CN107597450A - 一种浮选机的搅拌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮选机的搅拌系统，包括：叶轮、定子和主轴，叶轮固定在主轴下部，定子固定在叶轮外侧，叶轮包括骨架圆盘和叶轮叶片，骨架圆盘固定在主轴上，叶轮叶片固定连接在骨架圆盘上，定子包括定子叶片、定子盖板和导流套，导流套连接在定子盖板的下表面。本发明的浮选机的搅拌系统的定子可对气泡形成强大的剪切作用，提高矿浆及空气的分散效率，提高空气分散度，利于浮选指标的提高。加了端板的定子可有效消除液面翻花现象。定子下部的导流套大大提高了矿浆的循环效率，使得矿粒矿化概率变大，提高浮选效果。

Description

一种浮选机的搅拌系统

技术领域

本发明涉及矿山设备领域，具体为一种浮选机的搅拌系统。

背景技术

浮选是19世纪末发展起来的一门分选技术，至今己有100多年的历史，其发展十分迅速。浮选方法现已成为世界上选别矿物原料的最主要的方法之一，它不仅用于分选金属矿物和非金属矿物，还广泛用于冶金、造纸、农业、食品、医药、微生物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、提纯等。据粗略估计，世界上有色金属矿物的回收约90％以上是采用浮选法，而在黑色金属矿物领域也占有约50％。浮选机是矿物加工领域中最重要选别设备之一。机械搅拌充气式浮选机是实现矿物分选应用最广泛的物理手段，主要应用于矿业、煤炭、水处理、有色金属、造纸等行业。浮选时，矿浆与浮选药剂调和后送入浮选机，经机械驱动叶轮搅拌矿浆，并将进入的空气分散成小气泡，使得目的矿物附着于气泡形成矿化气泡，上浮到矿物表面形成泡沫层，泡沫经刮板刮出或通过自溢的方式排出，既得泡沫产品，而非泡沫产品则随矿浆低流排出。浮选技术经济指标的好坏，与选用的浮选机性能密切相关。

浮选机的工作介质是气、固液三相混合流体，其内部流动非常复杂，研究工作的难度很大。目前对浮选机内部流场的研究主要是基于清水介质，采用实验测定的方法，这种方法虽然直观、方便，但是只能对清水介质进行测定，对气、固液的三相混合流体无法进行测定。此外，浮选机在实际运行中主要存在着液面翻花，矿浆短路，泡沫层厚度不稳定，矿物回收率较低等问题。这些问题的存在说明人们对浮选机内部的流动规律还没有掌握，尤其是对内部气、固液三相流场的认识不充分，所以从改善浮选机搅拌系统结构、减少浮选机运行管理成本和节约能源角度讲，提高浮选机的搅拌效率、提高其运行的可靠性是十分必要的，进一步研究浮选机的内部流场对此很有意义。

浮选机通常由传动装置、轴承体、推泡装置、搅拌系统和槽体组成。浮选机主要通过搅拌系统实现矿物的矿化和分选，搅拌系统主要包括叶轮、定子和主轴部件。其中，浮选机的叶轮和定子的组合构造为统一设计及配合使用的一组构件，是浮选机各部件中最重要的主体构件。矿浆经叶轮下叶片内缘吸入叶轮下叶片间，与此同时，由外部给入的低压空气通过空气分配器周边的小孔进入叶轮下叶片间。矿浆与空气在叶轮下叶片间进行充分混合后，由叶轮下叶片外缘排出。而定子把被叶轮甩出矿浆的运动方向由切向变为轴向，使叶轮周围的矿浆徐苏扩散开，以保证叶轮出口处矿浆与叶片末端的相对速度最大，从而提升充气和搅拌效果，形成比较平稳的泡沫区。浮选机运转时，需要通过叶轮的旋转产生较强的泵吸能力和强烈的紊流搅拌，从而形成循环，增大目的矿物矿化概率。随着矿山规模的增大，浮选机正在向大型化方向发展，这必然导致浮选机的负荷和搅拌功耗随之增大，因此，提高浮选机搅拌系统的使用寿命、降低其功耗尤为重要。目前国内外矿山浮选机使用的叶轮和定子边缘均是直线形，这种形式叶轮和定子虽加工简单，但较容易磨损，搅拌效果和分散效果不理想，容易出现液面翻花等，且能耗较高，直接影响浮选指标、制约生产。

