CN105921272A - 一种全自动磁悬浮精选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动磁悬浮精选机，其为一种带有控制系统的全自动磁悬浮精选机，其主要由给矿筒(1)、溢流槽(2)、主机(3)、防护罩(4)和控制系统组成。通过给料管(5)将矿浆给入设备，通过给水管(39)将水给入设备。水沿切向进入选别筒(28)，并旋转上升。矿浆进入到设备后，通过控制系统的检测模块、数据整理模块、反馈模块、执行模块和电源模块共同配合，实现了设备的全自动控制分选。结合反向打散磁场和内筒(30)的作用以及电磁辅助磁系(57)或永磁辅助磁系(58)的作用达到了提升分选效果，降低设备耗水量，实现设备大型化的目的。最终实现设备提高分选效果、处理量、降低用水量提升自动化程度的目的。

Description

一种全自动磁悬浮精选机

技术领域

本发明属于磁性分离技术领域，具体涉及一种全自动磁悬浮精选机，其属于新型智能电磁分离设备。

背景技术

随着铁矿市场的过剩和近一段时间甚至长期低迷的铁矿走势。对于各大选矿厂来说，改善选矿工艺，降低铁精粉的生产成本成为亟待解决的问题。

对于降低铁精粉生产成本目前可以通过开采高品位原矿或改善选矿工艺来实现。由于国内矿山普遍贫矿，富矿极少。对于国内绝大部分选厂而言开采高品位原矿这一途径几乎是不能实现的。所以只能通过提升选矿工艺来降低铁精粉的生产成本。而选矿工艺又可通过“多碎少磨”或“少磨多选”等途径来进行改善，达到降低生产成本的目的。

对于普通湿式筒式磁选机其主要靠磁力来进行分选，磁场强度高。对于精矿的再精选而言难以同时保证高品位和高精矿回收率，最终为保证高精矿回收率不得不舍弃品位提升幅度。对于脱泥槽而言采用永磁体和水共同分选脱泥，只能保证脱去泥，不能去除夹杂的贫连生体，所以品位提升有限。磁选柱可以同时保证高提品幅度和高回收率，但是却有处理量低的缺点，难以实现大型化和大处理量。淘洗磁选机、品位提升机、螺旋柱等产品虽然都克服了以上缺点，但是耗水量大。并且这些设备自动化水平很低需要大量的人力去维护调节，增大了铁精粉的成本。

综上所述，实现提升选矿工艺，降低铁精粉的生产成本急需一种品位提升幅度高、回收率高、单位设备质量处理量巨大、耗水量很小、自动化程度高的大型品位提升设备来担当选矿工艺中少磨多选的职责。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人经过多次设计和研究，提出了一种全自动磁悬浮精选机，其为一种带有控制系统的全自动磁悬浮精选机及磁选方法，其用于选矿厂对磁性矿进行分选，具有提品幅度高、回收率高、处理量大、用水量低、自动化程度高等优点。

依据本发明的第一技术方案，提供一种全自动磁悬浮精选机，其为带有控制系统的全自动磁悬浮精选机，其由带有安装法兰17的给矿筒1、采用全封闭外壳23的溢流槽2、带选别筒法兰35的主机3、防护罩4组成；给矿筒1包括顶部设置的带气孔的给矿筒盖11、带有盲法兰18的给料管5、带有长方形出料口16的输矿管15、过滤网20、可拆卸的给矿筒支撑板13、带吊耳12的物料缓冲筒14；在溢流槽2的全封闭外壳23上设置了维修窗26；维修窗26设置在溢流槽2内部安装有第一压力传感器6的对应位置处。

优选地，所述全自动磁悬浮精选机进一步包括控制系统。控制系统由检测模块、数据整理模块、反馈模块、执行模块和电源模块组成。检测模块进行数据检测；数据整理模块进行数据处理和发出执行命令；反馈模块用于为数据整理模块反馈调节结果，为数据整理模块进行数据修正提供数据；执行模块用于执行数据整理模块发出的命令数据；电源模块为设备工作提供稳定的电源。检测模块包括第一压力传感器6、第二压力传感器9和流量计8，分别用于检测溢流槽2的尾矿压力、沉积管33内的精矿压力和给水流量数据。

数据整理模块包括控制柜59和分析控制组件。数据整理模块每隔时间δt对检测模块的检测数据进行一次采样；并对前n次相邻采样数据做平均得到数据均值A作为检测数据参考值；当采样总次数小于n时对所有已采数据作平均，n为正整数。当采样次数大于n时，从最新一次数据开始到前n次数据进行平均得到数据平均值。控制柜59人机交换界面采用触摸屏61与备用操作按钮62两种方式共同存在的形式，且可以进行自动和手动互相切换控制。

反馈模块包括第一电动阀门7和第二电动阀门10内部的开度传感器、第一压力传感器6和第二压力传感器9；为数据整理模块进行数据修正分别提供阀门开度和压力数据。执行模块包括第一电动阀门7、第二电动阀门10、多线圈磁系31，用于执行整理模块发出的调控命令。电源模块包括隔离稳压器60，用于隔离工业电避免工业电波动对设备运行产生影响。

进一步地，所述多线圈磁系31包括上部线圈52、脉动线圈组55和下部线圈41；上部线圈52和下部线圈41产生持续不间断的磁场。脉动线圈组55由多个线圈组成，每个线圈均可独立产生单向脉动磁场和双向脉动磁场。单向脉动磁场磁场方向不发生变化，磁场大小按一定周期发生变化；双向脉动磁场方向和大小按一定周期均发生变化。脉动线圈组55自上而下依次产生单向脉动磁场，形成自上而下行走的下行磁场；下行磁场运行一定时间后脉动线圈组55自下而上依次产生双向脉动磁场形成自下而上行走的反向打散磁场。下行磁场和反向打散磁场可以由单个线圈依次单独产生，也可以由多个线圈组合成线圈组之后，依次为线圈组进行励磁产生。

