其不仅仅是单纯依靠高压风的强制灌入，来搭配入口端及出口端的相应隔板和弹簧，来完成箱体内的压力调节的。换句话说，本发明还通过采用冲程隔膜结构，依靠冲程隔膜搅拌器，来实现箱体内的周期性施压目的。此处的冲程隔膜结构，并非传统意义上的仅作为“确保流场空间处于高紊流环境”的常规用途，而是利用其在狭窄容积下对于该容积的变化调节效果，在冲程轴周期性的推动高分子材料隔膜鼓出时，显然狭窄的箱体内腔容积变小，由进风管灌入的气体强制被压入混合液内以完成水包气充能，并同步使得出料隔板开启，随之完成高压混合液的输出操作。在冲程轴周期性的回缩并拉动高分子材料隔膜回缩时，此时箱体内腔容积增大，相对的箱体内腔压力减小，混合液通过入口端持续灌入的同时，同步的伴随与进风管所输出的空气的相互混合操作，以为上述水包气充能步骤提供前提条件。通过上述步骤，方可在混合液进入浮选机释压时能同步产生大量微泡，最终为后续浮选过程创造良好条件。

6)、考虑到即使进行周期性的箱体内供压和施压释压，也需要一定的监控部件进行相应监控，本发明通过布置压力传感器以完成上述功能。叉状分布的进风管出口，有利于高压风沿上述出口出风的均匀分散性，以进一步的更均匀的进入低压混合液内，并在箱体内高压时完成气液混合步骤。

7)、倾角跌落板上多圈坎条的设计，保证了粗细颗粒在沿坎条行进时，具备不同的翻滚时长，进而使得粗、细颗粒存在了不同的超声波震荡清洗时间。粗颗粒因其颗粒较大，沿坎条行进速度相对较慢，因此受超声波作用时间长，而反之细颗粒受超声波作用时间短。间隔动作的相邻圈超声波震板，则使得每个超声波震板均有相应的停顿修整时间，以延长超声波震板的寿命。

8)、输出泵的设置，避免了混合箱出液压力的起伏性对后续加压溶气箱的影响效果，以进一步的保证加压溶气箱内供液压力的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为主动齿轮与从动齿轮啮合后的俯视示意图；

图3为驱动涡轮的工作状态俯视示意图；

图4为由搅拌叶轮端面处俯视后，搅拌叶轮与搅拌轮的配合状态图；

图5为上层电极板的板面结构仰视示意图；

图6为倾角跌落板的板面俯视示意图。

图示各结构与本发明的部件名称对应关系如下：

10-混合箱20-主转轴21-主动齿轮22-搅拌叶轮

31-下层电极板32-上层电极板40-倾角跌落板41-坎条

50-超声波震板60-从动转轴61-从动齿轮62-搅拌轮

70-箱体71-入料隔板72-拉伸弹簧73-出料隔板

74-压缩弹簧75-冲程隔膜搅拌器

75a-冲程轴75b-驱动电机75c-高分子材料隔膜75d-套筒

76-进风管

80-驱动涡轮90-入料管100-入料矿浆管

110-药剂管111-控制阀门120-药剂箱

130-压力传感器140-过渡管路150-输出泵

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-6，对本发明的具体实施例作以下进一步描述：

1.1主要部件介绍

(1)混合箱

混合箱10的设计是充分考虑入料矿浆的均匀给入和初步混合，以达到每一部分矿浆与药剂均有相同的接触混合概率，从而最终形成具备高混合均匀度的混合液。混合箱10可以是圆筒状或六面体状等，当然也可为其他外形，如图1所示即为方筒状混合箱10。混合箱10内布置若干层的具备不同混合功能的混合结构，以形成由上而下的流道分层混合构造。各层混合结构主要包括：由上层电极板32与下层电极板31所构成的第一层电场活化层；由倾角跌落板40与超声波震板50构成的第二层超声波震荡层；由搅拌叶轮21配合旁侧的搅拌轮61构成的第三层紊流混合搅拌层；并以射流驱动位于主转轴20处的驱动涡轮80转动提供设备源动力，各层间彼此协同配合，以实现相应动作混合功能。

