CN111570097A - 一种高速剪切乳化装置及浮选成套设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速剪切乳化装置及浮选成套设备，高速剪切乳化装置包括：乳化槽；药剂喷头，药剂喷头安装在乳化槽的顶端，且连接有水流引射管；固定齿盘和旋转齿盘，旋转齿盘与固定齿盘位置相对布置且二者之间设置有锯齿形的剪切流道；电机通过传动转轴与旋转齿盘底端连接。旋转齿盘在电机的带动下高速旋转，捕收剂和水的混合液在锯齿形的剪切流道内高速被剪切进行充分混合和乳化，结构简单、乳化效果好，并且浮选成套设备将喷射雾化装置、高速剪切乳化装置和双连轮喷射搅拌机构整合到一起，不仅减少了设备体积以及占地面积，而且减少了矿浆泵送的能耗，同时提高了矿物分选效率。

Description

一种高速剪切乳化装置及浮选成套设备
技术领域
本发明涉及矿物分选设备技术领域，更具体的说是涉及一种高速剪切乳化装置及浮选成套设备。
背景技术
在矿物分选过程中，细粒煤的分选首选浮选，目前主流的浮选装置主要有机械搅拌式浮选机，喷射式浮选机，浮选柱等，在浮选入料分选之前通常配套有矿浆预处理器，浮选药剂添加设备，药剂乳化设备等辅助预处理装置且辅助预处理装置对于矿浆的高效浮选至关重要。
但是，对于目前的浮选装置以及辅助预处理装置，在实际应用过程中通常是分离的，占用面积较大且矿浆的运输通常是泵送，这样在每一级的泵送后在浮选装置和辅助装置内都伴随巨大的能量损失，如将矿浆送到预处理装置内后，矿浆携带能量衰减为零等，且矿浆预处理设备、药剂添加设备等本身运行以及泵送物料到浮选机都要消耗大量的能量且设备会占用不少的厂房面积，设备和基建成本都高。
对于提高浮选效率来说，药剂的添加方式将极大的影响气泡矿化体系，进而影响浮选效率，目前常用的浮选药剂主要为起泡剂和捕收剂，对于起泡剂来说，主要是改变气液界面的表面张力，现有的起泡剂的添加主要是在浮选机的浮选过程中添加，由于无法均匀添加而不能有效的作用于气液界面，造成药剂的大量浪费，且无法定量控制影响浮选效率，出现“跑精”现象；对于捕收剂来说，主要是改变矿物表面疏水性，使浮游的矿粒有效的黏附于气泡上，现有捕收剂的添加过程中通常直接添加，或者进行一定的乳化作用后再添加，且乳化后的捕收剂比直接添加无论在减少药耗以及提高浮选效率上都效果显著，但仍然存在结构复杂，乳化效果差，占用厂房面积等现象。
同时在浮选阶段，对于常用的喷射式浮选机因未设置搅拌装置，当矿浆浓度较高时，不能提供足够的动力来实现矿浆、气泡、浮选药剂的充分混合分散；而机械搅拌式浮选机的搅拌装置的高转速需要的能耗较高，而转速低又不能形成好的流场和吸气量，对于新型喷射搅拌式浮选机，在驱动叶轮转动过程中通常会出现转速不稳定，矿浆预处理效果不好等现象。
因此，如何提供一种结构简单、捕收剂和水高效乳化，乳化效果好且能利用好泵送能量进行捕收剂、起泡剂等药剂的有效添加，减少能耗以及药剂损耗，以及减少设备占地面积、保持设备运转稳定的高速剪切乳化装置及浮选成套设备是本领域技术人员亟需解决的问题是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种结构简单、捕收剂和水高效乳化，乳化效果好且能利用好泵送能量进行捕收剂、起泡剂等药剂的有效添加，减少能耗以及药剂损耗，以及减少设备占地面积、保持设备运转稳定的高速剪切乳化装置及浮选成套设备。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高速剪切乳化装置，包括：
乳化槽，所述乳化槽底部具有乳化剂排出口；
药剂喷头，所述药剂喷头安装在所述乳化槽的顶端，且靠近所述药剂喷头的喷头入口连接有水流引射管，所述药剂喷头的喷头出口位于所述乳化槽内，用于向所述乳化槽内喷射捕收剂和水的混合液；
固定齿盘，所述固定齿盘设置在所述乳化槽内，且其顶端具有混合液入口且与所述喷头出口固定并连通；
旋转齿盘，所述旋转齿盘设置在所述乳化槽内，所述旋转齿盘与所述固定齿盘位置相对布置且与所述固定齿盘之间形成有连通所述喷头出口与所述乳化槽且纵截面为锯齿形的剪切流道；
电机，所述电机的驱动端连接传动转轴，所述传动转轴通过轴承安装在所述乳化槽的槽底且与所述旋转齿盘底端固定连接。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高速剪切乳化装置，捕收剂在药剂泵的作用下由药剂喷头的喷头入口进入到药剂喷头内，在高速的捕收剂液的引射作用下由水流引射管吸入水，捕收剂和水的混合液经药剂喷头的喷头出口喷出，并分配到剪切流道内，电机带动传动转轴转动，进而使固定齿盘高速旋转，混合液在锯齿形的剪切流道内高速被剪切进行充分混合和乳化，该装置结构简单，乳化效果好。