其中，给水管39进水口处设置有第一电动阀门7和流量计8。流量计8入口处配有配对法兰40；流量计8安装在第一电动阀门7的进水方向一侧。内筒支撑架37具有不阻碍流体环周旋转流动的结构和外形特性。吊耳25均设置在溢流槽2斜面的上侧面，且靠溢流管21一侧的吊耳侧边与溢流槽内筒外壁连接，另一侧的吊耳侧边与溢流槽2外壳内壁连接。

依据本发明的第二方案，提供一种使用上述全自动磁悬浮精选机的磁选方法，其包括以下步骤：

第一步，维持第二电动阀门10处于打开状态，开启第一电动阀门7至初始设定值；对选别筒28内进行注水；

第二步，当选别筒28内的水液面达到溢流槽2，且经过溢流槽2上安装的液面水平调整装置24发生溢流后，上部线圈52、脉动线圈组55、下部线圈41开始励磁；

第三步，通过给矿筒1对选别筒28注入矿浆，磁性颗粒在磁场作用下团聚成磁链向下沉积形成精矿排除，杂质随上升水流向上运动至溢流槽2形成尾矿排出，设备开始进行分选。

其中，针对精矿品位偏低，需要提高精矿品位的调控方法为：关小第二电动阀门10，开大第一电动阀门7，降低下行磁场的磁场强度和行走速度，缩短反向打散磁场的周期，提高反向打散磁场的磁场强度和行走速度，降低上部持续磁场的磁场强度；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终使精矿品位达到合格；上述各执行点可以单独或多个搭配执行；降低精矿品位的调控方式与上述调控方式相反。

针对精矿浓度偏低，需要提升精矿浓度的调控方法为：关小第二电动阀门10，依据浓度变化程度开大或者关小第一电动阀门7，缩短下行磁场的运行周期，提高下行磁场的行走速度，提高下部持续磁场的磁场强度，降低反向打散磁场的行走速度；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终使精矿浓度达到合格。上述各执行点可以单独或多个搭配执行；降低精矿浓度的调控方式与上述调控方式相反。

针对尾矿品位偏高，需要降低尾矿品位的调控方式为：关小第一电动阀门7，缩短下行磁场的运行周期，提高下行磁场的行走速度，提高下行磁场的磁场强度，缩短反向打散磁场的运行周期，提高反向打散磁场的行走速度，提高上部持续磁场的磁场强度；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终使尾矿品位达到合格；上述各执行点可以单独或多个搭配执行；提高尾矿品位的调控方式与上述调控方式相反。

针对精矿品位、精矿浓度、尾矿品位之间的交叉不达标问题的调控方式为：先按照单独问题分析得到所需的各执行单元的最佳执行量，然后对交叉问题的各项的单独调节量之间做加权折中，得到最终执行模块的最佳执行数据；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终解决问题；上述各点调节点可以单独或多个搭配执行。

本发明公开的全自动磁悬浮精选机及磁选方法的优势在于，其解决湿式筒式磁选机、脱泥槽对于磁铁矿精矿品位提升效果不明显；磁选柱处理量低难以实现大型化大处理量；淘洗磁选机、品位提升机、螺旋柱耗水量大且处理量受分选筒直径影响大；常规设备自动化程度低的问题。进一步地，本发明结构简单、设计合理，填补了此类磁悬浮精选机空白，值得广泛的推广应用。

附图说明

图1为依据本发明的全自动磁悬浮精选机的示意图。

图2为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的给矿筒示意图。

图3为依据发明全自动磁悬浮精选机中的溢流槽示意图。

图4为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的主机示意图。

图5为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的多线圈磁系下部线圈示意图。

图6为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的防护罩示意图。

图7为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的水道示意图。

图8为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的环形隔板式水道示意图。

图9为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的磁场示意图。

图10为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的电磁辅助磁系示意图。

图11为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的永磁辅助磁系示意图。

图12-1为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的单向脉动磁场工作方式示意图。

图12-2为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的双向脉动磁场工作方式示意图。

图13-1为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的控制柜示意图。

图13-2为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的隔离稳压器示意图。

图14为依据本发明全自动磁悬浮精选机中的各控制模块工作示意图。

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的一部分实施例，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。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

本发明的全自动磁悬浮精选机主要由带有安装法兰17的给矿筒1、采用全封闭外壳23的溢流槽2、带安装法兰35的主机3、防护罩4及控制系统组成，所述给矿筒1由顶部设置的带气孔的给矿筒盖11、带有盲法兰18的给料管5、带有长方形出料口16的输矿管15、过滤网20、可拆卸的给矿筒支撑板13、带吊耳12的物料缓冲筒14组成；其中，溢流槽2在全封闭外壳23上设置了维修窗26。主机3内设置有多线圈磁系31、带法兰36的外壳29、具有分压功能的水道32、同轴设置的圆柱形内筒30；所述防护罩4位于水道32下部，设置有安装法兰47；水道32由分压环50、导流管49、给水管39构成；内筒30由内筒支撑架37固定于选别筒28上。

具体地，所述全自动磁悬浮精选机包括控制系统。控制系统由检测模块、数据整理模块、反馈模块、执行模块和电源模块组成。主机3内与选别筒28同轴设置内筒30，内筒30位于给料筒1的输矿管15下部，通过内筒支撑架37固定于选别筒28内壁。为增加选别筒28内的磁场均匀度，内筒30内可以增加设置电磁辅助磁系57或者永磁辅助磁系58或者电磁永磁混合磁系。检测模块进行数据检测；数据整理模块进行数据处理和发出执行命令；反馈模块用于为数据整理模块反馈调节结果，为数据整理模块进行数据修正提供数据；执行模块用于执行数据整理模块发出的命令数据；电源模块为设备工作提供稳定的电源。

