CN111974768A - 刮管器及其快装装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刮管器及其快装装置及方法，其中，刮管器包括：穿连棒、多个刮管盘、定位器，其中，所述定位器安装在所述穿连棒的一端，用于定位所述刮管器在待刮管道中的位置，所述刮管盘的内圈中空，在所述穿连棒上串联，并与所述穿连棒固定，多个刮管盘的半径沿矿浆输送方向依次减小，在输送矿浆的推动下，所述刮管盘沿输送方向移动，将待刮管道的污垢清除。本发明所述刮管器采用多个刮管盘除垢，除垢的方式为分层除垢，顺输送方向的前盘除去的是内层垢层，顺输送方向的后盘除去的是外层垢层，使得多个刮管盘各自承担部分除垢任务，相对于单盘除垢效果更好，且有利于延长刮管盘的寿命。并且，刮管器的结构简单，使用方便，除垢效果好。
Description
技术领域
本发明属于选矿厂管道输送技术领域，尤其是涉及一种刮管器及其快装装置及方法。
背景技术
当前部分选矿厂，如澳大利亚和南美的部分选矿厂，均位于常年几无降水的海边，当前，这些选矿厂的选矿用水来自于海水淡化，其成本很高，大大降低了整个矿山的效益。所以部分选矿厂采用直接用海水进行选矿并取得了成功，如首钢秘鲁铁矿选矿厂。但是采用海水选矿的时候由于海水中富含钾钠离子和氯离子，选矿厂管道长时间使用后会在管道内部结成厚厚的垢层圈，管道内径逐渐变小，管道内压力逐渐增高，从而降低了管道的输送能力，增加了管道的输送能耗，结垢严重时会造成管道堵塞或爆管。
目前，管道的除垢方式主要为人工除垢，即采用在管道外壁敲击或将管道逐段拆下内部铲除的方式，这些人工的方式不仅费力，而且很难保证除垢效果。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种刮管器及其快装装置及方法，以解决现有刮管方式费力，且难以保证刮管效果的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一个方面是提供一种刮管器，安装在待刮管道中，包括：穿连棒、多个刮管盘、定位器，其中，所述定位器安装在所述穿连棒的一端，用于定位所述刮管器在待刮管道中的位置，所述刮管盘的内圈中空，在所述穿连棒上串联，并与所述穿连棒固定，多个刮管盘的半径沿矿浆输送方向依次减小，在输送矿浆的推动下，所述刮管盘沿输送方向移动，将待刮管道的污垢清除。
优选地，所述刮管器还包括垢层监测装置，所述垢层监测装置包括设置在待刮管道末端的流量计、压力表和报警器，所述流量计用于监测待刮管道的流量，所述压力计用于监测待刮管道的压力，所述报警器用于在监测压力超过预设阈值时发出警报。
优选地，所述刮管盘的一面为弧形面，另一面为平面，弧形面在逆矿浆流动的一侧，所述刮管盘的厚度从中心到边缘均匀减小。
优选地，所述刮管盘上设置多个过流孔，多个过流孔在所述刮管盘上等圆周分布。
优选地，所述过流孔设置于每个刮管盘的2/3半径圆环处。
本发明的第二个方面是提供一种刮管器快装装置，所述快装装置用于将上述刮管器安装至待刮管道中，所述快装装置包括：
装填管，设置于管道给料泵的出口一侧，与待刮管道同心设置并连接，所述装填管的一端设置有进气口；
驱动装置，包括：空压机与储气罐，所述储气罐的出口与所述进气口连接；
气封塞，设置于所述装填管内，所述气封塞的一侧设置有所述刮管器，所述气封塞的另一侧通过连接件与所述装填管的端部连接。
优选地，所述连接件为链条，所述链条长度为所述装填管长度的2倍。
优选地，所述气封塞为橡胶材质，呈圆台形，小头一端的直径大于穿连棒的直径，小于装填管的内径，大头一端的直径与装填管的内径一致。
优选地，所述快装装置还包括装填小车，所述装填小车包括：车轮和车板，所述车轮设置于所述车板的下方，所述空压机和所述储气罐均设置在所述车板上，所述车板的四角均设有锚杆，锚杆的上端设有旋转把手。
本发明的第三个方面是提供一种刮管器快装方法，应用上述刮管器快装装置将刮管器安装至待刮管道中，包括以下步骤：
步骤S1，打开空压机，向储气罐中储存压缩空气；
步骤S2，打开装填管上的阀门，将装填管与待刮管道接通，将压缩空气传输至装填管中，在压缩空气的驱动下，通过气封塞将刮管器推动至待刮管道中；