(2)双喷嘴射流驱动系统

该驱动系统以图1及图3中所示的双入料管搭配驱动涡轮构造来体现。上述驱动系统设计在混合箱10的上部位置，包括用于初步混合药剂管110和入料矿浆管100中相应液体的入料管90。两入料管90轴对称的布置在位于主转轴20的驱动涡轮80轴线两侧，且喷嘴均指向驱动涡轮80的叶面处。药剂经由药剂管110输出，并与经由入料矿浆管100的缩颈结构而喷洒出的矿浆间初步混合，再由喷嘴处喷出。图3中的轴对称入料管的双喷嘴构造，以等高度相对的布置形式喷射混合液而冲击驱动涡轮80，使驱动涡轮80以顺时针或逆时针的方向旋转。驱动涡轮80随之带动主动齿轮21及搅拌叶轮22旋转，同时也起到驱动从动转轴60处的从动齿轮61乃至搅拌轮62动作的效果，从而巧妙地将液体的射流动能转化为紊流混合搅拌层内搅拌所需要的机械能。上述结构合理且节能降耗，经由驱动涡轮80撞击后而动能明显减小的混合液，由混合箱10的进料口进入电场活化层，并可依次进行各项后续预处理。

(3)齿轮传动系统

该齿轮传动系统，也即主转轴20与从动转轴60间的动力系统。为便于理解，就图1及图2而言，该齿轮传动系统应当包括主动齿轮21及与之啮合的左从动齿轮及右从动齿轮。主动齿轮21的直径大于左从动齿轮及右从动齿轮的直径，且主动齿轮21轮缘的齿数是左从动齿轮及右从动齿轮轮缘齿数的n倍，且n为整数。左从动齿轮及右从动齿轮的直径相同而齿数相等。由此，由齿轮运动的传递性及圆周运动原理知，主转轴20带动主动齿轮21转动时，左从动齿轮及右从动齿轮转动方向与主动齿轮21的转动方向正好向反，即主动齿轮21以顺时针转动方向时，左从动齿轮及右从动齿轮便以逆时针方向转动；同时，左从动齿轮及右从动齿轮的转动速度是主动齿轮21转动速度的相应倍。由于，主转轴20及各从动转轴60分别与主动齿轮21及从动齿轮61相连，因此，从动转轴60的转动速度自然也是主转轴20的倍数关系。

(4)电场活化层

电场活化层是由上部环形的正极电路板(也即上层电极板32)和下部环形负极电路板(也即下层电极板31)组成。正极电路板和负极电路板都安装在防水的高分子耐磨板中，形成一个从上而下的电场作用区域。正极电路板外形呈圆盘状构造，具体如图6所示，负极电路板构造同理。负极电路板安装时直接贴附于混合箱10的顶壁处，而正极电路板或可参照图1所示的以辐射梁紧固于混合箱10箱壁处，或以悬吊结构等加以固接均可，而不应当直接固定于主转轴20上而加重其运转负担。该电场活化层的布置，可有效的达到破坏煤泥表面的双电层和水化膜的目的，从而活化药剂离子，使得药剂易于在煤泥表面铺展和包裹，最终有利于提高煤粒的疏水性。

(5)超声波震荡层

超声波震荡层具体由超声波发生器、超声波换能器、PLC控制系统及4～6圈超声波震板50所组成。超声波震板50安装在沿倾角跌落板40而环形隆起的坎条41上。隆起的坎条41，保证了对于煤泥的流动阻碍效果。细颗粒煤泥由于自身重量，相对更“轻便”的跨过坎条41而快速行进，粗颗粒煤泥则相对下沉而更难以跨过坎条41，从而也就巧妙的利用粗、细颗粒在倾角跌落板40上的不同停留时间，而使得具备不同的超声波作用时间。为更利于理解，在图1及图5中，我们由外而内的将超声波震板50分为奇数圈(第一圈和第三圈)和偶数圈(第二圈和第四圈)。通过奇数圈和偶数圈间断交替工作，每次工作时间在20分钟，由PLC系统控制，从而通过其交替工作来延长各圈处超声波震板50的使用寿命。为保证从动转轴的穿行，应当在倾角跌落板40上相应开设贯通孔，当然，前述的负极电路板上相应也应当布置贯通结构。矿浆经超声波震荡层后，煤粒表面粘附的高灰细泥被剥蚀，疏水性表面暴露出来；气液界面张力降低，水化膜作用变弱，药剂与煤泥的粘附概率增加，从而进一步的提高了煤泥的可浮性。