进一步的，所述固定齿盘为锥形盘，所述混合液入口开设在所述锥形盘中心，所述锥形盘下表面具有圆环剪切齿A；所述旋转齿盘的上表面为锥形面，所述锥形面上具有圆环剪切齿B。
采用上述技术方案产生的有益效果是，圆环剪切齿A和圆环剪切齿B相互配合啮合，实现了捕收剂和水的充分乳化，乳化效果好。
进一步的，所述锥形面的中心具有向外凸出的冲击分散凸台。
采用上述技术方案产生的有益效果是，捕收剂和水的混合物经药剂喷头的喷头出口高速喷出，与冲击分散凸台强烈撞击而混合，然后分散到锯齿形的剪切流道内进行乳化，乳化效果好。
本发明的一种浮选成套设备，包括所述的高速剪切乳化装置，
喷射雾化装置，所述喷射雾化装置具有雾化出口；
双连轮喷射搅拌机构，所述双连轮喷射搅拌机构上部具有矿浆循环入料口、乳化剂入口及雾化入口，下端具有矿浆循环出料口，所述雾化入口与所述雾化出口通过雾化药剂添加管连通；所述乳化剂入口通过捕收剂添加管与所述乳化剂排出口连通；所述矿浆循环入料口通过所述矿浆循环入料管与所述矿浆循环出料口通过循环泵连通。
采用上述技术方案产生的有益效果是，该浮选成套设备将高速剪切乳化装置、喷射雾化装置和双连轮喷射搅拌机构集成为一体，可大大减少设备体积以及占地面积。
进一步的，所述喷射雾化装置包括雾化筒、转轴、层流导流盘以及雾化转盘；所述雾化筒上端设有封盖；所述转轴沿着所述雾化筒轴向方向布置在所述雾化筒内，且其上端通过轴承与所述封盖转动连接；
所述层流导流盘为多层，其中部开设有安装孔，多个所述层流导流盘间隔套固在所述转轴上且其上开设有泄流孔，相邻两层所述层流导流盘之间形成剪切驱动层；
所述雾化筒侧壁上对应所述剪切驱动层的位置设置有喷射分流管，所述喷射分流管喷出的液体驱动所述层流导流盘旋转；所述雾化转盘具有泄料入口和所述雾化出口，所述泄料入口固定在所述雾化筒内最下端的所述层流导流盘下端且所述泄料入口侧壁对应位于所述泄流孔外侧壁的位置。
采用上述技术方案产生的有益效果是，起泡剂经药剂泵输送到喷射分流管内并高速喷射出，沿着层流导流盘的切线方向分布射入到剪切驱动层内，利用剪切驱动层的边界层粘附滞力效应，充分利用泵送起泡剂的能量驱动层流导流盘高速旋转，同时随着起泡剂携带能量的转移，起泡剂的射流速度逐渐降低，受离心力减小，起泡剂向中心汇集，且沿径向速度降低，直至汇集到泄流孔，并由泄流孔向下流到雾化转盘，雾化转盘在层流导流盘的作用下高速旋转，起泡剂在高速的旋转离心作用下经雾化出口排出，形成稳定的微泡体系，保证了起泡剂能够与被浮选矿物充分混合，利于浮选。
进一步的，所述喷射雾化装置还包括二次雾化剪切机构，
所述雾化转盘包括泄料筒、锥形雾化罩及雾化罩底盘，所述泄料筒固定在所述雾化筒内最下端的所述层流导流盘下端且对应位于所述泄流孔外侧位置；所述雾化罩底盘外侧端与所述锥形雾化罩的外侧端对应且二者之间形成所述雾化出口，所述锥形雾化罩内侧壁自小头端至大头端布置有多条分流剪切流道a，且所述分流剪切流道a的出口与所述雾化出口相对应；
所述二次雾化剪切机构包括分流剪切流道b、喇叭盘及锥形导流罩和导流罩底盘；所述锥形导流罩的小头端连接在所述雾化筒下端；所述锥形雾化罩位于所述锥形导流罩下方；
所述锥形雾化罩外侧端部和所述锥形导流罩靠近其端部的位置之间预留气流通道孔，所述锥形导流罩上设有空气孔，所述空气孔连接并连通空气吸气管；
所述喇叭盘包括上喇叭盘和下喇叭盘，所述上喇叭盘连接在所述锥形导流罩外侧端；所述导流罩底盘位于所述雾化罩底盘下方且其外侧段与所述锥形导流罩之间形成雾化出口通道，所述雾化出口与所述气流通道孔和所述雾化出口通道连通；
所述导流罩底盘外侧端向侧上方倾斜延伸且与所述上喇叭盘之间形成通道，所述分流剪切流道b设置在所述通道内；所述下喇叭盘与所述导流罩底盘外侧延伸端一体连接且与所述上喇叭盘之间形成突扩雾化腔。
采用上述技术方案产生的有益效果是，起泡剂在高速的旋转离心作用下，高速的分配到多个分流剪切流道a内，并沿着分流剪切流道a进行高速剪切雾化，高度雾化的起泡剂在雾化出口外侧产生负压，引射空气吸气管内的空气，并使空气和雾化起泡剂进行强烈混合，然后混合气体经过分流剪切流道b剪切混合切割，形成微型气泡，然后混合气体经过突扩雾化腔再次负压使较大的粒度气泡破碎，最终在起泡剂与空气的充分接触作用下，形成均匀稳定的微气泡群，利于浮选。
进一步的，所述双连轮喷射搅拌机构包括浮选槽、支撑架、预处理仓、旋转连杆、驱动叶轮、搅拌叶轮、导流筒及所述循环泵；
所述支撑架安装在所述浮选槽上端敞口处；所述预处理仓下端与所述支撑架固定，其侧壁上连接有环空射流喷嘴，且所述预处理仓下端具有排料口，所述排料口与位于所述浮选槽内的所述导流筒上端固定；所述旋转连杆上端通过轴承与所述预处理仓顶端转动连接，其且下端穿过所述排料口延伸至所述导流筒下方；所述驱动叶轮固定在位于所述预处理仓中的所述旋转连杆上，且与所述环空射流喷嘴位置对应；所述搅拌叶轮固定在所述旋转连杆的下端，所述浮选槽底部具有所述矿浆循环出料口；
