CN113649163B - 一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，包括分选槽、布水板、顶水系统、脉冲排料系统和控制系统，所述布水板固定在分选槽内，布水板与分选槽底板之间形成压力仓，所述压力仓与顶水系统连接，所述脉冲排料系统包括导流套筒、漏斗型排料口、排料管、反冲管以及电磁阀、挤压阀和介质流量计，所述导流套筒的上端连接布水板的中心孔，下端穿过分选槽底板后依次通过排料口和挤压阀与排料管连接，所述介质流量计安装在排料管上，所述反冲管连接在排料口与压力仓之间，所述电磁阀安装在反冲管上。本发明在不增加稳压、稳流设备的情况下，解决了现有排料方式排料口容易堵塞和料流不连续的问题，从而降低了物料的分选成本，提高了分选精度。

Description

一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置及方法
技术领域
本发明涉及一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置及排料方法，属于分选技术领域。
背景技术
以上升水流实现粗煤泥按密度分选的干扰床分选机近几年在中国选煤行业得到了工业试验与应用，其最大的特征在于不用任何介质和药剂，只用循环水即可对煤泥进行有效分选。其工作原理为：在一定的水流上升速度下，当颗粒的沉降速度大于水流上升速度时将下沉，小于水流上升速度则上浮，从而实现多组分粒群按密度和粒度的分离。入料中那些沉降速度等于上升水流速的颗粒悬浮于主槽体内，形成具有一定密度的悬浮颗粒浓密层。
目前，粗煤泥分选机的排料机构主要由电动执行机构、定位器和锥形排料阀组成，电动执行机构接收来自控制系统PLC的4～20mA电流信号。每个执行机构与排料杆及锥形排料阀相连，执行机构向下运行使锥形排料阀离开阀座打开底流排料口。这种排料机构的缺点是很难保证小量高灰分尾矿的稳定、连续排出，另外，由于选煤厂粗煤泥中含有跑粗颗粒，容易堵塞排料口，造成尾矿灰分较低，影响分选精度。
申请号为CN201711035753.6的中国专利公开了一种粗煤泥分选机尾矿定量和连续排料的系统及方法，该排料系统利用排料泵进行排料，同时增加了补水稳压箱、排料稳流箱等设备，不仅使工艺系统更加复杂，还大大增加了清水用量，从而增加了粗煤泥的分选成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置及方法，以实现尾矿的稳定、连续排出，降低粗煤泥的分选成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，包括分选槽、多孔的布水板、顶水系统、脉冲排料系统和控制系统，所述布水板水平固定在分选槽内，布水板与分选槽底板之间形成压力仓，所述压力仓与顶水系统连接，所述脉冲排料系统包括导流套筒、漏斗型排料口、排料管、反冲管以及与控制系统连接的电磁阀、挤压阀和介质流量计，所述导流套筒的上端连接布水板的中心孔，下端穿过分选槽底板后依次通过排料口和挤压阀与排料管连接，所述介质流量计安装在排料管上，所述反冲管连接在排料口与压力仓之间，所述电磁阀安装在反冲管上。
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，所述顶水系统包括倒U型管、布水套、布水管、清水池以及与控制系统连接的清水泵、电动阀门、清水流量计和压力变送器，所述布水套安装在分选槽的中部，所述清水泵的进水端连接清水池，出水端通过倒U型管与布水套连接，所述清水流量计、电动阀门、压力变送器沿水流方向依次安装在倒U型管上，所述布水管连接在布水套与压力仓之间。
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，所述反冲管分为三段，分别为直管段、弯管段和折弯段，所述直管段倾斜放置，其上端与设置在排料口侧部的进水口连接，下端通过法兰与弯管段的出水端连接，所述折弯段为倒L型，其水平段位于压力仓内，竖直段穿过分选槽底板并通过电磁阀与弯管段的进水端连接。