(6)紊流混合搅拌层

紊流混合搅拌层主要以搅拌叶轮22与搅拌轮62构成其紊流搅拌单元，从而实现对于混合液的高效紊流搅拌功能。搅拌叶轮22固定在主转轴20上，搅拌轮62设置在从动转轴60上，且搅拌叶轮22与搅拌轮62对于紊流混合搅拌层内混合液的液流层搅拌高度存在差异。搅拌叶轮22与搅拌轮62的转动方向相反，即搅拌叶轮22以顺时针方向转动时，搅拌轮62便以逆时针方向转动。以图1的上下两层搅拌轮搭配中间一层搅拌叶轮的布置结构为例：当混合液由超声波震荡层进入紊流混合搅拌层后，首先进入第一层搅拌轮区域，混合液以高速逆时针方向搅拌混合；其次进入第二层搅拌叶轮区域，混合液再以相对低速的顺时针方向搅拌混合；最后又进入第三层搅拌轮区域，混合液再以高速逆时针方向搅拌混合。上述频繁反向及变速搅拌运动，迫使矿浆在搅拌叶轮22及搅拌轮62之间形成强烈的漩涡，使得进入紊流混合搅拌层中的矿浆及药剂的混合液处在一种极不稳定的紊流流场中，疏水性良好的矿物颗粒与药剂液滴时刻发生着激烈碰撞，显然极其有利于矿物颗粒与药剂的混合接触。

(7)加压溶气箱

混合均匀的药剂和矿浆由泵输送到加压溶气箱中。加压溶气箱包括箱体70，箱体70内布置由高压风系统和分压管构成进风管76以及相应的冲程隔膜搅拌器75等部件。高压风系统与箱体70的上部连接。在箱体70的上部还设计有压力传感器130，PLC控制系统根据压力传感器130的值动态调节进风管76处阀门的开启度。分压管插入矿浆一定的深度，有利于空气溶解在矿浆中。箱体70的入口端和出口端由弹性材料和相应隔板组成。入口端布置入料隔板71并搭配拉伸弹簧72，出口端布置出料隔板73并搭配压缩弹簧74。当冲程隔膜搅拌器75的高分子材料隔膜75c鼓起时，箱体70内压力增大，入口端处的拉紧弹簧72在弹性力和箱体70内压力下收缩，入口端关闭,箱体70内存在的气体在高压下被强制压入混合液中；相应的出口端处的压缩弹簧74被施压，出口端打开，被加压的水包气状态下的混合液被输送到浮选设备。当冲程隔膜搅拌器75的高分子材料隔膜75c收缩时，箱体70内压力减小，入口端处的拉紧弹簧72顶起，入口端打开；出口端的压缩弹簧74回复并使得出料隔板73重新抵紧出口端，出口端关闭，混合液继续经由混合箱10而被输入到加压溶气箱中，重复上述加压溶气操作。

因加压溶气箱的独特工作状态，由加压溶气箱输出的气体呈现高压的水包气状态。当该高压的水包气的混合液输入至浮选机时，由于环境压力的降低，混合液内部溶解的气体便会以微小气泡的形式快速析出。因上述方式处理后析出的微泡具有直径小、分散度高、气液界面大、有选择性地优先在疏水性较高的表面析出等特点，显然极其有利于后续浮选处理过程的快捷化和高效化操作。

Claims (9)

1.一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：本设备包括混合箱(10)，进料口位于混合箱(10)的顶端面处而出料口位于混合箱(10)底端处；混合箱(10)内腔铅垂布置主转轴(20)，混合箱(10)内腔沿主转轴(20)长度方向由上而下依次布置电场活化层、超声波震荡层及紊流混合搅拌层；混合箱(10)内水平固定有下层电极板(31)，混合箱(10)的顶壁水平布置上层电极板(32)，两电极板极性相对以在两者之间的区域形成上述电场活化层；在下层电极板(31)下方设置倾角跌落板(40)，倾角跌落板(40)与下层电极板(31)之间空间构成超声波震荡层；倾角跌落板(40)外形呈由混合箱(10)内壁向主转轴(20)轴线方向下斜延伸的喇叭口状构造，倾角跌落板(40)上布置用于超声波震荡的超声波震板(50)；超声波震荡层进口端连通电场活化层的出口端且位于倾角跌落板(40)的高端处，倾角跌落板(40)低端与主转轴(20)间存有供混合液跌落的间隙，该间隙构成超声波震荡层的出口端；倾角跌落板(40)与混合箱(10)底端内壁之间空间构成上述紊流混合搅拌层；沿主转轴(20)轴线轴对称的设置有至少一对从动转轴(60)；该对从动转轴(60)的顶部轴端均同轴布置从动齿轮(61)，以与主转轴(20)顶部轴端同轴布置的主动齿轮(21)间构成齿轮啮合配合；各从动转轴(60)铅垂向的贯穿电场活化层与超声波震荡层并探入紊流混合搅拌层内，各从动转轴(60)的位于该紊流混合搅拌层的轴端同轴布置至少一组搅拌轮(62)，主转轴(20)的位于该紊流混合搅拌层的轴端同轴布置搅拌叶轮(22)，该搅拌叶轮(22)与上述搅拌轮(62)间转向相反且在铅垂向上分层错开布置；

