CN110013911B - 一种粗煤泥水介质分选旋流器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于粗煤泥分选技术领域，公开了一种粗煤泥水介质分选旋流器，包括圆柱形的外壳，外壳上设置有用于密封上部开口的上部盖板和用于封闭下部开口的下部底板；外壳侧壁上设置有沿侧壁切向方向的入料管和重产物排料口，其中入料管位于外壳上部，重产物排料口位于外壳底部；外壳内设置有位于外壳中心轴线上的导流部和反射部；导流部固定设置在上部盖板下方；反射部固定设置在下部底板上，外壳中心轴线位置还设置有轻产物溢流管。本发明能够有效降低短路流，减少轻产物在底流中损失，流场稳定，降低有效分选粒度下限，可广泛应用于粗煤泥分选技术领域。
Description
技术领域
本发明属于粗煤泥分选技术领域，具体涉及一种粗煤泥水介质分选旋流器。
背景技术
水介质旋流器常用于选煤厂粗煤泥分选。水介质旋流器的工作原理是利用颗粒在离心力场中的沉降原理实现颗粒按比重分选的，由于不同密度不同粒度颗粒在离心力场中具有不同的沉降特性，比重轻的颗粒和部分细粒级密度大的颗粒进入向上的内旋流，通过溢流管排出，形成轻产物产品；大密度颗粒和部分粗粒级小密度颗粒沿旋流器筒壁的外旋流运移到旋流器底部，颗粒在旋流器底部富集形成自生介质床层，由于自生介质床层密度较高，在离心力作用下通过外旋流进入自生介质床层的颗粒在此按密度分选，密度小于床层密度的颗粒折返再次进入内旋流，密度大于床层密度的颗粒透过床层从底流口排出形成种重产物产品。通常利用离心力场原理分选的水介质旋流器具有分选效率高，分选粒度范围宽、有效分选粒度下限低的优点。
通常的水介质分选旋流器由给料管，溢流管，圆柱圆锥形筒体和底流口组成，其中溢流管为圆筒形并插入圆柱圆锥形筒体，其作用是减少短路流。但据相关研究，这种结构的旋流器中的短路流量仍占总流量的20%左右；同时常规水介质旋流器多采用大锥角或复锥结构，但由于底流口与溢流管在同一轴线，在旋流器中心形成界面极不稳定的空气柱，致使旋流器内流态复杂且不稳定。而且底流口设置在底锥的中心，从底流返回的轻产物不能有效进入上升螺旋流，所以会导致轻产物在底流中的损失。因此，设计一种能够有效降低短路流，减少轻产物在底流中损失，流场稳定，降低有效分选粒度下限的技术设备，是粗煤泥水介质分选旋流器技术领域亟待解决的一个技术难题。
发明内容
本发明为了解决现有水介质粗煤泥分选设备轻比重产物在底流中的损失和分选粒度下限高的技术问题，提供了一种粗煤泥水介质分选旋流器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种粗煤泥水介质分选旋流器，包括圆柱形的外壳，所述外壳上设置有用于密封上部开口的上部盖板和用于封闭下部开口的下部底板；所述外壳侧壁上设置有沿侧壁切向方向的入料管和重产物排料口，其中入料管位于外壳上部，重产物排料口位于外壳底部；所述外壳内设置有位于外壳中心轴线上的导流部和反射部；导流部固定设置在上部盖板下方，导流部包括第一圆柱部和位于第一圆柱部下方的倒圆台部，第一圆柱部的外径小于所述外壳的内径，倒圆台部的顶部直径等于第一圆柱部的外径；反射部固定设置在下部底板上，反射部包括第二圆柱部和位于第二圆柱部上方的圆台部，第二圆柱部的外径等于外壳的内径，圆台部的底部外径小于第二圆柱部的外径；所述外壳中心轴线位置还设置有轻产物溢流管。
所述旋流器以采用串联方式工作，一段旋流器的切向重产物排料口与二段旋流器的切向入料管通过法兰连接。
所述轻产物溢流管的一端设置在外壳内，另一端穿过所述导流部和上部盖板后设置在外壳外。
