CN105797444B - 一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机 - Google Patents

一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及煤泥水浓缩澄清领域，具体涉及一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机。本发明至少包括浓缩机机体，还包括用于执行对浓缩机内物料层进行清理的扩散器和高压清淤管路，用于执行对浓缩机内底流进行排出的底流口和用于执行对耙架进行提起的液压提耙装置；底流口包括中心底流口和侧边底流口，中心底流口位于浓缩机底部圆环中心位置，侧边底流口布置于中心底流口圆环的垂直方向和水平方向上；通过液压提耙装置、高压清淤管路和多底流口排料，保证浓缩机内物料层浓度稳定，耙架工作顺畅，杜绝“压耙”现象；本设备还包括驱动搅拌机构和复合溢流堰，分别实现矿浆和药剂的均匀混合及上层澄清液的及时排除，具有能耗低，维修量低，药耗低的特点。

Description

一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机
技术领域
本发明涉及煤泥水浓缩澄清领域，具体涉及一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机。
背景技术
浓缩机是利用煤泥水中固体颗粒絮凝沉降来完成对煤泥水连续浓缩的设备。它的实质是由一个供煤泥水沉淀的池体和一个将沉淀物收集到排出口的运输耙联合组成的。它的生产过程是连续的，煤泥水从池体上方中部给入，澄清后的溢流水从池体周边流入溢流水槽，沉淀后的产物(底流)从池体锥底中央的排料口用泵抽出。同时，在运输耙将沉淀物沿池底向中心富集的过程中，还产生挤压作用，从而使沉淀物的水分得到进一步的排除；浓缩机从传动特点来分，可分为中心传动式和周边传动式两种；从结构特点来分可分为普通浓缩机和高效浓缩机两种，高效浓缩机是将煤泥水入料直接给入浓缩机机体中下部的浓缩物层，缩短了煤泥沉降的距离，有助于煤泥颗粒的沉降，增加了煤泥进入溢流的阻力，提高了沉降效果，故称其为高效浓缩机，如埃姆科(EimcO-BSP)高效浓缩机、国产高效浓缩机等。近年来浓缩机的研究热点关注在，如何保证浓缩机耙架工作稳定，避免浓缩机耙架被高浓度物料“压耙”？如何确保药剂和煤泥水充分混合均匀又保证浓缩机机体内紊流程度较小？此外，对浓缩机溢流堰的研究尚有不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，设置液压提耙装置、高压清淤管路和多底流口排料，保证浓缩机内物料层浓度稳定，耙架工作顺畅，杜绝“压耙”现象；利用矿浆输送的能量驱动搅拌机构旋转而达到药剂与矿浆均匀混合，同时设置复合溢流堰，上层澄清溢流液可以通过多个溢流堰排出，从而降低浓缩机机体内矿浆的水平流运动速度，提高煤泥的沉降概率和减少浓缩机机体内紊流程度。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机，至少包括浓缩机机体，其特征在于：本设备还包括用于执行对浓缩机内物料层进行清理的扩散器和高压清淤管路，用于执行对浓缩机内底流进行排出的底流口和用于执行对耙架进行提起的液压提耙装置；所述扩散器设置在驱动搅拌机构的外壳体的底部，扩散器的喷嘴出口方向平行于水平面，呈现向四周扩散布置方式，在喷嘴中布置了压力传感装置，压力传感装置测得的值由外壳体上部的压力显示仪表显示；所述高压清淤管路通过分叉连接入料的主管道，高压清淤管路上设置阀门；所述底流口，包括中心底流口和侧边底流口，中心底流口位于浓缩机底部圆环中心位置，侧边底流口布置于中心底流口圆环的垂直方向和水平方向上；所述液压提耙装置和其动力源的驱动电机安装在桥架上，桥架与浓缩机机体中心上部的回转支撑连接，液压提耙装置通过液压连杆与耙架相连。
所述驱动搅拌机构悬设于浓缩机机体液面中心上方处，驱动搅拌机构的外壳体从上而下呈现口径逐渐增大的喇叭口状构造；所述外壳体内同轴布置轴线铅垂的转轴，转轴的下段轴身处同轴套设有导流搅拌叶轮，转轴的上段处同轴固定驱动涡轮；在外壳体的外周壁处贯穿布置有用于入料的主管道，所述主管道的出料方向指向驱动涡轮的轮叶片处；本设备还包括用于转轴降速转动的减速机。
