CN205518241U - 一种叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机 - Google Patents
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Abstract
一种叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机，由浮选槽、矿浆循环系统、多轮式搅拌装置等组成。其中：浮选槽为倒梯形，其上部有刮泡轮和溢流堰，底部有假底；循环泵进口与槽底出口连接，出口与喷嘴连接；多轮式搅拌装置的主轴为空心轴且铅垂向下延伸入浮选槽；主轴上端为驱动轮，驱动轮的下方为搅拌轮，底端有浮选搅拌轮；驱动轮的外周为进料槽，搅拌轮的外周有搅拌槽，搅拌槽连接导流套筒，导流套筒下端延伸至浮选搅拌轮并安装定子叶片；锥形空气分配器通过密封轴承固接在主轴上，其内主轴上开有出气孔。本实用新型结构分布明确，能在一定程度上对矿浆进行预处理，提高分选效率及处理量，并能改善机械搅拌式和喷射式浮选机在分选过程中的部分不足。
Description
技术领域：
本实用新型涉及选矿方面的对细颗粒矿物进行有效分选的浮选机领域，尤其涉及到利用喷射流冲击叶轮旋转并带动多叶轮搅拌对矿浆进行预处理进而在浮选机中搅拌并吸气，以产生足量的气泡以完成浮选的新型浮选机。
背景技术：
针对于矿物开采而言，随着机械化采矿的普及，在开采过程中，由于采矿机械的外部作用，细颗粒矿物所占原矿中的比例不断增大。在选矿厂中，重选难以实现细粒矿物的有效分选，而此部分的矿物品位相对较高，对于煤炭而言，其灰分相对较低，因此，细颗粒矿物的分选便受到越来越多的重视。现阶段，对细粒矿物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，有利于粗颗粒级矿物或煤泥的浮选；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叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机，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及矿浆预处理器的优点，弥补两者的缺点以及利用水轮机的工作原理而提出的，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提高喷射式浮选机矿浆浓度与颗粒粒度的适应性及矿浆与空气的混合动力，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叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机。
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。
一种叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机，由浮选槽、矿浆循环系统、多轮式搅拌装置等组成。其特征在于：浮选槽(15)为倒梯形结构，上宽下窄；槽体上部两侧分别分布有刮泡轮(153)和溢流堰(152)；浮选槽(15)底部分布有假底(151)，假底(151)下部的底板上开有循环出口管(154)；矿浆循环系统的循环泵(16)通过进料管与浮选槽(15)底部的循环出口管(154)连接，循环泵出口(161)通过循环泵出口管道(162、163)与进料管(164、165)连接，进料管通过喷嘴法兰盘(61)与对环式喷嘴(6)对接，法兰盘之间配置有用于密封的密封圈；多轮式搅拌装置悬置在浮选槽体(15)中，主轴(1)为一空心轴，主轴(1)铅垂向下并延伸入浮选槽(15)中；在主轴(1)上端同轴布置用作驱动的驱动轮(5)，驱动轮(5)的上端面设置封板；在驱动轮(5)的下方同轴布置用于预处理矿浆的多层搅拌轮(8)，主轴(1)位于浮选槽(15)内的轴端处布置用于搅拌的浮选搅拌轮(13