CN110237942A - 一种具有复合力场的离心机锥体及水套式离心机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有复合力场的离心机锥体及水套式离心机，离心机锥体包括内套、外套及供水腔；内套由不锈钢外壁及聚氨酯内壁复合而成，其中聚氨酯内壁的内表面设有多道分选槽，分选槽的横面为梯形；分选槽的槽底设有多个反冲水孔，反冲水孔的轴线在水平方向与不锈钢外壁之间具有一个夹角；位于各道分选槽之间的聚氨酯内壁上设快速沉降带。本发明针对微细颗粒矿物的分选特点对常规的离心机锥体进行结构改进，由锥体内部的离心力、相对锥体逆向旋转的动态化水流，优化的分选槽形状以及锥体内沿高向间断分布的分选与快速沉降带共同产生复合力场，在增加矿物转速的同时，不产生堆积，不存在死角，应用于微细颗粒的矿物选别时分选效果好、分选效率高。
Description
技术领域
本发明涉及离心选矿技术领域，尤其涉及一种具有复合力场的离心机锥体及水套式离心机。
背景技术
水套离心机是重要的重选设备，适用于沙金，脉金矿和多金属矿中高比重矿物的分选。水套离心机由给矿管，机架，尾矿槽，双层离心桶，驱动电机，竖轴等部件组成。常规的水套离心机的工作原理如下：双层离心桶分为内外两层，内层为像洗衣机甩干桶式的锥体形，有不锈钢焊成，带环形隔条，内层锥体壁上有许多小孔，外层也是锥体形，与内层形成封闭水套。驱动电机的传动轴为中空轴，压力水经中空轴冲入双层离心桶的内套中，由内层小孔喷射入隔条间形成反冲水。所需选别的矿物以矿浆形态由上部给矿管进入双层离心桶底部，在高速离心力的作用下，矿浆沿内层锥体由下及上溢流而出，重的单体金等重物质沉淀在隔条间，轻的物质向上滑动直至到双层离心桶的上口而经尾矿槽排出，隔条间的重物质在反冲水的冲击作用下，较重物质沉积到隔条最底层，较轻物质又不断的被新进入的重物质置换出隔条间，经过一段时间后，清理出隔条间的含金重物质。即完成一个选矿过程。
水套离心机由于设备简单可靠、处理量大、无化学药剂添加、无废水排放、生产过程环保等特点，在粗颗粒矿物的重选方面得到广泛应用。但因其现有的构造特点，以及选矿时力场较为单一等原因，使其应用在微细颗粒的矿物选别时回收率较低，因此在该领域很少使用。如公开号为CN2155947Y的专利公开的一种“水套式离心选矿机”，其隔条之间为矩形空间，不能使松散状态下的物料与锥体产生摩擦带动作用，而且其反冲水孔垂直于锥体侧壁设置，不能产生动态化水流层，因此用于微细颗粒的矿物选别时分选效果不佳。
发明内容
本发明提供了一种具有复合力场的离心机锥体及水套式离心机，针对微细颗粒矿物的分选特点对常规的离心机锥体进行结构改进，由锥体内部的离心力、相对锥体逆向旋转的动态化水流，优化的分选槽形状以及锥体内沿轴向间断分布的分选与快速沉降带共同产生复合力场，在增加矿物转速的同时，不产生堆积，不存在死角，应用于微细颗粒的矿物选别时分选效果好、分选效率高。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种具有复合力场的离心机锥体，设置于水套式离心机中，包括同心设置的内套和外套，内套与外套之间为供水腔；所述内套与外套之间可拆卸地连接；内套由不锈钢外壁及聚氨酯内壁复合而成，其中聚氨酯内壁的内表面沿轴向设有多道分选槽，分选槽的横面为梯形；分选槽的槽底设有多个反冲水孔，反冲水孔贯穿聚氨酯内壁及不锈钢外壁后与供水腔连通，反冲水孔的进水方向与离心机锥体旋转方向相反，且反冲水孔的轴线在水平方向与不锈钢外壁之间具有一个夹角，0°＜该夹角＜90°；位于各道分选槽之间的聚氨酯内壁上设快速沉降带，快速沉降带是沿内套高向设置的多道凹凸状沟槽。
所述外套为金属材质。
所述内套及外套的顶部分别设有翻边结构，其中外套顶部的翻边结构向供水腔顶部延伸，延伸部分沿周向均匀开设多个脱泥口；内套与外套通过把合在对应2个翻边结构之间的多个螺栓固定连接。
所述内套中的不锈钢外壁与聚氨酯内壁为一体化结构，是以不锈钢外壁为框架整体浇铸聚氨酯制成。
所述内套、外套的侧壁均为上大下小的锥形，且内套与外套具有相同的锥度。
所述反冲水孔在分选槽的槽底为多层交错分布。
