CN1194818C - 一种重介质旋流器装置,选煤系统及选煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双供料三产品重介质旋流器及选煤方法，属于重介质选煤领域，本发明的双供料三产品重介质旋流器由悬浮液混合装置、一级旋流器、二级旋流器组成；本发明的选煤系统，包括合格介质桶，主泵，辅泵，辅泵变频器，主管，辅管，双供料三产品重介质旋流器；本发明的选煤方法特征在于：①用主泵和辅泵同时向双供料三产品重介质旋流器供料；②洗选过程中，如果被选煤的入洗量加大/减小或含矸增多/减少，通过辅泵变频器相应增加/减少辅泵的供入流量，保证旋流器在稳定工作状态下工作。采用上述设备和方法，具有能减小系统投资，降低生产成本，节能、省电，泵可靠性高，管理方便等优点。该发明可以用在煤炭洗选行业。

Description

一种重介质旋流器装置，选煤系统及选煤方法

技术领域

本发明涉及一种重介质旋流器装置，选煤系统和选煤方法，尤其是涉及一种双供料三种产品的重介质旋流器，应用所述旋流器的选煤系统和方法。

背景技术

目前，国内外选煤厂普遍使用的无压中心给料三产品重介质旋流器，像中国冶金工业出版社1998年9月出版的《重介质旋流器选煤》一书144-157页所载，都是由两个两产品重介质旋流器直接串联组成的，如苏联的ΓT-3/50型，中国的3NWX型，以及英国的LARCOALDEMS型等。这类旋流器近年来在中国实现了大型化，工业中使用到直径1200mm以上的大型旋流器，并得到普遍推广应用。从实际使用的情况看这些旋流器都是单入料口，都在单供料方式下工作，工作中在重介质悬浮液供给稳定的情况下，要求给煤量要稳定均匀，或者给煤量发生变化时，重介质悬浮液供给压力和流量要发生相应变化，才能取得稳定的洗选效果。为了达到以上目的，现有的做法是采用在主管上增设带阀门的分流管的方法，需要时打开阀门将主管道的重介质悬浮液分流一部分返回合格介质桶，或者是采用在介质泵上安装变频调速器的方法，需要时通过变频调速器调节介质泵的扬程和压力，或者采用人工调节的方法。这些做法前者浪费电力，后者增加变频调速器的投资，人工调节不可靠不及时；特别是当主泵功率超过100KW以后，变频调速器相当昂贵；对给1400mm以上特大旋流器供液，目前的单泵技术不成熟，泵寿命和可靠性还不过关，选泵困难。总的来看，对于特大型旋流器的使用存在问题是，当入选原煤煤质或给煤量发生变化时，重介质悬浮液的供液压力和流量无法方便的跟着自动调节，投资大，成本高，可靠性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种投资小，成本低，调节容易，省电，可靠性高，并在现有技术条件下容易实现的双供料三产品重介质旋流器装置。

本发明的另一目的是提供一种应用上述旋流器装置的选煤系统和方法。

为达到上述目的，本发明的重介质旋流器装置，包括一级旋流器，其上设有被选物进料口，悬浮液混合装置和精煤出口及重矿物出口，所述一级旋流器的重矿物出口连接一个二级旋流器，所述二级旋流器设有尾矿出口和中矿出口，其特征在于所述悬浮液混合装置依次设有主入料口，辅入料口，混料筒和悬浮液出口，所述悬浮液出口与一级旋流器呈切线连接。

本发明的重介质旋流器装置，其中所述一级旋流器倾斜，二级旋流器水平设置，所述一级旋流器是圆筒形，二级旋流器为圆锥形。

本发明的重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置是一个由大向小渐缩的扁长方筒体，大端部设有能与供液管道相连的主悬浮液入料口和辅悬浮液入料口，小端部长方形开口呈切线进入一级旋流器，与一级旋流器悬浮液入料口做为一体，中间部分为混料筒，其长度为0.5-3米。

