CN111617891A - 一种多场复合细粒分级设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多场复合细粒分级设备，包括入料导流圆柱筒、旋流筛分圆柱筛网、电磁分级圆柱筒、离心分级圆台筒、旋涡探测圆柱筒。电磁分级圆柱筒上端面连接有入料导流圆柱筒，其下端面连接有离心分级圆台筒，其内设置有旋流筛分圆柱筛网；旋涡探测圆柱筒由入料导流圆柱筒顶部插入并延伸至旋流筛分圆柱筛网；入料导流圆柱筒设有切向原料入料口，电磁分级圆柱筒、旋流分级圆锥筒、旋涡探测圆柱筒分别设有筛下细颗粒产品出料口、底流粗颗粒产品出料口、溢流细颗粒产品出料口。本发明可实现重力、离心力和电磁力等多场复合作用下细粒的高效分级，可有效提高细粒分级效率和处理能力，能克服现有水力分级设备的技术缺陷，能满足矿业、化工和环境等众多工业领域中0～1mm颗粒精准分级作业的要求。

Description

一种多场复合细粒分级设备
技术领域
本发明属于分级设备技术领域，尤其是一种适用于非均相分离、固液多相分离、分级的多场复合细粒分级设备。
背景技术
目前，水力分级旋流器是0～1mm细颗粒分级的常用设备，其主要由切向进料口、圆柱筒、圆锥筒、底流口、溢流管和溢流口等组成。切向进料口设在圆柱段上部并沿着切线方向进入圆柱筒内，圆柱段顶部与溢流口相连，圆柱段底部与圆锥筒大端相连，圆锥筒小端与底流口相连，溢流管自圆柱筒顶部贯穿并深入圆柱筒内。矿浆以一定压力沿切向入料口给入水力分级旋流器后，受重力作用，在圆柱筒内高速旋转并向下运动，当到达圆锥筒后由于流通面积逐渐较少，部分流体保持向下运动经过锥段后并从底流口排出，形成底流产品，而部分流体受挤压后转而向上运动经过溢流管从溢流口排出，形成溢流产品。当前，经过多年来的不懈发展，使得水力旋流器具有结构简单、处理量大及运行成本低等优点，但分级精度上依然面临分级效果有待提高的实际问题；其次，水力旋流器内颗粒在离心力作用下并沿径向发生沉降，粗颗粒旋转半径要明显大于细颗粒，但由于等沉现象的存在，致使部分高密度细颗粒进入到粗颗粒中，相反的，部分低密度粗颗粒亦进入到细颗粒中，降低了分级效率；此外，水力旋流器内存在的盖下短路流使得部分物料未经分选直接从溢流口排出，边界层流携带细颗粒从底流口排出。针对水力旋流器内存在的这些问题，公告号为CN 268493Y的发明专利公开了一种带过滤网的水力旋流器，该发明主要特征是在进料管和溢流管之间设置了一过滤网，过滤网的直径和形状与旋流器轴向零速包络面一致，网的下部敞口，上部与入料腔的顶部连接，能够一定程度上解决溢流跑粗问题，但仍未解决底流夹细问题；公告号CN 101844115A的发明专利公开了一种三产品旋流分级筛，该发明主要特征是在旋流器圆柱导流筒的下端口连接有圆柱筒筛网，圆柱筒筛网套装在旋流器圆柱内，圆锥筒筛网套装在圆锥筒内部，圆锥筒上设有补水，中心管与锥筒筛网之间设有导流盘，利用强离心力场下边壁外旋流的压力差使细颗粒实现透筛筛分，消除了旋流器边壁和顶盖附近环流跑粗，但存在柱段下部筛网“返流”现象和锥段分级效果较差的问题，底流夹细现象依然严重；申请号为201910159412.2的中国专利公开了一种磁铁矿分选分级的三产品径向磁场磁力旋流器，该发明主要特征是在圆柱段底部内置磁场实现粗粒连生体与磁铁矿的分离，该发明主要用于磁铁矿分级，对其他矿物分级适用性未提及；申请号为201910159334.6的中国专利公开了一种用于磁铁矿分选分级的三产品轴向磁场磁力旋流器，该发明主要特征是在设备下部内置磁场实现粗粒连生体与磁铁矿的分离，该发明主要用于磁铁矿分级，对其他矿物适用性不佳未提及。