所述轻产物溢流管一端设置在外壳内，另一端穿过反射部和下部底板后设置在外壳外。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种粗煤泥水介质分选旋流器，通过在圆筒形外壳内设置导流部和反射部，并在圆筒形外壳底部设置切向的重产物排料口，能有效解决现有水介质粗煤泥分选设备轻比重产物在底流中的损失和短路流问题，使旋流器流场稳定，分选精度提高。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的粗煤泥水介质分选旋流器的结构示意图；
图2为图1的内部俯视图；
图3为本发明实施例一提供的粗煤泥水介质分选旋流器串联示意图；
图4为本发明实施例二提供的粗煤泥水介质分选旋流器的结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的粗煤泥水介质分选旋流器串联示意图；
图中：1为圆筒形外壳，2为上部盖板，3为下部底板，4为导流部，5为发射部，6为轻产物溢流管，7为切向入料管，8为重产物排料口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1~2所示，本发明实施例一提供了一种粗煤泥水介质分选旋流器，包括圆柱形的外壳1，所述外壳1上设置有用于密封上部开口的上部盖板2和用于封闭下部开口的下部底板3；所述外壳1侧壁上设置有沿侧壁切向方向的入料管7和重产物排料口8，其中入料管7位于外壳1上部，重产物排料口8位于外壳1底部；所述外壳1内设置有位于外壳1中心轴线上的导流部4和反射部5；导流部4固定设置在上部盖板2下方，导流部4包括第一圆柱部和位于第一圆柱部下方的倒圆台部，第一圆柱部的外径小于所述外壳1的内径，倒圆台部的顶部直径等于第一圆柱部的外径；反射部5固定设置在下部底板3上，反射部5包括第二圆柱部和位于第二圆柱部上方的圆台部，第二圆柱部的外径等于外壳1的内径，圆台部的底部外径小于第二圆柱部的外径；所述外壳1中心轴线位置还设置有轻产物溢流管6，轻产物溢流管6的一端设置在外壳1内，并位于导流部4下方，另一端穿过所述导流部4和上部盖板2后设置在外壳1外。
如图3所示，本实施例中，相同型号的所述旋流器可以采用串联方式工作，一段旋流器的切向重产物排料口8与二段旋流器的切向入料管7通过法兰连接，并由此形成重产物再选的两段分选流程结构。此外，不同型号的旋流器也可以以串联方式工作，例如，直径较大的旋流器作为一段旋流器，直径较小的旋流器作为二段旋流器，串联在一起工作。
本实施例提出的旋流器的工作过程如下：矿浆经泵加压后由切向入料管7进入圆筒形外壳1和导流块4构成的环形空间，由于导流块4的作用，入料在环形空间得到了预先分选，轻产物经预选后方进入到旋流器中心的上升螺旋流，经由设置在上部盖板2导流块4中央的轻产物溢流管6排出，减少了常规结构旋流器由于入料流与溢流管口距离过近引起的入料流分选时间过短而引起的短路流问题；经过预选的物料在旋流器圆筒形外壳1的中段继续分选过程，轻产物进入中心上升螺旋流，重产物进入沿边壁的下降螺旋流，在旋流器底部形成重产物富集层，由圆筒形外壳1，反射块5切向重产物排料口8构成的反向锥面结构可以使夹杂在重产物层的轻产物二次进入旋流器中心的上升旋流，由于反射块5的反向锥台结构，且重产物排料为切向排料，避免了溢流管和底流管口的贯通，使常规旋流器中心的空气柱不复存在，有效避免了界面不稳定空气柱的存在对分选流场的扰动。
如图4所示，为本发明实施例二提供的一种粗煤泥水介质分选旋流器，与实施例一相同的是，其包括圆柱形的外壳1，所述外壳1上设置有用于密封上部开口的上部盖板2和用于封闭下部开口的下部底板3；所述外壳1侧壁上设置有沿侧壁切向方向的入料管7和重产物排料口8，其中入料管7位于外壳1上部，重产物排料口8位于外壳1底部；所述外壳1内设置有位于外壳1中心轴线上的导流部4和反射部5。与实施例一采用两端排料不同的是，本实施例中采用同端排料的方式，也就是说，轻产物溢流管和重产物排料口都设置在旋流器底部，具体地，轻产物溢流管6一端设置在外壳1内，并位于反射块5上方，另一端穿过反射部5和下部底板3后设置在外壳1外。
