CN1091059A - 一种工业型的离心跳汰机 - Google Patents

Abstract

一种工业型的离心跳汰机，有一固定的圆台形容 器，容器中央有一可转动的圆筒形筛网及筛框等转动 体，容器的圆台底部(或大头端)有一可往复运动的鼓 动隔膜板，转动体与非转动体间的连接为非接触式动 力密封连接，能形成一断面为主体直角梯形的环状高 压跳汰室，鼓动隔膜板用一特制鼓动机械装置驱动， 可使床层整体地扩张和收缩，实现分选物料的大量通 过，并在宽级别的粒度范围内按比重分选通过之物 料。

Description

本发明涉及了一种工业型的离心跳汰机，可使物料沉降的离心场加速度达到60～150倍重力加速度，可在黑色金属、有色金属、黄金、煤炭及化工等矿山用于大处理量的情况下有效地分选宽级别入选物料，并能有效地回收微细粒级矿物。

现有技术最有代表意义的是美国4，279，741和澳大利亚573，960号专利，理论和实验证明，欲有效地利用离心跳汰机分选细粒矿物时，离心倍数必须大于30倍重力加速度。美国1981年7月21日批准的第4，279，741号专利首次提出了圆筒筛的离心跳汰机，并附于截锥面的筛下室，使分选力场离心加速度达到10倍的重力加速度。但是有实际困难妨碍将这种设计用于工业型的大规模跳汰机。其主要原因是该设计提出的密封难以承受大离心倍数产生的跳汰室内高压水的压力以及难以解决大规模跳汰机导致的接触密封所须的大量功耗;水泵脉动阀式脉动机构难以承受大离心倍数下所须的高压高频脉动并且难以使大规模的跳汰机床层受到均匀的脉动;机构配置难以保持停机时床层的稳定，为此，该设计一直未进入工业型的规模。澳大利亚批准的第573，960号专利提出了另一种离心跳汰机，这种离心跳汰机继而在中国申请专利（公开号CN1038948A）。该机采取跳汰室一体转动的方式，使之不存在如美国专利中跳汰机的密封问题。但为使跳汰机大规模化，其将筛下室分为若干跳汰区，由此产生床层分布不均和不稳定、鼓动不均匀、精矿排出口压力增加、耗水量大大增加、精矿排出口容易堵塞等问题。

为了解决目前离心跳汰机存在的问题，本发明提出一种工业型的离心跳汰机，其中安装一固定的圆台形固定容器，容器中央设置有一可转动的圆筒形筛网及筛框转动体，依靠转动体及其相关密封板与固定容器的相关密封板的有效非接触式密封，使形成一个整体的环状（圆台形）筛下跳汰室。当筛网及筛框转动体旋转时，其对流体的强制作用以及流体自身的摩擦作用使筛下室中的流体同步转动，以此形成高压流体。在圆台形跳汰室的底部（或称圆台形容器的大直径端）连有一可整体作往复运动的鼓动隔膜板，有装置使隔膜板作往复运动并引起跳汰室的容积呈周期性变化，从而导致跳汰室内流体压力呈周期性变化，借助筛框转动体外圆筒的均分作用，实现对床层的均匀脉动效果。

有装置将床石及入选物料连续地引入筒形筛的底端，在筛网及筛框转动体的旋转作用及脉动水流的作用下，床石及入选物料自动进到圆筒形筛的内壁并形成与筛网同形状的稳定圆柱面床层，（床石可预先堆放于筒形筛的底部），并在筛下流体脉动作用下呈周期性整体松散和收缩，实现连续分选过程。

本发明提出转动与非转动部件在径向端面配合成非接触泵式动力密封、在轴向圆柱面配合成非接触式螺旋动力密封和宫形密封，以达到理想的有效密封效果。从而保证大离心倍数下的高压流体脉动压力及大规模离心跳汰机的小密封功耗。

本发明提出独立机械脉动装置以实现高频脉动，并设置大载荷预紧弹簧使之平衡隔膜所受之静液压力，保证脉动机构仅需克服动负荷作功，大大减少鼓动机构的消耗功率，使本跳汰机大规模化成为现实。