发明内容

针对传统浮选机搅拌系统功率及负荷过大，使用寿命较短、矿浆液面不平稳、翻花严重等问题，本发明设计了一种新型充气式浮选机的搅拌系统结构，该结构可明显提高浮选机的搅拌效率和湍流强度，增大矿物颗粒的矿化概率，提高空气分散度，利于浮选效果的提升，同时降低浮选机运行功耗、节约成本。为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的目的旨在提供一种搅拌效率高、浮选效果好的浮选机的搅拌系统，以解决现有浮选机存在的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种浮选机的搅拌系统，包括：叶轮、定子和主轴，叶轮固定在主轴下部，定子固定在叶轮外侧，叶轮包括骨架圆盘和叶轮叶片，骨架圆盘固定在主轴上，叶轮叶片固定连接在骨架圆盘上，定子包括定子叶片、定子盖板和导流套，定子叶片安装在定子盖板的径向方向，导流套连接在定子盖板的下表面。

导流套包括外导流套和内导流套，外导流套设置在定子盖板的下表面，内导流套设置在外导流套内。两导流套之间形成矿浆循环通道，加大了搅拌效率，有效防止槽底部矿浆沉槽的现象发生，提高浮选效率。

内导流套为圆锥体。

定子还包括定子端板和翅片，定子端板为圆环形，设置在定子叶片的上部，翅片设置在定子端板上与定子叶片对应的位置。定子端板和翅片有效地消除液面翻花现象。

定子端板的内外边缘与定子叶片边缘一致。

定子端板的内外边缘与翅片边缘一致。

定子还包括定子底板和定子支腿，定子支腿固定在定子底板和外导流套之间。

定子叶片内边缘由不同凹凸及不同曲率半径的三段圆弧组成。

定子叶片下部的内边缘与定子盖板的内边缘对齐。

定子支腿数量12-20个。

定子叶片的外边缘为圆弧形。

叶轮叶片的外边缘为翼形曲面。翼形曲面是指叶轮叶片外边缘具有圆弧，与传统叶轮叶片外边缘的直线型/折线型相比，翼形曲面的叶轮叶片具有更高的搅拌效率和湍流强度

骨架圆盘通过螺栓固定在主轴上。

叶轮叶片的外边缘由至少两段不同曲率半径的圆弧相连而成。

叶轮叶片上部的外边缘与骨架圆盘的外边缘对齐。

叶轮叶片的外边缘的圆弧由不同凹凸及不同曲率半径的四段圆弧组成，凹凸是指圆弧的圆心不在同一方向。这四段圆弧的曲率半径根据浮选机的大小，浮选要求来确定。

叶轮叶片相对于主轴，朝与叶轮旋转方向相反的方向倾斜0-45°。

叶轮叶片和骨架圆盘外表面设有耐磨胶层。

叶轮叶片6-10个，均布在骨架圆盘上。

定子叶片安装在叶轮叶片的斜上方，定子叶片与叶轮叶片配合

定子叶片数量为16-24片，均布在定子盖板上。

定子叶片外表面设有耐磨胶层。

定子盖板外表面设有耐磨胶层。

本发明的浮选机的搅拌系统的定子可对气泡形成强大的剪切作用，提高矿浆及空气的分散效率，提高空气分散度，利于浮选指标的提高。加了端板的定子可有效消除液面翻花现象。定子下部的导流套大大提高了矿浆的循环效率，使得矿粒矿化概率变大，提高浮选效果。

本发明特别适用于中小型浮选机，它能够降低浮选机运行功耗，增大有用矿物颗粒的矿化概率。特殊翼形曲面的叶轮和定子相互配合，使得搅拌过程更加均匀平稳，防止液面翻花产生。同时，定子叶片内、外面均为特殊曲面，该种形式的搅拌系统结构具有明显的节能特点，营造出浮选槽体内最有利于提升浮选效果的流体动力场

与以往技术相比：该结构可明显提高浮选机的搅拌效率和湍流强度，增大矿物颗粒的矿化概率，提高空气分散度，利于浮选效果的提升，同时降低浮选机运行功耗、节约成本。

附图说明

图1为本发明的浮选机的搅拌系统。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的浮选机的搅拌系统的结构和实施过程。

如图1所示，本实施例属于一种浮选机的搅拌系统，包括主轴1、空气分配器2、橡胶封3、叶轮及定子等，由于主轴1、空气分配器2、橡胶封3以及动力装置等结构是现有搅拌系统中存在的结构，在此不详细说明。下面对本发明的重点--叶轮及定子进行说明。