一种水套式离心机，设有任意一种具有复合力场的离心机锥体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)内套的聚氨酯内壁采用聚氨酯材料整体浇筑成型，具有机械加工不能实现的结构，使锥体在旋转过程中除离心力外，还具有动态水流扰动力、快速分层力等多种复合作用力，极大地提高了分离效果，解决了微细粒级矿物分难选的问题；同时聚氨酯材料还具有良好的耐腐蚀性及耐磨性，能够提高设备使用寿命，并使设备整体动平衡性能更好；
2)内套的聚氨酯内壁具有多层截面为梯形的分选槽，能够使矿物在分选槽内动态运动过程中与分选槽壁产生足够的摩擦运动，大大提高分选效果，同时不存在死角，不存在物料堆积现象；
3)快速沉降带具有多个凹凸状沟槽，能够使矿物快速的沉降到锥体内壁，并根据矿物比重不同产生分层效果，为下一个分选槽的分选助力；
4)反冲水孔的进水方向与离心机锥体旋转方向相反，且反冲水孔与锥体的圆弧表面之间具有一个不为90°的倾斜角，有利于产生环绕分选槽逆时针旋转且交替波动的动态水流，有效提高分选效果；
5)供水腔的顶部沿圆周均布多个脱泥口，供水腔中的细泥及颗粒状杂质在离心力的作用下可由脱泥口排出，从而使进入锥体内的反冲水更加清洁，反冲水孔不易堵塞，减少维护量；
6)内套、外套采用可拆卸连接，方便维护及更换。
附图说明
图1是本发明所述一种具有复合力场的离心机锥体的结构示意图。
图2是本发明所述内套的局部剖视图。
图3是本发明所述分选槽的断面结构示意图。
图4是图1中的Ⅰ部放大图。
图5是图1中的Ⅱ部放大图。
图6是本发明所述反冲水孔的结构示意图。
图7是本发明所述离心机锥体工作状态示意图。
图8是图7中的Ⅲ部放大图。
图9是常规离心机锥体中运动力场的示意图。
图10是本发明所述离心机锥体运动力场示意图。
图11是常规离心机锥体中反冲水孔处的水流状态示意图。
图12是本发明所述离心机锥体中反冲水孔处的水流状态示意图。
图中：1.外套 11.外套顶部的翻边结构 12.脱泥口 2.内套 21.不锈钢外壁 22.聚氨酯内壁 23.分选槽 24.反冲洗孔 25.快速沉降带 3.供水腔 4.螺栓 5.微细颗粒杂质6.上料口 7.重矿物 8.轻矿物 9.死角
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种具有复合力场的离心机锥体，设置于水套式离心机中，包括同心设置的内套2和外套1，内套2与外套1之间为供水腔3；所述内套2与外套1之间可拆卸地连接；如图2所示，内套2由不锈钢外壁21及聚氨酯内壁22复合而成，其中聚氨酯内壁22的内表面沿轴向设有多道分选槽23，分选槽23的横面为梯形(如图3所示)；分选槽23的槽底设有多个反冲水孔24，反冲水孔24贯穿聚氨酯内壁22及不锈钢外壁21后与供水腔3连通，反冲水孔24的进水方向与离心机锥体旋转方向相反，且反冲水孔24的轴线在水平方向与不锈钢外壁21之间具有一个夹角，0°＜该夹角＜90°(如图6所示)；位于各道分选槽23之间的聚氨酯内壁22上设快速沉降带25，快速沉降带25是沿内套2高向设置的多道凹凸状沟槽(如图4所示)。
所述外套1为金属材质。
如图5所示，所述内套2及外套1的顶部分别设有翻边结构，其中外套顶部的翻边结构11向供水腔3顶部延伸，延伸部分沿周向均匀开设多个脱泥口12；内套2与外套1通过把合在对应2个翻边结构之间的多个螺栓4固定连接。
所述内套2中的不锈钢外壁21与聚氨酯内壁22为一体化结构，是以不锈钢外壁21为框架整体浇铸聚氨酯制成。
所述内套2、外套1的侧壁均为上大下小的锥形，且内套2与外套1具有相同的锥度。
所述反冲水孔24在分选槽23的槽底为多层交错分布。
一种水套式离心机，设有任意一种具有复合力场的离心机锥体。
如图7所示，本发明所述离心机锥体在旋转过程中除离心力外，还具有动态水流扰动力、快速分层力等多种复合作用力，极大地提高了分离效果，解决了微细粒级矿物离心机分选效果差的问题。