本发明提出整体圆周连续的筛网跳汰工作区，并在筛网径向扩张区设置液流压力均散筒，以保证筛网各处的脉动压力接近相等，实现整体大面积床层在作业中的稳定性和均匀性。

本发明提出圆台形固定不动的整体跳台室，在其底部（大直径端）设置机械鼓动隔膜，保证鼓动隔膜产生的压力波较好地反射到筛面，实现理想的跳汰作业。

本发明提出圆台形固定不动的整体跳汰室，在其底部（大直径端）设置精矿浓缩槽，同时将精矿出口设置于轴向，以获得精矿出口处的最小静液压力和排出精矿的最大浓度。并且只采用不超过两个出口的精矿排矿方式，保证在省水的情况下最大限度地扩大精矿出口尺寸以防止精矿出口堵塞。

现对本发明的一个理想实施方案，参照附图叙述如下：

图1为本发明一实施方案的工业型离心跳汰机的前视;

图2为图1中离心跳汰机选别体的剖侧视;

图3为图2中筛框的前视;

图4为图1中跳汰机的往复驱动装置的剖面前视;

图1所示的跳汰机有机架[3]、选别体[1]、转动驱动电机[9]、鼓动驱动电机[6]、鼓动连接装置[7]、补加水装置[5]支持。

转动驱动电机[9]通过皮带轮[10]带动转动体主轴[11]旋转。鼓动驱动电机[6]通过鼓动装置[2]带动其鼓动顶杆[31]作往复运动，并经连接装置[7]带动隔膜[18]作往复运动。

有给矿引流装置[21]、[22]可将床石和入选物料引入筛框转动体[12]的筒底，使其在筛框转动体旋转作用下接触筛网[13]，形成与筛网同形状的筒状床层，并与筛框转动体同步转动。

有补加水装置[5]将补加水通过中心支座[29]的水通道[32]引入跳汰室。

床石材料根据不同的要求有不同的比重和不同的粒度。

图2所示，选别体[1]的外形为一固定圆台形容器，容器中心区有一中心支承座[29]，中央有一筛框转动体[12]支承筛网，筛框转动体[12]与中心支承座[29]及其密封板[14]、筛框转动体的密封板[28]与圆台容器上方的一密封板环[15]等彼此构成非接触式密封，圆台容器的下部有一平板式环状隔膜板[18]，通过柔性膜片[19]与容器底板连接，以此构成一整体式环状跳汰室。

筛框转动体[12]底部与中心支承座上的密封板[14]在径向构成一间隙配合区A，筛框转动体[12]底部配合面上一区域或整个区域有泵式叶片或泵式叶片槽[27]，密封板[14]的配合表面有数个圆环槽（也可无槽），以此构成泵式动力密封区，转动体转动时起动力密封作用。

筛框转动体[12]与中心支承座[29]在轴向构成一圆柱面间隙配合区B，在该配合区域内二者对应有环状沟槽，形成宫形密封，工作时起密封减压作用。

在配合区B的上方一区域，筛框转动体[12]的内筒内壁上至少设置一个环状沟槽，并在该沟槽内至少有一个通道[20]，使此筒壁内外连通，工作时以便逃越动力密封区A及减压密封区B的液流返回给矿区，以保护中心轴区承免受侵害。

如图2所示，转动体的上部（或靠尾矿出口端）有一密封圆环板[28]与固定容器上的密封板[15]在径向及轴向上分别构成间隙配合区C和D。在配合区域C上，密封板[28]的配合端面有泵式叶片或泵式叶片式槽，密封板[15]的配合端面上有圆环槽（也可无槽），二者在工作时形成泵式动力密封。在配合区域D上，密封板[28]的外圆柱面上有外螺纹槽，密封板[15]的内圆柱面上有反向的内螺纹槽，二者在工作时形成动力螺旋密封。

图3所示，筛框转动体[12]有一外圆筒体与筛网形状类似，筒壁上开有数十个圆孔，以使透筛的精矿能够进入跳汰室进行收集，同时使跳汰室中的压力被均散至整个筛面。

如图2所示，筛网的上端出口处有一内径小于筛网直径的环状堰板[23]，支持床石和矿浆在筛网内壁成一定厚度，工作时形成所须的床层。

如图1所示，有鼓动连接装置[7]，可将图4所示的往复驱动装置中脉动顶杆[31]的往复运动传递给鼓动隔膜板[18]，使之作往复运动，实现跳汰过程的脉动作业。

图4所示的理想往复驱动装置，在其往复顶杆[31]的某一合适部位设置一预紧弹簧[30]，使其预紧力大小约等于跳汰室内高压流体作用在隔膜板[18]上的静压力之合，保证鼓动装置其他各部件在工作时几乎只承受鼓动相关运动部件的动载荷，以实现该跳汰机的大规模化，同时达到节省能耗。

