CN106493000B - 一种底部驱动式实验室浮选机 - Google Patents

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Abstract

一种底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：它包括安装在底座上方的上端为敞口结构的浮选槽、以及气泡生成系统、料浆混合系统、泡沫回收系统；所述气泡生成系统包括设置在底座内部的充气泵、设置在浮选槽底部的环形气室、以及连接在充气泵出气口与环形气室进气口之间的连接管；所述料浆混合系统包括位于浮选槽底部由搅拌轴驱动的搅拌叶轮、以及安装在底座内的用于驱动搅拌轴的搅拌驱动机构；所述泡沫回收系统包括设置在浮选槽上部以60°均匀布置方式设置的由刮板电机同步驱动的三个刮板、以及环绕浮选槽顶部外缘口外侧设置的环形结构的溢流槽。本发明不仅可用于实验室矿物分选，还可用于实验室浮选槽内流场和气泡拍摄。

Description

一种底部驱动式实验室浮选机
技术领域
本发明属于浮选技术领域，具体来说涉及一种实验室浮选机，尤其涉及一种底部驱动式浮选机。
背景技术
浮选是根据矿物表面物理化学性质的差异来回收细粒目的矿物，目前已广泛应用于矿物分选、煤泥提质、纸浆脱墨、废水处理、油水分离、电子废弃物回收等领域。浮选机朝着大型、高效、节能的方向发展，单槽45m3的XJM型煤用机械搅拌式浮选机和单槽320m3充气机械搅拌式矿用浮选机已成功工业应用。实验室浮选实验是矿石可选性研究的重要环节和工业浮选机放大的基础。现在应用的实验室浮选机存在体积大、质量重、气泡产生不均匀、刮泡及泡沫观察受搅拌轴的影响、泡沫排出速度慢等问题。
因此，开发一种简便轻巧、智能化程度高的浮选机对于提高实验室浮选水平有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的正是为了提供一种结构简单、操作方便、易于控制的实验室浮选机，为浮选实验室的开展及浮选过程机理的研究提供条件。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的底部驱动式实验室浮选机包括安装在底座上方的上端为敞口结构的浮选槽、以及气泡生成系统、料浆混合系统、泡沫回收系统；所述气泡生成系统包括设置在底座内部的充气泵、设置在浮选槽底部的环形气室、以及连接在充气泵出气口与环形气室进气口之间的连接管；所述料浆混合系统包括位于浮选槽底部由搅拌轴驱动的搅拌叶轮、以及安装在底座内的用于驱动搅拌轴的搅拌驱动机构；所述泡沫回收系统包括设置在浮选槽上部以60°均匀布置方式设置的由刮板电机同步驱动的三个刮板、以及环绕浮选槽顶部外缘口外侧设置的环形结构的溢流槽。
本发明中所述浮选槽的横截面为圆形结构，用于减少矿化死区，增强矿化效果。
本发明在所述浮选槽内侧壁上均匀布置有四个竖直设置的利于物料混合的挡板；浮选槽底部设置有由阀门控制的放料管；所述溢流槽底部为倾斜结构，便于泡沫流动收集；所述溢流槽最低处开有泡沫出口；所述溢流槽最高处设置有隔板；所述三个刮板呈正三角形布置，由刮板电机同步驱动，转速通过底座内设置的刮板转换开关调节；刮板电机与第一刮板的一端直接连接，第一刮板的另一端通过第一弹簧与第二刮板的一端相连接，第二刮板的另一端通过第二弹簧与第三刮板的一端相连接，第三刮板的另一端安装在浮选槽槽壁上加工出的轴孔内。
本发明中所述充气泵上设置有气体流量显示屏与充气泵旋钮开关；所述环形气室嵌装在浮选槽底部，环形气室上部与浮选槽底面高度一致；所述搅拌驱动机构包括搅拌驱动电机，固定安装在搅拌轴的下端的第一皮带轮，固定安装在搅拌驱动电机的输出轴上的第二皮带轮，连接在第一皮带轮与第二皮带轮之间的皮带以及搅拌控制器组成；所述搅拌轴与浮选槽连接处采用动密封密封，防止矿浆泄漏。
本发明中所述搅拌叶轮由伞形盖板和固定安装在伞形盖板底面上的若干块与径向成15°夹角的矩形叶片组成，伞形盖板中心部位设置有与搅拌轴相结合的轮毂；所述底座下面安装有四个起到缓冲作用、同时方便移动的垫脚；所述搅拌控制器内设置有搅拌控制器显示屏、加速键、减速键、启动键及停止键。
当本发明用于拍摄浮选机内气泡时，还包括高速摄像仪与光源，且高速摄像仪与光源分别对称放置在浮选机两侧；当它用于拍摄浮选机内流场时，还包括激光器与CCD相机，且激光器与CCD相机分别对称放置在浮选机两侧。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1. 本发明结构简单紧凑、体积较小、操作方便、易于控制、便于携带。
2. 本发明将浮选机槽体设计为圆柱形后，减少了矿化死区，提高了矿化效果。
3. 本发明在浮选机柱体上部安装了三个刮板，刮板均匀布置，较现用的实验室单刮板形式泡沫溢出速度大大提高。
4. 现广泛应用的实验室浮选机搅拌轴为上部驱动，本发明将搅拌叶轮改为底部驱动后，槽体中上部全部为矿浆，无其他异物，使得实验室浮选槽内流场和气泡拍摄成为可能。
5. 与现用实验室浮选机吸气搅拌粉碎产生气泡的方式相比，本发明采用环形气室的形式，产生的气泡分布更均匀、尺寸更小，浮选效果更优。
6. 本发明的充气流量在线可测可调，与现有的方式相比更加方便，且更为准确。
