CN114733757B - 实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，包括底座(2)、支架(11)和筛分单元，支架(11)设在底座(2)上，底座(2)上设有变频超声波发生器(1)；筛分单元包括变频脉动发生器(4)、筛分水槽(14)、筛网(9)和超声波换能器(17)，筛分水槽(14)底面为倾斜面，且设有排矿管(15)，筛网(9)和超声波换能器(17)设在筛分水槽(14)内，变频脉动发生器(4)设在筛分水槽(14)外壁；支架(11)上端为阶梯状，筛分水槽(14)嵌在支架(11)内。通过变频脉动发生器(4)、变频超声波发生器(1)和变频振动电机(21)三重作用，保持筛网(9)通畅。解决了现有筛分设备易堵筛的问题。

Description

实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置

技术领域

本发明涉及一种实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，属于选矿设备领域。

背景技术

在选矿工业生产和实验室试验中，常常需要对选矿各阶段的产品进行筛分分级处理，再将筛分出来的不同粒度产品进行分析，以获得产品的粒度组成情况，判断产品质量。特别是在磨矿阶段，磨矿产品的粒度组成分析是判断磨矿工艺好坏的重要手段，磨矿产品粒度组成是否合理将直接影响到后续的选别作业。

目前，干式筛分和湿式筛分是最常见的筛分方法。干式筛分主要适用于干式粗粒物料的筛分，该方法对处理粗粒粒度≥0.1mm干式物料具有较好筛分效果，但存在筛分过程中灰尘较大、处理细粒物料时易堵筛等问题。

而湿式筛分是在水介质中进行，主要适用于湿式物料或可用湿式筛分分级的物料，在人工湿式筛分过程中物料在上升、下降水流和振荡的作用下进行分散，细粒物料随水流透过筛孔进入筛面以下的水介质中，粗粒物料无法通过筛网，而被阻隔在筛面以上，从而实现粗细物料的分离。相对于干式筛分，湿式筛分具有不产生粉尘，能适用于易团聚的干式物料筛分，堵筛概率低等优点。但目前的湿式筛分设备也存在比较明显的问题，如筛分时间较长；在处理粒度≤38μm物料时，处理量小、耗水量大、极易发生堵筛现象，且采用人工操作，筛分效率极低，筛分试验人员工作强度极大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有实验室筛分设备易堵筛，筛分效率低，试验人员劳动强度大。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，包括底座、支架和若干筛分单元，所述支架弹性设置在底座上，底座上设置有变频超声波发生器；

所述筛分单元包括变频脉动发生器、筛分水槽、给水管、筛网夹具、筛网和超声波换能器，筛分水槽底面为倾斜面结构，且倾斜处设置有排矿管，筛网夹具与支架连接，筛网通过筛网夹具设置在筛分水槽中部，超声波换能器与变频超声波发生器电连接且设置在筛分水槽内，给水管出口朝筛网设置，变频脉动发生器设置在筛分水槽内底面的倾斜上端外侧壁上，延伸至筛分水槽内且端部设置有脉动隔膜；

所述支架上端面为阶梯状结构，筛分水槽镶嵌设置在支架的阶梯端面内，且筛分水槽内底面的倾斜上端靠近支架顶端。

其中，上述装置中还包括变频振动电机，所述变频振动电机设置在支架的下端面中部侧壁上。

其中，上述装置中所述支架最高处的上端面上设置有给矿槽。

其中，上述装置中还包括脉动传动杆，所述筛分水槽倾斜上底的侧壁上设置有脉动孔，脉动隔膜设置在脉动孔内侧开口处并与筛分水槽密封连接，脉动传动杆一端与变频脉动发生器连接，另一端穿入脉动孔与脉动隔膜连接。

