CN111715419B - 一种复合式分级沉降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合式分级沉降装置，包括内分级沉降装置、搅拌装置、外分级沉降装置和振动装置。内分级沉降装置用于实现矿物颗粒的初步分级沉降，搅拌装置位于内分级沉降装置的外部，其下部位于内分级沉降装置的上部下方，其顶部位于外分级沉降装置的顶部上方；外分级沉降装置用于实现微细矿物颗粒的快速聚团、分级和沉降，外分级沉降装置位于搅拌装置的外部；振动装置位于外分级沉降装置的下部，为外分级沉降装置的振动提供激振动力。本发明中离心力和重力协同作用，可以在同一个装置实现矿物颗粒的先分级沉降后聚团沉降，有效提高药剂的使用效率、减少药剂的浪费，能有效避免筛网堵孔现象的发生，具有占地面积小、能耗小、分级效率高、易于操作、成本低等优点。

Description

一种复合式分级沉降装置

技术领域

本发明属于分级设备技术领域，特别涉及一种复合式分级沉降装置。

背景技术

分级设备广泛应用于矿石物料、煤炭及其他粒状物或粉状物的分离，分级过程中常有分级精度不准、分级效率不高而导致底流中细颗粒增加。分级的关键在于提高作业的分级精度和分级效率。

常见的筛网分级按粒度精确分级，但筛网易堵孔、磨损严重；水力分级按沉降速度模糊分级，设备结构简单，运行成本低，但占地面积较大，分级精度和分级效率较低；离心分级则按径向速度差模糊分级，设备占地面积小，处理量大，分级效率较高，但分级精度较低、能耗较高；筛分与水力分级相结合的设备将粒度分级与沉降(离心)速度差分级相结合，可有效提高分级精度和分级效率，但处理量不高、能耗较高、使用条件严格等。

为有效解决分级装备的分级效率和分级精度问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。申请号为201810131344.4的中国专利公开了一种旋流分级柱及应用其对矿浆粗细颗粒分级，该装置通过筛网分级，可以实现粗颗粒和细颗粒两产品的旋流分级，在一定程度上可以提高分级精度和分级效率，但采用筒状筛网，无法避免筛网堵孔问题，同时粗颗粒经过一次分级后直接排出，粗颗粒中难免会夹杂着细颗粒。公告号为CN268493Y的专利公开了一种带过滤网的水力旋流器，该装置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CN101844115A的发明专利公开了一种三产品旋流分级筛，该装置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，有效控制了溢流中的限上率和底流中的限下率，提高了旋流器的分级效率和处理量，但该方案无法避免筛网堵孔，且存在柱段下部筛网“返流”现象和锥段分级效果较差的问题。现有的分级设备在一定程度上能提高分级效率和分级精度，但如果要实现矿物的快速分级沉降和聚团，需要在不同的设备上实现，所需设备多，设备的占地面积大、能耗大、成本高，且药剂使用效率低、药剂浪费严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有振动功能的复合式分级沉降装置，可在一个装置实现矿物颗粒的快速分级沉降和聚团沉降，提高药剂的使用效率，能有效避免筛网堵孔现象的发生，并提高矿物颗粒的分级精度和分级效率。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种复合式分级沉降装置，包括内分级沉降装置、搅拌装置、外分级沉降装置和振动装置。其中，所述的内分级沉降装置是本发明的初步分级沉降装置，所述的搅拌装置位于内分级沉降装置的外部，其下部位于内分级沉降装置的上部下方，其顶部位于外分级沉降装置的顶部上方；所述的外分级沉降装置是本发明的聚团分级沉降装置，位于搅拌装置的外部；所述的振动装置位于外分级沉降装置的下部。

所述的内分级沉降装置包括第一柱段体、第一锥段体、入料导流筒、溢流管和环型工型槽。其中，所述的第一柱段体的内部上方固定安装有3～8层的沉降斜板，相邻两层沉降斜板的间距相同，沉降斜板的内径从上到下依次减小，最后一层沉降斜板位于溢流管的底部下方，其内径大于溢流管的外径，多层沉降斜板形成一定倾斜角度的沉降路径，可提高矿物颗粒的沉降速度；所述的第一锥段体位于第一柱段体的底部下方，第一锥段体的顶部与第一柱段体的底部相固连，第一锥段体的底部为粗颗粒出料口；所述的入料导流筒固定于第一柱段体的顶部上方，所述的切向入料口有三个，均匀布置于入料导流筒上，可以实现多点同时进料，切向入料口的最外侧入口位于外分级沉降装置的上部外侧；所述的溢流管为大直径的柱体，其底部位于第一柱段体的内部上方，溢流管的顶部位于入料导流筒的顶部上方，溢流管的上部与入料导流筒的顶部连接的面为弧形面，防止溢流颗粒在入料导流筒顶部聚集，溢流管的顶部为溢流颗粒出料口；所述的环型工型槽有2个，轴向并列布置于第一柱段体外部的底部上方，且与第一柱段体外部相固连。