本发明的重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置由主管段、辅管段、混料筒组成，所述主管段一端与主供液管道相连，另一端通过所述混料筒与所述一级旋流器悬浮液入料口相连，在所述主管段的中部和所述辅管段斜交相连，所述辅管段与辅供液管道相连，主管段和辅管段的斜交在入料端呈锐角，所述混料筒可以为直段，也可以包含各种弯段，其总长度为1-80米。

本发明的重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置包括分别布置在一级旋流器不同横切面上的接收主悬浮液的主入料口和接收辅悬浮液的辅入料口，所述两入料口分别与一段圆筒旋流器入料段的入料口做为一体，并按相同方向呈切线进入一段圆筒旋流器，所述混料筒与一级旋流器重合。

本发明的重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置的主入料口与辅入料口在一级旋流器轴线方向上尽量靠近。

本发明的选煤系统，包括旋流器装置，合格介质桶，主悬浮液供给泵，主管道，其中所述旋流器装置包括一级旋流器，其上设有被选物进料口，悬浮液混合装置和精煤出口及重矿物出口，所述悬浮液混合装置依次设有主入料口，辅入料口，混料筒和悬浮液出口，所述悬浮液出口与一级旋流器呈切线连接，所述一级旋流器的重矿物出口连接一个二级旋流器，所述二级旋流器设有轻矿物出口和重矿物出口，所述悬浮液供给主泵通过主管道与悬浮液混合装置的主入料口连接，所述悬浮液混合装置的辅入料口通过辅管道与辅悬浮液供给辅泵连接，所述辅悬浮液供给辅泵设有变频器，用于调节辅悬浮液的流量和/或压力。

根据本发明的选煤方法，包括如下步骤：

①准备好双供料三产品重介质旋流器选煤系统；

②启动主泵和辅泵，使合格介质在系统中正常循环；

③根据入选煤量的大小，相应调节辅泵的供入流量，对设计额定入选量，辅泵的供入流量应为辅泵最大流量的50％；

④加入入选煤量，按比重正常分选；

⑤洗选过程中，如果被选煤的入洗量加大/减小或含矸量增多/减少，通过辅泵变频器相应增加/减少辅泵的供入流量，保证旋流器在稳定工作状态下工作。

根据本发明的选煤发方法，其中所述主泵的供液量为总量的60％-90％，所述辅泵的供液量为总量的40％-10％，辅泵的调节量为总量的正负20％-5％。

根据本发明的选煤发方法，其中所述主泵的供液量为总量的80％，所述辅泵的供液量为总量的20％，辅泵的调节量为总量的正负10％。

作为上述发明的一种改进，可以在所述双供料三产品重介质旋流器的选煤系统中，用2-4台不调流量的小泵并联使用等效替换所述主泵，或用2-4台可调流量的小泵并联使用等效替换所述辅泵，这样做也能达到同样的效果和目的。

