CN106563666A - 一种全自动重矿泥砂分离仪及分离重矿泥砂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动重矿泥砂分离仪，包括机架、机箱、升降机构、超声波清洗机、筛网结构及转子搅拌系统；所述升降机构包括升降电机、升降直线导杠和升降架；所述转子搅拌系统包括搅拌电机和搅拌桨；所述筛网结构包括筛网固定架和筛网杯；所述超声波清洗机包括超声波发生器和超声波水槽；其分离重矿泥砂的方法为：启动升降电机和搅拌电机；所述筛网杯盛装待处理重矿样品置于超声波水槽内，升降机构带动搅拌桨伸入筛网杯内，利用超声波和转子搅拌进行重矿泥砂分离，再由水循环系统代替流水进行清洗。本发明实现了重矿泥砂的全自动批量分离，分离速率快，样品清洗无泥质残留，较大幅度提高泥砂分离的效率。

Description

一种全自动重矿泥砂分离仪及分离重矿泥砂的方法

技术领域

本发明涉及重矿分析技术领域，特别涉及一种全自动重矿泥砂分离仪及分离重矿泥砂的方法。

背景技术

目前国内30余家油田实验中心所采用的重矿物泥砂分离方法均为人力手动用瓷研钵和研锤来磨制，过程周期长，每次每人只能分离一块样品，分离一包样品需要2～3小时，一批样品以20包为例，重矿前处理中泥砂分离部分就需要40～60小时，约合计5～7个工作日，因此重矿前处理是重矿物分析鉴定的瓶颈，严重制约重矿物分析鉴定效率，同时由于不同人的手法、力度掌控及冲洗方法、时间的掌控上差异较大，导致重矿物分离时出现重矿物与轻矿物未分离完全、重矿物分离过程中破碎、及分离出重矿物含量低甚至无重矿物等现象，研制自动、快速的泥砂分离设备，使用自动化重矿前处理设备代替人工手动操作，以解决重矿前处理周期长和人员短缺的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种全自动重矿泥砂分离仪及分离重矿泥砂的方法，通过本发明分离仪及分离方法，可实现重矿泥砂的全自动批量分离，分离速率快，样品清洗无泥质残留，可较大幅度提高泥砂分离的效率。

本发明所采用的技术方案是：一种全自动重矿泥砂分离仪，包括机架，所述机架顶部的机箱，升降机构，超声波清洗机，筛网结构及转子搅拌系统；

所述升降机构包括升降电机、升降直线导杠和升降架，所述升降电机设置在所述机箱内，所述升降直线导杠设置在所述机架的两侧，并支撑在所述机箱的两底面之间，所述升降架的两侧分别固定在所述升降直线导杠上；所述升降直线导杠与所述升降电机电连接；

所述超声波清洗机包括超声波发生器和超声波水槽，所述超声波清洗机设置在所述机架底部，所述超声波水槽设置在所述超声波清洗机的外壳内；

所述筛网结构包括横向板型的筛网固定架和连接在所述筛网固定架下方的筛网杯，所述筛网固定架横向可拆卸地固定在所述超声波水槽的顶部，所述筛网杯伸入所述超声波水槽内；

所述转子搅拌系统固定设置在所述升降架上，包括相互电连接的搅拌桨和搅拌电机，所述搅拌桨与所述筛网杯设置在同一直线上。

进一步的，所述一种全自动重矿泥砂分离仪具有两组上下可套叠的所述筛网结构，上层筛网结构的筛网杯内径小于下层筛网结构的筛网杯内径。

进一步的，所述筛网杯设置有若干个，呈阵列式排列；每个所述筛网杯上部对应一个所述转子搅拌系统。

其中，所述筛网杯配置有4根抗扭矩的钢柱。

其中，所述筛网杯的筛网孔径为320目。

进一步的，所述升降直线导杠包括直线型导向轴、直线轴承套、丝杠和同步带；所述直线型导向轴和所述丝杠设置在所述机架的两侧，并支撑在所述机箱的两底面之间，所述直线轴承套分别设置在所述直线型导向轴、所述丝杠与所述升降架的固定连接处，所述同步带设置在两侧所述丝杠的顶部之间。

进一步的，所述超声波清洗机还配有水循环系统，所述水循环系统包括沉淀水箱、过滤器、循环水泵、进出水管、液位开关和电磁阀，所述进出水管及电磁阀设置在所述超声波清洗机一侧与所述超声波水槽连通，所述水循环系统通过所述液位开关及所述电磁阀控制水位，并通过所述循环水泵调节水位。

进一步的，所述机箱正面设有总电源开关、若干个电机独立开关、转子转动开关和转子升降开关；所述转子转动开关与所述电机独立开关电连接，每个所述电机独立开关控制一个所述搅拌电机的搅拌速率和搅拌时间；所述转子升降开关与所述升降电机电连接。