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，所述反冲管至少设置2个，它们绕排料口均匀分布。
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，所述布水管至少设置2个，它们绕分选槽均匀分布。
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，所述控制系统包括安装在控制柜中的PLC和安装在控制柜表面的触摸屏，清水流量计、介质流量计和压力变送器的信号输出端分别接PLC的不同输入端，电动阀门、电磁阀、挤压阀的控制端分别接PLC的不同输出端，所述触摸屏与PLC的通信接口连接。
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，所述反冲管为无缝钢管。
一种利用上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置的排料方法，所述方法包括以下步骤：
a.启动顶水系统，使顶水系统提供的清水进入压力仓，再通过布水板上的孔在分选槽内形成上升水流；
b.当分选槽内悬浮颗粒浓密层密度高于设定的分选密度时，控制系统增大挤压阀的开度，加大排料口排料流量，同时控制电磁阀按设定的频率、开度和打开时间有序开、关，使压力仓中的清水经反冲管反向间歇冲洗导流套筒中的重产物，防止粗颗粒堵塞排料口；
c.当分选槽内悬浮颗粒浓密层密度低于分选密度时，控制系统减小挤压阀的开度，减小排料口排料流量，当排料口排料流量小于设定的下限值时，控制系统切换电磁阀的有序开、关模式，通过加大电磁阀开度或延长电磁阀的打开时间来保证排料管流量稳定。
本发明利用脉冲水流对排料口和导流套筒进行反向冲洗，在不增加稳压、稳流设备的情况下，解决了现有排料方式排料口容易堵塞和料流不连续的问题，从而降低了物料的分选成本，提高了分选精度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明脉冲式连续排料装置的结构示意图；
图2为顶水系统和脉冲排料系统的正视图；
图3为脉冲排料系统的剖面图；
图4为脉冲排料系统的立体图；
图5为反冲管的结构示意图。
图中各标号为：1、分选槽，2、布水板，3、分选槽底板，4、顶水系统，5、脉冲排料系统，6、控制系统，4-1、倒U型管，4-2、布水套，4-3、布水管，4-4、清水池，4-5、清水泵，4-6、电动阀门，4-7、清水流量计，4-8、压力变送器，5-1、导流套筒，5-2、排料口，5-3、反冲管，5-4、电磁阀，5-5、挤压阀，5-6、排料管，5-7、介质流量计，5-3-1、直管段，5-3-2、弯管段，5-3-3、折弯段。
具体实施方式
本发明针对现有技术之弊端，提供了一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置及方法，该排料装置使压力仓与排料口构成一个循环系统，挤压阀与电磁阀接收控制系统信号，控制分选机的排料量及排料频率，实现连续排料。一方面防止底流物料堆积，达到顺利排料保证分选效果的目的；另一方面可以减少排料口数量，使大型分选机的成本大大降低。
同现有排料方式相比，本发明既能够保证重产物尾矿稳定、连续地由排料口排出，又能够防止跑粗颗粒堵塞排料口，影响分选效果。同天津美腾科技有限公司发明的一种粗煤泥分选机尾矿定量和连续排料的系统及方法（申请号为CN201711035753.6）相比，没有额外的排料泵、稳压箱、稳流箱等设备，加工成本低，占用空间小，控制方式简便，工艺流程简单。
参看图1，圆柱形分选槽1、布水板2、分选槽底板3、顶水系统4、脉冲排料系统5、控制系统6构成了干扰床分选机的脉冲式连续排料装置。
参看图3，布水板2安装在圆柱形分选槽1内靠近分选槽底板3处，布水板2与分选槽底板3之间构成压力仓。