其中，上述装置中还包括支架管，所述支架管间隔设置在筛分水槽内，超声波换能器通过支架管设置在筛分水槽内。

其中，上述装置中所述排矿管上设置有排矿阀，且排矿管出口朝向筛网中部。

其中，上述装置中还包括给水总管，给水管为弯管状结构，且进口设置有进水阀并与给水总管连通，出口正对筛网，且出口端设置有喷淋头。

进一步，上述装置中所述喷淋头喷出的最外圈水喷射至筛网内侧壁上。

其中，上述装置中所述支架与底座的连接端设置有支撑弹簧，使得支架通过支撑弹簧与底座弹性连接。

其中，上述装置中所述底座下端设置有锁紧装置的移动轮。

本发明的有益效果是：本装置通过设置筛分水槽可实现标准筛中的矿物颗粒在水环境下模拟手动水筛的效果，通过变频超声波换能器、变频脉动发生装置、变频振动电机实现矿物颗粒在筛面以上水环境中的松散；通过变频振动电机的震动，筛子带着筛上物料在水面上下运动，实现物料的松散并促使粒度小于筛孔直径的物料在水介质中透过筛孔；通过变频脉动发生装置产生的脉动水流加速物料透过筛孔的速度和沉降速率；通过变频超声波换能器产生的超声波增加矿物颗粒之间的松散程度，并实现标准筛筛网的清洗，可极大地降低筛孔的堵筛率；通过变频脉动发生装置在倾斜槽底产生的脉动水流，促使沉在槽底部的矿物颗粒快速通过排矿管排出，防止单个筛分单元内合格细粒级颗粒的堆积；通过设备控制器控制喷头水阀和排矿开关的开启和关闭，确保排矿槽内液面的稳定，防止液面过高或者过低对筛分带来的负面影响；通过多级筛分单元搭配组合，可实现矿物颗粒在不同筛分粒级下的连续筛分。

本装置可大大降低目前人工湿筛面临的细粒级筛分困难、人工筛分工作量大、流程复杂、筛分效率低、筛网易堵塞、无法连续筛分等问题，湿矿物颗粒的湿式筛分变得更高效、方便、快捷。同时本装置可广泛应用于各大高校、科研院所、相关生产厂家的实验室，可以有效的解决实验室人工湿筛所面临的诸多问题。同时以该设备为模型或理论依据，也可对其标准筛部分进行改进，使其具备连续排卸筛上物料的能力，再进行放大生产，亦可应用于广大选矿厂及其他相关能应用的厂家的生产现场，也能解决目前选厂湿式筛分设备面临的部分问题，具有极大的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的图1的俯视结构示意图；

图3为本发明的图1中I处结构放大示意图；

图4为本发明的支架结构示意图；

图5为本发明的图4的俯视结构示意图；

图6为本发明的筛分单元结构示意图；

图7为本发明的图6的俯视的结构示意图；

图8为本发明的图6取出筛网的结构示意图；

图9为本发明的图7的俯视结构示意图。

图中标记为：1是变频超声波发生器，2是底座，3是给水总管，4是变频脉动发生器，5是给矿槽，6是进水阀，7是给水管，8是喷淋头，9是筛网，10是筛网夹具，11是支架，12是脉动隔膜，13是脉动传动杆，14是筛分水槽，15是排矿管，16是支架管，17是超声波换能器，18是移动轮，19是支撑弹簧，20是排矿阀，21是变频振动电机，22是内置筛柜，23是设备控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1至图9所示，本发明的实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，包括底座2、支架11和若干筛分单元，所述支架11弹性设置在底座2上，底座2上设置有变频超声波发生器1；

所述筛分单元包括变频脉动发生器4、筛分水槽14、给水管7、筛网夹具10、筛网9和超声波换能器17，筛分水槽14底面为倾斜面结构，且倾斜处设置有排矿管15，筛网夹具10与支架11连接，筛网9通过筛网夹具10设置在筛分水槽14中部，超声波换能器17与变频超声波发生器1电连接且设置在筛分水槽14内，给水管7出口朝筛网9设置，变频脉动发生器4设置在筛分水槽14内底面的倾斜上端外侧壁上，延伸至筛分水槽14内且端部设置有脉动隔膜12；