环空射流喷嘴包括外喷嘴以及嵌套于所述外喷嘴内的内喷嘴，所述矿浆循环入料口和乳化剂入口与所述内喷嘴连通，所述雾化入口与所述外喷嘴连通。
采用上述技术方案产生的有益效果是，矿浆经循环泵输送到矿浆循环管内，同时引射吸入捕收剂添加管内的乳化捕收剂，使矿浆与捕收剂先充分混合并作用，改变矿物表面疏水性，之后经内喷嘴喷出，然后在引射的作用下，吸入雾化药剂添加管内的雾化起泡剂，并在外喷嘴内充分混合，并高速射出环空射流喷嘴，冲击驱动叶轮旋转，带动旋转连杆转动，从而实现搅拌叶轮对导流筒内的矿浆进行充分搅拌。本发明利用环空射流喷嘴的能量驱动驱动叶轮旋转，避免了喷射式浮选机的淹没喷射导致的能量浪费，从而有效利用了能量。
进一步的，所述双连轮喷射搅拌机构还包括：
位于所述预处理仓内的离心搅拌筛，所述离心搅拌筛中部套固在所述旋转连杆上且所述离心搅拌筛的外侧端对应位于所述环空射流喷嘴下方；
封闭罩，所述封闭罩为喇叭形，其小头端固定在所述导流筒下端；所述搅拌叶轮位于所述封闭罩内；
导流隔板，所述导流隔板包括竖直板和弧形板，所述竖直板布置在所述封闭罩与所述浮选槽的槽壁之间，且竖直板与所述浮选槽的槽壁之间形成精矿富集区；所述弧形板一端连接在所述竖直板上端，且所述弧形板另一端向下倾斜；所述浮选槽的槽壁上相对开设有矿浆进口以及矿浆出口，所述弧形板下端对应所述矿浆进口以及矿浆出口的位置；以及
假底和支柱，所述假底通过支柱固定在所述浮选槽的槽底且外侧端延伸至靠近所述竖直板内侧位置。
采用上述技术方案产生的有益效果是，被驱动叶轮甩出的矿浆在离心搅拌筛的旋转搅拌混合作用下进行再次调浆，使气液固三相充分混合分散，并透过离心搅拌筛经过排料口进入到导料筒内，并在封闭罩的作用下，被分散到搅拌叶轮上进行充分搅拌，之后浮选矿化泡沫从搅拌叶轮边缘被甩出来后，在导流隔板的导引作用下向上浮至浮选槽的上表面进行浮选。
进一步的，所述双连轮喷射搅拌机构还包括转轴支架、刮板转轴和刮板，所述转轴支架设置在所述浮选槽上端，所述刮板转轴设置在所述转轴支架上，且所述刮板转轴一端与外部设置的驱动电机的输出端固定连接，所述刮板转轴上均布固定安装有多个所述刮板。
采用上述技术方案产生的有益效果是，浮选矿化泡沫从搅拌叶轮边缘被甩出来后向上浮至浮选槽的上表面，并在导流隔板上方充分累积，此时，驱动电机带动刮板转轴转动，其上的刮板将浮选矿化泡沫刮出浮选槽，从而实现了矿浆的浮选。
进一步的，还包括速度补偿机构，所述速度补偿机构包括所述电机、永磁涡流柔性传动调速装置、皮带轮、皮带、速度反馈调节仪，所述电机具有上下两个驱动端，且置于支架上，所述电机的上驱动端连接所述传动转轴，所述永磁涡流柔性传动调速装置的导体转子与所述电机的下部转轴相连；所述永磁涡流柔性传动调速装置的永磁转子与所述皮带轮上的转轴相连接，所述皮带套于所述皮带轮和所述旋转连杆上端位置上的从动轮上，所述速度反馈调节仪设置在位于所述支架下方的支架二上，且所述速度反馈调节仪的速度检测端设置为两个，其中一个为皮带轮速度检测端，且所述皮带轮速度检测端与所述皮带轮转轴相对布置，另一个为连杆速度检测端，所述连杆速度检测端位于所述导流罩底盘下表面，并与所述旋转连杆的上端相对。
采用上述技术方案产生的有益效果是，在入料不稳定引起旋转连杆转速不稳定的时候，例如由于混合矿浆存在气泡以及可能出现的入料浓度波动等情况引起的转速降低时，连杆速度检测端的输出信号与预设速度信号出现偏差，从而输出调节信号，使永磁涡流柔性传动调速装置的永磁转子和导体转子的距离减小，从而使皮带轮获得转速，并通过皮带轮带动旋转连杆加速，达到预设速度，实现速度补偿；当入料恢复稳定的时候，旋转连杆的转速会提高或者由于皮带和皮带轮间扭矩提高出现的速度波动，此时通过调大永磁涡流柔性传动调速装置的永磁转子和导体转子的距离，使皮带轮降速，从而使旋转连杆降速到预设速度，从而实现了旋转连杆的动态补偿，保证了旋转连杆搅拌时的稳定性。同时电机还能够为高速剪切乳化装置提供动力，能够减少动力来源，简化浮选成套设备结构和降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种浮选成套设备结构示意图。
图2附图为图1中局部A的结构放大示意图。
图3附图为旋转雾化装置的结构示意图。
图4-图5附图为层流导流盘与喷射分流管的结构示意图。
图6附图为二次雾化剪切机构结构的俯视剖面示意图。
图7附图为锥形雾化罩上分流剪切流道a的结构示意图。
图8附图为图1中局部B的结构放大示意图。