进一步地，给矿筒盖11带有安装孔，安装在物料缓冲筒14的安装法兰17上；溢流槽2上设置有吊耳25，给矿筒支撑板13与溢流槽2的搭接处设置有凹形卡槽19。维修窗26设置在溢流槽2内部安装第一压力传感器6的对应位置处。

此外，溢流槽2的溢流管21上安装有配对法兰22；给料管5的轴线位于物料缓冲筒14的中垂面上且垂直于物料缓冲筒14的轴线；输矿管15上的长方形出料口16沿输矿管15环周均布，且位于输矿管15的最下端。过滤网20由耐磨材料制成，可以阻挡6mm以上的大颗粒物料。第一压力传感器6安装在与溢流槽2内部连通的安装管27上。

多线圈磁系31，其位于水道32下方的下部线圈41采用灌胶固化工艺加工；外壳29上设置有接线盒38，并通过法兰36安装在选别筒法兰35上。安装管27与溢流槽2轴向在垂直方向上有一定夹角θ，且夹角不大于45°；吊耳25共2个，一个位于溢流管21一侧，另一个位于对面的一侧；水道32下方的下部线圈41一侧设置有集线盒45，外部设置防护罩4来进行防护；接线盒38下部采用倒角结构；分压环50外侧接有给水管39。

进一步地，防护罩4由骨架48、蒙皮46和安装法兰47组成。给矿筒盖11带有透气孔。给矿筒支撑板13通过螺栓与物料缓冲筒14连接在一起。优选地，滤网20直径比输矿管15大，不能掉入输矿管15。

更优选地，导流管49沿选别筒28外侧的切线方向，数量大于3个、环周均布。给水管39进水口处设置有第一电动阀门7和流量计8。内筒支撑架37具有不阻碍流体环周旋转流动的结构和外形特性。吊耳25均设置在溢流槽2斜面的上侧面，且靠溢流管21一侧的吊耳侧边与溢流槽内筒外壁连接，另一侧的吊耳侧边与溢流槽2外壳内壁连接。流量计8入口处配有配对法兰40。另外地，流量计8安装在第一电动阀门7的进水方向一侧。分压环50通过导流管49与选别筒的出水口42连通。内筒支撑架37采用圆形截面结构，分为上下两层，每层3个环周均布。此外所述内筒支撑架37不仅仅限于权利要求中所述的截面形状、结构和分布方式，也可采用其它具有不阻碍流体环周旋转流动的结构和外形特征。

本发明所述控制系统由检测模块、数据整理模块、执行模块、反馈模块和电源模块组成。为使设备分选工况发生变化时，设备可以自动调节。检测模块为数据整理模块提供精矿与尾矿数据，数据整理模块对数据进行处理并形成执行命令。执行模块接收数据整理模块的执行命令并进行相应执行操作进行自动调控。经一次调控后，反馈模块将调控后的分选信息反馈给数据整理模块。数据整理模块依据反馈值形成数据修正参数再次对执行模块进行数据修正指令。经过多次反馈和调节之后最终使分选指标达到合格。

进一步的，本发明所述多线圈磁系31由上部线圈52、下部线圈41和脉动线圈组55组成。上部线圈52和下部线圈41分别产生上部持续磁场53和下部持续磁场56。脉动线圈组55产生下行磁场和反向打散磁场。上部持续磁场53用于捕捉被上升水流冲出选别筒28并即将进入溢流槽2的高品位精矿，防止高品位磁性颗粒进入尾矿。下部持续磁场56用于促进沉积管33内精矿的团聚提高精矿沉积速度，调节精矿浓度。下行磁场用于使进入到选别筒28的磁性颗粒形成磁链，反向打散磁场用于打散磁链释放夹杂在磁链中的杂质。使用磁场力来打散磁链来取代通过磁场有无和单纯依靠水来冲散磁链的方式可以使设备更加省水，对磁链的打散效果更彻底，分选效果更好。

结合附图说明如下：本发明的全自动磁悬浮精选机包括给矿筒1、溢流槽2、主机3、防护罩4、第一电动阀门7和第二电动阀门10、第一压力传感器6、第二压力传感器9。给矿筒1上部是带有给料管5、过滤网20、给矿筒盖11的物料缓冲筒14。使用时根据选厂条件可以选择将矿浆由给料管5直接给入或者从给矿筒盖11上开入料孔由给矿筒1上部给入。给矿筒1安装于溢流槽2上，其安装方向可以轴向360°转动，方便客户现场能够从设备顶部环轴任意一个方向给料，降低设备的安装难度。给矿筒1包括给矿筒支撑板13、给矿筒盖11、物料缓冲筒14、过滤网20、给料管5、输矿管15；给矿筒支撑板13通过螺栓和法兰与物料缓冲筒14连接，方便拆卸。给矿筒支撑板13上设置有卡槽19，卡槽19卡入溢流槽2的全封闭外壳23顶部的沿上。卡槽19可以限定给矿筒1的安装位置，达到精确安装的目的。圆筒形物料缓冲筒14内设置有过滤网20，过滤网20用来阻挡给入的物料中含有的6mm以上的大块物体，防止大块物料落入设备阻塞精矿管34底部排矿管道或卡住第二电动阀门10。物料缓冲筒14上部设置有带气孔的给矿筒盖11，用于防止物料从此处飞溅出设备外部。现场客户若选择从设备顶部给料，则可在给矿筒盖11上开孔将管道直接插入给料。给料管5上设置有盲法兰18，现场若通过给料管5给料则可以在盲法兰18上开孔与现场输料管道焊接，若客户现场有条件车制法兰可选择直接通过法兰在此处用螺栓安装。若客户能力有限，无加工和购买法兰能力，也不具有在盲法兰上开孔焊接管道的能力。则可通过设备顶部物料缓冲筒14顶部的给矿筒盖11给矿，盲法兰18此时又起到堵矿的作用防止矿浆从给料管5流出。