步骤S3，通过连接件将气封塞从待刮管道中取出，关闭装填管上的阀门，完成刮管器的安装。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明所述刮管器采用多个刮管盘除垢，除垢的方式为分层除垢，且多个刮管盘的半径沿矿浆输送方向依次减小，这种结构顺输送方向的前盘除去的是内层垢层，顺输送方向的后盘除去的是外层垢层，使得多个刮管盘各自承担部分除垢任务，相对于单盘除垢效果更好，且有利于延长刮管盘的寿命。并且，刮管器的结构简单，使用方便，除垢效果好。
本发明所述刮管器快装装置，采用空压器-储气罐的气动装填的方式，相对于人工或者电动等其他装填方式，气动装填属于发射式快速装填的方式，装填速度快，效率高，方便快捷。
本发明所述刮管器快装方法，采用气动式装填方式，提高装填效率。
附图说明
图1是本发明所述刮管器的结构示意图；
图2是本发明所述刮管器快装装置的结构示意图；
图3是图2中的A-A向视图；
图4是本发明所述刮管器快装方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
本发明所述刮管器用于对矿浆输送管道除垢，使用时安装在待刮管道1中。图1是本发明所述刮管器的结构示意图，如图1所示，本发明所述刮管器包括：穿连棒5、多个刮管盘4(图1中仅显示两个)，其中，所述刮管盘4的内圈中空，穿过所述穿连棒5，并与所述穿连棒5固定，多个刮管盘4在穿连棒5上间隔设置，且多个刮管盘4的半径沿矿浆输送方向依次减小，在输送矿浆的推动下，所述刮管盘4沿输送方向移动，将待刮管道1的污垢清除。刮管盘4与穿连棒5可以通过焊接的方式固定，也可以是可拆卸的固定方式，例如，在刮管盘4的内圈设置第一法兰7，在穿连棒5的外周设置第二法兰8，刮管盘4与穿连棒5通过法兰连接。
采用多个刮管盘4除垢，除垢的方式为分层除垢。例如，当设置为两个刮管盘时，结构为顺矿浆输送方向的第一个刮管盘9(前盘)的外径为管道内径的93％，第二个刮管盘4(后盘)的外径为管道内径的97％。这种结构顺输送方向的前盘除去的是内层垢层，顺输送方向的后盘除去的是外层垢层，这种方式两个刮管盘各自承担部分除垢任务，相对于单盘除垢的效果更好，且有利于延长刮管盘的寿命。并且，本发明的刮管器可以依靠矿浆自身的推力最终从管道的末端排出，方便取出。
所述刮管器还包括定位器6，所述定位器6安装在所述穿连棒5的一端，用于定位所述刮管器在待刮管道1中的位置。优选地，定位器6为雷达定位器6，设置于穿连棒5的前端，其定位信号与控制室连接，其位置信息可在控制屏幕显示。通过控制屏幕可显示刮管器的实时位置，从而实现了对其位置的检测，从而可以知晓刮管器堵塞时的位置，以便实施刮管器取出工作。
每个刮管盘4均由聚氨酯材料制成，所述刮管盘4的一面为弧形面，另一面为平面，多个刮管盘4同向串联布置，弧形面均在逆矿浆流动的一侧，所述刮管盘4的厚度从中心到边缘均匀减小，中心厚为1-2cm，边缘厚为0.5-1cm。本发明刮管盘4为聚氨酯材料，该材料兼具有一定的柔性和耐磨性，不仅保证了刮管盘不会被磨损保障了刮管盘的寿命，而且再结合其中心厚边缘薄，弧形面靠近输送一侧的结构特点，在刮管盘边缘遇到坚硬的垢层时可以发生自然弯曲，从而越过障碍物，防止了刮管器的堵塞。
图3是图2中的A-A向视图，如图3所示，所述刮管盘4上设置多个过流孔，多个过流孔在所述刮管盘4上等圆周分布。过流孔设置于每个刮管盘4的2/3半径圆环处，可以设置4-5个，过流孔的直径为刮管盘4直径的1/4-1/5。这种结构通过过流孔给被清除的污垢留下了流动通道，从而保障了除垢装置不被清理下来的污垢堵塞，保障了除垢工作的顺畅。
在一个实施例中，所述刮管器还包括垢层监测装置，用于监测管道中的垢层，以准确判断垢层是否需要清除。所述垢层监测装置包括设置在待刮管道1末端的流量计2、压力表3和报警器，所述流量计2用于监测待刮管道1的流量，所述压力计用于监测待刮管道1的压力，所述报警器用于在监测压力超过预设阈值时发出警报。所述报警器设置为高压报警器，高压报警触发界限设至于标定正常流量下的压力值的120％。并且，所述高压报警器与管道的给料泵连锁，高压报警时给料泵停机。
本发明的垢层监测装置间隔1-2天通过流量计2的检测和泵的转速的调整使矿浆在标定流量下输送，此时通过设置的压力表3可以监测压力，如触发了高压报警器，说明管道内结垢严重，管道内有效内径减小，管道流速增高。此时系统连锁触发给料泵停机。这种自动检测并触发系统停车的方式，自动化程度高，有效的防止了管道垢层继续增厚，导致管道堵塞甚至压力增高爆管的危险。
