CN204583494U - 一种射流冲击式叶轮搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种射流冲击式叶轮搅拌装置，涉及细粒煤浮选技术领域。由主轴、轴承、叶片、进料装置、吸气装置及喷射装置组成。其特征在于：射流冲击式叶轮搅拌装置悬置在浮选槽体中，在其主轴底部固定一转动轴承，叶片与水平面的倾角成45°角的方式焊接在轴承外侧。主轴上端外侧设置一固定圆形套筒，并且在靠近套筒的上部开一吸气孔，用于吸入空气；下端设置有盖板。套筒外侧中部设置有圆形进料槽，进料槽上端布置有左右两侧进料管道，进料槽底部设置喷管缓冲管，用于将进料槽中的矿浆平均分配到其下部的喷管中；喷管连接于喷管缓冲管，并且在进料槽底部呈伞状对称分部，设置喷管数为5个；每个喷管的出口对应设置有喷嘴。

Description

一种射流冲击式叶轮搅拌装置

技术领域：

本实用新型涉及选煤方面的对细颗粒煤进行有效分选的浮选领域，尤其涉及到利用喷射流冲击叶轮旋转搅拌装置，进而吸入空气以完成浮选。

背景技术：

针对于煤炭开采而言，随着机械化采煤的普及，在开采过程中，由于采煤机械的外部作用，细颗粒煤所占原煤的比例不断增大。在选煤厂中，重选难以实现细粒煤的有效分选，而此部分的煤，灰分相对较低，因此，细粒煤的分选便受到越来越多的重视。现阶段，对细粒煤的分选方式主要是浮选，而目前最为常用的浮选机便是机械搅拌式浮选机、喷射式浮选机和浮选柱。对于机械搅拌式和喷射式浮选机而言，两者对流体的作用方式是完全不同的，其工作方式也不尽相同。

机械搅拌式浮选机

优点：工作效果稳定；叶轮转子的高速旋转可使矿浆与吸入的空气充分混合；针对矿浆入料的浓度和粒度而言，其适应性较强；

缺点：吸气量较小；通过叶轮的矿浆循环量也较小，以至于其处理能力偏小；定子上方部分区域存在搅拌死区。

喷射式浮选机

优点：负压区吸气量较大；没有转子-定子系统，没有运动部件；能大量析出均匀微小气泡，较机械搅拌式浮选机能强化气泡矿化过程，有利于粗颗粒级煤泥的浮选；药剂消耗量低；结构简单；

缺点：矿浆与空气的混合动力不足；对矿浆入料浓度及颗粒粒度的适应性较差；中心矿浆入料管周围存在有混合死区。

在工作过程中都有各自的优缺点，在矿浆浓度适应性、分选效率和矿浆处理量等方面很难同时达到各自的最佳效果，主要是因为二者工作的方式差异较大。

本实用新型涉及的一种射流冲击式叶轮搅拌装置，是在总结浮选机的工作原理上，结合了机械搅拌式浮选机与喷射式浮选机的优点，弥补两者的缺点，同时结合水轮机的工作原理而设计的，可在一定程度上改善机械搅拌式浮选机吸气量和矿浆循环量小的问题，同时也能在一定程度上改善喷射式浮选机矿浆浓度与颗粒粒度的适应性差及矿浆与空气的混合动力不足的问题，提高浮选效率。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种射流冲击式叶轮搅拌装置，本实用新型在浮选槽体中能够提供多个紊流流场的叠加，有利于浮选的进行，并且能耗较低，能在一定程度上提高浮选效果。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种射流冲击式叶轮搅拌装置，由主轴、轴承、叶片、进料装置、吸气装置及喷射装置组成。其特征在于：射流冲击式叶轮搅拌装置悬置在浮选槽体中，在其主轴底部固定一轴承，叶片焊接在轴承外侧。主轴上端外侧设置一固定圆形套筒，并且在靠近套筒的上部开一吸气孔，用于吸入空气；下端设置有盖板。套筒外侧中部设置有圆形进料槽，进料槽上端布置有左右两侧进料管道，进料槽底部设置喷管缓冲管，用于将进料槽中的矿浆平均分配到其下部的喷管中；喷管连接于喷管缓冲管，并且在进料槽底部呈伞状对称分布，设置喷管数为5个；每个喷管的出口对应设置有喷嘴。