所述的搅拌装置包括支撑装置、搅拌体、转轴、驱动电机和轴承体。其中，所述的搅拌体与第一柱段体同轴心，其内部为环型T型槽，外部沿轴向布置有3～8层尺寸不一的扇形叶片，扇形叶片的尺寸从上往下逐渐减小，同一圆周层上均匀布置有三支扇形叶片，相邻两层的扇形叶片交错布置，相邻两层六支扇形叶片的根部角度大于等于360°，有利于药剂搅拌均匀和防止矿浆颗粒的迸溅，相邻两层扇形叶片的间距相同；所述的支撑装置的底部是三支小角度的弧形支撑架，每支支撑架的角度为30～60°，均匀布置于搅拌体的上部，且与搅拌体通过焊接相固连，三支弧形支撑架顶部伸出的三条加强筋与三支弧形支撑架形成支撑面，其中间是空心圆柱；所述的转轴由驱动电机驱动，转轴的上部穿过外分级沉降装置顶部的通孔后依靠轴承体通过紧固件固定，所述的转轴有三根，其下部均匀固定安装在三条加强筋上；所述的驱动电机有三台，均匀布置于外分级沉降装置的顶部上方，所述的三台驱动电机的规格型号完全相同；所述的轴承体有三组，均匀布置于驱动电机和外分级沉降装置的顶部之间，轴承体是由轴承和轴承座组成，轴承用于支撑和固定转轴，轴承座用于固定和安装轴承。

所述的外分级沉降装置包括第二柱段体、第二锥段体、倒圆台状筛网和加药管。其中，所述的第二柱段体内位于第一层和第二层扇形叶片之间的对应位置布置有倾斜板，倾斜板向下倾斜角度为3～8°，为溢流颗粒和药剂的混合提供平台，同时使混合后的颗粒快速向下运动；所述的第二锥段体位于第二柱段体的底部下方，所述的倒圆台状筛网位于第二锥段体的内部，倒圆台状筛网的顶部位于第二锥段体顶部上方，所述的第二柱段体的底部、倒圆台状筛网的顶部和第二锥段体的顶部通过螺栓相固连，所述的倒圆台状筛网和第二锥段体同轴心线，所述的第二锥段体的底部带有一定的弧度，可有效避免矿物颗粒的堆积，便于排料，第二锥段体底部为透筛颗粒出料口，倒圆台状筛网的底部为筛下颗粒出料口；所述的加药管有三个，均匀布置于第二柱段体的顶部，便于实现多点加药，提高矿物细颗粒的沉降速度。

所述的振动装置包括振动电机和弹簧。其中，所述的弹簧有三根，均匀布置在第二锥段体的中部下方，所述的弹簧的一端固定安装在倒圆台状筛网外部的中下方，所述的弹簧的另一端固定安装在第二锥段体内部的中下方，所述的振动电机有三台，均匀固定安装在与第二锥段体内部的弹簧固定端相对应的外部，为倒圆台状筛网的振动提供激振力，所述的三台振动电机的规格型号完全相同，所述的三根弹簧的规格型号完全相同。