如图8所示，离心机工作过程中，矿物自上料口6进入离心机锥体内，在水的表面张力、反冲水水流扰动力、矿物间碰撞作用力，以及分选槽23中的矿物长时间处于松散分层状态等综合因素下，部分重矿物7会从分选槽23中流失出来，快速沉降带25的作用就是将这少部分逃逸的重矿物重新分层，将其收集后迅速分层贴近锥体内壁，为进入下一分选槽提供更好的助力。沉降在分选槽23中的重矿物7会沿快速沉降带25下移并优先进入下一分选槽23，在快速沉降带25的表面，主要受离心力作用而没有反冲水的扰动作用力，物料会按不同比重迅速地密集分层，在离心力作用下，重矿物7更贴近快速沉降带25表面，轻矿物8分布在重矿物7的外层；在分选槽23的底部，在离心力与反冲水扰动力的复合作用下，处于动态化松散分层状态的重矿物7更靠近分选槽23的底部，并存留在分选槽23中；轻矿物8主要分布在分选槽23的开口处，当重矿物7进入分选槽23的过程中，进一步把轻矿物8自分选槽23中排挤出去。
如图9所示，常规离心机锥体中采用矩形截面的分选槽，物料很难与分选槽侧壁发生摩擦，而且在分选槽底部拐角处会形成不流动的死角9，因为没有反冲水的复合力作用，会造成部分轻质矿物堆积。而本发明所述离心机锥体中，如图10所示，离心机锥体高速旋转，依靠摩擦带动水体旋转，水体的流动再间接的带动水中的矿物旋转产生离心力，多次的带动相应的会有一个滞后性，旋转速度及传递的能量也会逐渐递减。本发明中，由于采用梯形截面的分选槽23，矿物与锥体侧壁更易产生摩擦，有利于带动矿物旋转，而且矿物的旋转速度也更快，这就意味着会产生更大的离心力，从而重矿物7也更容易富集在分选槽23的底部，从而有效提高分选效率。
如图11所示，常规离心机锥体上的反冲水孔垂直于侧壁开设，其反冲水沿径向进入锥体内，会使重矿物7错误的脱离分选槽的几率增加，同时，其反冲水的循环水流属于小范围循环水流，会在间隔的反冲水孔之间形成一个水流的死角9，导致矿物堆积，影响选别效果。而本发明中，反冲水孔24与径向具有一个夹角，即倾斜开设，并且多层反冲水孔24交替设置，如图12所示，其实际的水流是动态波动状态，水流在运行到反冲水孔24附近时会相对地远离锥体内壁，在远离反冲水孔24时会在离心力作用下更贴近锥体内壁，如此动态地沿分选槽23周向流动，矿物在分选槽23内受到离心力、反冲水的压力，以及动态化水流的复合力场作用下会充分的分层、富集，从而达到更好的分选效果，而这种分选效果在进行微细粒矿物分选时表现的更加明显。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有复合力场的离心机锥体，设置于水套式离心机中，包括同心设置的内套和外套，内套与外套之间为供水腔；其特征在于，所述内套与外套之间可拆卸地连接；内套由不锈钢外壁及聚氨酯内壁复合而成，其中聚氨酯内壁的内表面沿轴向设有多道分选槽，分选槽的横面为梯形；分选槽的槽底设有多个反冲水孔，反冲水孔贯穿聚氨酯内壁及不锈钢外壁后与供水腔连通，反冲水孔的进水方向与离心机锥体旋转方向相反，且反冲水孔的轴线在水平方向与不锈钢外壁之间具有一个夹角，0°＜该夹角＜90°；位于各道分选槽之间的聚氨酯内壁上设快速沉降带，快速沉降带是沿内套高向设置的多道凹凸状沟槽。
2.根据权利要求1所述的一种具有复合力场的离心机锥体，其特征在于，所述外套为金属材质。
3.根据权利要求1所述的一种具有复合力场的离心机锥体，其特征在于，所述内套及外套的顶部分别设有翻边结构，其中外套顶部的翻边结构向供水腔顶部延伸，延伸部分沿周向均匀开设多个脱泥口；内套与外套通过把合在对应2个翻边结构之间的多个螺栓固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有复合力场的离心机锥体，其特征在于，所述内套中的不锈钢外壁与聚氨酯内壁为一体化结构，是以不锈钢外壁为框架整体浇铸聚氨酯制成。
5.根据权利要求1所述的一种具有复合力场的离心机锥体，其特征在于，所述内套、外套的侧壁均为上大下小的锥形，且内套与外套具有相同的锥度。
6.根据权利要求1所述的一种具有复合力场的离心机锥体，其特征在于，所述反冲水孔在分选槽的槽底为多层交错分布。
7.一种水套式离心机，其特征在于，设有如权利要求1-6所述的任意一种具有复合力场的离心机锥体。
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