进一步的，为了保证矿浆能以较高的速度进入进料槽，将进料管道以切线的方式连接在进料槽外侧。

进一步的，为了使喷嘴喷射出的矿浆流能获得更大的出流速度和冲击力，将喷管出口处的喷嘴设置成扁平状。

进一步的，为了保证喷射出的矿浆流能全部作用于叶片上，设置喷嘴的扁平口横断面与叶轮叶片受力面所在平面相平行。

进一步的，为了使叶轮叶片充分受力，叶片与水平面的倾角设置成45°，且选取叶片数为6个。

进一步的，为了使叶轮叶片受力最大，连接喷嘴的喷管纵断面所在直径与水平面成45°角，以保证喷嘴与叶片受力面垂直。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构分布明确，当射流冲击式叶轮搅拌装置工作时，矿浆从进料管道以切线的方式进入进料槽内，进而矿浆经喷管缓冲管被平均分配到喷管中，由喷嘴喷射出高速有压的矿浆流，矿浆流作用于叶轮叶片上，叶片在冲击力的作用下开始转动，从而叶轮与盖板间形成负压区，由于内外大气压差的作用，空气被吸入负压区内，因此空气进入浮选槽形成气泡。本实用新型能在一定程度上提供多个紊流流场的叠加，有利于浮选的进行，并且能耗较低，能在一定程度上提高浮选效果。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1是本实用新型在浮选槽中的整体结构示意图；

附图2是本实用新型结构示意图；

附图3是进料管以切线方式进入进料槽示意图；

附图4是喷嘴与叶轮叶片的布置方式示意图；

附图5是喷嘴与叶轮叶片布置方式的三视图；

附图6是喷嘴设计三视图。

附图1中，1.浮选槽、2.精矿溢流堰、3.转动刮板、4.假底、5.主轴、6.套筒、7.吸气孔、8.进料槽、9.喷管缓冲管、10.喷管、11.盖板、12.喷嘴、13.叶轮叶片、14.轴承、15.矿浆出口管、16.循环泵、17.左侧循环管道、18.右侧循环管道、19.左侧进料管、20.右侧进料管。

附图2中，5.主轴、6.套筒、7.吸气孔、8.进料槽、9.喷管缓冲管、10.喷管、11.盖板、12.喷嘴、13.叶轮叶片、14.轴承、19.左侧进料管、20.右侧进料管。

附图3中，5.主轴、6.套筒、7.吸气孔、19.左侧进料管、20.右侧进料管。

附图4中，12.喷嘴、13.叶轮叶片、14.轴承、α为叶轮叶片及喷嘴与水平面的夹角(45°)。

附图5中，10.喷管、12.喷嘴、13.叶轮叶片、14.轴承。

具体实施方式：

为了使本实用新型所实现的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，射流冲击式叶轮搅拌装置悬置在浮选槽体中，图中由浮选槽1、精矿溢流2、转动刮板3、假底4、主轴5、套筒6、吸气管7、进料槽8、喷管缓冲管9、喷管10、盖板11、喷嘴12、叶轮叶片13、轴承14、矿浆出口管15、循环泵16、左侧循环管道17、右侧循环管道18、左侧进料管19、右侧进料管20组成。

正常工作时，浮选槽内的矿浆经假底下部的循环矿浆出口管15进入循环泵16，循环泵再将矿浆经左侧循环管道17与右侧循环管道18分别泵入左侧进料管19和右侧进料管20中，矿浆以切线的形式高速进入进料槽8内。矿浆在进料槽8内高速运动，在重力和压力的作用下，矿浆经喷管缓冲管9被平均分配至5个喷管10中，喷管10穿过盖板11后以与水平面成45°角倾斜布置，由于喷管10的出口直径急剧减小，矿浆在出口处的流速便会增大。矿浆从喷管10中经5个喷嘴12喷射出高速有压矿浆流，有压矿浆流以与水平面成45°的角度垂直冲击到叶轮叶片13上，叶轮叶轮13便受到高速有压矿浆流冲击力的作用，由于5个喷嘴12均以逆时针的方式布置来冲击叶轮叶片13，则每一个叶片13所受到的旋转力矩方向相同，在5个同方向的旋转力矩的作用下，迫使叶轮以逆时针的方向旋转。叶轮旋转的同时将叶轮周围的矿浆甩出叶轮区域， 高速运动的矿浆在叶轮出口处发生“射流”效应，在叶轮中心及叶轮与盖板11之间产生低压区域，形成一定的真空度，也即形成真空负压区。在负压的作用下，空气由进气孔7经套筒6被吸入负压区域内，进入浮选槽1中。在叶轮旋转的过程中，使矿浆产生强烈的旋涡运动，由于旋涡的湍流剪切作用，吸入的空气被打散成直径不等的微小气泡，均匀的分布在浮选槽1内，并与矿浆充分混合，同时，喷嘴12喷射出的高速射流也会对空气作用使空气弥散成微小气泡，气泡与矿浆相对速度越大，紊流程度越高，气—液界面张力也就越低，气泡被矿浆的旋涡剪切分割成的气泡直径越小，数量也越多。气泡在浮选槽中富集并与矿浆混合完成气泡矿化，矿化后的气泡加速上升至液面表层，即泡沫层，经浮选槽上部的转动刮板3刮出浮选槽刮送至溢流堰2中，成为精矿。