)，浮选搅拌轮(13)的底端面设置底部封板(131)；在驱动轮(5)的外周同轴设置有圆筒形进料槽(3)，进料槽(3)上端通过轴承固定在主轴上，在进料槽(3)的槽壁上与驱动轮(5)相同高度处设置对环式喷嘴(6)，对环式喷嘴(6)关于驱动轮(5)中心以圆心对称方式布置；搅拌轮(8)的外周同轴设置有圆筒形搅拌槽(7)，搅拌槽(7)的下端连接有直形导流套筒(9)，直形导流套筒(9)下端焊接锥形导流套筒(11)，锥形导流套筒(11)的下端延伸至浮选搅拌轮(13)的上端面平面处，并且在下锥面的顶端设置一外扩定子叶片托盘(112)，在定子叶片托盘(112)下端面延浮选搅拌轮(13)高度方向固定有定子叶片(111)，以稳定被浮选搅拌轮甩出的矿浆出流；进料槽(3)、搅拌槽(7)及直形导流套筒(9)之间通过法兰盘以法兰螺钉(4)对接，法兰盘之间配置有用于密封的密封圈；在浮选搅拌轮(13)的上方锥形导流套筒(11)内同轴布置有锥形空气分配器(10)，锥形空气分配器(10)通过密封轴承(101、102)固接在主轴(1)上，其上端以支架(12)固定在导流套筒(9)的筒壁上；锥形空气分配器(10)为空心体，在其内部段的主轴(1)面上开设有用于出气的出气孔(14)。
进一步的，所述驱动轮(5)的上端面采用封板可防止矿浆冲击到叶片受力面时向上飞溅，使矿浆的冲击力能更充分的作用于叶片；浮选搅拌轮(13)下底面设置封板，以防止浮选搅拌轮(13)旋转时将浮选搅拌轮(13)与假底(151)之间的矿浆反吸到浮选搅拌轮(13)区域，可使叶轮旋转时在叶轮区域形成更大、更稳定的负压。
本实用新型的有益效果是：本实用新型创新性的提出在浮选机工作的过程中设置多叶轮搅拌机构，对浮选矿浆具有预处理的功能，矿浆在进入浮选过程前，经过预处理段的连续搅拌可使矿浆与药剂混合更加充分，简化了浮选工艺，提高了浮选效率及处理量，同时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所存在的部分不足。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。
附图1为浮选机的工作方式示意图；
附图2为叶轮结构示意图；
附图3为浮选搅拌轮结构三视图；
附图4为对环式多喷嘴结构示意图；
附图5为对环式多喷嘴与叶轮配合示意图；
附图6为锥形空气分配器的结构示意图；
附图7为锥形导流套筒三视图。
1.主轴、2.圆筒形进料槽上盖板、3.圆筒形进料槽、4.法兰螺钉、5.驱动轮、6.对环式喷嘴、61.喷嘴法兰盘、7.圆筒形搅拌槽、8.搅拌轮、9.直形导流套筒、10.锥形空气分配器、101.锥形空气分配器上端轴承、102.锥形空气分配器下端轴承、103.十字型支架、104.通孔、11.锥形导流套筒、111.定子叶片、112.定子叶片托盘、12.支架、13.浮选搅拌轮、131.底部封板、132.铆钉、14.出气口、15.浮选槽、151.假底、152.溢流堰、153.刮泡轮、154.循环出口管、16.循环泵、161.循环泵出口、162.循环泵左出口管、163.循环泵右出口管、164.左进料管、165.右进料管。
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，一种叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机，图中由主轴1、圆筒形进料槽上盖板2、圆筒形进料槽3、法兰螺钉4、驱动轮5、对环式喷嘴6、喷嘴法兰盘61、圆筒形搅拌槽7、搅拌轮8、直形导流套筒9、锥形空气分配器10、锥形空气分配器上端轴承101、锥形空气分配器下端轴承102、十字型支架103、通孔104、锥形导流套筒11、111定子叶片、112定子叶片托盘、支架12、浮选搅拌轮13、底部封板131、铆钉132、出气口14、浮选槽15、假底151、溢流堰152、刮泡轮153、循环出口管154、循环泵16、循环泵出口161、循环泵左出口管162、循环泵右出口管163、左进料管164、右进料管165组成。