本发明与已有技术相比，充分显示了如下优点：

①省去了大功率主泵需配的变频调节器，降低了系统成本；

②减小了单泵流量，在现有技术中这样的泵可靠性高，且容易选择；

③主泵功率大，且不用调节，工况点总能处在高效区，效率高、节能；

④辅泵功率小，采用变频控制，调节容易；

⑤对给1400mm以上特大旋流器供液，在现有重介质泵的基础上就能实现。

综上所述，本发明的优点是：投资小，成本低，调节容易，省电，可靠性高，并在现有技术条件下容易实现。

附图说明

附图的图面说明如下：

图1为根据本发明重介质旋流器装置第一实施例的结构示意图；

图2为图1中悬浮液混合装置的a-a剖示图；

图3为根据本发明重介质旋流器装置第二实施例的结构示意图；

图4为图3中悬浮液混合装置的剖示图；

图5为根据本发明重介质旋流器装置第三实施例的结构示意图；

图6为图5中悬浮液混合装置的b-b剖示图；

图7为应用本发明第一实施例重介质旋流器装置的选煤系统的示意图：

图8为应用本发明第二实施例重介质旋流器装置的选煤系统的示意图。

图中符号说明如下：

1.一级旋流器，2.二级旋流器，3.辅悬浮液入料口，4.主悬浮液入料口，5.被选矿物入料口，6.精煤出口，7.重矿物出口，8.尾矿出口，9.中矿出口，10.调节器，11.连接管，12.悬浮液混合装置，13.主泵，14.辅泵，15.合格介质桶，16.辅管，17.主管，18.辅泵变频器，19.混合管，20.混料筒，21.入料口，22.封口面，23.主管段，24.辅管段，25.混合管段，26.双供料三产品重介质旋流器组，27.逆止阀  28.入料口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施作如下详述：

在图1和图2中，本发明的双供料三产品重介质旋流器装置，包括一级圆筒形旋流器1，其上设有被选物(矿物或煤)进料口5，悬浮液混合装置12，精煤出口6和重矿物出口7，其中悬浮液混合装置12是一个由大向小渐缩的扁长方混料筒20，混料筒20大端部22设有能与供液管道相连的主悬浮液入料口4和辅悬浮液入料口3，主悬浮液入料口4和辅悬浮液入料口3与封口面22接触部采用焊接方式密封连接，该两入料口另一端设有能与所连管道接口相适配且能快速相连的阀兰或其它形式的连接接头。混料筒20小端部长方形开口设有能与一级旋流器入料口21接口相适配的快速相连接头，使悬浮液呈切线进入一级旋流器1中，中间部分为混料筒20，该悬浮液混合装置的长度可取0.5-3米之间的任意值。一级旋流器1的重矿物出口7通过连接管11连接一个二级圆锥形旋流器2，在本实施例中，一级旋流器1和二级旋流器2互成角度，一级旋流器1倾斜，二级旋流器2水平设置。二级旋流器2设有尾矿出口8和中矿出口9。

基于同样的原理和方法，本发明也可将图1和图2中的悬浮液混合装置12与一级旋流器1做成一体，具体做法有：将混料筒20小端头长方形开口呈切线进入一段圆筒旋流器1，直接替代一级旋流器1入料口21；或将一级旋流器入料口21向外扩展出混料筒20，直接做在一体。

基于同样的原理和方法，本发明也可将图1和图2中悬浮液混料装置12中混料筒20的断面形状做成为圆形或其它形状。

工作中，重介质悬浮液的80％左右由主悬浮液入料口4供入，重介质悬浮液的20％±10％左右由辅悬浮液由辅悬浮液入料口3供入，两液在混料筒20中完成混合和稳态功能后，通过双悬浮液混合料输出口沿切线进入一级旋流器1，经旋流后重产物沿切线出料口7甩出，经连接管11，从入料口28沿切线进入二级旋流器2，并在该段内形成旋流，从而在两段旋流器内建立起选煤需要的离心力场。洗选时，原煤由一级旋流器1的被选矿物入料口5的中部轴向无压给入，在离心力场中沿圆筒径向分层，轻产物—精煤和部分重介质悬浮液沿轴心向下，经一级旋流器1底部中心管，通过精煤出口6排出，中煤和矸石及另外部分重介质悬浮液的混合物切向旋出圆筒，从重矿物出口7，并经过连接管11，入料口28沿切向旋入二级旋流器2，在该段旋流器离心力场中再沿圆筒径向分层，轻产物—中煤和部分重介质悬浮液沿轴心的溢流管经中矿出口9排出，而重产物—矸石和一部分重介质悬浮液则沿筒壁滑向锥底，由底流口—尾矿出口8排出，完成原煤的分选工作。