附图3中，矿浆流经循环泵16以切线的方式被泵入进料槽8中，图中进料管19、20以切线的方式布置在进料槽8的外侧，使矿浆以较大的压力进入进料槽8中。

附图4中，叶轮叶片13的一端以与水平面成45°角倾斜焊接在轴承14上，而喷嘴12也以与水平面成45°角倾斜穿过盖板11的方式布置，即喷嘴12纵断面所在直径在空间上与叶轮叶片所在平面垂直，由此，喷嘴喷射出的高速有压矿浆流便可将全部冲击力作用于叶片上。

附图5中，在不影响叶轮叶片正常转动的情况下，喷嘴尽量靠近叶轮叶片，以保证喷嘴喷射出的高速有压矿浆流能充分作用于叶片上，使叶片能受到的尽量大的冲击力；喷嘴距离轴承处较远，主要是保证叶片的旋转力矩较大，叶片能获得更大的转速。

附图6中，喷嘴设计三视图中，喷管出口处的喷嘴横截面面积急剧减小，以保证喷射出的矿浆能获得更大的出流速度和冲击力。

本实用新型不仅有叶轮13旋转产生的紊流流场，而且有喷嘴12喷射出的有压矿浆作用于周围的矿浆而使矿浆运动产生的紊流流场，还有喷嘴12以一定角度斜向下方冲击叶轮时喷射到假底反弹而形成的流场等，故，几种流场的叠加可以达到浮选对紊流流场的要求。因此，本实用新型能在一定程度上提供多个叠加紊流流场，有利于浮选的进行，并且能耗较低，也能在一定程度上改善机械搅拌式和喷射式浮选机在分选过程中存在的部分不足，提高浮选效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有相应变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种射流冲击式叶轮搅拌装置，由主轴、轴承、叶片、进料装置、吸气装置及喷射装置组成；其特征在于：射流冲击式叶轮搅拌装置悬置在浮选槽体中，在其主轴底部固定一轴承，叶片焊接在轴承外侧；主轴上端外侧设置一固定圆形套筒，并且在靠近套筒的上部开一吸气孔，用于吸入空气；下端设置有盖板；套筒外侧中部设置有圆形进料槽，进料槽上端布置有左右两侧进料管道，进料槽底部设置喷管缓冲管，用于将进料槽中的矿浆平均分配到其下部的喷管中；喷管连接于喷管缓冲管，并且在进料槽底部呈伞状对称分布，设置喷管数为5个；每个喷管的出口对应设置有喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种射流冲击式叶轮搅拌装置，其特征在于，所述进料管道以切线的方式连接在进料槽外侧。

3.根据权利要求1所述的一种射流冲击式叶轮搅拌装置，其特征在于，所述喷管出口处的喷嘴设置成扁平状。

4.根据权利要求1所述的一种射流冲击式叶轮搅拌装置，其特征在于，所述喷嘴的扁平口横断面与叶轮叶片受力面所在平面相平行。

5.根据权利要求1所述的一种射流冲击式叶轮搅拌装置，其特征在于，所述叶片与水平面的倾角设置成45°，且选取叶片数为6个。

6.根据权利要求1所述的一种射流冲击式叶轮搅拌装置，其特征在于，所述连接喷嘴的喷管纵断面所在直径与水平面成45°角，以保证喷嘴与叶片受力面垂直。