其中：22-乳化槽，23-药剂喷头，24-水流引射管，25-固定齿盘，26-旋转齿盘，262-剪切流道，27-传动转轴，28-轴承c，251-圆环剪切齿A，261-圆环剪切齿B，263-冲击分散凸台，10-喷射雾化装置，41-支架一，154-雾化出口，13-雾化筒，141-转轴，142-层流导流盘，15-雾化转盘，1-封盖，11-密封盖，12-轴承套筒，141a-凸环，121a-顶环，145-泄流孔，144-剪切驱动层，131-喷射分流管，134-主管，135-扇形分流管，16-二次雾化剪切机构，161-分流剪切流道b，163-喇叭盘，1631-上喇叭盘，1632-下喇叭盘，133-锥形导流罩，164-导流罩底盘，153-分流剪切流道a，171-雾化出口通道，162-突扩雾化腔，132-空气吸气管，151-泄料筒，152-锥形雾化罩，156-雾化罩底盘，50-双连轮喷射搅拌机构，519-矿浆循环出料口，520-循环泵，5315-雾化药剂添加管，5314-捕收剂添加管，5317-矿浆循环入料管，51-浮选槽，5311-预处理仓，5342-旋转连杆，5341-驱动叶轮，5343-搅拌叶轮，532-导流筒，531-矿浆预处理区，5312-环空射流喷嘴，5312a-外喷嘴，5312b-内喷嘴，5313-排料口，5316-轴承固定箱，5345-轴承d，533-搅拌分散区，519-矿浆循环出料口，5344-离心搅拌筛，5331-封闭罩，516-导流隔板，511-矿浆进口，512-矿浆出口，518-假底，52-转轴支架，513-刮板，514-刮板转轴，515-输出端，30-速度补偿机构，31-电机，21-变速器，32-永磁涡流柔性传动调速装置，33-皮带轮，34-皮带，35-速度反馈调节仪，351a-皮带轮速度检测端，351b-连杆速度检测端，40-支架，42-支架二，36-第二层支架，37-第三层支架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
本发明实施例公开了一种高速剪切乳化装置包括：
乳化槽22，乳化槽22底部具有乳化剂排出口；
药剂喷头23，药剂喷头23安装在乳化槽22的顶端，且靠近药剂喷头23的喷头入口连接有水流引射管24，药剂喷头23的喷头出口位于乳化槽22内，用于向乳化槽22内喷射捕收剂和水的混合液；
固定齿盘25，固定齿盘25设置在乳化槽22内，且其顶端具有混合液入口且与喷头出口固定并连通；
旋转齿盘26，旋转齿盘26设置在乳化槽22内，旋转齿盘26与固定齿盘25位置相对布置且与固定齿盘25之间形成有连通喷头出口与乳化槽22且纵截面为锯齿形的剪切流道262，剪切流道262自混合液入口至混合液出口为窄宽窄的方式布置；
电机31，电机31的驱动端连接传动转轴27，传动转轴27通过轴承28安装在乳化槽22的槽底且与旋转齿盘26底端固定连接。
固定齿盘25为锥形盘，混合液入口开设在锥形盘中心，锥形盘下表面具有圆环剪切齿A251；旋转齿盘26的上表面为锥形面，锥形面上具有圆环剪切齿B261。
锥形面的中心具有向外凸出的冲击分散凸台263。
本发明的一种浮选成套设备，包括上述的高速剪切乳化装置20，
喷射雾化装置10，其固定在支架一41上，喷射雾化装置10具有雾化出口154；
双连轮喷射搅拌机构50，双连轮喷射搅拌机构50上部具有矿浆循环入料口、乳化剂入口及雾化入口，下端具有矿浆循环出料口519，雾化入口与雾化出口154通过雾化药剂添加管5315连通；乳化剂入口通过捕收剂添加管5314与乳化剂排出口连通；矿浆循环入料口通过矿浆循环入料管5317与矿浆循环出料口519通过循环泵520连通。
喷射雾化装置10包括雾化筒13、转轴141、层流导流盘142以及雾化转盘15；雾化筒13上端设有封盖1；转轴141沿着雾化筒13轴向方向布置在雾化筒13内，且其上端通过轴承与封盖1转动连接；
层流导流盘142为多层，其中部开设有安装孔，多个层流导流盘142间隔套固在转轴141上且其上开设有泄流孔145，相邻两层层流导流盘142之间形成剪切驱动层144，其厚度为0.3-1mm；
雾化筒13侧壁上对应剪切驱动层144的位置设置有喷射分流管131，喷射分流管131喷出的液体驱动层流导流盘142旋转；雾化转盘15具有泄料入口和雾化出口154，泄料入口固定在雾化筒13内最下端的层流导流盘142下端且泄料入口侧壁对应位于泄流孔145外侧壁的位置。
其中，喷射分流管131为多个，两个一组分别对称的布置在雾化筒13侧壁上，喷射分流管131包括主管134和扇形分流管135，主管134设置在雾化筒13筒壁上，其主管134为起泡剂入口，另一端与扇形分流管135的小端一体连接，扇形分流管135大端为分流出口，且分流出口与剪切驱动层144位置对应。