7. 本发明的刮板可根据泡沫量来调节刮泡速度，保证产生的泡沫能够及时排出去，浮选效率大大提高，能耗和浮选成本降低。
附图说明
图1为底部驱动式实验室浮选机结构示意图。
图2为底部驱动式实验室浮选机三维图。
图3为溢流槽俯视图。
图4为叶轮结构示意图。
图5为环形气室示意图。
图6为浮选机内气泡拍摄示意图。
图7为浮选机内流场拍摄示意图。
图中序号：1-浮选槽、2-溢流槽、3-搅拌叶轮、3-1-伞形盖板、3-2-叶片、3-3-轮毂、4-挡板、5-底座、6-搅拌驱动电机、7-搅拌轴、8-动密封、9-皮带、10-1-第一皮带轮、10-2-第一皮带轮、11-充气泵、12-充气泵旋钮开关、13-气体流量显示屏、14-连接管、15-环形气室、16-搅拌控制器、16-1-搅拌控制器显示屏、16-2-加速键、16-3-减速键、16-4-启动键、16-5-停止键、17-总开关、18-刮板转换开关、19-放料管、20-放料管阀门、21-底座垫脚、22-溢流槽隔板、23-泡沫出口、24-刮板电机、24-1-第一刮板、24-2-第二刮板、24-3-第三刮板、25-1-第一弹簧、25-2-第二弹簧、26-轴孔、27-高速摄像仪；28-光源；29-激光器；30-CCD相机。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
如图1、2所示，本发明的底部驱动式实验室浮选机包括安装在底座5上方的上端为敞口结构的浮选槽1、以及气泡生成系统、料浆混合系统、泡沫回收系统；所述气泡生成系统包括设置在底座5内部的充气泵11、设置在浮选槽底部的环形气室15、以及连接在充气泵11出气口与环形气室15进气口之间的连接管14；所述料浆混合系统包括位于浮选槽底部由搅拌轴7驱动的搅拌叶轮3、以及安装在底座5内的用于驱动搅拌轴7的搅拌驱动机构；所述泡沫回收系统包括设置在浮选槽1上部以60°均匀布置方式设置的由刮板电机24同步驱动的三个刮板24-1、24-2、24-3、以及环绕浮选槽1顶部外缘口外侧设置的环形结构的溢流槽2；更具体说，所述溢流槽2底部为倾斜结构，便于泡沫流动收集；所述溢流槽2最低处开有泡沫出口23；所述溢流槽2最高处设置有隔板22；所述三个刮板24-1、24-2、24-3呈正三角形布置，由刮板电机24同步驱动，转速通过底座内设置的刮板转换开关18调节；刮板电机24与第一刮板24-1的一端直接连接，第一刮板24-1的另一端通过第一弹簧25-1与第二刮板24-2的一端相连接，第二刮板24-2的另一端通过第二弹簧25-2与第三刮板24-3的一端相连接，第三刮板24-3的另一端安装在浮选槽槽壁上加工出的轴孔26内（参见图3）。
本发明中所述浮选槽1的横截面为圆形结构，用于减少矿化死区，增强矿化效果。
本发明在所述浮选槽1内侧壁上均匀布置有四个竖直设置的利于物料混合的挡板4；浮选槽1底部设置有由阀门20控制的放料管19；本发明中所述充气泵11上设置有气体流量显示屏13与充气泵旋钮开关12，充气泵11气体流量实时显示，且可通过充气泵旋钮开关12调节流量大小。
所述环形气室15嵌装在浮选槽1底部，环形气室15上部与浮选槽底面高度一致（参见图5），使得产生的气泡均匀分散；所述搅拌驱动机构包括搅拌驱动电机6，固定安装在搅拌轴7的下端的第一皮带轮10-1，固定安装在搅拌驱动电机6的输出轴上的第二皮带轮10-2，连接在第一皮带轮10-1与第二皮带轮10-2之间的皮带9以及搅拌控制器16组成；所述搅拌轴7与浮选槽1连接处采用动密封8密封，防止矿浆泄漏。
本发明中所述搅拌叶轮3由伞形盖板3-1和固定安装在伞形盖板底面上的若干块与径向成15°夹角的矩形叶片3-2组成，伞形盖板3-1中心部位设置有与搅拌轴7相结合的轮毂3-3（参见图4）。
所述底座下面安装有四个起到缓冲作用、同时方便移动的垫脚21；所述搅拌控制器16内设置有搅拌控制器显示屏16-1、加速键16-2、减速键16-3、启动键16-4及停止键16-5。
本发明的具体工作原理如下：
首先开启总开关17、关闭阀门20，将浮选槽1内加入1/2的清水，通过启动键16-4开启搅拌叶轮3，通过加速键16-2、减速键16-3将叶轮转速设定为合适值，此时加入待浮矿物颗粒，然后补加水至一定容积；矿浆经搅拌处理2 min后加入捕收剂，搅拌1 min后再加入起泡剂搅拌10 s，通过充气泵旋钮开关12开启充气泵11，通过刮板转换开关18开启第一刮板24-1、第二刮板24-2与第三刮板24-3，待泡沫产品开始排出后，开始计时取样，浮选时间设置为3min；3min后通过充气泵旋钮开关12关闭充气泵11，通过刮板转换开关18关闭第一刮板24-1、第二刮板24-2与第三刮板24-3，通过停止键16-5关闭搅拌叶轮3；收集完精矿后，通过放料管阀门20收集浮选尾矿，尾矿收集完毕后，再加入清水对浮选槽进行清洗，一并汇入尾矿；最后通过总开关17，关闭浮选机电源。
本发明除用于矿物浮选外，还可用于浮选槽内气泡及流场拍摄。具体说：当本发明用于拍摄浮选机内气泡时，可配置高速摄像仪27与光源28，且高速摄像仪27与光源28分别对称放置在浮选机两侧；当它用于拍摄浮选机内流场时，可配置激光器29与CCD相机30，且激光器29与CCD相机30分别对称放置在浮选机两侧，分别如图6、7所示。