如图5所示，本实施例中，相同型号的所述旋流器也可以采用串联方式工作，一段旋流器的切向重产物排料口8与二段旋流器的切向入料管7通过法兰连接，并由此形成重产物再选的两段分选流程结构。此外，不同型号的旋流器也可以以串联方式工作，例如，直径较大的旋流器作为一段旋流器，直径较小的旋流器作为二段旋流器，串联在一起工作。
本实施例提出的旋流器的工作过程如下：粗煤泥煤浆经泵加压后通过切向入料管7进入圆筒形外壳1，形成旋转流，入料在圆筒形外壳1和导流块4构成的环形空间得到了预先分选，在离心力作用下，导流块4上的圆锥面使密度小的颗粒进入向上的内旋流，由于导流块4的底部为与内旋流垂直的平面，其对内旋流形成向下的反射作用，迫使进入内旋流的轻产物向下运移，经溢流管6排出轻产物；密度大的颗粒进入向下的外旋流向底部运动，并在圆筒形外壳1，反射块5及切向重产物排料口8构成的反向锥面结构环形空间形成重产物旋转床层，反向锥面结构可以使夹杂在重产物层的轻产物二次进入旋流器中心的上升旋流，并通过导流块4底部的反射平面发射后从溢流管6排出，由于溢流管6设置在反射块5的中央，且重产物排料为切向排料，避免了溢流管和底流管口的贯通，使常规旋流器中心的空气柱不复存在，有效避免了界面不稳定空气柱的存在对分选流场的扰动。
本发明提供了一种粗煤泥水介质分选旋流器，能够有效降低短路流，减少轻产物在底流中损失，流场稳定，降低有效分选粒度下限。本发明实施及应用不仅仅限于粗煤泥分选的场合，对于其他在固液两相流体中进行颗粒分选的场合采用本发明的实施方案和装置均包含在本发明的权益范围内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种粗煤泥水介质分选旋流器，其特征在于，包括圆柱形的外壳（1），所述外壳（1）上设置有用于密封上部开口的上部盖板（2）和用于封闭下部开口的下部底板（3）；所述外壳（1）侧壁上设置有沿侧壁切向方向的入料管（7）和重产物排料口（8），其中入料管（7）位于外壳（1）上部，重产物排料口（8）位于外壳（1）底部；所述外壳（1）内设置有位于外壳（1）中心轴线上的导流部（4）和反射部（5）；导流部（4）固定设置在上部盖板（2）下方，导流部（4）包括第一圆柱部和位于第一圆柱部下方的倒圆台部，第一圆柱部的外径小于所述外壳（1）的内径，倒圆台部的顶部直径等于第一圆柱部的外径；反射部（5）固定设置在下部底板（3）上，反射部（5）包括第二圆柱部和位于第二圆柱部上方的圆台部，第二圆柱部的外径等于外壳（1）的内径，圆台部的底部外径小于第二圆柱部的外径；所述外壳（1）中心轴线位置还设置有轻产物溢流管（6），所述轻产物溢流管（6）的入口设置在导流部（4）下方。
2.根据权利要求1所述的一种粗煤泥水介质分选旋流器，其特征在于，所述旋流器采用串联方式工作，一段旋流器的切向重产物排料口（8）与二段旋流器的切向入料管（7）通过法兰连接。
3.根据权利要求1所述的一种粗煤泥水介质分选旋流器，其特征在于，所述轻产物溢流管（6）的一端设置在外壳（1）内，另一端穿过所述导流部（4）和上部盖板（2）后设置在外壳（1）外。
4.根据权利要求1所述的一种粗煤泥水介质分选旋流器，其特征在于，所述轻产物溢流管（6）一端设置在外壳（1）内，另一端穿过反射部（5）和下部底板（3）后设置在外壳（1）外。
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