CN105944407B - 一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤泥水浓缩澄清领域，具体涉及一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机。本发明至少包括浓缩机机体，还包括用于约束浓缩机内上层矿浆使之做往复式运动的回旋式环形通道，回旋式环形通道由直径逐渐增大的多组环形通道组成，相邻环形通道间由连接通道互相连通，每组环形通道包括上部的环形隔板和下部的倾斜沉降板；溢流从溢流堰排出，溢流堰包括环形溢流堰和复合溢流堰；沉降颗粒进入底流排放系统，底流排放系统由底流收集仓、底流口和对应的底流泵组成；本发明还包括入料管路和驱动搅拌机构，利用入料管路输送矿浆的残余动力驱动搅拌机构转动实现矿浆和药剂的均匀混合；本浓缩机具有能耗低，维修量低，药耗低，无需耙子的特点。

Description

一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机
技术领域
本发明涉及煤泥水浓缩澄清领域，具体涉及一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机。
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底流口并排出的的底流排放系统联合组成的。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)从池体锥底的底流口用泵抽出。传统的浓缩机又称耙式浓缩机，具有一个将沉淀物向中心富集运输的耙子；耙式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。现有浓缩机在传动装置和机体结构上研究较多，但在溢流堰设计方面创新较少，此外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，如何保证浓缩机工作稳定，杜绝浓缩机耙架被高浓度物料“压耙”为本领域近年来研究热点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，设置回旋式环形通道约束浓缩机内上层矿浆使之在浓缩机机体做回旋式往复运动，增加颗粒在浓缩机内停留的时间和提高细粒煤泥的沉降概率；同时还设置复合溢流堰，沉淀完全的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，进一步提高煤泥的沉降概率和减少浓缩机机体内紊流程度；本发明还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，同时设置由多组的底流收集仓组成的底流排放系统运输排出沉淀物，无需耙子，彻底解决“压耙”现象，浓缩机工作稳定。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机，至少包括浓缩机机体，其特征在于：本设备还包括用于约束浓缩机内上层矿浆使之做往复式运动的回旋式环形通道，回旋式环形通道以浓缩机中心为圆心，由内向外逐渐扩大，最内侧的环形通道位于驱动搅拌机构的四周，最外侧的环形通道位于复合溢流堰的四周且靠近浓缩机中心一侧；所述回旋式环形通道由直径逐渐增大的多组环形通道组成，相邻环形通道间由连接通道互相连通，每组环形通道包括上部的环形隔板和下部的倾斜沉降板，环形隔板和倾斜沉降板通过固接方式连接，倾斜沉降板通过支架与浓缩机机体侧壁支撑；所述的最外侧的环形通道的环形隔板上布置多组的矿浆的出流口，相邻的矿浆的出流口间的距离相等；本设备还包括用于执行对澄清溢流液进行收集排出的溢流堰，该溢流堰包括环形溢流堰、复合溢流堰、充气调节升浮挡板、倾斜沉降板、溢流汇集槽。
所述溢流堰包括沿浓缩机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。
本设备还包括底流排放系统，底流排放系统由底流收集仓、底流口和对应的底流泵组成；所述底流收集仓由中心底流收集仓和两侧底流收集仓组成，底流收集仓呈锥形，上部开口成矩形，下部连接底流口；所述底流口由中心底流口和两侧底流口组成，底流口排出的料由对应的底流泵输送；所述底流泵由中心底流泵和两侧底流泵组成。本设备还包括液压提耙装置，液压提耙装置和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；所述液压提耙装置通过液压连杆与耙架相连。
本设备还包括驱动搅拌机构，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，入料的主管道连接矿浆管路；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；本设备还包括桥架，桥架与驱动搅拌机构的外壳体连接。
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，在浓缩机机体上层创造性的设计了回旋式环形通道，约束浓缩机内上层矿浆使之做往复式运动，增加颗粒在浓缩机内停留的时间和提高细粒煤泥的沉降概率；回旋式环形通道由直径逐渐增大的多组环形通道组成，相邻环形通道间由连接通道互相连通，每组环形通道包括上部的环形隔板和下部的倾斜沉降板；矿浆沿两隔板间的环形通道往复前进，从相邻环形通道间的连接通道由内侧环形通道逐渐流入外侧的环形通道，矿浆流经的距离长，颗粒在浓缩机内停留时间增加，增加了颗粒，特别是细粒的沉降效果；为了让矿浆可以从浓缩机全断面均匀出流至溢流堰，在最外侧的环形通道的环形隔板上布置多组的矿浆的出流口，相邻的矿浆的出流口间的距离相等；在环形隔板的下方通过固接方式布置倾斜沉降板，倾斜沉降板以一定的倾斜角度安装，沉淀面积增大，颗粒沉降距离缩短，矿浆在环形通道内做往复运动时，颗粒沉淀在倾斜沉降板上进入底流；倾斜沉降板通过支架与浓缩机机体侧壁支撑，保证整个回旋式环形通道的稳固。