图2是本发明所述刮管器快装装置的结构示意图，如图2所示，本发明所述刮管器快装装置，所述快装装置用于将上述刮管器安装至待刮管道1中，输浆管道包括第一管道14和第二管道，其中，其第一管道14为倾斜管道，第二管道为水平的直管道，给料泵位于第一管道14的端部，第二管道用于与快装装置对接，垢层监测装置位于第二管道的端部。第一管道14与转弯管道可以焊接固定，也可以是可拆卸的连接方式，例如，通过第三法兰15连接。第一管道14采用斜管的方式与第二管道连接，充分的结合了矿浆变相容易的特点，将直线连接的接口留给了装填管10，有利于装填的顺利进行。矿浆输送管道的转弯半径最小值为穿连棒长度的30倍，保障了刮管器在管道转弯处不被卡塞，保障了刮管器的顺利移动。
所述快装装置包括：装填管10，设置于管道给料泵的出口一侧，为水平直管，与待刮管道1同心设置并连接(例如，通过第四法兰13连接)，所述装填管10的一端设置有进气口，优选地，装填管10的内径与第二管道的内径一致，通过这种结构刮管器在装填入输送管的过程中，没有弯管段，避免了刮管器在装填时由于转弯发生堵塞，或者为了满足转弯半径管道占地过大的情况。直线装填的方式，结构简单，装填方便实用；驱动装置，包括：空压机23与储气罐24，所述储气罐24的出口与所述进气口连接；气封塞11，设置于所述装填管10内，所述气封塞11的一侧设置有所述刮管器，所述气封塞11的另一侧通过连接件21与所述装填管10的端部连接。
所述储气罐24的气压为1.0Mpa，单个储气罐24的出气量为单次装填所需气量的1.2倍。气动压力为10个大气压，储气罐24又保证了足够的充填气量，相对于人工或者电动等其他装填方式，气动装填属于发射式快速装填的方式，装填速度快，效率高。
所述连接件21为链条，所述链条长度为所述装填管10长度的2倍。连接件21也可以是其他形式，例如，弹性构件(例如弹簧)、弹力绳等，作用是当气封塞11随刮管器进入待刮管道1之后，能通过连接件21将气封塞11取出。
在一个实施例中，给料泵的出口管上设有第一电动开关阀16，装填管10靠近输送管一端设有第二电动开关阀17，装填管10的尾端设有螺栓连接的盲法兰18，盲法兰18的内侧设有链条接头19，盲法兰18的外侧设有接气口20。在给料泵的出口管和装填管10上均设有电动开关阀。当装填时，给料泵停机，第一电动开关阀16关闭，第二电动开关阀17打开，刮管器由装填管10装入待刮管道1(输送管)。装填完毕后，第一电动开关阀16打开，第二电动开关阀17关闭，给料泵启动，刮管器在矿浆推力作用下在输送管中前行刮管。这种在给料泵停机时装填，装填后关闭装填管10上的阀门的方式，即实现了装填和矿浆输送刮管的分开操作，也保障了装填后矿浆不会流入装填管10。
在一个实施例中，所述气封塞11为橡胶材质，呈圆台形，小头一端的直径大于穿连棒5的直径，小于装填管10的内径，优选为穿连棒直径的1.2倍，有利于刮管器在气封塞11的气力推送下快速给入输送管，大头一端的直径与装填管10的内径一致。大头圆台面的中心通过套环链接有一个长度为装填管长度2倍的链条，链条的另一端与盲法兰18内侧的链条接头19连接。气封塞11的中心与装填管10同心。该塞体为橡胶制作且其大头断面直径与管道内经一致，不仅保证了在装填时空气不会直接越过刮管器给入输送管起到气封作用，而且橡胶的材质具有一定的伸缩性确保了气封塞11不会卡在管道中。
在一个实施例中，所述快装装置还包括装填小车12，所述装填小车12包括：车轮22和车板，所述车轮22设置于所述车板的下方，所述空压机23和所述储气罐24均设置在所述车板上，空压机23和储气罐24用第三管道25连接，储气罐出口通过第四管道26与装填管10的盲法兰18外侧的进气口连接，并设有第三电动开关阀29，所述车板的四角均设有锚杆27，锚杆27的上端设有旋转把手28。锚杆27为螺栓式，其螺杆部通过螺纹穿过车板四角的四个螺栓孔。
需要说明的是，本发明并不限于使用锚杆方式将车板固定于地面，也可以是其他固定方式，例如，通过将锁定车轮的方式防止装填小车的移动。