如图1所示，包括：定子包括定子叶片6、定子端板7、翅片15、定子盖板8、外导流套9、定子支腿10、内导流套11和定子底板12。定子盖板8为环形，内环与定子叶片6的内侧平齐；定子叶片6的安装方向为定子盖板8的径向方向，定子叶片6的内、外边缘均为弧线，定子叶片6内边缘是由3段不同曲率半径的圆弧组成，其形式与叶轮叶片5相配合，互补作用很好，可以起到很好的紊流和分散矿浆的作用；定子端板7是圆环板，位于定子叶片6的上部，内外边缘与定子叶片6边缘一致，定子端板7上方设置翅片15，翅片15与定子叶片6对应，定子叶片6是焊接在定子端板上，翅片15高于骨架圆盘4，则定子端板7和翅片15可明显减少“翻花”现象的发生，具有稳流作用，有利于浮选。所述的导流套包括外导流套9和内导流套11，外导流套9可以是上部为竖直形、下部为锥形(如图中所示)，也可以整个是锥形，或者介于两种情况之间，α介于0-90°之间，内导流套11为圆锥形，设置在外导流套9内，两个导流套中间形成独特的矿浆循环通道。外导流套9底部设有一圆环板13，圆环板13通过定子支腿10固定在定子底板12上，内导流套11设置在定子底板12上。外导流套9上设有导流孔14，圆环板13上也有导流孔。两个导流套之间的通道加大了搅拌效率，有效防止槽底部矿浆沉槽的现象发生，提高浮选效率；定子支腿10为12-20个，分别与外导流套9、定子底板12焊接相连。

定子支腿10形成矿浆循环通道的入口，同时可以起到支撑及固定作用，对矿浆起到一定的分散作用；定子底板12为圆板形式，其主要作用有三点:首先可以稳固定子安装的牢靠性，其次可以降低浮选时矿浆对浮选机底部的磨损，增加浮选机的使用寿命，再次调整定子支腿的高度可以有效调整浮选机搅拌系统距槽底的高度，从而适应各种矿物的浮选过程；定子叶片6及定子盖板8的外表面设有耐磨胶层，定子各部件之间由焊接相连。

如图1所示，本实施例的浮选机的搅拌系统的叶轮，包括：骨架圆盘4，呈环形圆盘状，该骨架圆盘4横向纵向均为平直线条形式，形成矩形剖切面，骨架圆盘4的环形盘面内环处设有叶轮连接螺栓孔，通过该螺栓孔使叶轮与浮选机主轴1相连(；叶轮叶片5，呈特殊的翼性曲线结构，叶轮叶片5的外边缘由4段不同曲率半径和凹凸的圆弧相连而成，每段圆弧的曲率半径会随着浮选机的容积不同进行相应的调整。叶轮叶片5上部的外边缘与骨架圆盘2的外边缘对齐，叶轮叶片5相对于主轴，朝与叶轮旋转方向相反的方向倾斜0-45°(简称向后倾斜0-45°)并按照该设定的角度焊接于骨架圆盘4上，叶片个数6-10个；为了降低矿物对叶轮的磨损，本发明对骨架圆盘4和叶轮叶片5的外表面均设有耐磨胶层，以增强叶轮的耐磨性，提高其使用寿命。

本实施例的叶轮叶片数量可以为8、定子叶片数量为24；但也可以是其它组合比如叶轮叶片数量为6，定子叶片数量为16；或者叶轮叶片数量可以为10，定子叶片数量为20等，叶轮叶片及定子叶片的数量组合无特殊限定，根据需要可适当选择。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮选机的搅拌系统，包括：叶轮、定子和主轴，叶轮固定在主轴下部，定子固定在叶轮外侧，叶轮包括骨架圆盘和叶轮叶片，骨架圆盘固定在主轴上，叶轮叶片固定连接在骨架圆盘上，其特征在于，定子包括定子叶片、定子盖板和导流套，导流套连接在定子盖板的下表面。

2.根据权利要求1所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，导流套包括外导流套和内导流套，外导流套固定在定子盖板的下表面，内导流套设置在外导流套内。

3.根据权利要求2所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，内导流套为圆锥体。

4.根据权利要求1所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，定子还包括定子端板和翅片，定子端板为圆环形，设置在定子叶片的上部，翅片设置在定子端板上与定子叶片对应的位置。

5.根据权利要求2所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，定子还包括定子底板和定子支腿，定子支腿固定在定子底板和外导流套之间。

6.根据权利要求1所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，定子叶片内边缘由不同凹凸及不同曲率半径的三段圆弧组成。

7.根据权利要求5所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，定子支腿数量12-20个。

8.根据权利要求1所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，叶轮叶片的外边缘为翼形曲面。

9.根据权利要求1所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，叶轮叶片上部的外边缘与骨架圆盘的外边缘对齐。

10.根据权利要求1所述的浮选机的搅拌系统，其特征在于，叶轮叶片相对于主轴，朝与叶轮旋转方向相反的方向倾斜0-45°。