正常工作时，筛网[13]及筛框转动体[12]等有关部件与转动主轴[11]一起转动，补加水不断进入跳汰室并充满整个腔体，由于旋转作用呈高压流体状态。为保证有效的连续作业，一部分补加水经精矿出口[25]、[26]排出，一部分水穿过筛框转动体[12]之外筒及筛网[13]，越过堰板[23]进入尾矿槽[24]，从其出口排出。跳汰室中的流体在鼓动隔膜的往复运动作用下成压力交变状，从而使筛网壁上的床层交替地扩张和收缩。和水成一定比例的浆状物料经给矿装置[21]、[22]进到床层，随着床层的跳汰作用，重物料穿越床层，透过筛网[13]及筛框转动体之外筒到达跳汰室，并在离心运动的作用下靠近圆台筒壁[16]，并在圆台锥度的导流作用下，向下运动进入精矿收集环[17]，在随流体的旋转过程中到达精矿排出口[25]时排出，轻物料浮于床层的内表面，在流体离心场压差作用下，向上部尾矿排出口移动，最终超过堰板[23]进入尾矿收集槽[24]，从尾矿出口排出。

Claims (11)

1、一种跳汰室不动的工业型离心跳汰机，有一固定的圆台形容器，容器的底部有一可整体往复运动的鼓动隔膜板[18]，容器中央有一可转动的圆筒形筛网[13]，其特征在于容器中央设置有一筛框转动体[12]，转动体与固定容器的连接为非接触式密封连接，与鼓动隔膜板[18]相连的驱动装置的连接顶杆[31]上有一预紧压缩弹簧[30]，在圆台形跳汰室底部有精矿浓缩槽并至少设置有一轴向的精矿排出口[26]。

2、根据权利要求1所述的离心跳汰机，其特征在于筛框转动体[12]外筒为形状类似筛网[13]但直径比筛网直径大的圆筒并环绕筛网，圆筒壁上至少均匀分布有20个圆孔，提供均散脉动水压之作用。

3、根据权利要求1所述的离心跳汰机，其特征在于转动体[12]与固定容器的非接触式密封连接采用了泵式叶片或叶片式沟槽、宫形、螺旋沟槽三种形式的非接触式密封。

4、根据权利要求1或权利要求3所述的离心跳汰机，其特征在于筛框转动体[12]下部部分端面或全部端面上有泵式叶片或叶片式沟槽，与固定容器上的一圆板[14]成非接触式动力密封配合。

5、根据权利要求1或权利要求3所述的离心跳汰机，其特征在于筛框转动体[12]内筒的内壁与固定容器上的支承座圆柱体[29]外壁成非接触式宫形密封配合。

6、根据权利要求1或权利要求3所述的离心跳汰机，其特征在于与筛框转动体[12]固定连接的密封板[28]的外圆柱面和固定容器上部密封板[15]的内圆柱面在轴向成非接触动力密封配合，并且至少在其中一个圆柱面上有螺纹沟槽，成螺旋密封。

7、根据权利要求1或权利要求3所述的离心跳汰机，其特征在于与筛框转动体[12]固定连接的密封板[28]上部部分端面上有泵式叶片或叶片式沟槽，与固定容器上的一圆板[15]下部部分端面在径向成非接触式动力密封配合。

8、根据权利要求1所述的离心跳汰机，其特征在于转动体[12]的内圆筒内壁上至少有一个沟槽，并在沟槽上至少有一个通孔[20]使该筒壁的内外连通，以便逃越密封区的液流返回筛面。

9、根据权利要求1所述的离心跳汰机，其特征在于圆台形跳台室底部有一直径比圆台大端直径大的向外扩展的圆环小空腔[17]，可收集和浓缩进入跳台室的精矿。

10、根据权利要求1所述的离心跳汰机，其特征在于圆台形跳汰室底部的精矿排出口[26]装有口径可调的装置[25]，工作时可调整口径大小以控制精矿的浓度。

11、根据权利要求1所述的离心跳汰机，其特征在于预紧压缩弹簧[30]的预紧力能克服高压跳汰室内高压流体作用在隔膜[18]上的静压力，使鼓动机构在不动作时所受载荷接近于零。

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