所述支架11上端面为阶梯状结构，筛分水槽14镶嵌设置在支架11的阶梯端面内，且筛分水槽14内底面的倾斜上端靠近支架11顶端。本领域技术人员能够理解的是，本装置主要包括底座2、支架11和筛分单元，其中底座2主要用于支撑，其结构根据实际需要确定，而支架11则采用框架结构即可，同时优选支架11的上端面为阶梯状结构，而筛分单元则对应设置在支架11阶梯面上，从而实现筛分单元的由高到低的依次布置，使得待筛分的物料可通过一层一层的筛分单元实现筛分的目的。由于实际支架11会跟随筛分单元一起运动，为避免支架11与底座2的冲击，本装置优选支架11与底座2弹性连接，实现减震的目的。筛分单元的数量根据实际产品的最终粒度适宜选择，通过支架11的设置使得筛分单元呈多层阶梯型，每个阶梯上有一个独立的筛分单元，阶梯从上到下依次布置的为第一筛分单元、第二筛分单元、第三筛分单元…第n筛分单元。每个筛分单元都包括有变频脉动发生器4、筛分水槽14、给水管7、筛网夹具10、筛网9和超声波换能器17，将变频脉动发生器4设置在筛分水槽14内底面的倾斜上端外侧壁上，延伸至筛分水槽14内且端部设置有脉动隔膜12。通过变频脉动发生器4控制脉动隔膜12实现筛分水槽14内的筛分介质的上下周期性运动，从而实现待筛物料中粗细颗粒的筛分分离。而筛分水槽14底面为倾斜面结构，且倾斜处设置有排矿管15，也即是筛分水槽14为一个直径适宜、深度适宜、底部沿阶梯的纵向上向阶梯外部方向倾斜的比筛网9大，使得筛网9放置在筛分水槽14内后保持与筛分水槽14内壁间隔设置，而筛网9为标准筛，可以是筒状筛体也可以是具备连续排矿能力的筛子。实际将筛分水槽14镶嵌设置在支架11的阶梯端面内，优选筛分水槽14最上沿略高于该支架11平台的平面；且筛分水槽14在阶梯纵向与脉动隔膜12中心相对的方向底部设置有一个直径及长度合理、倾斜方向及倾斜度与筛分水槽14槽底相同的排矿管15，排矿管15的长度能保证从管中排出的矿浆能给到下一筛分单元中的筛网9的中部；且筛分水槽14中的水面位于筛网9筛面以上的合适位置，确保筛面始终在水面以下。而筛网9通过筛网夹具10设置在筛分水槽14内，而筛网夹具10只要能够实现将筛网9设置在筛分水槽14内均可，其实际结构可以是包括在支架11的每个台阶上左右各由螺丝钉对称固定有圆弧形夹具臂；而夹具臂在上固定有3个各水平部位都完全在同一水平的、中心指向同一圆心的筛网夹具10，每个筛分单元中都有6个筛网夹具10；使得筛网9通过6个筛网夹具10固定在筛分水槽14内，从而保证变频振动电机21产生的振动能无差别的通过支架11、夹具臂、筛网夹具10传递给筛网9。超声波换能器17与变频超声波发生器1电连接且设置在筛分水槽14内，给水管7出口朝筛网9设置，使得喷淋水直接作用在筛网9内。为方便控制和使用，可优选在底座2上还设置有设备控制器23和内置筛柜22，设备控制器23便于设备各参数集中调剂，通过操作该控制器控制面板上的按钮，不仅控制设备通断电，还可以控制变频脉动发生器4、变频超声波发生器1、变频振动电机21的启停与频率。而内置筛柜22则用于放置标准套筛。

本装置实际使用时，在所述的设备接通水电开机前，应先将筛分单元装入支架11上再接通水电，操作设备控制器23，控制筛分水槽14中的水面调至合适的位置，通过控制给水管7和排矿管15的流量，确保水面位置平稳。调节好各筛分单元中超声波换能器17产生的超声波大小、变频脉动发生器4产生的脉动水大小以及变频振动电机21的振动频率；从给矿槽5给入待筛物料，经给矿口排入第一筛分单元筛网9的中部；物料依次经多个筛分单元筛分作业后，可优选粒度大于第一筛分单元筛网9筛孔的物料留在筛网9的筛面以上，粒度小于筛网9筛孔的物料在水流作用下通过筛孔，下沉到第一筛分单元的筛分水槽14的底部，并通过水流的作用经第一筛分单元排矿管15给入到第二筛分单元的筛网9中部；物料经第二筛分单元筛网9的筛分作业后，粒度大于筛网9筛孔的物料留在筛网9的筛面以上，粒度小于筛网9筛孔的物料在水流作用下通过筛孔，下沉在第二筛分单元筛分水槽14的底部，并通过水流作用经第二筛分单元的排矿管15给入到第三筛分单元筛网9中部，依次进入到下一个筛分单元，直至从最后一个筛分单元的排矿管15排出至下方容器中；在给矿完成后，先关闭第一筛分单元的超声波换能器17、变频脉动发生器4和给水管7，并用少量冲洗水让第一筛分单元筛分水槽14中的水和筛下颗粒全部通过第一筛分单元的排矿管15排入到第二筛分单元筛网9的中部，依次进行上述操作直至将最后一个筛分单元的筛下物经排矿管15排入下方的容器中，最后将筛分单元中筛网9分别取下，并将其中筛上颗粒装入指定容器中，并写好标签，抽滤、烘干、称重、分析。