封盖1包括轴承套筒12及密封盖11，轴承套筒12通过螺栓紧固在所述雾化筒13上端；密封盖11通过螺栓紧固在所述轴承套筒12上端；轴承的外圈与轴承套筒12内壁固定；转轴141上端与所述轴承的内圈固定。
其中，轴承包括平行布置的两个，两个轴承之间通过轴承套筒12内壁中部向内延伸形成的凸环141a间隔定位，轴承的下端通过轴承套筒12内壁下段向内延伸形成的顶环121a卡住定位。
喷射雾化装置10还包括二次雾化剪切机构16，
雾化转盘15包括泄料筒151、锥形雾化罩152及雾化罩底盘156，泄料筒151固定在雾化筒13内最下端的层流导流盘142下端且对应位于泄流孔145外侧位置；雾化罩底盘156外侧端与锥形雾化罩152的外侧端对应且二者之间形成雾化出口154，锥形雾化罩152内侧壁自小头端至大头端布置有多条分流剪切流道a153，且分流剪切流道a153的出口与雾化出口154相对应；
二次雾化剪切机构16包括分流剪切流道b161、喇叭盘163及锥形导流罩133和导流罩底盘164；锥形导流罩133的小头端连接在雾化筒13下端；锥形雾化罩152位于锥形导流罩133下方；
锥形雾化罩152外侧端部和锥形导流罩133靠近其端部的位置之间预留气流通道孔，锥形导流罩133上设有空气孔，空气孔连接并连通空气吸气管132；
喇叭盘163包括上喇叭盘1631和下喇叭盘1632，上喇叭盘1631连接在锥形导流罩133外侧端；导流罩底盘164位于雾化罩底盘156下方且其外侧段与锥形导流罩133之间形成雾化出口通道171，雾化出口154与气流通道孔和雾化出口通道171连通；
导流罩底盘164外侧端向侧上方倾斜延伸且与上喇叭盘1631之间形成通道，分流剪切流道b161设置在通道内；下喇叭盘1632与导流罩底盘164外侧延伸端一体连接且与上喇叭盘1631之间形成突扩雾化腔162，且突扩雾化腔162的入口端与分流剪切流道b161的出口端相连通，突扩雾化腔162的扩大端与雾化药剂添加管5315的上端相连接且连通。
起泡剂在高速旋转的锥形雾化罩的旋转离心作用下高速的分配到分流剪切流道a内，并沿着分流剪切流道a进行高速剪切雾化，并沿着雾化出口排出，经雾化出口排出的高速雾化的起泡剂在雾化出口外侧产生负压，引射空气吸气管内的空气，并使空气和雾化起泡剂进行强烈混合，然后混合气体经过分流剪切流道b混合切割，形成微型气泡，然后混合气体经过突扩雾化腔再次负压使较大的粒度气泡破碎，最终在起泡剂与空气的充分接触作用下，形成均匀稳定的微气泡群，利于浮选。
双连轮喷射搅拌机构50包括：浮选槽51、支撑架、预处理仓5311、旋转连杆5342、驱动叶轮5341、搅拌叶轮5343、导流筒532及循环泵520；支撑架安装在浮选槽51上端敞口处；预处理仓5311位于矿浆预处理区531，其下端与支撑架固定，其侧壁上连接有环空射流喷嘴5312，且预处理仓5311下端具有排料口5313，排料口5313与位于浮选槽51内的导流筒532上端固定；旋转连杆5342上端通过轴承与预处理仓5311顶端转动连接，其且下端穿过排料口5313延伸至导流筒532下方；驱动叶轮5341固定在位于预处理仓5311中的旋转连杆5342上，且与环空射流喷嘴5312位置对应；搅拌叶轮5343固定在旋转连杆5342的下端，浮选槽51底部具有矿浆循环出料口519；；
环空射流喷嘴5312包括外喷嘴5312a以及嵌套于外喷嘴5312a内的内喷嘴5312b，矿浆循环入料口和乳化剂入口与内喷嘴5312b连通，雾化入口与外喷嘴5312a连通。
双连轮喷射搅拌机构50还包括：
位于预处理仓5311内的离心搅拌筛5344，离心搅拌筛5344中部套固在旋转连杆5342上且离心搅拌筛5344的外侧端对应位于环空射流喷嘴5312下方；
封闭罩5331，封闭罩5331为喇叭形，其小头端固定在导流筒532下端；搅拌叶轮5343位于封闭罩5331内；
导流隔板516，导流隔板516均包括竖直板和弧形板，竖直板布置在封闭罩5331与浮选槽51的槽壁之间，且竖直板的两侧与浮选槽的槽壁对应固定连接，且竖直板与浮选槽51的槽壁之间形成精矿富集区517；弧形板一端连接在竖直板上端，且弧形板另一端向下倾斜；浮选槽51的槽壁上相对开设有矿浆进口511以及矿浆出口512；
导流隔板516设置两个，两个导流隔板516对称布置在封闭罩5331两侧，且为了使矿浆顺利的从矿浆进口511和矿浆出口512进出，两个导流隔板516不能设置在矿浆进口511和矿浆出口512的位置，避免导流隔板516阻挡矿浆的进出；以及
假底518和支柱，假底518通过支柱固定在浮选槽51的槽底且外侧端延伸至靠近竖直板内侧位置。
双连轮喷射搅拌机构50还包括转轴支架52、刮板转轴514和刮板513，转轴支架52设置在浮选槽51上端，刮板转轴514设置在转轴支架52上，且刮板转轴514一端与外部设置的驱动电机的输出端515固定连接，刮板转轴514上均布固定安装有多个刮板513。