本发明涉及的一种多场复合细粒分级设备，设备融合了重力场、离心力场和电磁力场，通过本发明可实现细粒同时在旋流分级、筛分分级和电磁分级共同作用下的高效分离，有利于提高分级效率，能克服传统水力旋流器分级效果不佳的技术缺陷，更适用于推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多场复合细粒分级设备，可实现提高水力旋流器分级精度，能够较好的满足工业生产过程中对细粒分级精度的要求，可克服现有技术的缺陷。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种多场复合细粒分级设备，包括电磁分级圆柱筒，设在电磁分级圆柱筒上部的入料导流圆柱筒，设在电磁分级圆柱筒下部的离心分级圆台筒，设置于电磁分级圆柱筒内部的旋流筛分圆柱筛网，其从入料导流圆柱筒顶部插入并延伸至电磁分级圆柱筒区域的旋涡探测圆柱筒，沿切向方向进入入料导流圆柱筒的切向原料入料口，设置于电磁分级圆柱筒侧面的筛下细颗粒产品出料口，设置于旋涡探测圆柱筒顶部的溢流细颗粒产品出料口，设置于离心分级圆台筒底部的底流粗颗粒产品出料口；所述的入料导流圆柱筒两侧对称设置切向原料入料口；所述的电磁分级圆柱筒底部通过法兰盘与离心分级圆台筒的静止外壳顶部固定连接，离心分级圆台筒的旋转内壳由旋转装置传动；所述的电磁分级圆柱筒内设有旋流筛分圆柱筛网，旋流筛分圆柱筛网外侧设有高度可调弧形挡板；所述的电磁分级圆柱筒的空心外壳内设有电磁发生装置；所述的旋涡探测圆柱筒从入料导流圆柱筒顶部自上而下插入并延伸至电磁分级圆柱筒区域；所述的筛下细颗粒产品出料口对称设置于电磁分级圆柱筒两侧；所述溢流细颗粒产品出料口设置于旋涡探测圆柱筒侧面；所述底流粗颗粒产品出料口设置于离心分级圆台筒底部。
所述的多场复合主要为重力场、离心力场和电磁力场。
所述的入料导流圆柱筒内径、旋流筛分圆柱筛网内径和离心分级圆台筒大端内径尺寸一致。
所述的旋流筛分圆柱筛网与电磁分级圆柱筒柱段高度一致；所述的旋流筛分圆柱筛网的筛条为纵向排列；所述的旋流筛分圆柱筛网的筛缝大小为0.045mm、0.074mm、0.125mm、0.250mm或0.500mm；
所述的单个弧形挡板高度为旋流筛分圆柱筛网高度的1/10～1/8、弧度为π/2；所述的弧形挡板与旋流筛分圆柱筛网间结合面光滑。
所述的电磁分级圆柱筒空心外壳内设有电磁发生装置，所产生电磁场范围和电磁场强度可调。
所述的离心分级圆台筒的旋转内壳由旋转装置驱动，转速在500～1000转/分钟间且可调。
所述的切向原料入料口的数量为2个；所述的筛下细颗粒产品出料口的数量为2～4个。
使用时，通过设置旋流筛分圆柱筛网、电磁分级圆柱筒和离心分级圆台筒以实现在离心力场、重力场和电磁力场共同作用下的颗粒分级。物料在由切向原料入料口以一定压力给入入料导流圆柱筒后在重力场作用下做螺旋向下离心运动，当运动至电磁分级圆柱筒段时，一方面由于旋流筛分圆柱筛网的存在促使大量小于筛分细颗粒发生颗粒透筛行为，另一方面在电磁分级圆柱筒的空心外壳内设有的电磁发生装置的作用下有效促进了磁性细颗粒的透筛，透筛后的物料从筛下细颗粒产品出料口排出；未透筛的物料继续做螺旋向下运动，当其运动至高速旋转的离心分级圆台筒时，在一定强度的离心力场作用下，粗颗粒物料沿径向并指向离心分级圆台筒壁面方向做向下运动并从底流粗颗粒产品出料口排出，且颗粒越粗，朝向离心分级圆台筒壁面方向运动越快；由于离心分级圆台筒内物料流通面积随离心分级圆台筒轴向深度增大而不断减少，致使部分细颗粒物料脱离螺旋向下运动，转而做螺旋向上运动，经过旋涡探测圆柱筒并从溢流细颗粒产品出料口排出。
本发明的有益效果是，与现有水力分级旋流器技术相比，本发明有如下优点：
(1)电磁分级圆柱筒空心外壳内设有磁场强度可调的电磁发生装置，可有效加速磁性细颗粒透筛，从而提高颗粒筛分分级效率；