本设备还包括加压溶气箱，加压溶气箱的箱体(70)内布置用于通入高压风的进风管(76)，箱体(70)的用于连通混合箱(10)出料口的入口端布置用于实现该入口端启闭的入料隔板(71)，入料隔板(71)以拉伸弹簧(72)紧固并抵靠于入口端处以封闭该入口端；拉伸弹簧(72)的弹性回复方向与入料隔板(71)相对入口端的抵压方向同向，以在箱体(70)内压力小于指定值时入料隔板能克服拉伸弹簧(72)回复力，使得入料隔板(71)与入口端间形成供混合液流入的间隙；箱体(70)的出口端连通浮选机，在该出口端处布置用于实现该处启闭的出料隔板(73)，出料隔板(73)以压缩弹簧(74)拉紧并封闭该出口端；压缩弹簧(74)的弹性回复方向与出料隔板(73)相对出口端的抵压方向同向，以在箱体(70)内压力到达指定值时出料隔板能克服压缩弹簧(74)回复力，使得出料隔板(73)与该出口端间形成供箱体(70)内混合液流出的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：每个从动转轴(60)轴端处的搅拌轮(62)均为两组，主转轴(20)轴端处的搅拌叶轮(22)为一组且在铅垂方向上的布置位置处于同一从动转轴(60)上的两组搅拌轮(62)之间区域处，搅拌叶轮(22)与搅拌轮(62)在铅垂向上的投影存在交集。

3.根据权利要求2所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：主动齿轮(21)的齿数大于与之啮合的从动齿轮(61)的齿数且两者齿数为倍数关系。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：所述进料口及出料口均与主转轴(20)同轴布置；主转轴(20)在位于进料口的轴身处同轴设置驱动涡轮(80)；用于提供矿浆与药剂的混合液的入料管(90)为两组且沿主转轴的轴线轴对称布置，两入料管的出液方向均指向驱动涡轮(80)的轮叶片处以提供驱动涡轮(80)转动动力。

5.根据权利要求4所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：入料管(90)进口同时连通入料矿浆管(100)及药剂管(110)，入料矿浆管(100)上的与药剂管(110)的连接处呈现口径渐小的缩颈结构；药剂管(110)连通药剂箱(120)，药剂管(110)上设置用于控制该管道启闭的控制阀门(111)。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：所述加压溶气箱内还布置有用于辅助调节箱体(70)内压力的冲程隔膜搅拌器(75)，冲程隔膜搅拌器(75)的搅拌区域位于箱体(70)内腔的入口端与出口端之间区域处；冲程隔膜搅拌器(75)包括水平贯穿箱体箱壁的冲程轴(75a)，以及驱动该冲程轴(75a)作沿杆长方向的直线往复动作的驱动电机(75b)；冲程轴(75a)的位于箱体(70)内的杆端布置高分子材料隔膜(75c)；高分子材料隔膜(75c)的膜边固接于由箱体(70)内壁处凸设而出的套筒(75d)顶端，高分子材料隔膜(75c)的中心与冲程轴(75a)杆端固接布置；所述冲程隔膜搅拌器(75)为两个以上且沿箱体(70)箱壁等高度的周向环绕均布。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：所述进风管(76)的进风口连接高压风机，出风口呈具备多个出风口的叉状结构，且该出风口在箱体(70)进液完毕后没入箱体(70)的混合液液面以下处；进风管(76)管体铅垂的布置于箱体(70)顶端面并贯穿该顶端面；箱体(70)内还布置用于监测内部压力的压力传感器(130)。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：在倾角跌落板(40)上沿混合液行进方向依次设置多圈坎条(41)；在铅垂方向上，各圈坎条(41)共同构成以主转轴(20)轴线为圆心的同心圆结构；每圈坎条(41)上均间隔均布若干超声波震板(50)，相邻圈坎条(41)上的超声波震板(50)间隔工作。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种用于难选细煤的组合式调浆设备，其特征在于：所述混合箱(10)出料口与加压溶气箱入口端间以过渡管路(140)连通彼此，过渡管路(140)上布置用于提供混合液以稳定输出压力的输出泵(150)。