本发明的浮选成套设备还包括速度补偿机构30，速度补偿机构30包括电机31、永磁涡流柔性传动调速装置32、皮带轮33、皮带34、速度反馈调节仪35，电机31置于支架40上的第二层支架36上，且电机31具有上下两个驱动端，其上的驱动端通过设置在支架40上的变速器21与传动转轴27连接，其下的驱动端与固定在支架40上的第三层支架37上的永磁涡流柔性传动调速装置32的导体转子相连；永磁涡流柔性传动调速装置32的永磁转子与皮带轮33上的转轴相连接，皮带34套于皮带轮33和旋转连杆5342上端位置上的从动轮上，速度反馈调节仪35设置在支撑40下方的支架二42上，且速度反馈调节仪35的速度检测端设置为两个，其中一个为皮带轮速度检测端351a，且皮带轮速度检测端351a与皮带轮33转轴相对布置，另一个为连杆速度检测端351b，连杆速度检测端351b位于导流罩底盘164下表面，并与旋转连杆5432的上端相对，其中，皮带轮速度检测端351a和连杆速度检测端351b可以为速度传感器。
下面结合图1-8对本发明的工作过程做进一步的说明：
矿浆通过泵体经矿浆入口511进入到浮选槽51内，并通过矿浆出口512排出，而循环泵将由矿浆循环出料口519抽出的矿浆抽到矿浆循环入料管5317内，同时引射捕收剂添加管5314内的乳化捕收剂，使矿浆与捕收剂先充分混合并作用，改变矿物表面疏水性，经内喷嘴5312b喷出，然后在引射的作用下，吸入雾化药剂添加管5315内的雾化起泡剂，并在外喷嘴5312a内充分与改性后的矿浆混合，然后高速喷射出环空射流喷嘴5312外，冲击驱动叶轮5314进行旋转，从而带动旋转连杆5342旋转，而驱动叶轮5314旋转甩出的矿浆在离心搅拌筛5344的旋转搅拌作用下进行再次调浆，使气液固三相充分混合分散，并透过离心搅拌筛5344，经排料口5313排出到导流筒532内，然后被搅拌叶轮5343混合搅拌，最后经过搅拌后的浮选矿化泡沫从搅拌叶轮5343的边缘被甩出来后向上浮至浮选区上方的液面处，在导流隔板516的上端充分累积，经过二次富集的精矿泡沫被刮板513刮出浮选槽51，而富集后的残余高灰细泥及未被刮出且从气泡上脱附的精矿则向下沉积至精矿富集区517，并下沉到导流隔板516的下方，又越过导流隔板516重新回到浮选矿化区，再次参与到浮选；而循环矿浆则经矿浆循环出料口519被循环泵520再次抽到矿浆循环入料管5317内，实现循环浮选。
本发明的浮选成套设备，其有益效果表现在：
1、本发明的浮选成套设备将旋转雾化装置、高速剪切乳化装置和双连轮喷射搅拌机构整合到一起，不仅大大减少了设备体积以及占地面积，而且减少了矿浆泵送的能耗，同时使得该设备具有起泡剂雾化、捕收剂乳化、喷射吸气驱动搅拌浮选功能，提高了矿物分选效率；
2、本发明通过充分考虑到雾化起泡剂对气泡生成的作用方式，设计了喷射雾化装置，该装置利用边界层效应实现射流能量驱动转轴的高速旋转，同时实现失去动能的药剂的集中汇集，以实现在雾化转盘中高速雾化，并且此设计的巧妙还在于不需要太高的射流能量就能实现雾化筒内的雾化转盘低扭矩高转速转动，实现径向方向上的药剂的高效雾化，能量转化效率高；并且起泡剂预先雾化再与空气接触，能够使破裂的气泡处于抑制兼并的气氛中，保持微泡体系的稳定性，同时设置二次雾化剪切机构，利用剪切力以及负压涡流作用实现药剂的多级剪切及紊流的混合，使得微泡体系更加均衡，为气泡高效矿化提供了充分的接触机会，大大提高了矿化效率，进而提高了浮选效果；
3、本发明充分考虑到捕收剂与矿浆的作用方式，通过设计高速剪切乳化装置，使捕收剂乳化，即高速剪切乳化装置由圆环剪切齿组成的剪切流道，同时设置有可高速旋转的旋转齿盘，在圆周方向实现药剂和水的高效乳化，同时通过引射作用与矿浆预先反应，改变矿物表面疏水性，为与气泡进行高效矿化提高了良好的吸附界面；并且乳化槽底板为中间高四周低的结构，易于乳化液顺利排料；
4、本发明通过设置双连轮喷射搅拌机构，其上的环空射流喷嘴具有多级引射作用，即内喷嘴引射作用实现乳化剂与矿浆预先作用，改变矿浆表面的疏水性，提高良好的吸附界面，接着通过外喷嘴的引射作用实现微气泡群与改性后的矿浆进行均匀混合，实现气泡与矿浆的高效的调浆，同时利用环空射流喷嘴的能量驱动驱动叶轮转动，避免了喷射式浮选机的淹没喷射导致的能量浪费，进一步有效利用能量，并且旋转连杆还可以作为旋转雾化装置的动力源，不仅充分利用了能量而且还节约了能源，避免能源浪费；同时还设置了离心搅拌筛，从驱动叶轮甩出来的缓和矿浆在离心搅拌筛的旋转切割作用下进行再次作用，提高混合调节效果和搅拌效率。