(2)旋流筛分圆柱筛网底部设有弧形挡板，可调整旋流筛分圆柱筛网透筛区域，消除旋流筛分圆柱筛网底部物料返流的缺陷，从而降低底流中细颗粒含量，提高分级效率；
(3)设有转速可调的离心分级圆台筒，可灵活调整离心分级圆台筒区域内物料离心强度，促进粗颗粒进入外旋流、细颗粒进入内旋流，从而提高分级效率和分级精度。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种多场复合细粒分级设备，包括电磁分级圆柱筒(2)，设在电磁分级圆柱筒(2)上部的入料导流圆柱筒(1)，设在电磁分级圆柱筒(2)下部的离心分级圆台筒(3)，设置于电磁分级圆柱筒(2)内部的旋流筛分圆柱筛网(2-1)，其从入料导流圆柱筒(1)顶部插入并延伸至电磁分级圆柱筒(2)区域的旋涡探测圆柱筒(4)，沿切向方向进入入料导流圆柱筒(1)的切向原料入料口(1-1)，设置于电磁分级圆柱筒(2)侧面的筛下细颗粒产品出料口(2-3)，设置于旋涡探测圆柱筒(4)顶部的溢流细颗粒产品出料口(4-1)，设置于离心分级圆台筒(3)底部的底流粗颗粒产品出料口(3-4)；所述的入料导流圆柱筒(1)两侧对称设置切向原料入料口(1-1)；所述的电磁分级圆柱筒(2)底部通过法兰盘(2-5)与离心分级圆台筒(3)的静止外壳(3-1)顶部固定连接，离心分级圆台筒(3)的旋转内壳(3-2)由旋转装置(3-3)传动；所述的电磁分级圆柱筒(2)内设有旋流筛分圆柱筛网(2-1)，旋流筛分圆柱筛网(2-1)外侧设有高度可调弧形挡板(2-4)；所述的电磁分级圆柱筒(2)的空心外壳(2-2)内设有电磁发生装置(2-6)；所述的旋涡探测圆柱筒(4)从入料导流圆柱筒(1)顶部自上而下插入并延伸至电磁分级圆柱筒(2)区域；所述的筛下细颗粒产品出料口(2-3)对称设置于电磁分级圆柱筒(2)两侧；所述溢流细颗粒产品出料口(4-1)设置于旋涡探测圆柱筒(4)侧面；所述底流粗颗粒产品出料口(3-4)设置于离心分级圆台筒(3)底部。
所述的多场复合主要为重力场、离心力场和电磁力场。
所述的入料导流圆柱筒(1)内径、旋流筛分圆柱筛网(2-1)内径和离心分级圆台筒(3)大端内径尺寸一致。
所述的旋流筛分圆柱筛网(2-1)与电磁分级圆柱筒(2)柱段高度一致；所述的旋流筛分圆柱筛网(2-1)的筛条为纵向排列；所述的旋流筛分圆柱筛网(2-1)的筛缝大小为0.045mm、0.074mm、0.125mm、0.250mm或0.500mm；
所述的单个弧形挡板(2-4)高度为旋流筛分圆柱筛网(2-4)高度的1/10、弧度为π/2；所述的弧形挡板(2-4)与旋流筛分圆柱筛网(2-1)间结合面光滑。
所述的电磁分级圆柱筒(2)空心外壳(2-2)内设有电磁发生装置(2-6)，所产生电磁场范围和电磁场强度可调。
所述的离心分级圆台筒(3)的旋转内壳(3-2)由旋转装置(3-3)驱动，转速在500～1000转/分钟间且可调。
所述的切向原料入料口(1-1)的数量为2个；所述的筛下细颗粒产品出料口(2-3)的数量为2～4个。
使用时，通过设置旋流筛分圆柱筛网(2-1)、电磁分级圆柱筒(2)和离心分级圆台筒(3)以实现在离心力场、重力场和电磁力场共同作用下的颗粒分级。物料在由切向原料入料口(1-1)以一定压力给入入料导流圆柱筒(1)后在重力场作用下做螺旋向下离心运动，当运动至电磁分级圆柱筒(2)段时，一方面由于旋流筛分圆柱筛网(2-1)的存在促使大量小于筛分细颗粒发生颗粒透筛行为，另一方面在电磁分级圆柱筒(2)的空心外壳(2-2)内设有的电磁发生装置(2-6)的作用下有效促进了磁性细颗粒的透筛，透筛后的物料从筛下细颗粒产品出料口(2-3)排出；未透筛的物料继续做螺旋向下运动，当其运动至高速旋转的离心分级圆台筒(3)时，在一定强度的离心力场作用下，粗颗