CN110064499A - 一种提高石英砂洁净度的水力分选装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于石英砂加工技术领域，具体公开了一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，包括分选箱，分选箱的侧壁设有供砂水混合物进入的进砂口，分选箱内设有至少一个分选腔，分选箱上设有向分选腔内供水的供水机构，供水机构包括转动连接在分选腔底部的至少一个喷水盘，喷水盘内设有水腔，喷水盘侧壁上设有多个与水腔连通的喷水孔，喷水孔远离喷水盘轴线的一端倾斜向上，且同一喷水盘上的多个喷水孔均沿着水腔的同一切线方向倾斜设置；喷水盘上端设有至少一个搅动件。采用本发明的方案，可以满足在分选的同时可以完成对砂粒的清洗的要求。

Description

一种提高石英砂洁净度的水力分选装置

技术领域

本发明属于石英砂加工技术领域，具体涉及了一种提高石英砂洁净度的水力分选装置。

背景技术

目前国内对石英砂的生产流程主要包括：采矿、破碎、清洗、烘干、分选等，其中分选普遍采用振动筛分机进行，振动筛分机内具有多层筛板，即每层筛板根据设定颗粒度进行分筛，以获取不同粒度(目数)的石英砂，但这样的筛分方式存在很多问题，首先分选后的石英砂粒度不均匀，在较大的砂粒中容易混入一些细小颗粒，使分筛后的标准砂由于目数大小不同，造成成品砂粒度分布不达标的问题；其次振动筛分机在工作过程中，由于砂粒之间或砂粒与筛板之间的撞击，产生大量的粉尘，而粉尘主要的成分二氧化硅对人体有极大的健康威胁，如果振动筛密封不严实，这些粉尘就会在生产区域四处飞扬，同时分选之后的砂粒还需要进一步清洗，最后由于砂粒在分选过程中，砂粒与振动筛的筛板不断的撞击，使得筛板的耐久度下降，使得筛板在使用一段时间后就需要更换。因此采用振动筛分的方式只适用于小批量的生产。

而目前石英砂常规的工艺流程，在分选之前均需要对破碎的砂粒进行清洗和烘干处理，使得生产工艺较长，不适合于石英砂产量较大的企业，基于上述问题，申请人对石英砂的分选方法和分选装置展开了研究，本申请主要对可提高石英砂洁净度的分选装置进行阐述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，以满足在分选的同时可以完成对砂粒的清洗的要求。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，包括分选箱，分选箱的侧壁设有供砂水混合物进入的进砂口，分选箱上设有向分选箱内供水的供水机构，供水机构包括转动连接在分选腔底部的喷水盘，喷水盘内设有水腔，喷水盘侧壁上设有多个与水腔连通的喷水孔，喷水孔远离喷水盘轴线的一端倾斜向上，且同一喷水盘上的多个喷水孔均沿着水腔圆周的同一方向倾斜设置；喷水盘上端固定有搅动件。

本基础方案的工作原理以及有益效果在于：

1、分选腔内设有供水机构，在分选前保证分选腔内充满水，当砂水混合物从进砂口进入到分选腔内时，受到水流作用分散开，同时供水机构持续供水，由于喷水孔的喷水方向朝向上，则喷水孔喷出的水对石英砂有向上的水力作用，可降低石英砂颗粒的沉降速度，粒度较大的砂粒克服喷水孔向上的水力作用(竖直方向的作用力)沉降到分选腔的底部，其余粒度的砂粒随着最初进入的砂水混合物的水流作用(水平方向的作用力)翻出该分选腔，完成一种粒度砂粒的分选。本申请中设置至少一个分选腔，则可以完成至少一种粒度的砂粒分选。

2、石英砂在分选腔内受到水流的作用分散开，悬浮在水里同时受到供水机构持续向上的水力冲刷作用，实现对砂粒的清洗，因此采用本技术方案无需在分选前对石英砂进行清洗和干燥步骤，极大的缩短了石英砂的生产工艺流程，极大的提高了石英砂生产的效率。若是砂粒撞击在分选腔的侧壁上，碰撞过程中附着在砂粒上的泥粉也会进一步脱落，由于是在水中，也并不会产生粉尘飞扬的情况，极大的改善了加工环境。

3、同一喷水盘上的喷水孔均沿着水腔的同一切线方向倾斜设置，水流在经水腔从各喷水孔排出的同时，喷水盘受到水流逆时针(或逆时针)方向的推力，从而发生转动，搅动件随喷水盘发生转动，使得喷水盘上方的水体产生漩涡，一方面进一步减缓砂粒的沉降速率；另一方面漩涡状的水流对掉落下来的砂粒产生周向的作用力，进一步清洗砂粒，而搅动件转动过程中和砂粒产生碰撞搅动，使得附着在砂粒上的泥粉进一步脱落，可以明显提高石英砂的洁净度。