进一步的，所述超声波清洗机的内壁上设置有LED照明灯，其正面设置有用于观察水质清澈度的观察窗。

本发明还提供一种基于上述全自动重矿泥砂分离仪的分离重矿泥砂的方法，包括以下步骤：

(1)制备并安装如上述全自动重矿泥砂分离仪；

(2)接通机箱的总电源开关；

(3)将筛网结构的筛网固定架固定于超声波水槽的上部；

(4)将待处理重矿样品置于筛网杯内，筛网杯浸入超声波水槽中；

(5)打开转子升降开关，升降机构带动转子搅拌系统下降，搅拌桨伸入筛网杯中，直至搅拌桨的前端接近筛网杯底部，停止下降；

(6)打开超声波清洗机的进水阀向超声波水槽中引入清水，同时，启动水循环系统，使超声波水槽中的水保持流动；

(7)启动超声波清洗机的超声波发生器，调节超声波强度；

(8)通过机箱外部面板的电机独立开关分别对每个搅拌电机的转速进行调节并且设定工作时间，同时，打开转子转动开关，启动搅拌电机；

(9)通过观察窗观察超声槽内水流的清澈程度，若不清澈，继续开启设备进行分离除泥，直至水流极为清澈后，结束分离；

(10)升起转子搅拌系统，取出样品，关闭电源总开关。

本发明的有益效果是：本发明实现了重矿泥砂的全自动批量分离，分离速率快，重矿样品清洗无泥质残留，较大幅度提高泥砂分离的效率。其中，通过高速搅拌桨对泥砂样品的快速抽打使泥砂分离、松动；同时通过超声波的空化作用，产生冲击力将泥浆液体中的泥砂充分破裂分散开，并且超声波具有不破坏砂粒的特点，大大提高分离后重矿物的完整度；再由水循环将分离出的泥质除去。其实现了由超声波清洗代替人力研磨，提高了工作效率；由转子搅拌系统和筛网结构代替手动清洗；由水循环系统的沉淀水箱和过滤器使水能重复使用代替流水清洗，将研磨、清晰和换水操作有机整合为一体。

附图说明

图1：本发明全自动重矿泥砂分离仪的立体结构示意图；

图2：本发明全自动重矿泥砂分离仪的升降机构的立体结构示意图；

图3：本发明全自动重矿泥砂分离仪的前视图；

图4：不同分离方法进行重矿泥砂分离时间的对比图；

图5：不同分离方法相对于手动研磨分离法分离效率的对比图；

图6：手动研磨法和全自动重矿泥砂分离仪分离泥砂的效果对比图；

其中：

6-1a为全自动重矿泥砂分离仪分离出的石榴石效果图；

6-1b为手动研磨法分离出的石榴石效果图；

6-2a为全自动重矿泥砂分离仪分离出的锆石效果图；

6-2b为手动研磨法分离出的锆石效果图；

6-3a为全自动重矿泥砂分离仪分离出的电气石效果图；

6-3b为手动研磨法分离出的电气石效果图。

附图标注：1、机架；2、机箱；3、升降电机；4、升降直线导杠；5、升降架；6、超声波清洗机；7、超声波水槽；8、筛网固定架；9、筛网杯；10、搅拌电机；11、搅拌桨；12、总电源开关；13、电机独立开关；14、转子转动开关；15、转子升降开关；16、直线型导向轴；17、直线轴承套；18、丝杠；19、同步带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如附图1至图3所示，一种全自动重矿泥砂分离仪，包括机架1，所述机架1顶部的机箱2，升降机构，超声波清洗机6，筛网结构及转子搅拌系统。

所述机架1包括上、下底面，和设置在所述上、下底面之间的立杆。

所述升降机构包括升降电机3、升降直线导杠4和升降架5，所述升降电机3设置在所述机箱2内，所述升降直线导杠4设置在所述机架1的两侧，并支撑在所述机箱2的两底面之间，所述升降架5的两侧分别固定在所述升降直线导杠4上；所述升降直线导杠4与所述升降电机3电连接。其中，所述升降直线导杠4包括直线型导向轴16、直线轴承套17、丝杠18和同步带19；所述直线型导向轴16和所述丝杠18设置在所述机架1的两侧，并支撑在所述机箱2的两底面之间，所述直线轴承套17分别设置在所述直线型导向轴16、所述丝杠18与所述升降架5的固定连接处，所述同步带19设置在两侧所述丝杠18的顶部之间。