2)、复合溢流堰，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，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。
3)、底流排放系统，底流排放系统由底流收集仓、底流口和对应的底流泵组成；底流收集仓由中心底流收集仓和两侧底流收集仓组成，采用多组底流收集仓的设置方式，每组底流收集仓的仓壁倾角大，有利于沉淀物向底流口快速富集；底流收集仓呈锥形，上部开口成矩形，形成的横截面积大，有利于沉淀物直接下落至底流收集区，底流收集仓下部连接底流口，每组底流收集仓均有对应的底流口和底流泵，便于物料快速输送出浓缩机；底流排放系统的设计，确保浓缩机在无耙情况下，正常高效运转。
4)、驱动搅拌机构，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，作业区域位于回旋式环形通道的下方，为后续的沉降澄清提供良好的作业条件。
5)、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；压力主管道连接矿浆管路；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。
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，回旋式环形通道和溢流堰位置和结构示意图；
图4为图1结构中，底流排放系统位置和结构示意图；
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-浓缩机机体侧壁 20-回旋式环形通道
21-最内侧的环形通道 22-最外侧的环形通道 23-环形隔板
24-倾斜沉降板 25-支架 26-连接通道
27-出流口 31-环形溢流堰 32-复合溢流堰
32A-一道复合溢流堰 32B-二道复合溢流堰 33-充气调节升浮挡板
33A-一道充气调节升浮挡板 33B-二道充气调节升浮挡板
34-倾斜沉降板 35-溢流汇集槽
41A-中心底流收集仓 41B-两侧底流收集仓
42A-中心底流口 42B-两侧底流口
43A-中心底流泵 43B-两侧底流泵
50-驱动搅拌机构 51-外壳体 52-减速机 53-驱动涡轮
54-转轴 55-导流搅拌叶轮 60-主管道 61-压力表
62-矿浆管路 63-药剂管路 64-管道混合器 70-桥架
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50、回旋式环形通道20、溢流堰30和底流排放系统40。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。
2、入料管路
矿浆通过矿浆管路62输送，在矿浆输送的管路上先后设置了药剂管路63和管道混合器64；药剂管路63插入矿浆管路62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62的垂直分段上设置管道混合器64，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。
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60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50设置的目的。利用矿浆入料的主管道60内矿浆的驱动力驱动转轴54上的驱动涡轮53转动，进而驱动转轴54和转轴下端的导流搅拌叶轮55转动，矿浆和药剂在驱动涡轮53和导流搅拌叶轮55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54还连接减速机52，以确保驱动搅拌结构50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51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，作业区域位于回旋式环形通道的下方，为后续的沉降澄清提供良好的环境。
4、回旋式环形通道
矿浆从驱动搅拌结构50下端的喇叭口低速流出后，大多数固体颗粒向斜下方运动进入底流，绝大多数水带着部分难沉降的细颗粒向浓缩机上方运动，试图进入溢流，如何处理这部分带着细颗粒物料的矿浆，是浓缩机能否实现高效澄清的关键。本发明在浓缩机机体上层创造性的设计了回旋式环形通道20，约束浓缩机内上层矿浆使之做往复式运动，增加细颗粒在浓缩机内停留的时间和提高细粒煤泥的沉降概率；回旋式环形通道20由直径逐渐增大的多组环形通道组成，相邻环形通道间由连接通道26互相连通，每组环形通道包括上部的环形隔板23和下部的倾斜沉降板24；矿浆沿两隔板间的环形通道往复前进，从相邻环形通道间的连接通道26由内侧环形通道逐渐流入外侧的环形通道，矿浆流经的距离长，颗粒在浓缩机内停留时间增加，增加了颗粒，特别是细粒的沉降效果；为了让矿浆可以从浓缩机全断面均匀出流至溢流堰30，在最外侧的环形通道22的环形隔板上布置多组的矿浆的出流口27，相邻的矿浆的出流口间的距离相等；在环形隔板23的下方通过固接方式布置倾斜沉降板24，倾斜沉降板以一定的倾斜角度安装，沉淀面积增大，颗粒沉降距离缩短，矿浆在环形通道内做往复运动时，颗粒沉淀在倾斜沉降板上进入底流；倾斜沉降板24通过支架25与浓缩机机体侧壁11支撑，保证整个回旋式环形通道的稳固。
5、溢流堰