参看图2和图3，顶水系统4包括倒U型管4-1、布水套4-2、布水管4-3、清水池4-4、清水泵4-5、电动阀门4-6、清水流量计4-7和压力变送器4-8，清水泵4-5一端连接清水池4-4，另一端连接倒U型管4-1的进水管路，清水流量计4-7、电动阀门4-6、压力变送器4-8依次安装在倒U型管4-1上，倒U型管4-1的出水管路连接在布水套4-2上，布水套4-2安装在圆柱形分选槽1的中部，布水管4-3（至少设置2个）垂直均布在布水套4-2与圆柱形分选槽1之间，布水管4-3一端连接布水套4-2，另一端连接圆柱形分选槽1下端的压力仓。
参看图2、图3和图4，脉冲排料系统5包括导流套筒5-1、排料口5-2、反冲管5-3、电磁阀5-4、挤压阀5-5、排料管5-6、介质流量计5-7，反冲管5-3一端连接排料口5-2，另一端穿过分选槽底板3连接压力仓，反冲管5-3根据圆柱形分选槽1直径不同至少设置2个，且绕排料口5-2均匀分布；电磁阀5-4安装在反冲管5-3上；导流套筒5-1上端连接布水板2的中心孔，中部穿过分选槽底板3，下端连接排料口5-2；排料口5-2另一端连接挤压阀5-5的介质入口，挤压阀5-5的介质出口连接排料管5-6，介质流量计5-7安装在排料管5-6上。排料口5-2结构呈漏斗型。
参看图4和图5，反冲管5-3分为三段，分别为直管段5-3-1、弯管段5-3-2和折弯段5-3-3，折弯段5-3-3为倒L型，其两端直管之间的夹角为90°，直管段5-3-1的一端向上倾斜并与排料口5-2的侧部连接，另一端通过法兰与弯管段5-3-2连接，弯管段5-3-2另一端与折弯段5-3-3的竖直段之间安装电磁阀5-4，脉冲排料系统5装配完成后，应保证电磁阀5-4垂直放置。
参看图1、图2和图3，控制系统6主要包括PLC、触摸屏和控制柜。PLC采集清水流量计4-7、介质流量计5-7、压力变送器4-8的输出信号，并输出电动阀门4-6、电磁阀5-4、挤压阀5-5的控制信号，清水流量计4-7检测顶水流量大小，电动阀门4-6控制顶水流量大小，压力变送器4-8监测顶水压力，电磁阀5-4控制反冲管5-3管道流量及反冲洗频率，挤压阀5-5控制排料口5-2排料量，介质流量计5-7检测排料口5-2排料量，PLC接收信号的同时控制电动阀门4-6、电磁阀5-4、挤压阀5-5的开度，触摸屏安装在控制柜表面，既能显示各个仪表的当前数值，又能手动输入数据控制仪表动作。
一种利用上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置的排料方法，所述方法包括以下步骤：
①启动顶水系统4：打开清水泵4-5，顶水由清水池4-4经倒U型管4-1、布水套4-2、布水管4-3进入压力仓中，通过布水板2在圆柱形分选槽1内形成上升水流；
②当圆柱形分选槽1内悬浮颗粒浓密层密度高于分选密度时，挤压阀5-5减少压缩空气进入胶套和阀体之间，内衬套在自身回弹力与介质压力的双重作用下扩张，阀门打开，加速排料口5-2排料，在此期间，电磁阀5-4有序开、关，使清水反向冲洗导流套筒5-1中的重产物，防止粗颗粒堵塞排料口5-2；
③当圆柱形分选槽1内悬浮颗粒浓密层密度低于分选密度时，挤压阀5-5增加压缩空气进入胶套和阀体之间，减小阀门开度，降低排料量，若排料量极少（小于设定值）甚至零排料时，控制系统6切换电磁阀5-4有序开、关模式，加大电磁阀5-4开度或延长打开时间，保证排料管5-6流量基本稳定。
反冲管5-3与电磁阀5-4在分选过程中主要有两方面作用：一是起到反冲洗作用，控制系统设定电磁阀5-4的开、关频率，即脉冲频率，使清水反向冲洗导流套筒5-1中的重产物，防止物料堆积，堵塞排料口；二是当排料口排料量极少甚至零排料时，控制系统加大电磁阀开度或延长打开时间，保证排料管流量基本稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施例，在本技术领域范围内，凡是对本发明权利要求范围内所作的数量、均等、位置变化及改进等，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，其特征是，包括分选槽（1）、多