所述超声波清洗机6包括超声波发生器和超声波水槽7，所述超声波清洗机6设置在所述机架1底部，所述超声波水槽7设置在所述超声波清洗机6的外壳内。超声波清洗机6的作用主要体现在超声的空化作用上，超声波在液体中随着液体的缝隙传播开时，液体的分子受到超声波能量的传递而具有能量，分子相互作用而产生大量的气泡，这些气泡构成了空化的前提条件，能量聚集到一定的程度的时候气泡破裂，即在液体中无数气泡快速形成并迅速内爆，产生巨大的能量把整个液体破费，由此产生的冲击将泥浆液体中的泥砂充分破裂分散开，进而达到样品泥砂分离的目的，且超声波具有不破坏砂粒的特点，大大提高分离后重矿物的完整度。所述超声波清洗机6还配有水循环系统，所述水循环系统包括沉淀水箱、过滤器、循环水泵、进出水管、液位开关和电磁阀，所述进出水管及电磁阀设置在所述超声波清洗机6一侧与所述超声波水槽7连通，所述水循环系统通过所述液位开关及所述电磁阀控制水位，并通过所述循环水泵调节水位。水循环系统的作用是使水能重复使用代替流水清洗。此外，所述超声波清洗机6的内壁上设置有LED照明灯，其正面设置有用于观察水质清澈度的观察窗。

所述筛网结构包括横向板型的筛网固定架8和连接在所述筛网固定架8下方的筛网杯9，所述筛网固定架8横向可拆卸地固定在所述超声波水槽7的顶部，所述筛网杯9伸入所述超声波水槽7内。本实施例中，本发明分离仪具有两组上下可套叠的所述筛网结构，上层筛网结构的筛网杯9内径小于下层筛网结构的筛网杯9内径，例如，下层筛网结构的筛网杯9的尺寸为100mmD×250mmH，上层筛网结构的筛网杯9的尺寸为85mmD×240mmH。其中，所述筛网杯9设置有若干个，呈阵列式排列，每个所述筛网杯9上部对应一个所述转子搅拌系统；并且，所述筛网杯9配置有4根抗扭矩的钢柱；此外，所述筛网杯9的筛网孔径为320目。

所述转子搅拌系统固定设置在所述升降架5上，包括相互电连接的搅拌桨11和搅拌电机10，所述搅拌桨11与所述筛网杯9设置在同一直线上。所述搅拌桨11由8mm×200mm的不锈钢转杆和橡胶转子组成，桨叶为三片螺旋式，不锈钢转杆外包聚四氟乙烯，聚四氟乙烯材质的搅拌桨11具有研磨功能。还可以对搅拌桨11的形状进行改善，将桨叶变小，搅拌棒摩擦系数会加大。搅拌桨11的作用是在转动的过程中将泥砂样品充分搅动起来，使其上下充分跳跃，同时在搅拌桨11的转子涡轮桨叶快速抽打泥砂样品，使泥砂固结变的疏松，最终泥砂分离。

所述机箱2正面设有总电源开关12、若干个电机独立开关13、转子转动开关14和转子升降开关15；所述转子转动开关14与所述电机独立开关13电连接，每个所述电机独立开关13控制一个所述搅拌电机10的搅拌速率和搅拌时间；所述转子升降开关15与所述升降电机3电连接。

基于上述全自动重矿泥砂分离仪的分离重矿泥砂的方法，包括以下步骤：

(1)制备并安装上述全自动重矿泥砂分离仪；

(2)接通机箱2的总电源开关12；

(3)将筛网结构的筛网固定架8固定于超声波水槽7的上部；

(4)将待处理重矿样品置于筛网杯9内，筛网杯9浸入超声波水槽7中；

(5)打开转子升降开关15，升降机构带动转子搅拌系统下降，搅拌桨11伸入筛网杯9中，直至搅拌桨11的前端接近筛网杯9底部，停止下降；

(6)打开超声波清洗机6的进水阀向超声波水槽7中引入清水，同时，启动水循环系统，使超声波水槽7中的水保持流动；

(7)启动超声波清洗机6的超声波发生器，调节超声波强度；

(8)通过机箱2外部面板的电机独立开关13分别对每个搅拌电机10的转速进行调节并且设定工作时间，同时，打开转子转动开关14，启动搅拌电机10；

(9)通过观察窗观察超声槽内水流的清澈程度，若不清澈，继续开启设备进行分离除泥，直至水流极为清澈后，结束分离；

(10)升起转子搅拌系统，取出样品，关闭电源总开关。

采用手动研磨法、超声波震荡法、转子搅拌法、超声转子结合法、全自动重矿泥砂分离仪法，以30块重矿样品为一批次分别进行分离泥砂的试验，完全除去泥砂所需时间对比图如图4所示，各处理方法相对于手动研磨法效率提高倍数的对比图如图5所示，由此可见，通过全自动重矿泥砂分离仪对样品进行分离除泥，该方法泥砂分离流程相对手动分离效率能提高28倍，相对于单独使用超声波震荡法、单独使用转子搅拌法、超声转子结合法分离效率也有显著提高。