进一步，喷水盘设置多个且在分选腔底部均布。

有益效果：水体具有流动分散性，如果喷水盘只设置一个，喷水盘正上方的水流冲击力最大，而远离喷水盘正上方的水流冲击力因分散而降低，对砂粒的沉降速率影响就会减小，进而影响对砂粒的分选。

进一步，搅动件外壁套设有橡胶套。

有益效果：搅动件在随着喷水盘转动的过程中会不断与沉降的砂粒产生碰撞，设置橡胶套一方面对搅动件提供缓冲作用，提高搅动件的使用寿命；另一方面橡胶套和砂粒之间的摩擦较大，当砂粒碰撞擦过橡胶套时，一定程度上也可通过摩擦进一步清洗砂粒。

进一步，搅动件呈杆状，搅动件下端偏心固定在喷水盘上，搅动件上端向靠近喷水盘轴线方向倾斜。

有益效果：倾斜的搅动件在转动时搅动到不同范围的水流，更容易使得水流形成紊流状态，水流和砂粒之间的作用力更加明显，进一步提高清洗效果。

进一步，喷水盘顶部呈向上凸起的弧形。

有益效果：由于砂粒在沉降过程中，会直接撞击喷水盘的顶部，而将喷水盘的顶部设置为向上凸起的弧形，可以减小砂粒与喷水盘的作用面积，从而提高喷水盘的使用寿命。

进一步，每个喷水盘上的搅动件均设置多个，且多个搅动件均布在喷水盘上。

有益效果：设置多个搅动件，增强对砂粒的碰撞效果，且多个倾斜的搅动件均布在喷水盘上，相当于在喷水盘上形成呈锥形的盖子，避免砂粒直接碰撞在喷水盘上，提高喷水盘的使用寿命。同时，避免砂粒卡在多个搅动件之间，砂粒在碰撞到搅动件外壁时，可以沿着相邻搅动件的外壁滑落沉降，在此过程中，砂粒和橡胶套产生摩擦，进一步清洗。

进一步，分选腔底部呈倒锥形，且分选腔底部设有排砂口。

有益效果：这样沉降到分选腔底部的砂粒，沿着锥形的斜面滑动，分选腔的底部对砂粒起到导流作用，方便砂粒从排砂口排出。

进一步，分选腔底部均布有供水管，供水管的外径小于喷水盘的外径，喷水盘分别转动连接在供水管上端，且水腔和供水管连通。

有益效果：相比喷水盘直接转动连接在分选腔底部，喷水盘和分选腔底部接触的面积较大，而喷水盘转动连接在供水管上端，供水管的外径小于喷水盘的外径，即减小喷水盘和供水管之间的接触面积，使得喷水盘更加容易利用水流作用力旋转起来。

进一步，每个分选腔内的供水管管径一致，且供水管垂直向上。

有益效果：为使得结构简单，在供水时，多根供水管同时连接外部的水管进行供水，当供水管管径不同时，管径较细的供水管对水流的阻力较大，因此水流容易向管径较粗的供水管内流动，导致供水管的供水不均匀，因此供水管的管径一致可以保证供水的均匀性。

供水管垂直向上，在供水管数量、管径一定的情况下，多根供水管在水平方向的占地面积最小，若是供水管倾斜设置，则供水管在水平方向的占地面积较大，容易影响砂粒的沉降。

进一步，每个分选腔内的多根供水管的上端平齐，且喷水盘尺寸一致。

有益效果：在供水管的进水量、水压一定的情况下，由于越靠近喷水盘处的水流作用力越大，若是分选腔内的供水管高低不平，则每个喷水件排出的水流向上的作用力在分选腔内分布不均匀，容易影响到分选效果。

附图说明

图1为本发明实施例的局部剖视图；

图2为图1中喷水盘的正视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：分选箱1、分选腔2、进砂口3、隔板4、排砂口5、总管6、供水管7、喷水盘8、水腔9、喷水孔10、搅动件11。

实施例基本如附图1所示：一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，分选箱1右侧设有供砂水混合物进入的进砂口3，分选箱1左侧设有供水排出的出砂口。分选箱1内沿长度方向平行设有多个隔板4，隔板4的高度均低于分选箱1的侧壁高度。多个隔板4将分选箱1分隔为多个并排设置的分选腔2，分选腔2均呈长方体状，分选腔2的底部中心处设有可启闭的排砂口5，具体的，分选箱1底部滑动连接有可遮挡排砂口5的底板，分选腔2的底部均设有呈倒锥形的导流部。

分选箱1上位于每个分选腔2的底部均设有供水机构，供水机构包括多根垂直向上的供水管7，所有供水管7的管径一致。供水管7贯穿导流部并延伸至分选腔2内，多根供水管7以排砂口5为圆心沿导流部周向均布，且多根供水管7的上端平齐。每个分选腔2内的多根供水管7下端连通在一根总管6上，总管6连通有水泵。