所述入料的主管道上设置有压力表，入料的主管道分叉连接高压清淤管路和矿浆管路；所述矿浆管路与药剂管路连接，药剂管路和矿浆管路的连接点位于矿浆管路的水平分段，药剂管路插入矿浆管路的水平分段轴线深度，药剂出口方向与矿浆行进方向相反；所述矿浆管路的垂直分段上设置管道混合器，以矿浆运动方向为顺序，管道混合器设置点位于加药点的后方。
本设备还包括用于执行对浓缩机溢流进行排出的溢流堰，所述溢流堰包括沿机体四周布置的环形溢流堰和沿机体内部环形布置的复合溢流堰，四周的环形溢流堰和复合溢流堰间通过溢流汇集槽连通；所述复合溢流堰靠近浓缩机中心一侧设置充气调节升浮挡板，复合溢流堰的下部通过固接的方式设置倾斜沉降板，倾斜沉降板通过支架与浓缩机机体侧壁支撑。
所述复合溢流堰至少包括一道复合溢流堰、二道复合溢流堰、一道充气调节升浮挡板和二道充气调节升浮挡板。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明在基于传统高效浓缩机的基础上，设计了独特的防“压耙”工作机制和结构部件；驱动搅拌机构的外壳体底部设置扩散器，有利于矿浆从外壳体涌出时沿四周方向均匀分散在浓缩机机体内，为后续的沉降澄清和侧边底流口排料提供良好的环境；底流口包括中心底流口和侧边底流口，可以及时连续的将高浓度物料输送出浓缩机，避免浓缩机内固体物料的集聚，保证浓缩机的有效工作容积，另外侧边底流口也缩短了耙架刮送周边底流物料的运输距离，有利于保证浓缩机内稳定的流场；此外，浓缩机工作时，浓缩机机体内的浓缩物层的浓度是很难实时监测的，本设备在扩散器的喷嘴中布置了压力传感装置，当浓缩物层浓度升高，压力传感装置压力升高，有利于工程技术人员快速及时的了解浓缩机内床层的变化，并采取措施；当浓缩机的耙架出现“压耙”现象，液压提耙装置快速提起耙架，避免耙架被“压死”，当单一的液压提耙作业已经无法提起耙架时，高压清淤管路开始输送高扬程的水流，高压水从扩散器的喷嘴射流出，冲击耙架上方的物料层，降低物料层的浓度，协助提耙作业的完成。
2)、驱动搅拌机构是本设备的一个重点结构部件，以独特的喷射驱动搅拌器为搅拌机构，利用矿浆入料主管道矿浆的驱动力驱动转轴上的驱动涡轮转动，进而驱动转轴和转轴下端的导流搅拌叶轮转动，矿浆和药剂在驱动涡轮和导流搅拌叶轮的共同作用下，混合均匀，该设计将矿浆输送过程中的能量，转变为药剂混合搅拌的机械能，既实现药剂的分散和混合，又降低了能耗，具有维修量低，药耗低的特点；同时，消耗矿浆的多余动能，降低入料对浓缩机机体稳流流场的影响；此外，转轴还连接减速机，以确保驱动搅拌结构在符合药剂混合搅拌要求的情况下，以低转速运转，减少对浓缩机机体稳流流场的影响，外壳体的喇叭口设计的作用是将水平运动的矿浆，逐步引导成垂直运动。
3)、管路，在入料的主管道上设置有压力表，在一定程度上可以反应浓缩机内床层的变化，当压力逐渐升高，说明浓缩物层的浓度在升高；压力主管道分叉连接高压清淤管路和矿浆管路。矿浆管路与药剂管路连接，连接点位于矿浆管路的水平分段，药剂管路插入矿浆管路的水平分段轴线深度，药剂出口方向与矿浆行进方向相反，有利于药剂和矿浆的混合；为了进一步实现药剂的混合，在加药点的后方，位于矿浆管路中垂直分段上设置管道混合器。
4)、复合溢流堰是本设备的另一个重点结构部件，复合溢流堰与中心的驱动搅拌机构间的上升溢流水，从复合溢流堰排出；复合溢流堰还包括充气调节升浮挡板，用于灵活调节复合溢流堰的处理量，当溢流水澄清度较高，可以降低充气调节升浮挡板内的气压，提高溢流排出量，当溢流水澄清度较低，可以升高充气调节升浮挡板内的气压，降低溢流排出量；设置复合溢流堰可以将符合要求的澄清溢流水及时排出浓缩机，降低浓缩机机体内水平流的运动速度，入料矿浆从入料位置运动到溢流堰需要更长的时间，矿浆中的颗粒有更长的时间沉降进入底流中；在复合溢流堰的下部以固接的方式设置倾斜沉降板，倾斜沉降板以一定的倾斜角度安装，相对直立安装，沉淀面积增大，颗粒沉降距离缩短，为上升的溢流水做最后的澄清沉降处理，保证溢流水澄清度；四周环形溢流堰和复合溢流堰联合作业，具有提高浓缩机处理效率和溢流水澄清度的效果。
附图说明
图1为本发明的正面示意图；