采用手动研磨法和全自动重矿泥砂分离仪法分离泥砂的效果对比图如图6所示，在显微镜下，可以看到相对于手动研磨法，全自动重矿泥砂分离仪分离泥砂后的重矿样品表面泥砂残留极少，且超声波具有不破坏砂粒的特点，大大提高分离后重矿样品的完整度。

Claims (10)

1.一种全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，包括机架，所述机架顶部的机箱，升降机构，超声波清洗机，筛网结构及转子搅拌系统；

所述升降机构包括升降电机、升降直线导杠和升降架，所述升降电机设置在所述机箱内，所述升降直线导杠设置在所述机架的两侧，并支撑在所述机箱的两底面之间，所述升降架的两侧分别固定在所述升降直线导杠上；所述升降直线导杠与所述升降电机电连接；

所述超声波清洗机包括超声波发生器和超声波水槽，所述超声波清洗机设置在所述机架底部，所述超声波水槽设置在所述超声波清洗机的外壳内；

所述筛网结构包括横向板型的筛网固定架和连接在所述筛网固定架下方的筛网杯，所述筛网固定架横向可拆卸地固定在所述超声波水槽的顶部，所述筛网杯伸入所述超声波水槽内；

所述转子搅拌系统固定设置在所述升降架上，包括相互电连接的搅拌桨和搅拌电机，所述搅拌桨与所述筛网杯设置在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，具有两组上下可套叠的所述筛网结构，上层筛网结构的筛网杯内径小于下层筛网结构的筛网杯内径。

3.根据权利要求1所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，所述筛网杯设置有若干个，呈阵列式排列；每个所述筛网杯上部对应一个所述转子搅拌系统。

4.根据权利要求1至3任一项所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，所述筛网杯配置有4根抗扭矩的钢柱。

5.根据权利要求1至3任一项所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，所述筛网杯的筛网孔径为320目。

6.根据权利要求1所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，所述升降直线导杠包括直线型导向轴、直线轴承套、丝杠和同步带；所述直线型导向轴和所述丝杠设置在所述机架的两侧，并支撑在所述机箱的两底面之间，所述直线轴承套分别设置在所述直线型导向轴、所述丝杠与所述升降架的固定连接处，所述同步带设置在两侧所述丝杠的顶部之间。

7.根据权利要求1所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于，所述超声波清洗机还配有水循环系统，所述水循环系统包括沉淀水箱、过滤器、循环水泵、进出水管、液位开关和电磁阀，所述进出水管及电磁阀设置在所述超声波清洗机一侧与所述超声波水槽连通，所述水循环系统通过所述液位开关及所述电磁阀控制水位，并通过所述循环水泵调节水位。

8.根据权利要求1所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于：所述机箱正面设有总电源开关、若干个电机独立开关、转子转动开关和转子升降开关；所述转子转动开关与所述电机独立开关电连接，每个所述电机独立开关控制一个所述搅拌电机的搅拌速率和搅拌时间；所述转子升降开关与所述升降电机电连接。

9.根据权利要求1或7所述的全自动重矿泥砂分离仪，其特征在于：所述超声波清洗机的内壁上设置有LED照明灯，其正面设置有用于观察水质清澈度的观察窗。

10.一种基于上述权利要求1至9任一项所述的全自动重矿泥砂分离仪的分离重矿泥砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备并安装如上述权利要求1至9所述的全自动重矿泥砂分离仪；

(2)接通机箱的总电源开关；

(3)将筛网结构的筛网固定架固定于超声波水槽的上部；

(4)将待处理重矿样品置于筛网杯内，筛网杯浸入超声波水槽中；

(5)打开转子升降开关，升降机构带动转子搅拌系统下降，搅拌桨伸入筛网杯中，直至搅拌桨的前端接近筛网杯底部，停止下降；

(6)打开超声波清洗机的进水阀向超声波水槽中引入清水，同时，启动水循环系统，使超声波水槽中的水保持流动；

(7)启动超声波清洗机的超声波发生器，调节超声波强度；

(8)通过机箱外部面板的电机独立开关分别对每个搅拌电机的转速进行调节并且设定工作时间，同时，打开转子转动开关，启动搅拌电机；

(9)通过观察窗观察超声槽内水流的清澈程度，若不清澈，继续开启设备进行分离除泥，直至水流极为清澈后，结束分离；

(10)升起转子搅拌系统，取出样品，关闭电源总开关。