输矿管15是一个连接在物料缓冲筒14底部，向下插入设备内部的管道。在管道底部封口，底端管侧面均布有长条状出料口16，可以使物料从此处向四周均匀进入到设备中。溢流槽2安装于主机3上部。溢流槽2主要起到排出尾矿的作用，并通过安装在溢流槽2内部的第一压力传感器6向控制系统提供尾矿数据。溢流槽2也可以采用中国专利申请专利号为201220151578.3的所说明的技术安装于选别筒28上部的选别筒法兰35上，溢流槽2安装有专利号201120190904.7的专利涉及到的液面水平调整装置24用来调节设备的液面水平。溢流槽2设置有全封闭外壳23将溢流槽2整体包裹，并将第一压力传感器6包入壳内。在第一压力传感器6对应位置开有维修窗26。全封闭溢流槽2的设计可以避免第一压力传感器6暴露在恶劣的工作环境中，有效保护了第一压力传感器6。避免第一压力传感器6受外界损坏。且借助全封闭外壳23屏蔽外界电磁波对第一压力传感器6的信号产生的干扰。通过维修窗26可方便第一压力传感器6安装、维护和更换。

主机3包括多线圈磁系31、选别筒28、内筒30、给水管39、水道32、沉积管33、精矿管34和外壳29，在优选方案中还包括防护罩4。多线圈磁系31由多个线圈组成并在控制系统的控制下按照一定规律工作，用来产生分选所需的各种磁场条件。选别筒28内为矿浆的分选区，通过水、磁场、重力的共同作用把矿浆中的杂质和精矿进行分离。内筒30通过内筒支撑架37与选别筒28同轴固定于选别筒28中心，用于占据选别筒28中的中央区，降低矿浆漩涡的作用和占据低磁场区的作用。给水管39连通到水道32上，为设备提供切向给水。水道32采用分压结构，并由环周均布多个导流管49将水沿选别筒28外壁切向给入。此处因为水在水道32内流动过程中几乎不损失压力，且进水口方向由导流管49沿选别筒28内壁切向固定，可以保证较大的切向出水速度来推动选别筒28内矿浆的转动。

矿浆在选别筒28内旋转会对矿浆中的杂质在选别筒28中上升起到积极作用，控制出水口42截面积和出水口42数量可以增加出水口42水速最终实现选别筒28内矿浆在较低水量下的高旋转速度，而高的旋转速度又能够提高杂质排出率。如此则能够实现在保证矿浆分选性能的前提下降低用水量的目的。但凡采用本专利思路靠增加水旋转冲力来增加矿浆旋转速度与动力，无论变化出水口42形状、数量、沿选别筒28轴向位置还是出水方向均落入本专利保护范围。

采用高速出水来带动选别筒28内矿浆的旋转，旋转动力强，能够推动高浓度矿浆旋转分选。可以使设备实现在高给矿量导致的选别筒28内的高分选浓度下依然保证正常的分选指标。而在一定磁场作用下设备内的高浓度矿浆更易团聚沉降也容易排除杂质。从而在相同选别筒28直径下，采用本技术方案能够大幅提高设备的处理量，并降低设备的用水量。而设备的功耗则无显著增加。

更进一步地，多线圈磁系31由控制系统来调配多个线圈并行协调工作，多线圈磁系31的下部线圈41采用不锈钢外壳44灌胶固化工艺，线圈43与不锈钢外壳44紧密接触。可以增加线圈43与外界环境的换热系数，降低线圈43的温升。因为线圈43外部有不锈钢外壳44保护能够增加线圈43在恶劣工况下的稳定性。多线圈磁系31的下部线圈41带集线盒45，将第一电动阀门7和第二压力传感器9的走线集中到一起接入接线盒38。下部线圈41采用不锈钢外壳44保护，内部线圈43灌胶固化工艺。下部线圈41由不锈钢外壳44紧密包裹，不仅可以提高下部线圈41与外界环境的换热系数，降低线圈43的温升还能够增加下部线圈41在恶劣工况下的适应能力，提高设备的性能稳定性。

选别筒28内中央同轴安装有圆柱形内筒30，内筒30与选别筒28之间靠内筒支撑架37固定。内筒支撑架37具有不阻碍流体沿选别筒28中心轴旋转流动的外形和结构。本发明中采用圆管支撑架结构。分上下两层，每层3个均布。将内筒30固定于选别筒28上。内筒30具有削弱矿浆漩涡作用和占据中央弱磁场区的功能。因矿浆旋转速度快，故内筒30安装后其支撑架37不得阻碍流体旋转流动。所以内筒30由具有不阻碍流体环周流动外形特征的内筒支撑架37固定在选别筒28上。本专利的内筒支撑架37采用圆管结构，但并不仅限于圆管。其它对流体流动有益的外形结构有很多。但凡采用本专利内筒支撑架37的设计思路设计的内筒支撑架37，无论变化安装位置、安装方向、支撑架形状均落入本专利的保护范围内。

水道32由给水管39、分压水环50、导流管49组成。导流管49沿选别筒28切线方向环周均匀分布。导流管49一端与选别筒28壁上的出水口42连通另一端与分压水环50连通。给水管39沿分压水环50外侧切向方向设置，为分压水环50提供水源。给水管39上安装有电动阀7和流量计8，流量计8位于电动阀7的进水侧。流量计8另一接口处配有配对法兰40，方便现场安装给水管路。