结合图2所示，供水管7上端转动连接有喷水盘8，每个分选腔2内的喷水盘8尺寸一致。喷水盘8顶部呈向上凸起的弧形。喷水盘8内设有水腔9，喷水盘8侧壁上设有多个与水腔9连通的喷水孔10，喷水孔10远离喷水盘8轴线的一端倾斜向上，且同一喷水盘8上的多个喷水孔10均沿着水腔9的同一切线方向倾斜设置，水流在经水腔9从各喷水孔10排出的同时，喷水盘8受到水流逆时针(或逆时针)方向的推力，从而发生转动。

喷水盘8上端沿周向均布有多个搅动件11。搅动件11呈杆状，搅动件11下端偏心固定在喷水盘8上，搅动件11上端向靠近喷水盘8轴线方向倾斜，多个搅动件11相当于在喷水盘8上端形成一个锥形的盖子。搅动件11外壁套设有橡胶套。

具体实施过程如下：

在分选前，通过供水机构向分选腔2内通入水，使得每个分选腔2内均充满水，然后将砂水混合物通过进砂口3通入到分选箱1内，砂水混合物的来源可在分选前先将石英砂和水混合，也可在水力开采石英砂时直接将开采到的砂水混合物通入，具体情况视石英砂的加工阶段确定，比如在水力开采过程中，就可以直接通入开采到的砂水混合物，减少加工步骤；而若是对干燥的石英砂进行加工，则需要先将石英砂和清水混合形成砂水混合物再通入分选箱1内。

当砂水混合物从进砂口3进入到第一个分选腔2内时，受到水流作用分散开，同时供水机构持续供水，通过喷水孔10喷出的水流具有向上的分力，可降低石英砂颗粒的在分选腔2内的沉降速度。而水流在经水腔9从各喷水孔10排出的同时，喷水盘8受到水流逆时针(或逆时针)方向的推力，从而发生转动，搅动件11随喷水盘8发生转动，使得喷水盘8上方的水体产生漩涡，进一步减缓砂粒的沉降速率，且漩涡状的水流对掉落下来的砂粒产生周向的作用力，进一步清洗砂粒，而搅动件11转动过程中和砂粒产生碰撞搅动，使得附着在砂粒上的泥粉脱落，实现对砂粒的清洗。

粒度最大的砂粒克服喷水孔10向上的水力作用(竖直方向的作用力)沉降到第一个分选腔2的底部，其余粒度的砂粒随着最初进入的砂水混合物的水流作用(水平方向的作用力)翻过隔板4进入第二个分选腔2内。由于砂粒随水平方向的水流作用力翻过隔板4时，受到隔板4的阻挡，水流在不断翻转受阻的过程中，水流的流速不断降低，使得砂粒的沉降速率不断增大，因此在后续的分选腔2内，可以克服竖直方向的水力作用的石英砂颗粒粒度逐渐减小，使得每个分选腔2内留下的砂粒粒度不同，完成分选。

分选过程中，底板可以阻挡排砂口5，在分选完成后再滑动底板，将每个分选腔2内的砂粒和水排出，这样设置在大量砂粒分选时需要不断的停车，较为麻烦；也可以直接打开排砂口5，沉降到分选腔2底部的砂粒沿着导流部的表面直接排出，但这样设置排出的水也较多，在收集砂粒时也需要收集水并将收集的水重新通入到分选腔2内再利用，根据实际情况上述两种方式均可选择，本实施例中选择第一种。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：包括分选箱，分选箱的侧壁设有供砂水混合物进入的进砂口，分选箱上设有向分选箱内供水的供水机构，供水机构包括转动连接在分选腔底部的喷水盘，喷水盘内设有水腔，喷水盘侧壁上设有多个与水腔连通的喷水孔，喷水孔远离喷水盘轴线的一端倾斜向上，且同一喷水盘上的多个喷水孔均沿着水腔圆周的同一方向倾斜设置；喷水盘上端固定有搅动件。

2.根据权利要求1所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：所述喷水盘设置多个且在分选腔底部均布。

3.根据权利要求1所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：所述搅动件外壁套设有橡胶套。

4.根据权利要求1所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：所述搅动件呈杆状，搅动件下端偏心固定在喷水盘上，搅动件上端向靠近喷水盘轴线方向倾斜。

5.根据权利要求1所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：所述喷水盘顶部呈向上凸起的弧形。

6.根据权利要求4所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：每个喷水盘上的搅动件均设置多个，且多个搅动件均布在喷水盘上。

7.根据权利要求6所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：所述分选腔底部呈倒锥形。

8.根据权利要求2所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：所述分选腔底部均布有供水管，供水管的外径小于喷水盘的外径，喷水盘分别转动连接在供水管上端，且水腔和供水管连通。

9.根据权利要求8所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：每个分选腔内的供水管管径一致，且供水管垂直向上。

10.根据权利要求9所述的一种提高石英砂洁净度的水力分选装置，其特征在于：每个分选腔内的多根供水管的上端平齐，且喷水盘尺寸一致。