正常工作时，浮选槽15内的矿浆经过假底151下部的循环出口管154进入循环泵16，循环泵16再将矿浆经循环泵左出口管162与循环泵右出口管163分别泵入左进料管164和右进料管165中，矿浆经对环式喷嘴6高速进入圆筒形进料槽3内。对环式喷嘴6设置成对环式多喷嘴结构，喷嘴直径沿矿浆流方向均由大变小；矿浆流经过变径的喷嘴后被加压成高速有压的矿浆射流，矿浆在出口处的流速便会增大。由于对环式喷嘴6与弧形叶片在同一平面内，因此，对环式喷嘴6喷射出的高速有压矿浆流冲击到驱动轮5的叶片上。由于对环式喷嘴6对称布置在驱动轮5的两侧，驱动轮5的叶片便会同时受到射流冲击力的作用，每一个喷嘴对驱动轮5的作用都会使驱动轮5绕逆时针方向旋转，则每一个叶片所受到的旋转力矩方向相同，在同一时刻多个同方向的旋转力矩的作用下，迫使驱动轮5以逆时针的方向旋转。矿浆流在进料槽3内随着驱动轮5转动，且同时在重力和压力的作用下，矿浆从进料槽3壁向下流入圆筒形搅拌槽7内。搅拌轮8在驱动轮5的带动下也按逆时针方向在搅拌槽7内高速旋转，矿浆流入搅拌槽7后，会被搅拌轮8的多层叶轮搅拌切割从而进行预处理；药剂被分散成直径更小的油滴颗粒，矿物颗粒的松散率增大，便于与细小的油滴颗粒进行接触矿化。
矿浆穿过搅拌槽7后经过直形导流套筒9及锥形导流套筒11流向浮选槽15内，矿浆在导流套筒内的流动过程中，经锥形空气分配器10外壁的导流作用进入到浮选搅拌轮13中。由于叶轮结构都固定在同一根主轴1上，驱动轮5旋转的同时便会带动浮选搅拌轮13转动。由于浮选搅拌轮13浸没在矿浆中，当浮选搅拌轮13转动时，便会将其叶轮区域内及周围的矿浆甩出叶轮区域；被甩出的矿浆经定子叶片的导向作用，以平稳的流态流向浮选槽；高速运动的矿浆在叶轮出口处发生“射流”效应，在浮选搅拌轮13中心及浮选搅拌轮13与锥形空气分配器10及锥形导流套筒间产生低压区域，形成一定的真空度，也即形成真空负压区。在负压的作用下，空气由空心主轴1经出气口14并通过锥形空气分配器10的通孔104被吸入负压区域内，进入浮选槽15中。在浮选搅拌轮13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，浮选药剂被进一步剪切切割成直径更小的油滴颗粒，且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15内，并与矿浆充分混合，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，形成泡沫层，经浮选槽15上部的刮泡轮153刮出浮选槽刮送至溢流堰152中，成为精矿。
附图2、3中，叶轮结构均采用前倾式或后倾式叶轮，其中驱动轮(5)采用前倾式叶轮，即叶轮的内弧面受矿浆冲击，可保证叶轮受矿浆冲击力更加充分，矿浆冲击力更大；搅拌轮(8)按前倾-后倾相间的形式依次排列在主轴上，可使矿浆流经搅拌轮(8)时被旋转的叶轮充分搅拌；浮选搅拌轮(13)采用前倾叶轮，以减少矿浆在浮选槽(15)内对浮选搅拌轮(13)的阻力。驱动轮(5)的上端面采用封板可防止矿浆冲击到叶片受力面时向上飞溅，使矿浆的冲击力能更充分的作用于叶片；浮选搅拌轮(13)下底面设置封板，以防止浮选搅拌轮(13)旋转时将浮选搅拌轮(13)与假底(151)之间的矿浆反吸到浮选搅拌轮(13)区域，可使叶轮旋转时形成更大的负压区。
附图4、5中，对环式喷嘴6设置成对环式多喷嘴结构，两个半圆环形管道围绕驱动轮(5)相对布置，在半圆环形射流管道内侧设置多个喷嘴，喷嘴沿矿浆流动方向依次排列，且喷嘴的冲击方向沿叶轮转动方向，以保证叶轮无论转动到何角度叶片均能受到矿浆的冲击，沿矿浆喷出方向，喷嘴的进口直径大于出口直径；该种形式的结构利用了管道内径的突变，可以使矿浆出口压力增加，矿浆对叶轮的冲击力增大，叶片受力增大，从而提高叶轮旋转转速。
附图6中，空气分配器(10)为空心体，其上端以支架12固定在导流套筒9壁上，下端面为一十字型支架103，其中心处设置轴承102并固定在主轴上，十字型支架103的四个象限区均为通孔104，以便由主轴1吸入的空气通过下端面通孔104区被平均地分配进入负压区内，使气泡在浮选槽15内分布更加均匀。