在图3和图4是双供料三产品重介质旋流器装置第二实施例，其一级旋流器1、二级旋流器2、连接管11的形状、构造、所用材料、安装位置、连接关系、作用、工作方式等均如图1所述。所不同的是，悬浮液混合装置12由主管段23、辅管段24、混合筒体25组成，主管段23一端与主供液管道相连，另一端通过所述混合筒体25与所述一级旋流器1悬浮液入料口相连，主管段23的中部和辅管段24斜交贯通相连，两管段接触部采用焊接方式密封连接，辅管段24与辅供液管道相连，主管段23和辅管段24的斜交在入料端呈锐角，所述混合筒体25可以为直段，也可以包含各种弯段，其总长度为1-80米。

在图5和图6是双供料三产品重介质旋流器装置第三实施例的示意图，其一级旋流器1除入料口21以外的全部、二级旋流器2、连接管11的形状、构造、所用材料、安装位置、连接关系、作用、工作方式等均如图1所述。悬浮液混合装置12包括分别布置在一级旋流器1不同横切面上的接收主悬浮液的主入料口4和接收辅悬浮液的辅入料口3，所述两入料口分别与一级旋流器1的入料口做为一体，并按相同方向呈切线进入一级旋流器1中。所述主入料口4与辅入料口3在一级旋流器轴线方向上尽量靠近。还可以将辅入料口3相对于主入料口4在一段圆筒旋流器横切面的圆周方向上可以是任意方向。

在图7和图8是使用上述双供料三产品重介质旋流器装置的选煤系统，由合格介质桶15，主泵13，辅泵14，辅泵变频器18，主管17，辅管16，逆止阀27，双供料三产品重介质旋流器26组成。主泵13的入料口接在合格介质桶15上，主泵13的排料口与主管17的一端相连，主管17的另一端与双供料三产品重介质旋流器组26的主悬浮液入料口4相连；辅泵14的入料口接在合格介质桶15上，辅泵14的排料口与辅管16的一端相连，辅管16的另一端与双供料三产品重介质旋流器组26的辅悬浮液入料口3相连，在辅管16的靠近双供料三产品重介质旋流器组26的辅悬浮液入料口3的最高部位安装逆止阀27；辅泵变频器18接在辅泵14的控制电路中。

基于同样的原理和方法，作为图7和图8所示系统的一种改进，可以用2-4台不调流量的小泵并联使用等效替换所述主泵，或用2-4台泵能调流量的小泵并联使用等效替换所述辅泵，这样做也能达到同样的效果和目的。

工作时，由主泵13和辅泵14按设计流量和压力同时向双供料三产品重介质旋流器26供重介质悬浮液，正常时两泵提供的流量和压力满足双供料三产品重介质旋流器26洗选的需要，当煤质或给煤量发生变化时，双供料三产品重介质旋流器26需要相应的改变来料的流量和压力，以保持稳定生产，为此采用在保持主泵13不调整的情况下，通过调整辅泵变频器18调节辅泵14的供给参数，满足双供料三产品重介质旋流器26调整的需要。

一种使用上述双供料三产品旋流器选煤系统的选煤方法，包括如下步骤：

①准备好双供料三产品重介质旋流器选煤系统；

②启动主泵13和辅泵14，使合格介质在系统中正常循环；

③根据入选煤量的大小，相应调节辅泵14的供入流量，对设计额定入选量，辅泵的供入流量应为辅泵最大流量的50％；

④加入入选煤量，按比重正常分选；

⑤洗选过程中，如果被选煤的入洗量加大/减小或含矸量增多/减少，通过辅泵变频器18相应增加/减少辅泵的供入流量，保证旋流器在稳定工作状态下工作。

基于同样的原理和方法，在不同的系统中主泵13的供液量可在总量的60％-90％之间选择，一般选80％；辅泵14的供液量在主泵13供液量确定后，相应在总量的40％-10％之间选择，，一般选20％，辅泵14的调节量为总量的正负20％-5％，一般选10％。