此处公开的分压切向给水机构不限于文中描述的方式。通过改变给水装置来达到推动选别筒28内矿浆旋转的机构有很多种。因此若采用本思路，环周均布切向给入选别筒28的出水口，并通过提高出水口沿切向的出水速度来提高选别筒28内矿浆的转速。改变给水机构的形式、出水口数量、大小、位置均落入本专利的保护范围。

沉积管33为圆台的筒形，一侧安装有第二压力传感器9，下部设置安装法兰用来与精矿管34连接。外壳29上部设置有安装法兰36，通过螺栓与选别筒法兰35连接。外壳29上设置有下部倒角设计的接线盒38。接线盒38下部为出线口。第二压力传感器9用来采集精矿数据并发送给控制系统。外壳29设置有接线盒38，设备所有走线均汇聚于此。然后通过接线盒38连接到控制系统。接线盒38下部带出线口，且采用倒角设计，可以防止接线过程中接线盒38尖角碰到工作人员发生危险。

内筒30与选别筒28同轴设置。内筒30通过内筒支撑架37固定在选别筒28的内壁上。内筒支撑架37采用在环周方向不阻碍流体旋转流动的结构和形状。本发明公开的是圆形截面结构的圆管。沿轴向共两层，每层3个支撑架沿内筒30环周均布，将内筒30固定在选别筒28上。但在旋转方向不阻碍流体流动的结构和形状有很多，只要采用本发明的思路将内筒支撑架37设计成在旋转方向不阻碍流体旋转流动的结构和形状，改变内筒支撑架37的数量、形状、位置、结构、形式均落入本发明的保护范围。

下部线圈41由集线盒45、线圈外壳44、线圈43组成。线圈43采用灌胶固化工艺加工。集线盒45位于下部线圈41一侧，将下部线圈41下方安装的第二电动阀门10、第二压力传感器9的走线引入设备内部。下部线圈41采用的灌胶固化工艺有很多种，与选别筒28的安装方式也有很多种。只要此处下部线圈41采用灌胶固化工艺加工。改变胶的成分、类型、添加剂成分、不锈钢外壳44材质、不锈钢外壳44形状、不锈钢外壳44厚度均落入本专利保护范围。下部线圈41外侧安装有防护罩4，防止设备在运输安装过程中对下部线圈41发生刮碰发生损伤。

此外，主机3外侧为外壳29，外壳29通过法兰36与选别筒法兰35连接，方便外壳拆卸，维护磁系。

如图8所示的全自动磁悬浮精选机中的环形隔板式水道，其中全自动磁悬浮精选机与图1中的全自动磁悬浮精选机类似，其区别在于环形隔板式水道不同。图8中的主机3的水道32内采用环形隔板结构，环形隔板51与选别筒28同轴设置，且环形隔板51的上沿与水道32上盖板具有一定距离(一般在1毫米-2000毫米)，优选5毫米-1200毫米；经过多次试验验证，在20-500毫米之间效果最佳。选场的循环水通过给水管39切向给入水道32，之后先由环形隔板51进行缓冲；循环水溢流过环形隔板51之后，再通过出水口42注入选别筒28。在给水管39管路上设置有阀门控制及流量传感装置，更进一步设置有自动控制设备。

参考图4，矿浆在选别筒28内旋转过程中会在中心产生旋涡，且随选别筒28直径的增大，旋涡的强度越大；产生的旋涡会将大量的杂质与精矿一起向下带入到沉积管33中，在沉积管中形成的精矿掺杂有大量杂质，导致分选指标不合格。所以为了避免因矿浆旋转在选别筒28中心形成漩涡，防止产生的漩涡把杂质和精矿一同向下运输至沉积管33形成精矿排出，造成精矿品位下降的不良后果，在选别筒中心设置圆柱形内筒30；但不局限于圆柱形的内筒30，内筒30也可以是上下直径不同的圆台形。内筒30的设置解决了选别筒28直径增大到1000mm以上之后产生强烈的不利旋涡的问题，为设备大型化提供了可能。

如图10-11所示，随选别筒28直径变大，为使选别筒28内壁与内筒30之间的磁场更加均匀降低高磁场区和低磁场区之间的梯度，内筒30内可以增加电磁辅助磁系57或永磁辅助磁系58。辅助磁系(电磁辅助磁系57或永磁辅助磁系58)在选别筒28和内筒30之间产生的磁场的磁场方向与多线圈磁系31在相应位置处产生的方向相同。