图2为图1的I部分局部放大图；
图3为图1结构中，驱动搅拌机构下部扩散器俯视示意图；
图4为图1结构中，四周的环形溢流堰和内部的复合溢流堰位置和结构示意图；
图示各结构与本发明的部件名称对应关系如下：
10-浓缩机机体 11-缩机机体侧壁 12A-中心底流口 12B-侧边底流口
20-溢流堰 21-环形溢流堰 22-复合溢流堰 22A-一道复合溢流堰
22B-二道复合溢流堰 23-充气调节升浮挡板 23A-一道充气调节升浮挡板
23B-二道充气调节升浮挡板 24-倾斜沉降板 25-支架
30-驱动搅拌机构 31-外壳体 32-减速机 33-驱动涡轮
34-转轴 35-导流搅拌叶轮 36-扩散器 36A-喷嘴
36B-压力传感装置 37-压力显示仪表
40-主管道 40A-压力表 41-高压清淤管路
41A-阀门 42-矿浆管路 43-药剂管路 44-管道混合器
50-液压提耙装置 50A-驱动电机 51-桥架
52-回转支撑 53-液压连杆 54-耙架
具体实施方式
为便于理解，此处结合图1-4，对本发明的具体实施例作以下进一步描述：
本发明的具体组成部分，分为几大模块，包括：浓缩机机体10、入料管路驱动搅拌机构30、溢流堰20和液压提耙装置50。下面逐一加以描述：
1、浓缩机机体
浓缩机机体是浓缩机的基本构造，为煤泥水的絮凝沉降和澄清提供足够的容积,其中底流口(12)用于高浓度沉降物的排出，包括中心底流口(12A)和侧边底流口(12B)，中心底流口(12A)位于浓缩机底部圆环中心位置，侧边底流口(12B)布置于中心底流口圆环的垂直方向和水平方向上,总共布置4个，浓缩机机体侧壁(11)至侧边底流口(12B)的高浓度沉降物由侧边底流口(12B)排出；侧边底流口(12B)至中心底流口(12A)间的高浓度沉降物由中心底流口(12A)排出，通过上述排料方式，便于物料快速排出浓缩机，防止高浓度沉降物的集聚，避免耙架出现“压耙”现象。
2、入料管路
矿浆通过矿浆管路42输送，在矿浆输送的管路上先后设置了药剂管路43和管道混合器44；药剂管路43插入矿浆管路42的水平分段轴线深度，药剂出口方向与矿浆行进方向相反，实现药剂的给入及与矿浆的初步混合；随后在矿浆管路42的垂直分段上设置管道混合器44，是为了进一步实现药剂的初步混合，之所以在垂直分段上设置管道混合器是因为此方式布置比在水平分段上布置产生的流体紊流程度更高，混合效果更好。
高压清淤管路41是一组应急和备用管路，在正常生产时，此管路的阀门是关闭的，当主管道40上的压力表40A显数逐渐增大、外壳体31上部的压力显示仪表37显数逐渐增大，工程技术人员根据现场判断浓缩机的耙架出现“压耙”现象，而单一的液压提耙作业已经无法提起耙架54时，高压清淤管路41开始动作，利用该管路输送高扬程水流，高压水从扩散器36的喷嘴36A射流出，冲击耙架54上方的物料层，降低物料层的浓度，协助提耙作业的完成。
3、驱动搅拌机构
矿浆带着初步分散的药剂从入料的主管道40进入浓缩机的中心入料口，如何进一步的实现药剂和矿浆的均匀混合，同时降低入料过程对浓缩机内稳定流场的影响，是驱动搅拌机构30设置的目的。利用矿浆入料的主管道40内矿浆的驱动力驱动转轴34上的驱动涡轮33转动，进而驱动转轴34和转轴下端的导流搅拌叶轮35转动，矿浆和药剂在驱动涡轮33和导流搅拌叶轮35的共同搅拌作用下，混合均匀，该设计将矿浆输送过程中的能量，转变为药剂混合搅拌的机械能，既实现药剂的分散和混合，又降低了能耗，具有维修量低，药耗低的特点；同时，消耗矿浆的多余动能，降低入料对浓缩机机体内稳定流场的影响；此外，在转轴34还连接减速机32，以确保驱动搅拌结构30在符合药剂混合搅拌要求的情况下，以低转速运转，减少对稳定流场的影响。外壳体31的喇叭口设计的作用是将水平运动的矿浆，逐步引导成垂直运动，外壳体底部设置扩散器36，有利于矿浆涌出时沿四周方向均匀分散在浓缩机机体内，为后续的沉降澄清提供良好的环境。另外，浓缩机工作时，浓缩机机体内的浓缩物层的浓度是很难实时监测的，本设备在扩散器36的喷嘴36A中布置了压力传感装置36B，当浓缩物层浓度升高，压力传感装置36B压力升高，便于工程技术人员快速及时的了解浓缩机内床层的变化，并采取措施。
4、液压提耙装置