本发明公开了一种双供料三产品重介质旋流器及选煤方法，以上虽列举了较少的实施例，但对于本技术领域的普通人员，对本发明所作的某些改型、改进、替换、重新组合等，均在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种重介质旋流器装置，包括一级旋流器，其上设有被选物进料口，悬浮液混合装置和精煤出口及重矿物出口，所述一级旋流器的重矿物出口连接一个二级旋流器，所述二级旋流器设有尾矿出口和中矿出口，其特征在于所述悬浮液混合装置依次设有悬浮液主入料口，悬浮液辅入料口，混料筒和悬浮液出口，所述悬浮液出口与一级旋流器呈切线连接。

2.根据权利要求1所述的重介质旋流器装置，其中所述一级旋流器倾斜，二级旋流器水平设置，所述一级旋流器是圆筒形，二级旋流器为圆锥形。

3.根据权利要求1或2所述重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置是一个由大向小渐缩的扁长方筒体，大端部设有能与供液管道相连的主悬浮液入料口和辅悬浮液入料口，小端部长方形开口呈切线进入一级旋流器，与一级旋流器悬浮液入料口做为一体，中间部分为混料筒，其长度为0.5-3米。

4.根据权利要求1或2所述重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置由主管段、辅管段、混料筒组成，所述主管段一端与主供液管道相连，另一端通过所述混料筒与所述一级旋流器悬浮液入料口相连，在所述主管段的中部和所述辅管段斜交相连，所述辅管段与辅供液管道相连，主管段和辅管段的斜交在入料端呈锐角，所述混料筒可以为直段，也可以包含各种弯段，其总长度为1-80米。

5.根据权利要求1或2所述重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置包括分别布置在一级旋流器不同横切面上的接收主悬浮液的主入料口和接收辅悬浮液的辅入料口，所述两入料口分别与一段圆筒旋流器入料段的入料口做为一体，并按相同方向呈切线进入一段圆筒旋流器，所述混料筒与一级旋流器重合。

6.根据权利要求5所述重介质旋流器装置，其中所述悬浮液混合装置的主入料口与辅入料口在一级旋流器轴线方向上尽量靠近。

7.一种本发明的选煤系统，包括旋流器装置，合格介质桶，主悬浮液供给泵，主管道，其特征在于所述旋流器装置包括一级旋流器，其上设有被选物进料口，悬浮液混合装置和精煤出口及重矿物出口，所述悬浮液混合装置依次设有悬浮液主入料口，悬浮液辅入料口，混料筒和悬浮液出口，所述悬浮液出口与一级旋流器呈切线连接，所述一级旋流器的重矿物出口连接一个二级旋流器，所述二级旋流器设有尾矿出口和中矿出口，所述悬浮液供给主泵通过主管道与悬浮液混合装置的主入料口连接，所述悬浮液混合装置的辅入料口通过辅管道与辅悬浮液供给辅泵连接，所述辅悬浮液供给辅泵设有变频器，用于调节辅悬浮液的流量和/或压力。

8.一种使用如权利要求8所述系统的选煤方法，包括如下步骤：

①准备好双供料三产品重介质旋流器选煤系统；

②启动主泵和辅泵，使合格介质在系统中正常循环；

③根据入选煤量的大小，相应调节辅泵的供入流量，对设计额定入选量，辅泵的供入流量应为辅泵最大流量的50％；

④加入入选煤量，按比重正常分选；

⑤洗选过程中，如果被选煤的入洗量加大/减小或含矸量增多/减少，通过辅泵变频器相应增加/减少辅泵的供入流量，保证旋流器在稳定工作状态下工作。

9.根据权利要求9所述的方法，其中所述主泵的供液量为总量的60％-90％，所述辅泵的供液量为总量的40％-10％，辅泵的调节量为总量的正负20％-5％。

10.根据权利要求10所述的方法，其中所述主泵的供液量为总量的80％，所述辅泵的供液量为总量的20％，辅泵的调节量为总量的正负10％。

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