Claims (10)

1.一种底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：它包括安装在底座（5）上方的上端为敞口结构的浮选槽（1）、以及气泡生成系统、料浆混合系统、泡沫回收系统；所述气泡生成系统包括设置在底座（5）内部的充气泵（11）、设置在浮选槽底部的环形气室（15）、以及连接在充气泵（11）出气口与环形气室（15）进气口之间的连接管（14）；所述料浆混合系统包括位于浮选槽底部由搅拌轴（7）驱动的搅拌叶轮（3）、以及安装在底座（5）内的用于驱动搅拌轴（7）的搅拌驱动机构；所述泡沫回收系统包括设置在浮选槽（1）上部以60°均匀布置方式设置的由刮板电机（24）同步驱动的三个刮板（24-1、24-2、24-3）、以及环绕浮选槽（1）顶部外缘口外侧设置的环形结构的溢流槽（2）。
2.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述浮选槽（1）的横截面为圆形结构。
3.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：在所述浮选槽（1）内侧壁上均匀布置有四个竖直设置的利于物料混合的挡板（4）；浮选槽（1）底部设置有由阀门（20）控制的放料管（19）。
4.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述溢流槽（2）底部为倾斜结构，便于泡沫流动收集；所述溢流槽（2）最低处开有泡沫出口（23）；所述溢流槽（2）最高处设置有隔板（22）。
5.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述三个刮板（24-1、24-2、24-3）呈正三角形布置，由刮板电机（24）同步驱动，转速通过底座内设置的刮板转换开关（18）调节；所述刮板电机（24）与第一刮板（24-1）的一端直接连接，第一刮板（24-1）的另一端通过第一弹簧（25-1）与第二刮板（24-2）的一端相连接，第二刮板（24-2）的另一端通过第二弹簧（25-2）与第三刮板（24-3）的一端相连接，第三刮板（24-3）的另一端安装在浮选槽槽壁上加工出的轴孔（26）内。
6.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述充气泵（11）上设置有气体流量显示屏（13）与充气泵旋钮开关（12）；所述环形气室（15）嵌装在浮选槽（1）底部，环形气室（15）上部与浮选槽（1）底面高度一致。
7.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述搅拌驱动机构由包括搅拌驱动电机（6）、固定安装在搅拌轴（7）的下端的第一皮带轮（10-1）、固定安装在搅拌驱动电机（6）的输出轴上的第二皮带轮（10-2）、连接在第一皮带轮（10-1）与第二皮带轮（10-2）之间的皮带（9）以及搅拌控制器（16）组成；所述搅拌轴（7）与浮选槽（1）连接处采用动密封（8）密封，防止矿浆泄漏。
8.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述搅拌叶轮（3）由伞形盖板（3-1）与固定安装在伞形盖板底面上的若干块与径向成15°夹角的矩形叶片（3-2）组成，伞形盖板（3-1）中心部位设置有与搅拌轴（7）相结合的轮毂（3-3）。
9.根据权利要求7所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述搅拌控制器（16）内设置有搅拌控制器显示屏（16-1）、加速键（16-2）、减速键（16-3）、启动键（16-4）及停止键（16-5）。
10.根据权利要求1所述的底部驱动式实验室浮选机，其特征在于：所述底座下面安装有四个起到缓冲作用、同时方便移动的垫脚（21）。
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