5、本发明设置速度补偿机构，在入料不稳引起旋转连杆转速不稳定的时候，永磁涡流柔性传动调速装置，配合速度反馈调节仪的速度调节信号，实现旋转连杆速度的动态补偿，保证转速稳定，并且电机可通过变速箱b同时为高速剪切乳化装置提供动力，实现高转速低扭矩转动，提高乳化效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高速剪切乳化装置，其特征在于，包括：
乳化槽(22)，所述乳化槽(22)底部具有乳化剂排出口；
药剂喷头(23)，所述药剂喷头(23)安装在所述乳化槽(22)的顶端，且靠近所述药剂喷头(23)的喷头入口连接有水流引射管(24)，所述药剂喷头(23)的喷头出口位于所述乳化槽(22)内，用于向所述乳化槽(22)内喷射捕收剂和水的混合液；
固定齿盘(25)，所述固定齿盘(25)设置在所述乳化槽(22)内，且其顶端具有混合液入口且与所述喷头出口固定并连通；
旋转齿盘(26)，所述旋转齿盘(26)设置在所述乳化槽(22)内，所述旋转齿盘(26)与所述固定齿盘(25)位置相对布置且与所述固定齿盘(25)之间形成有连通所述喷头出口与所述乳化槽(22)且纵截面为锯齿形的剪切流道(262)；
电机(31)，所述电机(31)的驱动端连接传动转轴(27)，所述传动转轴(27)通过轴承(28)安装在所述乳化槽(22)的槽底且与所述旋转齿盘(26)底端固定连接。
2.根据权利要求1所述一种高速剪切乳化装置，其特征在于，所述固定齿盘(25)为锥形盘，所述混合液入口开设在所述锥形盘中心，所述锥形盘下表面具有圆环剪切齿A(251)；所述旋转齿盘(26)的上表面为锥形面，所述锥形面上具有圆环剪切齿B(261)。
3.根据权利要求2所述一种高速剪切乳化装置，其特征在于，所述锥形面的中心具有向外凸出的冲击分散凸台(263)。
4.一种浮选成套设备，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的高速剪切乳化装置(20)，
喷射雾化装置(10)，所述喷射雾化装置(10)具有雾化出口(154)；
双连轮喷射搅拌机构(50)，所述双连轮喷射搅拌机构(50)上部具有矿浆循环入料口、乳化剂入口及雾化入口，下端具有矿浆循环出料口(519)，所述雾化入口与所述雾化出口(154)通过雾化药剂添加管(5315)连通；所述乳化剂入口通过捕收剂添加管(5314)与所述乳化剂排出口连通；所述矿浆循环入料口通过所述矿浆循环入料管(5317)与所述矿浆循环出料口(519)通过循环泵(520)连通。
5.根据权利要求4所述的一种浮选成套设备，其特征在于，所述喷射雾化装置(10)包括雾化筒(13)、转轴(141)、层流导流盘(142)以及雾化转盘(15)；所述雾化筒(13)上端设有封盖(1)；所述转轴(141)沿着所述雾化筒(13)轴向方向布置在所述雾化筒(13)内，且其上端通过轴承与所述封盖(1)转动连接；
所述层流导流盘(142)为多层，其中部开设有安装孔，多个所述层流导流盘(142)间隔套固在所述转轴(141)上且其上开设有泄流孔(145)，相邻两层所述层流导流盘(142)之间形成剪切驱动层(144)；
所述雾化筒(13)侧壁上对应所述剪切驱动层(144)的位置设置有喷射分流管(131)，所述喷射分流管(131)喷出的液体驱动所述层流导流盘(142)旋转；所述雾化转盘(15)具有泄料入口和所述雾化出口(154)，所述泄料入口固定在所述雾化筒(13)内最下端的所述层流导流盘(142)下端且所述泄料入口侧壁对应位于所述泄流孔(145)外侧壁的位置。
6.根据权利要求5所述的一种浮选成套设备，其特征在于，所述喷射雾化装置(10)还包括二次雾化剪切机构(16)，
所述雾化转盘(15)包括泄料筒(151)、锥形雾化罩(152)及雾化罩底盘(156)，所述泄料筒(151)固定在所述雾化筒(13)内最下端的所述层流导流盘(142)下端且对应位于所述泄流孔(145)外侧位置；所述雾化罩底盘(156)外侧端与所述锥形雾化罩(152)的外侧端对应且二者之间形成所述雾化出口(154)，所述锥形雾化罩(152)内侧壁自小头端至大头端布置有多条分流剪切流道a(153)，且所述分流剪切流道a(153)的出口与所述雾化出口(154)相对应；
所述二次雾化剪切机构(16)包括分流剪切流道b(161)、喇叭盘(163)及锥形导流罩(133)和导流罩底盘(164)；所述锥形导流罩(133)的小头端连接在所述雾化筒(13)下端；所述锥形雾化罩(152)位于所述锥形导流罩(133)下方；
所述锥形雾化罩(152)外侧端部和所述锥形导流罩(133)靠近其端部的位置之间预留气流通道孔，所述锥形导流罩(133)上设有空气孔，所述空气孔连接并连通空气吸气管(132)；