液压提耙装置50的作用是当耙架54出现“压耙”现象时，快速提起耙架，避免耙架被“压死”，造成生产事故，导致全厂停产；本产品设置了“压耙”预警信号反馈，如压力传感装置36B和压力表40A，防止“压耙”现象的产生；在“压耙”现象产生后，液压提耙装置50和高压清淤管路41配合工作，可以迅速解决“压耙”现象，恢复正常生产。
综上，本发明的结构及工作机制充分考虑煤泥水絮凝沉降的工艺特征，浓缩机机体内流场稳定，煤泥絮凝沉降效果好，溢流水澄清度高，药剂消耗量低，预防和快速解决耙架“压耙”现象。整个浓缩作业比传统的浓缩沉降设备更加节约药剂，具有更高的浓缩效率，工作更加可靠稳定，生产成本降低也极为明显。

Claims (4)

1.一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机，至少包括浓缩机机体(10)，其特征在于：本设备还包括用于执行对浓缩机内物料层进行清理的扩散器(36)和高压清淤管路(41)，用于执行对浓缩机内底流进行排出的底流口(12)和用于执行对耙架(54)进行提起的液压提耙装置(50)；所述扩散器(36)设置在驱动搅拌机构(30)的外壳体(31)的底部，扩散器(36)的喷嘴(36A)出口方向平行于水平面，呈现向四周扩散布置方式，在喷嘴(36A)中布置了压力传感装置(36B)，压力传感装置(36B)测得的值由外壳体(31)上部的压力显示仪表(37)显示；所述高压清淤管路(41)通过分叉连接入料的主管道(40)，高压清淤管路(41)上设置阀门(41A)；所述底流口(12)，包括中心底流口(12A)和侧边底流口(12B)，中心底流口(12A)位于浓缩机底部圆环中心位置，侧边底流口(12B)布置于中心底流口(12A)圆环的垂直方向和水平方向上；所述液压提耙装置(50)和其动力源的驱动电机(50A)安装在桥架(51)上，桥架(51)与浓缩机机体(10)中心上部的回转支撑(52)连接，液压提耙装置(50)通过液压连杆(53)与耙架(54)相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机，其特征在于：所述驱动搅拌机构(30)悬设于浓缩机机体(10)液面中心上方处，驱动搅拌机构(30)的外壳体(31)从上而下呈现口径逐渐增大的喇叭口状构造；所述外壳体(31)内同轴布置轴线铅垂的转轴(34)，转轴(34)的下段轴身处同轴套设有导流搅拌叶轮(35)，转轴(34)的上段处同轴固定驱动涡轮(33)；在外壳体(31)的外周壁处贯穿布置有用于入料的主管道(40)，所述主管道(40)的出料方向指向驱动涡轮(33)的轮叶片处；本设备还包括用于转轴(34)降速转动的减速机(32)。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机，其特征在于：所述入料的主管道(40)上设置有压力表(40A)，入料的主管道(40)分叉连接高压清淤管路(41)和矿浆管路(42)；所述矿浆管路(42)与药剂管路(43)连接，药剂管路(43)和矿浆管路(42)的连接点位于矿浆管路(42)的水平分段，药剂管路(43)插入矿浆管路(42)的水平分段轴线深度，药剂出口方向与矿浆行进方向相反；所述矿浆管路(42)的垂直分段上设置管道混合器(44)，以矿浆运动方向为顺序，管道混合器(44)设置点位于加药点的后方。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机，其特征在于：本设备还包括用于执行对浓缩机溢流进行排出的溢流堰(20)，所述溢流堰(20)包括沿机体四周布置的环形溢流堰(21)和沿机体内部环形布置的复合溢流堰(22)，四周的环形溢流堰(21)和复合溢流堰(22)间通过溢流汇集槽(26)连通；所述复合溢流堰(22)靠近浓缩机中心一侧设置充气调节升浮挡板(23)，复合溢流堰(22)的下部通过固接的方式设置倾斜沉降板(24)，倾斜沉降板(24)通过支架(25)与浓缩机机体侧壁(11)支撑；所述复合溢流堰(22)至少包括一道复合溢流堰(22A)、二道复合溢流堰(22B)、一道充气调节升浮挡板(23A)和二道充气调节升浮挡板(23B)。
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