CN211070519U - 一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，属于尾矿充填造浆技术领域。它包括喷嘴主体、压缩弹簧和阻断柔性珠，所述喷嘴主体内沿其长度方向加工有内腔，该内腔的一端与水气输送管相连通，其另一端为圆弧形封闭结构，且喷嘴主体上加工有与内腔连通的水气喷孔；所述阻断柔性珠和压缩弹簧均位于喷嘴主体的内腔中，该阻断柔性珠的直径大于压缩弹簧和水气输送管的内径，并压紧于压缩弹簧与水气输送管出口端之间。本实用新型的喷嘴结构简单、不易堵塞、耐磨损、使用寿命长，从而能够有效用于解决砂仓内尾矿浆沉积、压仓、板结的问题，进而保障造浆生产顺利进行。

Description

一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴

技术领域

本实用新型属于尾矿充填造浆技术领域，更具体地说，涉及一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴。

背景技术

目前矿山企业通常采用立式砂仓作为高浓度尾矿浆的造浆工具，尾矿浆由砂仓上部注入砂仓内，同时往砂仓内加入絮凝剂进行连续性高浓度造浆，造浆后的高浓度尾矿浆由砂仓底部放砂管放砂输出至充填系统。在实际应用中，由于造浆失误或砂仓停工，放砂管长时间不放砂，尾矿会在砂仓下部沉淀、沉积为饱和砂，出现尾砂压仓、板结现象，从而导致无法由放砂管排出尾砂。因此在造浆操作前，通常需要先用高压水、气交替顶起导致压仓、板结的沉淀饱和砂，松动放砂口尾砂，使之流态化，以便使其能随水流出。

上述操作中的高压水、气通常是由安装在砂仓下部的多个高压水气两用喷嘴喷出，但是现有市场上通用的老式结构的喷嘴，其结构复杂，故障点多，或使用时容易产生喷嘴的堵塞与损坏，或只能单用于高压水而不适合水气两用。

经检索，中国专利申请号：201521087179.5，申请日：2015年12年23日，发明创造名称：立式砂仓造浆系统喷嘴。该申请案中的喷嘴包括连接头、套管、底座、弹簧和钢珠，所述套管两端内置螺纹，其上开设有出水孔；所述连接头具有进水端部和出水端部，两端部且均外置螺纹，其中进水端部与喷嘴固定座连接，出水端部与套管连接，钢珠和弹簧置于套管内，弹簧顶住钢珠抵靠在连接头的出水端部，底座旋紧在套管上，对弹簧限位。采用该申请案的喷嘴进行造浆时，一定程度上能够通过喷出高压水来解决砂仓内尾矿浆沉积、压仓、板结的问题，但是，由于该喷嘴套管内的具体结构设计，在使用时不可避免还会存在喷嘴堵塞的问题，从而其使用效果相对较差。

因此，研究一种经济、耐用且效果优良的砂仓高压水气两用喷嘴对于砂仓造浆乃至充填作业具有重要的实际价值。

实用新型内容

1.要解决的问题

本实用新型的目的在于克服采用现有的砂仓高压喷嘴进行造浆生产时，喷嘴结构较为复杂，且使用时易产生堵塞与损坏的不足，提供了一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴。本实用新型的高压水气两用喷嘴结构简单、不易堵塞、耐磨损、使用寿命长，从而能够有效用于解决砂仓内尾矿浆沉积、压仓、板结的问题，进而保障造浆生产顺利进行。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，包括喷嘴主体、压缩弹簧和阻断柔性珠，所述喷嘴主体内沿其长度方向加工有内腔，该内腔的一端与水气输送管相连通，其另一端为圆弧形封闭结构，且喷嘴主体上加工有与内腔连通的水气喷孔；所述阻断柔性珠和压缩弹簧均位于喷嘴主体的内腔中，该阻断柔性珠的直径大于压缩弹簧和水气输送管的内径，并压紧于压缩弹簧与水气输送管出口端之间。

更进一步的，所述水气喷孔包括沿喷嘴主体圆周方向均匀环绕分布的多个喷孔，且每个喷孔的直径大小沿喷嘴主体内腔的径向方向依次减小。

更进一步的，所述压缩弹簧的一端与喷嘴主体的内腔封闭端固定相连，且其直径与喷嘴主体的内腔直径相匹配。

更进一步的，所述压缩弹簧的工作载荷为22N～90N。

更进一步的，所述喷嘴主体的内腔通过喷嘴帽与水气输送管相连，该喷嘴帽内部设有与内腔及水气输送管相连通的通孔，该通孔与内腔相连一端的直径小于阻断柔性珠直径，阻断柔性珠压紧于压缩弹簧与喷嘴帽之间。