孔的布水板（2）、顶水系统（4）、脉冲排料系统（5）和控制系统（6），所述布水板（2）水平固定在分选槽（1）内，布水板（2）与分选槽底板（3）之间形成压力仓，所述压力仓与顶水系统（4）连接，所述脉冲排料系统（5）包括导流套筒（5-1）、漏斗型排料口（5-2）、排料管（5-6）、反冲管（5-3）以及与控制系统（6）连接的电磁阀（5-4）、挤压阀（5-5）和介质流量计（5-7），所述导流套筒（5-1）的上端连接布水板（2）的中心孔，下端穿过分选槽底板（3）后依次通过排料口（5-2）和挤压阀（5-5）与排料管（5-6）连接，所述介质流量计（5-7）安装在排料管（5-6）上，所述反冲管（5-3）连接在排料口（5-2）与压力仓之间，所述电磁阀（5-4）安装在反冲管（5-3）上；
所述反冲管（5-3）分为三段，分别为直管段（5-3-1）、弯管段（5-3-2）和折弯段（5-3-3），所述直管段（5-3-1）倾斜放置，其上端与设置在排料口（5-2）侧部的进水口连接，下端通过法兰与弯管段（5-3-2）的出水端连接，所述折弯段（5-3-3）为倒L型，其水平段位于压力仓内，竖直段穿过分选槽底板（3）并通过电磁阀（5-4）与弯管段（5-3-2）的进水端连接；
所述反冲管（5-3）至少设置2个，它们绕排料口（5-2）均匀分布；
上述干扰床分选机的脉冲式连续排料装置的排料方法包括以下步骤：
a.启动顶水系统（4），使顶水系统（4）提供的清水进入压力仓，再通过布水板（2）上的孔在分选槽（1）内形成上升水流；
b.当分选槽（1）内悬浮颗粒浓密层密度高于设定的分选密度时，控制系统（6）增大挤压阀（5-5）的开度，加大排料口（5-2）排料流量，同时控制电磁阀（5-4）按设定的频率、开度和打开时间有序开、关，使压力仓中的清水经反冲管（5-3）反向间歇冲洗导流套筒（5-1）中的重产物，防止粗颗粒堵塞排料口（5-2）；
c.当分选槽（1）内悬浮颗粒浓密层密度低于分选密度时，控制系统（6）减小挤压阀（5-5）的开度，减小排料口（5-2）排料流量，当排料口（5-2）排料流量小于设定的下限值时，控制系统（6）切换电磁阀（5-4）的有序开、关模式，通过加大电磁阀（5-4）开度或延长电磁阀（5-4）的打开时间来保证排料管（5-6）流量稳定。
2.根据权利要求1所述的一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，其特征是，所述顶水系统（4）包括倒U型管（4-1）、布水套（4-2）、布水管（4-3）、清水池（4-4）以及与控制系统（6）连接的清水泵（4-5）、电动阀门（4-6）、清水流量计（4-7）和压力变送器（4-8），所述布水套（4-2）安装在分选槽（1）的中部，所述清水泵（4-5）的进水端连接清水池（4-4），出水端通过倒U型管（4-1）与布水套（4-2）连接，所述清水流量计（4-7）、电动阀门（4-6）、压力变送器（4-8）沿水流方向依次安装在倒U型管（4-1）上，所述布水管（4-3）连接在布水套（4-2）与压力仓之间。
3.根据权利要求2所述的一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，其特征是，所述布水管（4-3）至少设置2个，它们绕分选槽（1）均匀分布。
4.根据权利要求3所述的一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，其特征是，所述控制系统（6）包括安装在控制柜中的PLC和安装在控制柜表面的触摸屏，清水流量计（4-7）、介质流量计（5-7）和压力变送器（4-8）的信号输出端分别接PLC的不同输入端，电动阀门（4-6）、电磁阀（5-4）、挤压阀（5-5）的控制端分别接PLC的不同输出端，所述触摸屏与PLC的通信接口连接。
5.根据权利要求4所述的一种干扰床分选机的脉冲式连续排料装置，其特征是，所述反冲管（5-3）为无缝钢管。
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