优选的，上述装置中还包括变频振动电机21，所述变频振动电机21设置在支架11下端面中部侧壁上。本领域技术人员能够理解的是，本装置优选支架11的下方设置有一大小合适的直角梯形空区，用于安装变频振动电机21，优选将变频振动电机21固定在支架11底部的中心位置，而变频振动电机21振动的启停及频率的变化通过设备控制器23控制即可。

优选的，上述装置中所述支架11最高处的上端面上设置有给矿槽5。本领域技术人员能够理解的是，为方便进料，本装置优选在支架11最高处的上端面上设置有给矿槽5，也即是支架11阶梯状的最顶端水平位置设置有给矿槽5，使得需要筛分的矿石直接通过给矿槽5进入左上端的筛分单元中的筛网9内即可。

优选的，上述装置中还包括脉动传动杆13，所述筛分水槽14倾斜上底的侧壁上设置有脉动孔，脉动隔膜12设置在脉动孔内侧开口处并与筛分水槽14密封连接，脉动传动杆13一端与变频脉动发生器4连接，另一端穿入脉动孔与脉动隔膜12连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置优选筛分水槽14在阶梯的纵向方向、靠近阶梯内部一侧且比水槽底部略高的槽壁上开有向内凹的脉动孔，并将脉动隔膜12设置在脉动孔内侧开口处，将脉动隔膜12的一侧与脉动传动杆13的一端相连，而脉动传动杆13的另一端与变频脉动发生器4相连即可，通过设备控制器23可以控制变频脉动发生器4的启停和频率。

优选的，上述装置中还包括支架管16，所述支架管16间隔设置在筛分水槽14内，超声波换能器17通过支架管16设置在筛分水槽14内。本领域技术人员能够理解的是，为方便固定超声波换能器17，本装置优选通过将支架管16间隔设置在筛分水槽14内，且将超声波换能器17通过支架管16设置在筛分水槽14内即可，超声波换能器17的数量可根据实际需要确定。实际可优选筛分水槽14在沿阶梯横向方向的内壁有至少2根平行且中空、结构稳固的支架管16，且每根支架管16上都固定有至少2个位置合理的圆饼型超声波换能器17，将超声波换能器17超声波的发射方向为垂直于固定好的筛网9的底面；且超声波换能器17的导线通过空心的支架管16与变频超声波发生器1相连，通过设备控制器23可以控制变频超声波发生器1的启停和频率。

优选的，上述装置中所述排矿管15上设置有排矿阀20，且排矿管15出口朝向筛网9中部。本领域技术人员能够理解的是，为方便控制排矿，本装置优选在排矿管15上设置有排矿阀20。同时应保证排矿管15的管口朝向筛网9中部，也即是需要上一个筛分单元通过排矿管15将矿浆排放至相邻的下一个筛分单元的筛网9内。

优选的，上述装置中还包括给水总管3，给水管7为弯管状结构，且进口设置有进水阀6并与给水总管3连通，出口正对筛网9，且出口端设置有喷淋头8。本领域技术人员能够理解的是，为供水方便，本装置优选通过给水总管3将所有给水管7进水口均连通设置，而喷淋头8则可将从给水管7出来的喷淋水均匀分散喷洒在筛网9内。同时为保证筛分水槽14内的液面。优选在给水管7的进口设置有进水阀6，通过控制进水阀6和排矿阀20的开度，实现筛分水槽14内液面保持同一高度位置实现液面的动态平衡。