使用时，通过泵将待分离矿浆在一定压力下以一定的速度从切向入料口进入入料导流筒后进入第一柱段体内，浆液在初始作用力的作用下做螺旋向下离心运动，粗颗粒所受的重力比较大，在重力作用下在第一柱段体内向下运动，进入第一锥段体，然后通过第一锥段体底部的粗颗粒出料口排出，较细的颗粒所受的重力比较小，在第一柱段体内向上运动，然后从溢流管顶部的溢流颗粒出料口溢流出去，进入第二柱段体内；旋转驱动电机变频器按钮，调整转轴转速，驱动电机通过驱动转轴转动，进而驱动支撑装置转动，从而带动搅拌装置旋转；启动振动电机，同时将药剂在一定压力下以一定的速度从加药管进入第二柱段体内的倾斜板上方，药剂和溢流颗粒在搅拌装置的作用下加速混合和聚团，混合和聚团后的颗粒在重力作用下沿倾斜板向下运动，进入倒圆台状筛网内部，较大的颗粒将在重力作用下继续向下运动，从倒圆台状筛网底部的筛下颗粒出料口排出，较小的颗粒将会通过倒圆台状筛网上的筛孔进入第二锥段体，成为筛下流，然后通过透筛颗粒出料口排出；黏附在倒圆台状筛网上的颗粒将会在振动电机的作用下，通过弹簧，迫使颗粒从倒圆台状筛网上掉落。完成分级沉降后，旋转驱动电机变频器按钮，将转轴的旋转速度调至0，关闭振动电机，关闭电源开关。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明中离心力和重力协同作用，可以在同一个装置实现矿物颗粒的快速分级沉降和聚团，先分级沉降后聚团沉降，可有效提高药剂的使用效率、减少药剂的浪费，能有效避免筛网堵孔现象的发生，具有占地面积小、能耗小、分级效率高、易于操作、成本低等优点，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的内分级沉降装置结构示意图；

图3为本发明的搅拌装置结构示意图。

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，一种复合式分级沉降装置，包括内分级沉降装置1、搅拌装置2、外分级沉降装置3和振动装置4。其中，所述的内分级沉降装置1是本发明的初步分级沉降装置，所述的搅拌装置2位于内分级沉降装置1的外部，其下部位于内分级沉降装置1的上部下方，其顶部位于外分级沉降装置3的顶部上方；所述的外分级沉降装置3是本发明的聚团分级沉降装置，位于搅拌装置2的外部；所述的振动装置4位于外分级沉降装置3的下部。

如图1和图2所示，所述的内分级沉降装置1包括第一柱段体11、第一锥段体12、入料导流筒13、溢流管14和环型工型槽15。其中，所述的第一柱段体11的内部上方固定安装有3～8层的沉降斜板111，相邻两层沉降斜板111的间距相同，沉降斜板111的内径从上到下依次减小，最后一层沉降斜板111位于溢流管14的底部下方，其内径大于溢流管14的外径，多层沉降斜板111形成一定倾斜角度的沉降路径，可提高矿物颗粒的沉降速度；所述的第一锥段体12位于第一柱段体11的底部下方，第一锥段体12的顶部与第一柱段体11的底部相固连，第一锥段体12的底部为粗颗粒出料口121；所述的入料导流筒13固定于第一柱段体11的顶部上方，所述的切向入料口131有三个，均匀布置于入料导流筒13上，可以实现多点同时进料，切向入料口131的最外侧入口位于外分级沉降装置3的上部外侧；所述的溢流管14为大直径的柱体，其底部位于第一柱段体11的内部上方，溢流管14的顶部位于入料导流筒13的顶部上方，溢流管14的上部与入料导流筒13的顶部连接的面为弧形面，防止溢流颗粒在入料导流筒13顶部聚集，溢流管14的顶部为溢流颗粒出料口141；所述的环型工型槽15有2个，轴向并列布置于第一柱段体11外部的底部上方，且与第一柱段体11外部相固连。

如图1和图3所示，所述的搅拌装置2包括支撑装置21、搅拌体22、转轴23、驱动电机24和轴承体25。其中，所述的搅拌体22与第一柱段体11同轴心，其内部为环型T型槽221，外部沿轴向布置有3～8层尺寸不一的扇形叶片222，扇形叶片222的尺寸从上往下逐渐减小，同一圆周层上均匀布置有三支扇形叶片222，相邻两层的扇形叶片222交错布置，相邻两层六支扇形叶片222的根部角度大于等于360°，有利于药剂搅拌均匀和防止矿浆颗粒的迸溅，相邻两层扇形叶片222的间距相同；所述的支撑装置21的底部是三支小角度的弧形支撑架211，每支支撑架211的角度为30～60°，均匀布置于搅拌体22的上部，且与搅拌体22通过焊接相固连，三支弧形支撑架211顶部伸出的三条加强筋与三支弧形支撑架211形成支撑面212，其中间是空心圆柱；所述的转轴23由驱动电机24驱动，转轴23的上部穿过外分级沉降装置3顶部的通孔后依靠轴承体25通过紧固件固定，所述的转轴23有三根，其下部均匀固定安装在三条加强筋上；所述的驱动电机24有三台，均匀布置于外分级沉降装置3的顶部上方，所述的三台驱动电机24的规格型号完全相同；所述的轴承体25有三组，均匀布置于驱动电机24和外分级沉降装置3的顶部之间，轴承体25是由轴承和轴承座组成，轴承用于支撑和固定转轴23，轴承座用于固定和安装轴承。