采用装填车将动力系统的空压机23和储气罐24都集成于车体，有利于提高装填效率，特别是可以实现一车服务多处装填，大大减少了动力系统的投资。装填时先利用车轮22将装填车推到预定的停车点，再通过旋转四个锚杆27的把手来将装填车固定于地面，通过这种方式保障了装填时车体不会被气动的装填反作用力驱动后退，保障了装填效果。
本发明的垢层监测装置触发系统停车后，打开装填管10上的第二电动开关阀17和盲法兰18，填入刮管器后再装入气封塞11，通过空压机23给气将刮管器装入输送管后，停止给气，打开盲法兰18，通过链条取出气封塞11后关闭第二电动开关阀17完成装填工作。然后启动矿浆给料泵，刮管器在矿浆的推动下向矿浆输送方向移动，开始垢层清除工作。这种方式刮管器给入管道简单快速方便，刮管器的移动依靠矿浆自身推力，不需要额外的动力和人工，运行高效，节约人力。
图4是本发明所述刮管器快装方法的流程示意图，如图4所示，本发明所述刮管器快装方法，应用上述刮管器快装装置将上述刮管器安装至待刮管道1中，包括以下步骤：
步骤S1，打开空压机23，向储气罐24中储存压缩空气；
步骤S2，打开装填管10上的阀门，将装填管10与待刮管道1接通，将压缩空气传输至装填管10中，在压缩空气的驱动下，通过气封塞11将刮管器推动至待刮管道1中；
步骤S3，通过连接件21将气封塞11从待刮管道1中取出，关闭装填管10上的阀门，完成刮管器的安装。
通过气动方式装填刮管器，方便快捷，且不会影响管道中矿浆输送。
需要说明的是，本发明之刮管器快装方法与上述刮管器快装装置的具体实施方式大致相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种刮管器，安装在待刮管道中，其特征在于，包括：穿连棒、多个刮管盘、定位器，其中，所述定位器安装在所述穿连棒的一端，用于定位所述刮管器在待刮管道中的位置，所述刮管盘的内圈中空，在所述穿连棒上串联，并与所述穿连棒固定，多个刮管盘的半径沿矿浆输送方向依次减小，在输送矿浆的推动下，所述刮管盘沿输送方向移动，将待刮管道的污垢清除。
2.根据权利要求1所述的刮管器，其特征在于，所述刮管器还包括垢层监测装置，所述垢层监测装置包括设置在待刮管道末端的流量计、压力表和报警器，所述流量计用于监测待刮管道的流量，所述压力计用于监测待刮管道的压力，所述报警器用于在监测压力超过预设阈值时发出警报。
3.根据权利要求1所述的刮管器，其特征在于，所述刮管盘的一面为弧形面，另一面为平面，弧形面在逆矿浆流动的一侧，所述刮管盘的厚度从中心到边缘均匀减小。
4.根据权利要求1所述的刮管器，其特征在于，所述刮管盘上设置多个过流孔，多个过流孔在所述刮管盘上等圆周分布。
5.根据权利要求4所述的刮管器，其特征在于，所述过流孔设置于每个刮管盘的2/3半径圆环处。
6.一种刮管器快装装置，其特征在于，所述快装装置用于将权利要求1所述的刮管器安装至待刮管道中，所述快装装置包括：
装填管，设置于管道给料泵的出口一侧，与待刮管道同心设置并连接，所述装填管的一端设置有进气口；
驱动装置，包括：空压机与储气罐，所述储气罐的出口与所述进气口连接；
气封塞，设置于所述装填管内，所述气封塞的一侧设置有所述刮管器，所述气封塞的另一侧通过连接件与所述装填管的端部连接。
7.根据权利要求6所述的刮管器快装装置，其特征在于，所述连接件为链条，所述链条长度为所述装填管长度的2倍。
8.根据权利要求6所述的刮管器快装装置，其特征在于，所述气封塞为橡胶材质，呈圆台形，小头一端的直径大于穿连棒的直径，小于装填管的内径，大头一端的直径与装填管的内径一致。
9.根据权利要求6所述的刮管器快装装置，其特征在于，所述快装装置还包括装填小车，所述装填小车包括：车轮和车板，所述车轮设置于所述车板的下方，所述空压机和所述储气罐均设置在所述车板上，所述车板的四角均设有锚杆，锚杆的上端设有旋转把手。
10.一种刮管器快装方法，其特征在于，应用权利要求6所述的刮管器快装装置将权利要求1所述的刮管器安装至待刮管道中，包括以下步骤：
步骤S1，打开空压机，向储气罐中储存压缩空气；
步骤S2，打开装填管上的阀门，将装填管与待刮管道接通，将压缩空气传输至装填管中，在压缩空气的驱动下，通过气封塞将刮管器推动至待刮管道中；
步骤S3，通过连接件将气封塞从待刮管道中取出，关闭装填管上的阀门，完成刮管器的安装。
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