如图9所示的全自动磁悬浮精选机中的磁场，其中全自动磁悬浮精选机与图1中的全自动磁悬浮精选机类似，其区别在于环形隔板式水道不同。多线圈磁系31包含上部线圈52、脉动线圈组55和下部线圈41。上部线圈52位于选别筒28的上部，下部线圈41位于水道32的下部。通过调节励磁电流使上部线圈52产生上部持续磁场53。通过调节励磁电流使下部线圈41产生下部持续磁场56。两种持续磁场(上部持续磁场53和下部持续磁场56)均是方向不变且持续存在的磁场。脉动线圈组55由多个线圈组成。多个线圈之间同轴设置且间距(一般在0-10米，优选10毫米-500毫米)可变化。脉动线圈组55在上部持续磁场53和下部持续磁场56之间区域内产生脉动磁场54。脉动磁场54包括单向脉动磁场和双向脉动磁场。单向脉动磁场的励磁形式如图12-1所示和双向脉动磁场的励磁形式如图12-2所示。脉动线圈组55的每一个线圈均可以独立产生两种脉动磁场(单向脉动磁场和双向脉动磁场)。在数据整理模块的控制下每种脉动磁场的磁场大小、脉动周期、运行时间及两种脉动磁场的发生时刻均可调。上部持续磁场53用于捕捉即将进入溢流槽2的高品位磁性颗粒，防止高品位磁性颗粒进入尾矿。下部持续磁场56具有促进沉积管33内磁性颗粒的团聚，提高磁性颗粒的沉积速度，调节最终精矿的精矿浓度的作用。脉动线圈组55中的线圈自上而下依次产生单向脉动磁场，形成自上而下行走的下行磁场。下行磁场用于使进入到选别筒28的磁性颗粒形成磁链。磁链在下行磁场、重力及水的冲力共同作用下向下沉积至沉积管33最终形成精矿排出。下行磁场作用一段时间之后脉动线圈组55的线圈自下而上依次产生双向脉动磁场，形成自下而上行走的反向打散磁场。因为双向脉动磁场的大小和磁场的方向均不断变化，磁性颗粒受到的磁力会随双向脉动磁场的变化而不断变化。磁性颗粒在双向脉动磁场的作用下发生抖动。调节双向脉动磁场的大小、作用周期可以增强抖动的作用最终使磁链散开。磁链散开后会把夹杂的杂质释放出。由双向脉动磁场形成的反向打散磁场按一定周期在分选区内自下而上进行磁链打散。反向打散磁场作用之后，运行下行磁场。再次运行的下行磁场使高品位磁性颗粒重新团聚形成磁链并向下沉积。采用反向打散磁场的磁场力主动打散磁链比单纯依靠磁场的有无或水的冲击冲散磁链更加节水。

如图1、图4、图13-1、图13-2、图14所示。本发明带有控制系统，控制系统的存在使设备具有全自动调控的功能，极大的减少了选厂的设备调试和管理成本，最终降低了铁精粉的生产成本。本发明控制系统由检测模块、反馈模块、数据整理模块、执行模块和电源模块组成。

检测模块由第一压力传感器6、第二压力传感器9和流量计8组成。第一压力传感器6用来检测溢流槽2的尾矿压力数据P1。第二压力传感器9用来检测沉积管33内的精矿压力数据P2。流量计8用来检测给水管39给入设备的给水量数据Q。检测模块将数据发送给数据整理模块。

反馈模块由第一电动阀门7内部的开度传感器、和第二电动阀门10内部的开度传感器、第一压力传感器6和第二压力传感器9组成。第一压力传感器6和第二压力传感器9同时具有检测和反馈的功能。第一电动阀门7的开度传感器反馈第一电动阀门7的开度大小信号K1。结合开度大小信号K1和给水量数据Q可以得到第一电动阀门7和给水量数据Q之间的调节关系。第二电动阀门10的开度传感器反馈第二电动阀门10的开度大小信号K2。开度大小信号K2对应于设备精矿排矿量的大小。第一压力传感器6反馈溢流槽2的尾矿压力数据FP1。第二压力传感器9反馈沉积管33内的精矿压力数据FP2。流量计8用来反馈给水量数据FQ。一般情况下给水量数据Q和反馈给水量数据FQ相同。也可以在给水管39处采用多个流量计8分别进行检测数据和反馈数据。反馈模块将数据反馈给数据整理模块。数据整理模块依据反馈数据对执行数据进行修正。

数据整理模块由控制柜59和分析控制组件组成。控制柜59采用触摸屏61与备用操作按钮62共存的人机交换界面。控制柜59的触摸屏61出现问题时可以通过备用操作按钮62来进行应急操作。分析控制组件对检测模块和反馈模块的数据进行分析整理，并向执行模块发出执行数据来控制执行模块进行设备调节。

数据整理模块每隔时间δt对检测模块和反馈模块的数据进行一次采样。对检测模块和反馈模块的数据采样间隔δt可以相同也可以不同。并对前n次相邻采样数据做平均得到数据均值A作为数据采用值。当采样总次数小于n时对所有已采数据作平均。当采样次数大于n时，从最新一次采样数据开始到前n次数据进行平均得到数据均值A。检测模块和反馈模块的均值次数n可以不同也可以相同，均可以人为设置。采用数据均值A可以有效避免因某次采样数据的临时波动导致执行模块的误动作和过频繁动作，避免造成控制系统紊乱。同时保证了数据的准确性及执行命令的精确性。

工作过程中，设备中矿浆的液面高度变化很小。精矿品位高低、矿浆的浓度高低均会影响选别筒28内矿浆的平均密度，从而影响第一压力传感器6和第二压力传感器9处的压力变化。同时品位高低影响磁性颗粒的磁性强弱。磁性颗粒的磁性强弱不同会造成在磁场中形成的磁链尺寸和松紧度不同。磁链的尺寸和松紧度影响磁链的密度，影响到磁链受到的浮力和水的阻力。最终影响磁链的沉积速度。结合给水量数据Q、第二电动阀门10的开度大小信号K2、下部持续磁场56的大小和下行磁场的大小可以得到精矿的浓度信息。再结合在控制柜59上人工初始设定的精矿品位值便可由检测模块采集到的数据分析出精矿品位的变化值。同理结合第一压力传感器6、给水量数据Q、第二电动阀门10的开度大小信号K2、下部持续磁场56、上部持续磁场53可以得出尾矿品位值。最终经过数据整理模块的分析运算可以得出第一电动阀门7、第二电动阀门10、多线圈磁系31的调节数据并发送给执行模块。