如图1所示，所述的外分级沉降装置3包括第二柱段体31、第二锥段体32、倒圆台状筛网33和加药管34。其中，所述的第二柱段体31内位于第一层和第二层扇形叶片222之间的对应位置布置有倾斜板311，倾斜板311向下倾斜角度为3～8°，为溢流颗粒和药剂的混合提供平台，同时使混合后的颗粒快速向下运动；所述的第二锥段体32位于第二柱段体31的底部下方，所述的倒圆台状筛网33位于第二锥段体32的内部，倒圆台状筛网33的顶部位于第二锥段体32顶部上方，所述的第二柱段体31的底部、倒圆台状筛网31的顶部和第二锥段体32的顶部通过螺栓相固连，所述的倒圆台状筛网33和第二锥段体32同轴心线，所述的第二锥段体32的底部带有一定的弧度，可有效避免矿物颗粒的堆积，便于排料，第二锥段体32底部为透筛颗粒出料口321，倒圆台状筛网33的底部为筛下颗粒出料口331；所述的加药管34有三个，均匀布置于第二柱段体31的顶部，便于实现多点加药，提高矿物细颗粒的沉降速度。

如图1所示，所述的振动装置4包括振动电机41和弹簧42。其中，所述的弹簧42有三根，均匀布置在第二锥段体32的中部下方，所述的弹簧42的一端固定安装在倒圆台状筛网33外部的中下方，所述的弹簧42的另一端固定安装在第二锥段体32内部的中下方，所述的振动电机41有三台，均匀固定安装在与第二锥段体32内部的弹簧42固定端相对应的外部，为倒圆台状筛网33的振动提供激振力，所述的三台振动电机41的规格型号完全相同，所述的三根弹簧42的规格型号完全相同。

使用时，通过泵将待分离矿浆在一定压力下以一定的速度从切向入料口131进入入料导流筒13后进入第一柱段体11内，浆液在初始作用力的作用下做螺旋向下离心运动，粗颗粒所受的重力比较大，在重力作用下在第一柱段体11内向下运动，进入第一锥段体12，然后通过第一锥段体12底部的粗颗粒出料口121排出，较细的颗粒所受的重力比较小，在第一柱段体11内向上运动，然后从溢流管14顶部的溢流颗粒出料口141溢流出去，进入第二柱段体31内；旋转驱动电机24变频器按钮，调整转轴23转速，驱动电机24通过驱动转轴23转动，进而驱动支撑装置21转动，从而带动搅拌装置22旋转；启动振动电机41，同时将药剂在一定压力下以一定的速度从加药管34进入第二柱段体31内的倾斜板311的上方，药剂和溢流颗粒在搅拌装置22的作用下加速混合和聚团，混合和聚团后的颗粒在重力作用下沿倾斜板311向下运动，进入倒圆台状筛网33内部，较大的颗粒将在重力作用下继续向下运动，从倒圆台状筛网33底部的筛下颗粒出料口331排出，较小的颗粒将会通过倒圆台状筛网33上的筛孔进入第二锥段体32，成为筛下流，然后通过透筛颗粒出料口321排出；黏附在倒圆台状筛网33上的颗粒将会在振动电机41的作用下，通过弹簧42，迫使颗粒从倒圆台状筛网33上掉落。完成分级沉降后，旋转驱动电机24变频器按钮，将转轴23的旋转速度调至0，关闭振动电机41，关闭电源开关。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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 (5)

1.一种复合式分级沉降装置，包括内分级沉降装置、搅拌装置、外分级沉降装置和振动装置，其特征在于：所述的搅拌装置位于内分级沉降装置的外部，其下部位于内分级沉降装置的上部下方，其顶部位于外分级沉降装置的顶部上方；所述的外分级沉降装置位于搅拌装置的外部；所述的振动装置位于外分级沉降装置的下部；