附图7中，在锥形导流套筒11的下端面处外扩一定子叶片托盘112，定子叶片托盘112为圆环形，托盘下表面处设置定子叶片111，定子叶片111为长方体结构，其高度与浮选搅拌轮13的高度相同；定子叶片111以浮选搅拌轮13为中心以环形阵列的形式按与水平面呈一定角度排列在定子叶片托盘112的下表面，定子叶片的位置以不影响浮选搅拌轮的旋转为宜。当浮选搅拌轮13以高速将矿浆甩出其叶轮区域时，矿浆处于一种极端的紊流状态，若矿浆以这种紊流状态进入浮选槽其他区域时，浮选搅拌轮13以上的矿浆流场也处于一种不稳定状态，由此，矿化后的矿浆颗粒容易从已粘附好的气泡上脱落，影响浮选的效率；因此，定子叶片主要起到稳定被浮选搅拌轮13甩出的矿化后的浮选矿浆的作用；矿化后的矿浆以平稳的流态进入浮选槽15内后，气泡带着矿浆颗粒缓慢上升，直至到达液面表层，形成泡沫层，故，定子叶片也起到了稳定泡沫层的作用，由此刮泡轮151可以平稳地刮出浮选泡沫，收集浮选精矿。
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 (2)
1.一种叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机，由浮选槽、矿浆循环系统、多轮式搅拌装置等组成；其特征在于：浮选槽(15)为倒梯形结构，上宽下窄；槽体上部两侧分别分布有刮泡轮(153)和溢流堰(152)；浮选槽(15)底部分布有假底(151)，假底(151)下部的底板上开有循环出口管(154)；矿浆循环系统的循环泵(16)通过进料管与浮选槽(15)底部的循环出口管(154)连接，循环泵出口(161)通过循环泵出口管道(162、163)与进料管(164、165)连接，进料管通过喷嘴法兰盘(61)与对环式喷嘴(6)对接，法兰盘之间配置有用于密封的密封圈；多轮式搅拌装置悬置在浮选槽体(15)中，主轴(1)为一空心轴，主轴(1)铅垂向下并延伸入浮选槽(15)中；在主轴(1)上端同轴布置用作驱动的驱动轮(5)，驱动轮(5)的上端面设置封板；在驱动轮(5)的下方同轴布置用于预处理矿浆的多层搅拌轮(8)，主轴(1)位于浮选槽(15)内的轴端处布置用于搅拌的浮选搅拌轮(13)，浮选搅拌轮(13)的底端面设置底部封板(131)；在驱动轮(5)的外周同轴设置有圆筒形进料槽(3)，进料槽(3)上端通过轴承固定在主轴上，在进料槽(3)的槽壁上与驱动轮(5)相同高度处设置对环式喷嘴(6)，对环式喷嘴(6)关于驱动轮(5)中心以圆心对称方式布置；搅拌轮(8)的外周同轴设置有圆筒形搅拌槽(7)，搅拌槽(7)的下端连接有直形导流套筒(9)，直形导流套筒(9)下端焊接锥形导流套筒(11)，锥形导流套筒(11)的下端延伸至浮选搅拌轮(13)的上端面平面处，并且在下锥面的顶端设置一外扩定子叶片托盘(112)，在定子叶片托盘(112)下端面延浮选搅拌轮(13)高度方向固定有定子叶片(111)，以稳定被浮选搅拌轮甩出的矿浆出流；进料槽(3)、搅拌槽(7)及直形导流套筒(9)之间通过法兰盘以法兰螺钉(4)对接，法兰盘之间配置有用于密封的密封圈；在浮选搅拌轮(13)的上方锥形导流套筒(11)内同轴布置有锥形空气分配器(10)，锥形空气分配器(10)通过密封轴承(101、102)固接在主轴(1)上，其上端以支架(12)固定在导流套筒(9)的筒壁上；锥形空气分配器(10)为空心体，在其内部段的主轴(1)面上开设有用于出气的出气孔(14)。
2.根据权利要求1所述的一种叶轮搅拌自吸气预处理矿浆浮选机，其特征在于，所述驱动轮(5)的上端面采用封板可防止矿浆冲击到叶片受力面时向上飞溅，使矿浆的冲击力能更充分的作用于叶片；浮选搅拌轮(13)下底面设置封板，以防止浮选搅拌轮(13)旋转时将浮选搅拌轮(13)与假底(151)之间的矿浆反吸到浮选搅拌轮(13)区域，可使叶轮旋转时在叶轮区域形成更大、更稳定的负压。
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