执行模块由第一电动阀门7、第二电动阀门10、多线圈磁系31组成。第一电动阀门7执行开度大小调节信号ZK1来调节给水量大小。第二电动阀门10执行开度大小调节信号ZK2来调节排矿量大小。多线圈磁系31执行上部持续磁场53控制信号C1，调节上部持续磁场53的大小和方向；执行下部持续磁场56控制信号C2，调节下部持续磁场56的大小和方向；执行下行磁场周期信号X1、运行时间信号X2、磁场大小信号X3、磁场方向信号X4、线圈组合模式信号X5和行走速度信号X6，调节下行磁场的运行周期、运行时间、磁场大小、磁场方向、线圈组合模式和行走速度；执行反向打散磁场周期信号F1、运行时间信号F2、磁场大小信号F3、磁场方向信号F4、线圈组合模式信号F5和行走速度信号F6，调节反向打散磁场的运行周期、运行时间、磁场大小、磁场方向、线圈组合模式和行走速度。另外下行磁场和反向打散磁场可以通过对单一线圈依次进行励磁形成，也可以通过对多个线圈组成的多个线圈组依次进行励磁形成。多线圈磁系31通过执行线圈组合模式信号X5和F5来决定下行磁场和反向打散磁场中线圈的组合模式。

电源模块由隔离稳压器60组成。电源模块为控制系统各模块提供稳定的电源，隔离现场工业电和控制柜59用电，避免工业电波动对控制柜59正常工作产生影响。

进一步的控制系统具有通过控制柜59把自动控制切换至手动控制来应对突发情况的功能。

执行模块针对不同工况进行不同的执行模式，各执行模式如下。

模式一：精矿品位下降，需要进入提高精矿品位的调控模式。关小第二电动阀门10，开大第一电动阀门7，降低多线圈磁系31产生的下行磁场的磁场强度和行走速度，缩短反向打散磁场的周期，提高反向打散磁场的磁场强度和行走速度，降低上部持续磁场的磁场强度。一次调节后反馈模块向数据整理模块反馈调节结果。对比分析调节结果与预期目标，得到相应的修正调节方式和调节量并再次通过执行模块进行调节。经一次或多次反复调节后最终使精矿品位达到合格。上述执行模块的各执行点由组件自行判断单独或多个搭配执行。

若需降低精矿品位，调节方法与升高精矿品位的方法相反。

模式二：若精矿浓度下降，需要进入提高精矿浓度的调控模式。关小第二电动阀门10，依据浓度变化程度开大或者关小第一电动阀门7，缩短多线圈磁系31产生的下行磁场的周期，提高下行磁场的行走速度，提高下部持续磁场的磁场强度，降低反向打散磁场的行走速度。经一次调节后反馈模块向数据整理模块反馈调节结果。对比分析调节结果与预期目标，得到相应的修正调节方式和调节量并再次通过执行模块进行调节。经一次或多次反复调节后最终使精矿浓度达到合格。上述执行模块的各执行点由组件自行判断单独或多个搭配执行。

若降低精矿浓度，调节方法与提高精矿浓度相反。

模式三：若尾矿品位超标，需要进入降低尾矿品位的调控模式。关小第一电动阀门7，缩短多线圈磁系31产生的下行磁场的周期，提高多线圈磁系31产生的下行磁场的行走速度，增加多线圈磁系31产生的下行磁场的磁场强度，缩短反向打散磁场的周期，提高反向打散磁场的行走速度，提高上部持续磁场的磁场强度。经一次调节后反馈模块向数据整理模块反馈调节结果。对比分析调节结果与预期目标，得到相应的修正调节方式和调节量并再次通过执行模块进行调节。经一次或多次反复调节后最终使尾矿品位达到合格。上述执行模块的各执行点由组件自行判断单独或多个搭配执行。

提升尾矿品位的调节方法与降低尾矿品位的调节方法相反。

模式四：若遇到精矿品位、精矿浓度、尾矿品位三者交叉出现问题，则进入综合调节模式。先针对出现问题的项目进行单独分析得出各执行点的最佳调节方法和调节量。然后对各项目的调节方法和调节量进行加权折中得到最终的最佳执行数据。由执行模块按照最佳执行数据进行调节。经一次调节后反馈模块向数据整理模块反馈调节结果。对比分析调节结果与预期目标，按照与上述相同的方法得到相应的修正调节方式和调节量并再次通过执行模块进行调节。经一次或多次反复调节后最终使精矿品位、精矿浓度、尾矿品位达到合格。上述执行模块的各执行点由组件自行判断单独或多个搭配执行。

本发明通过内筒30、辅助磁系(电磁辅助磁系57和永磁辅助磁系58)和控制系统的设置解决了设备大型化难、自动化程度低、耗水量大的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。

Claims (26)

1.一种全自动磁悬浮精选机，其由带有安装法兰(17)的给矿筒(1)、采用全封闭外壳(23)的溢流槽(2)、带选别筒法兰(35)的主机(3)、防护罩(4)组成；

其特征在于，所述给矿筒(1)包括顶部设置的带气孔的给矿筒盖(11)、带有盲法兰(18)的给料管(5)、带有长方形出料口(16)的输矿管(15)、过滤网(20)、可拆卸的给矿筒支撑板(13)、带吊耳(12)的物料缓冲筒(14)；在溢流槽(2)的全封闭外壳(23)上设置了维修窗(26)；维修窗(26)设置在溢流槽(2)内部安装有第一压力传感器(6)的对应位置处。

2.依据权利要求1所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，所述全自动磁悬浮精选机进一步包括控制系统。

3.依据权利要求2所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，控制系统由检测模块、数据整理模块、反馈模块、执行模块和电源模块组成。

4.依据权利要求3所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，检测模块进行数据检测；数据整理模块进行数据处理和发出执行命令；反馈模块用于为数据整理模块反馈调节结果，为数据整理模块进行数据修正提供数据；执行模块用于执行数据整理模块发出的命令数据；电源模块为设备工作提供稳定的电源。

5.依据权利要求3所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，检测模块包括第一压力传感器(6)、第二压力传感器(9)和流量计(8)，分别用于检测溢流槽(2)的尾矿压力、沉积管(33)内的精矿压力和给水流量数据。