所述的内分级沉降装置由第一柱段体、第一锥段体、入料导流筒、溢流管和环型工型槽组成，所述的第一柱段体的内部上方固定安装有3～8层的沉降斜板，相邻两层沉降斜板的间距相同，沉降斜板的内径从上到下依次减小，最后一层沉降斜板位于溢流管的底部下方，其内径大于溢流管的外径，多层沉降斜板形成一定倾斜角度的沉降路径；所述的第一锥段体位于第一柱段体的底部下方，第一锥段体的顶部与第一柱段体的底部相固连，第一锥段体的底部为粗颗粒出料口；所述的入料导流筒固定于第一柱段体的顶部上方，切向入料口有三个，均匀布置于入料导流筒上，切向入料口的最外侧入口位于外分级沉降装置的上部外侧；所述的溢流管为大直径的柱体，其底部位于第一柱段体的内部上方，溢流管的顶部位于入料导流筒的顶部上方，溢流管的上部与入料导流筒的顶部连接的面为弧形面，溢流管的顶部为溢流颗粒出料口；所述的环型工型槽有2个，轴向并列布置于第一柱段体外部的底部上方，且与第一柱段体外部相固连；

所述的搅拌装置由支撑装置、搅拌体、转轴、驱动电机和轴承体组成，所述的搅拌体内部为环型T型槽，外部沿轴向布置有3～8层扇形叶片，所述的搅拌体与第一柱段体同轴心，所述的支撑装置的底部是三支小角度的弧形支撑架，均匀布置于搅拌体的上部，且与搅拌体通过焊接相固连，三支弧形支撑架顶部伸出的三条加强筋与三支弧形支撑架形成支撑面，其中间是空心圆柱；所述的转轴由驱动电机驱动，转轴的上部穿过外分级沉降装置顶部的通孔后依靠轴承体通过紧固件固定，所述的转轴有三根，其下部均匀固定安装在三条加强筋上；所述的驱动电机有三台，均匀布置于外分级沉降装置的顶部上方；所述的轴承体有三组，均匀布置于驱动电机和外分级沉降装置的顶部之间，所述的轴承体是由轴承和轴承座组成；

所述的外分级沉降装置由第二柱段体、第二锥段体、倒圆台状筛网和加药管组成，所述的第二柱段体内位于第一层和第二层扇形叶片之间的对应位置布置有倾斜板，倾斜板向下倾斜角度为3～8°；所述的第二锥段体位于第二柱段体的下方，所述的倒圆台状筛网位于第二锥段体的内部，所述的倒圆台状筛网和第二锥段体同轴心线，倒圆台状筛网的顶部位于第二锥段体顶部上方，第二锥段体底部为透筛颗粒出料口，倒圆台状筛网的底部为筛下颗粒出料口；所述的加药管有三个，均匀布置于第二柱段体的顶部；

所述的振动装置由振动电机和弹簧组成，所述的弹簧有三根，均匀布置在第二锥段体的中下方，所述的弹簧的一端固定安装在倒圆台状筛网外部的中下方，所述的弹簧的另一端固定安装在第二锥段体内部的中下方，所述的振动电机有三台，均匀固定安装在与第二锥段体内部的弹簧固定端相对应的外部。

2.根据权利要求1所述的一种复合式分级沉降装置，其特征在于：所述的搅拌体外部沿轴向布置的扇形叶片尺寸不一，扇形叶片的尺寸从上往下逐渐减小，同一圆周层上均匀布置有三支扇形叶片，相邻两层的扇形叶片交错布置，相邻两层扇形叶片的六支根部角度大于等于360°，相邻两层扇形叶片的间距相同。

3.根据权利要求1所述的一种复合式分级沉降装置，其特征在于：所述的支撑装置的底部的每支弧形支撑架的角度为30～60°。

4.根据权利要求1所述的一种复合式分级沉降装置，其特征在于：所述的第二柱段体的底部、倒圆台状筛网的顶部和第二锥段体的顶部通过螺栓相固连，所述的第二锥段体的底部带有一定的弧度。

5.根据权利要求1所述的一种复合式分级沉降装置，其特征在于：所述的三根转轴的规格型号完全相同，所述的三台驱动电机的规格型号完全相同，所述的三组轴承体的规格完全相同，所述的三台振动电机的规格型号完全相同，所述的三根弹簧的规格型号完全相同。