所述喇叭盘(163)包括上喇叭盘(1631)和下喇叭盘(1632)，所述上喇叭盘(1631)连接在所述锥形导流罩(133)外侧端；所述导流罩底盘(164)位于所述雾化罩底盘(156)下方且其外侧段与所述锥形导流罩(133)之间形成雾化出口通道(171)，所述雾化出口(154)与所述气流通道孔和所述雾化出口通道(171)连通；
所述导流罩底盘(164)外侧端向侧上方倾斜延伸且与所述上喇叭盘(1631)之间形成通道，所述分流剪切流道b(161)设置在所述通道内；所述下喇叭盘(1632)与所述导流罩底盘(164)外侧延伸端一体连接且与所述上喇叭盘(1631)之间形成突扩雾化腔(162)。
7.根据权利要求4所述一种浮选成套设备，其特征在于，所述双连轮喷射搅拌机构(50)包括浮选槽(51)、支撑架、预处理仓(5311)、旋转连杆(5342)、驱动叶轮(5341)、搅拌叶轮(5343)、导流筒(532)及所述循环泵(520)；
所述支撑架安装在所述浮选槽(51)上端敞口处；所述预处理仓(5311)下端与所述支撑架固定，其侧壁上连接有环空射流喷嘴(5312)，且所述预处理仓(5311)下端具有排料口(5313)，所述排料口(5313)与位于所述浮选槽(51)内的所述导流筒(532)上端固定；所述旋转连杆(5342)上端通过轴承与所述预处理仓(5311)顶端转动连接，其且下端穿过所述排料口(5313)延伸至所述导流筒(532)下方；所述驱动叶轮(5341)固定在位于所述预处理仓(5311)中的所述旋转连杆(5342)上，且与所述环空射流喷嘴(5312)位置对应；所述搅拌叶轮(5343)固定在所述旋转连杆(5342)的下端，所述浮选槽(51)底部具有所述矿浆循环出料口(519)；
环空射流喷嘴(5312)包括外喷嘴(5312a)以及嵌套于所述外喷嘴(5312a)内的内喷嘴(5312b)，所述矿浆循环入料口和乳化剂入口与所述内喷嘴(5312b)连通，所述雾化入口与所述外喷嘴(5312a)连通。
8.根据权利要求7所述的一种浮选成套设备，其特征在于，所述双连轮喷射搅拌机构(50)还包括：
位于所述预处理仓(5311)内的离心搅拌筛(5344)，所述离心搅拌筛(5344)中部套固在所述旋转连杆(5342)上且所述离心搅拌筛(5344)的外侧端对应位于所述环空射流喷嘴(5312)下方；
封闭罩(5331)，所述封闭罩(5331)为喇叭形，其小头端固定在所述导流筒(532)下端；所述搅拌叶轮(5343)位于所述封闭罩(5331)内；
导流隔板(516)，所述导流隔板(516)包括竖直板和弧形板，所述竖直板布置在所述封闭罩(5331)与所述浮选槽(51)的槽壁之间，且竖直板与所述浮选槽(51)的槽壁之间形成精矿富集区(517)；所述弧形板一端连接在所述竖直板上端，且所述弧形板另一端向下倾斜；所述浮选槽(51)的槽壁上相对开设有矿浆进口(511)以及矿浆出口(512)；以及
假底(518)和支柱，所述假底(518)通过支柱固定在所述浮选槽(51)的槽底且外侧端延伸至靠近所述竖直板内侧位置。
9.根据权利要求8所述的一种浮选成套设备，其特征在于，所述双连轮喷射搅拌机构(50)还包括转轴支架(52)、刮板转轴(514)和刮板(513)，所述转轴支架(52)设置在所述浮选槽(51)上端，所述刮板转轴(514)设置在所述转轴支架(52)上，且所述刮板转轴(514)一端与外部设置的驱动电机的输出端(515)固定连接，所述刮板转轴(514)上均布固定安装有多个所述刮板(513)。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种浮选成套设备，其特征在于，还包括速度补偿机构(30)，所述速度补偿机构(30)包括所述电机(31)、永磁涡流柔性传动调速装置(32)、皮带轮(33)、皮带(34)、速度反馈调节仪(35)，所述电机(31)具有上下两个驱动端，且置于支架(40)上，所述电机(31)的上驱动端连接所述传动转轴(27)，所述永磁涡流柔性传动调速装置(32)的导体转子与所述电机(31)的下驱动端相连；所述永磁涡流柔性传动调速装置(32)的永磁转子与所述皮带轮(33)上的转轴相连接，所述皮带(34)套于所述皮带轮(33)和所述旋转连杆(5342)上端位置上的从动轮上，所述速度反馈调节仪(35)设置在位于所述支架(40)下方的支架二(42)上，且所述速度反馈调节仪(35)的速度检测端设置为两个，其中一个为皮带轮速度检测端(351a)，且所述皮带轮速度检测端(351a)与所述皮带轮(33)转轴相对布置，另一个为连杆速度检测端(351b)，所述连杆速度检测端(351b)位于所述导流罩底盘(164)下表面，并与所述旋转连杆(5432)的上端相对。
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