优选的，上述装置中所述喷淋头8喷出的最外圈水喷射至筛网9内侧壁上。本领域技术人员能够理解的是，喷淋头8的作用是将给水管7内的水均匀分散开，喷淋头8可根据实际需要选择多种不同的喷淋口，能喷出多种样式的喷淋水；喷淋头8可将喷淋水准确的喷入筛网9中。本装置进一步优选喷淋头8喷出的最外圈水喷射至筛网9内侧壁上，实际是为防止筛中的少量矿物在振动过程中沿筛壁跑出。

优选的，上述装置中所述支架11与底座2的连接端设置有支撑弹簧19，使得支架11通过支撑弹簧19与底座2弹性连接。本领域技术人员能够理解的是，为保证支架11的振动造成支架11和底座2直接接触造成装置冲击损坏，本装置进一步在支架11与底座2的连接端设置有支撑弹簧19，使得支架11通过支撑弹簧19与底座2弹性连接，通过支撑弹簧19的作用进而减小装置在运行时支架11对底座2的冲击。

优选的，上述装置中所述底座2下端设置有锁紧装置的移动轮18。本领域技术人员能够理解的是，为方便装置的移动，本装置优选在底座2下端设置有锁紧装置的移动轮18，移动轮18实际可直接外购带锁紧功能的万向轮即可，待装置位置固定后直接通过锁紧装置锁紧移动轮18即可。

Claims (3)

1.实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，其特征在于：包括底座(2)、支架(11)和若干筛分单元，所述支架(11)弹性设置在底座(2)上，底座(2)上设置有变频超声波发生器(1)；

所述筛分单元包括变频脉动发生器(4)、筛分水槽(14)、给水管(7)、筛网夹具(10)、筛网(9)和超声波换能器(17)，筛分水槽(14)底面为倾斜面结构，且倾斜处设置有排矿管(15)，所述排矿管(15)上设置有排矿阀(20)，且排矿管(15)出口朝向筛网(9)中部，筛网夹具(10)与支架(11)连接，筛网(9)通过筛网夹具(10)设置在筛分水槽(14)中部，超声波换能器(17)与变频超声波发生器(1)电连接且设置在筛分水槽(14)内，给水管(7)出口朝筛网(9)设置，变频脉动发生器(4)设置在筛分水槽(14)内底面的倾斜上端外侧壁上，延伸至筛分水槽(14)内且端部设置有脉动隔膜(12)；

所述支架(11)上端面为阶梯状结构，筛分水槽(14)镶嵌设置在支架(11)的阶梯端面内，且筛分水槽(14)内底面的倾斜上端靠近支架(11)顶端；

还包括给水总管(3)，给水管(7)为弯管状结构，且进口设置有进水阀(6)并与给水总管(3)连通，出口正对筛网(9)，且出口端设置有喷淋头(8)；所述喷淋头(8)喷出的最外圈水喷射至筛网(9)内侧壁上；还包括变频振动电机(21)，所述变频振动电机(21)设置在支架(11)的下端面中部侧壁上；

还包括脉动传动杆(13)，所述筛分水槽(14)倾斜上底的侧壁上设置有脉动孔，脉动隔膜(12)设置在脉动孔内侧开口处并与筛分水槽(14)密封连接，脉动传动杆(13)一端与变频脉动发生器(4)连接，另一端穿入脉动孔与脉动隔膜(12)连接；所述支架(11)与底座(2)的连接端设置有支撑弹簧(19)，使得支架(11)通过支撑弹簧(19)与底座(2)弹性连接；所述底座(2)下端设置有锁紧装置的移动轮(18)。

2.根据权利要求1所述的实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，其特征在于：所述支架(11)最高处的上端面上设置有给矿槽(5)。

3.根据权利要求1所述的实验室用脉动超声波湿式高频振动筛分装置，其特征在于：还包括支架管(16)，所述支架管(16)间隔设置在筛分水槽(14)内，超声波换能器(17)通过支架管(16)设置在筛分水槽(14)内。