矿浆经过在回旋式环形通道内往复运动后，固体含量极少，达到溢流排放的标准，从最外侧的环形通道22的环形隔板上的出流口27流至溢流堰30，溢流堰30包括环形溢流堰31和复合溢流堰32，环形溢流堰31和复合溢流32通过溢流汇集槽35连通；复合溢流堰32与中心的驱动搅拌机构50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33，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34，倾斜沉降板以一定的倾斜角度安装，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；复合溢流堰至浓缩机机体侧壁间的溢流水由四周环形溢流堰排出，采用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。
6、底流排放系统
颗粒沉降后进入底流排放系统40，底流排放系统由底流收集仓41、底流口42和对应的底流泵43组成；底流收集仓41由中心底流收集仓41A和两侧底流收集仓41B组成，采用多组底流收集仓的设置方式，每组底流收集仓的仓壁倾角大，有利于沉淀物向底流口快速聚集；底流收集仓41呈锥形，上部开口成矩形，形成的横截面积大，有利于沉淀物直接下落至底流收集区，底流收集仓下部连接底流口42，每组底流收集仓均有对应的底流口42和底流泵43，便于物料快速输送出浓缩机；底流排放系统的设计，确保浓缩机在无耙情况下，正常高效运转。
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，无需耙子，彻底解决“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)

1.一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机，至少包括浓缩机机体(10)，其特征在于：本设备还包括用于约束浓缩机内上层矿浆使之做往复式运动的回旋式环形通道(20)，回旋式环形通道(20)以浓缩机中心为圆心，由内向外逐渐扩大，最内侧的环形通道(21)位于驱动搅拌机构(50)的四周，最外侧的环形通道(22)位于复合溢流堰(32)的四周且靠近浓缩机中心一侧；所述回旋式环形通道(20)由直径逐渐增大的多组环形通道组成，相邻环形通道间由连接通道(26)互相连通，每组环形通道包括上部的环形隔板(23)和下部的倾斜沉降板(24)，环形隔板(23)和倾斜沉降板(24)通过固接方式连接，倾斜沉降板(24)通过支架(25)与浓缩机机体侧壁(11)支撑；所述的最外侧的环形通道(22)的环形隔板上布置多组的矿浆的出流口(27)，相邻的矿浆的出流口(27)间的距离相等；本设备还包括用于执行对澄清溢流液进行收集排出的溢流堰(30)，该溢流堰(30)包括环形溢流堰(31)、复合溢流堰(32)、充气调节升浮挡板(33)、倾斜沉降板(34)、溢流汇集槽(35)。
2.根据权利要求1所述的一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机，其特征在于：所述溢流堰(30)包括沿浓缩机机体(10)四周布置的环形溢流堰(31)和沿机体内部环形布置的复合溢流堰(32)，四周的环形溢流堰(31)和复合溢流堰(32)间通过溢流汇集槽(35)连通；所述复合溢流堰(32)靠近浓缩机中心一侧设置充气调节升浮挡板(33)，复合溢流堰(32)的下部通过固接的方式设置倾斜沉降板(34)，倾斜沉降板(34)通过支架(25)与浓缩机机体侧壁(11)支撑；所述复合溢流堰(32)至少包括一道复合溢流堰(32A)、二道复合溢流堰(32B)、一道充气调节升浮挡板(33A)和二道充气调节升浮挡板(33B)。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机，其特征在于：本设备还包括底流排放系统(40)，底流排放系统(40)由底流收集仓(41)、底流口(42)和对应的底流泵(43)组成；所述底流收集仓(41)由中心底流收集仓(41A)和两侧底流收集仓(41B)组成，底流收集仓(41)呈锥形，上部开口成矩形，下部连接底流口(42)；所述底流口(42)由中心底流口(42A)和两侧底流口(42B)组成，底流口(42)排出的料由对应的底流泵(43)输送；所述底流泵(43)由中心底流泵(43A)和两侧底流泵(43B)组成。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机，其特征在于：本设备还包括驱动搅拌机构(50)，所述驱动搅拌机构(50)悬设于浓缩机机体(10)液面中心上方处，驱动搅拌机构(50)的外壳体(51)从上而下呈现口径逐渐增大的喇叭口状构造；所述外壳体(51)内同轴布置轴线铅垂的转轴(54)，转轴(54)的下段轴身处同轴套设有导流搅拌叶轮(55)，转轴(54)的上段处同轴固定驱动涡轮(53)；在外壳体(51)的外周壁处贯穿布置有用于入料的主管道(60)，所述主管道(60)的出料方向指向驱动涡轮(53)的轮叶片处，主管道(60)上设置有压力表(61)，入料的主管道(60)连接矿浆管路(62)；所述矿浆管路(62)与药剂管路(63)连接，药剂管路(63)和矿浆管路(62)的连接点位于矿浆管路(62)的水平分段，药剂管路(63)插入矿浆管路(62)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(62)的垂直分段上设置管道混合器(64)，以矿浆运动方向为顺序，管道混合器(64)设置点位于加药点的后方；本设备还包括桥架(70)和减速机(52)，桥架(70)与驱动搅拌机构(50)的外壳体(51)连接，减速机(52)与转轴(54)相连。
CN201610499333.2A 2016-06-27 2016-06-27 一种具有回旋式环形通道的无耙浓缩机 Active CN105944407B (zh)

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