6.依据权利要求3所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，数据整理模块包括控制柜(59)和分析控制组件。

7.依据权利要求6所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，数据整理模块每隔时间δt对检测模块的检测数据进行一次采样；并对前n次相邻采样数据做平均得到数据均值A作为检测数据参考值；当采样总次数小于n时对所有已采数据作平均，n为正整数。

8.依据权利要求6所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，当采样次数大于n时，从最新一次数据开始到前n次数据进行平均得到数据平均值。

9.依据权利要求6所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，控制柜(59)人机交换界面采用触摸屏(61)与备用操作按钮(62)两种方式共同存在的形式，且可以进行自动和手动互相切换控制。

10.依据权利要求6所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，反馈模块包括第一电动阀门(7)和第二电动阀门(10)内部的开度传感器、第一压力传感器(6)和第二压力传感器(9)；为数据整理模块进行数据修正分别提供阀门开度和压力数据。

11.依据权利要求6所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，执行模块包括第一电动阀门(7)、第二电动阀门(10)、多线圈磁系(31)，用于执行整理模块发出的调控命令。

12.依据权利要求6所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，电源模块包括隔离稳压器(60)，用于隔离工业电避免工业电波动对设备运行产生影响。

13.依据权利要求11所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，所述多线圈磁系(31)包括上部线圈(52)、脉动线圈组(55)和下部线圈(41)；上部线圈(52)和下部线圈(41)产生持续不间断的磁场。

14.依据权利要求13所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，所述脉动线圈组(55)由多个线圈组成，每个线圈均可独立产生单向脉动磁场和双向脉动磁场。

15.依据权利要求14所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，单向脉动磁场磁场方向不发生变化，磁场大小按一定周期发生变化；双向脉动磁场方向和大小按一定周期均发生变化。

16.依据权利要求13所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，所述脉动线圈组(55)自上而下依次产生单向脉动磁场，形成自上而下行走的下行磁场；下行磁场运行一定时间后脉动线圈组(55)自下而上依次产生双向脉动磁场形成自下而上行走的反向打散磁场。

17.依据权利要求16所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，所述下行磁场和反向打散磁场可以由单个线圈依次单独产生，也可以由多个线圈组合成线圈组之后，依次为线圈组进行励磁产生。

18.依据权利要求3所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，给水管(39)进水口处设置有第一电动阀门(7)和流量计(8)。

19.依据权利要求18所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，流量计(8)入口处配有配对法兰(40)；流量计(8)安装在第一电动阀门(7)的进水方向一侧。

20.依据权利要求3所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，内筒支撑架(37)具有不阻碍流体环周旋转流动的结构和外形特性。

21.依据权利要求3所述的全自动磁悬浮精选机，其特征在于，吊耳(25)均设置在溢流槽(2)斜面的上侧面，且靠溢流管(21)一侧的吊耳侧边与溢流槽内筒外壁连接，另一侧的吊耳侧边与溢流槽(2)外壳内壁连接。

22.一种使用上述全自动磁悬浮精选机的磁选方法，其特征在于，

第一步，维持第二电动阀门(10)处于打开状态，开启第一电动阀门(7)至初始设定值；对选别筒(28)内进行注水；

第二步，当选别筒(28)内的水液面达到溢流槽(2)，且经过溢流槽2上安装的液面水平调整装置(24)发生溢流后，上部线圈(52)、脉动线圈组(55)、下部线圈(41)开始励磁；

第三步，通过给矿筒(1)对选别筒(28)注入矿浆，磁性颗粒在磁场作用下团聚成磁链向下沉积形成精矿排除，杂质随上升水流向上运动至溢流槽(2)形成尾矿排出，设备开始进行分选。

23.依据权利要求22所述的磁选方法，其特征在于，精矿品位偏低，需要提高精矿品位的调控方法为：关小第二电动阀门(10)，开大第一电动阀门(7)，降低下行磁场的磁场强度和行走速度，缩短反向打散磁场的周期，提高反向打散磁场的磁场强度和行走速度，降低上部持续磁场的磁场强度；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终使精矿品位达到合格；上述各执行点可以单独或多个搭配执行；降低精矿品位的调控方式与上述调控方式相反。

24.依据权利要求22所述的磁选方法，其特征在于，精矿浓度偏低，需要提升精矿浓度的调控方法为：关小第二电动阀门(10)，依据浓度变化程度开大或者关小第一电动阀门(7)，缩短下行磁场的运行周期，提高下行磁场的行走速度，提高下部持续磁场的磁场强度，降低反向打散磁场的行走速度；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终使精矿浓度达到合格。上述各执行点可以单独或多个搭配执行；降低精矿浓度的调控方式与上述调控方式相反。

25.依据权利要求22所述的磁选方法，其特征在于，尾矿品位偏高，需要降低尾矿品位的调控方式为：关小第一电动阀门(7)，缩短下行磁场的运行周期，提高下行磁场的行走速度，提高下行磁场的磁场强度，缩短反向打散磁场的运行周期，提高反向打散磁场的行走速度，提高上部持续磁场的磁场强度；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终使尾矿品位达到合格；上述各执行点可以单独或多个搭配执行；提高尾矿品位的调控方式与上述调控方式相反。

26.依据权利要求22所述的磁选方法，其特征在于，针对精矿品位、精矿浓度、尾矿品位之间的交叉不达标问题的调控方式为：先按照单独问题分析得到所需的各执行单元的最佳执行量，然后对交叉问题的各项的单独调节量之间做加权折中，得到最终执行模块的最佳执行数据；经一次或多次数据反馈和反复调节后最终解决问题；上述各点调节点可以单独或多个搭配执行。