粒物料沿径向并指向离心分级圆台筒(3)壁面方向做向下运动并从底流粗颗粒产品出料口(3-4)排出，且颗粒越粗，朝向离心分级圆台筒(3)壁面方向运动越快；由于离心分级圆台筒(3)内物料流通面积随离心分级圆台筒(3)轴向深度增大而不断减少，致使部分细颗粒物料脱离螺旋向下运动，转而做螺旋向上运动，经过旋涡探测圆柱筒(4)并从溢流细颗粒产品出料口(4-1)排出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种多场复合细粒分级设备，包括电磁分级圆柱筒(2)，设在电磁分级圆柱筒(2)上部的入料导流圆柱筒(1)，设在电磁分级圆柱筒(2)下部的离心分级圆台筒(3)，设置于电磁分级圆柱筒(2)内部的旋流筛分圆柱筛网(2-1)，其从入料导流圆柱筒(1)顶部插入并延伸至电磁分级圆柱筒(2)区域的旋涡探测圆柱筒(4)，沿切向方向进入料导流圆柱筒(1)的切向原料入料口(1-1)，设置于电磁分级圆柱筒(2)侧面的筛下细颗粒产品出料口(2-3)，设置于旋涡探测圆柱筒(4)顶部的溢流细颗粒产品出料口(4-1)，设置于离心分级圆台筒(3)底部的底流粗颗粒产品出料口(3-4)，其特征在于：在所述的入料导流圆柱筒(1)两侧对称设置切向原料入料口(1-1)；所述的电磁分级圆柱筒(2)底部通过法兰盘(2-5)与离心分级圆台筒(3)的静止外壳(3-1)顶部固定连接，离心分级圆台筒(3)的旋转内壳(3-2)由旋转装置(3-3)传动；所述的电磁分级圆柱筒(2)内设有旋流筛分圆柱筛网(2-1)，旋流筛分圆柱筛网(2-1)外侧设有高度可调弧形挡板(2-4)；所述的电磁分级圆柱筒(2)的空心外壳(2-2)内设有电磁发生装置(2-6)；所述的旋涡探测圆柱筒(4)从入料导流圆柱筒(1)顶部自上而下插入并延伸至电磁分级圆柱筒(2)区域；所述的筛下细颗粒产品出料口(2-3)对称设置于电磁分级圆柱筒(2)两侧；所述溢流细颗粒产品出料口(4-1)设置于旋涡探测圆柱筒(4)侧面；所述底流粗颗粒产品出料口(3-4)设置于离心分级圆台筒(3)底部。
2.根据权利要求1所述的多场复合细粒分级设备，其特征在于：所述的旋流筛分圆柱筛网(2-1)、入料导流圆柱筒(1)、离心分级圆台筒(3)大端保持内径尺寸一致；所述的电磁分级圆柱筒(2)与旋流筛分圆柱筛网(2-1)保持柱段高度尺寸一致；所述的电磁分级圆柱筒(2)内径尺寸为旋流筛分圆柱筛网(2-1)内径尺寸的1.2～1.4倍；所述的旋涡探测圆柱筒(4)内径尺寸为旋流筛分圆柱筛网(2-1)内径尺寸的0.1～0.2倍。
3.根据权利要求1所述的多场复合细粒分级设备，其特征在于：所述的旋流筛分圆柱筛网(2-1)的筛条为纵向排列；所述的弧形挡板(2-4)位于旋流筛分圆柱筛网(2-1)外侧，单块弧形挡板(2-4)弧度为π/2，单块弧形挡板(2-4)高度为旋流筛分圆柱筛网(2-1)高度的1/10；所述的弧形挡板(2-4)安装数量和安装高度根据需要确定。
4.根据权利要求1所述的多场复合细粒分级设备，其特征在于：所述的电磁发生装置(2-6)自上而下环绕在电磁分级圆柱筒(2)的空心外壳(2-2)内部，电磁发生装置(2-6)所产生电磁场范围和电磁场强度可调。
5.根据权利要求1所述的多场复合细粒分级设备，其特征在于：所述的离心分级圆台筒(3)的旋转内壳(3-2)由旋转装置(3-3)驱动，旋转内壳(3-2)的旋转速度为500～1000转/分钟。
6.根据权利要求1所述的多场复合细粒分级设备，其特征在于：所述的置于入料导流圆柱筒(1)的切向原料入料口(1-1)的数量为2个；所述的筛下细颗粒产品出料口(2-3)的数量为2～4个。
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