更进一步的，所述喷嘴帽的两端分别与喷嘴主体的内腔及水气输送管的喷嘴底座螺纹相连。

更进一步的，所述喷嘴帽为T字型结构，其一端加工有与喷嘴主体螺纹相连的外螺纹，其另一端加工有与水气输送管的喷嘴底座螺纹相连的内螺纹。

更进一步的，所述喷嘴主体的外表面上对称加工有切面，该切面用于对喷嘴主体的安装进行进行紧固。

更进一步的，所述喷嘴主体和喷嘴帽均采用不锈钢制成，所述阻断柔性珠采用耐腐蚀耐磨柔性材质制成，所述压缩弹簧采用耐腐蚀材料制成；所述喷嘴主体外覆盖一层耐磨、抗老化的柔性材料。

更进一步的，所述水气输送管分别与外部供水、供气管路相连，且该供水、供气管路上均设有压力计和阀门。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，包括喷嘴主体、压缩弹簧和阻断柔性珠，喷嘴主体内加工有内腔并与水气输送管相连通，且其上加工有与内腔连通的水气喷孔。压缩弹簧和阻断柔性珠均位于喷嘴主体的内腔体中，且阻断柔性珠的直径大于压缩弹簧和水气输送管的内径，并压紧于压缩弹簧与水气输送管出口端之间。非工作状态时，阻断柔性珠阻断水气管道与砂仓之间通路，防止尾砂进入水气管道造成管道堵塞；工作状态时，高压水气经水气输送管输送至喷嘴主体进口端，将阻断柔性珠顶起，并通过水气喷孔中喷出，从而实现对沉积尾砂的拱顶、造浆，消除尾矿浆沉积、压仓、板结的现象，达到活化造浆的目的。该喷嘴主体的内腔整体设计成圆柱形，且其一端为圆弧形封闭结构，通过该内腔的结构设计能够方便造浆时高压水、气将腔体内沉积尾砂喷射、带出喷嘴，避免产生喷嘴堵塞现象。

(2)本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，所述水气喷孔包括沿喷嘴主体圆周方向均匀环绕分布的多个喷孔，从而能够向喷嘴主体的四周同时进行喷高压水、气，不容易造成喷嘴堵塞，同时，每个喷孔的直径大小沿喷嘴主体内腔的径向方向依次减小，即采用内大外小的方式，从而能够保证喷孔瞬间流量更大，压力更足，有利于进一步提高对沉积尾砂的消除效果。

(3)本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，所述压缩弹簧的一端与喷嘴主体的内腔封闭端固定相连，且其直径与喷嘴主体的内腔直径相匹配，从而能够对压缩弹簧进行限位并对其运动进行导向，进而有利于确保压缩弹簧在喷嘴主体的内腔中沿轴向进行往复运动，避免其运动过程中发生弯曲、影响喷嘴使用效果。

(4)本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，所述喷嘴主体的内腔通过喷嘴帽与水气输送管相连，通过喷嘴帽的设计，一方面，方便喷嘴主体与水气输送管之间的安装、拆卸；另一方面，能够有效确保该高压水气两用喷嘴易维护、维护成本低、且不易堵塞。同时，喷嘴主体的外表面上对称加工有切面，在喷嘴主体和喷嘴帽进行安装时方便对喷嘴主体进行夹持、防止其滑动，从而使得安装简单方便。

(5)本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，喷嘴主体和喷嘴帽均采用不锈钢制成，压缩弹簧采用耐腐蚀材料制成，从而使得该高压水气两用喷嘴耐磨损、耐腐蚀，可长时间配合砂仓工作，使用稳定寿命长，不易损坏。同时，阻断柔性珠采用耐腐蚀耐磨柔性材质制成，从而保持与喷嘴帽之间软接触，保证了密封性，防止泥沙进入造浆管内，比传统意义上的钢珠密封效果更好；且喷嘴主体外覆盖一层耐磨、抗老化的柔性材料，可以在保证正常造浆的同时，防止泥沙进去喷嘴内，比传统喷嘴大大增加了使用时间。

(6)本实用新型的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，水气输送管分别与外部供水、供气管路相连，且该供水、供气管路上均设有压力计和阀门，该高压水气两用喷嘴的使用无需外加控制设备，直接利用水、气压力控制喷嘴开闭，且供水、供气管路上均设有压力计和阀门，便于调整水、气喷出压力来控制其喷出效果，控制简单方便，能够适应不同造浆效果。同时，利用高压气活化，造浆效果更好，并通过水、气两用，可减少水的用量，从而能够有效避免水造浆时对造浆浓度的影响，进而保证高浓度造浆效果。

附图说明

图1为本实用新型的高压水气两用喷嘴的正视结构示意图；

图2为图1中各部件的安装拆卸结构示意图；

图3为图2中A-A剖面结构示意图；

图4为本实用新型的高压水气两用喷嘴的左视结构示意图；

图5为图4中B-B剖面结构示意图。

图中：1、喷嘴帽；101、第一安装腔；102、水气通孔；103、外螺纹；2、喷嘴主体；201、第二安装腔；202、阻断柔性珠；203、内腔；204、切面；3、水气喷孔；4、压缩弹簧。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

本实施例的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，包括喷嘴主体2、压缩弹簧4和阻断柔性珠202，所述喷嘴主体2内沿其长度方向加工有内腔203，该内腔203的一端与水气输送管相连通，其另一端为圆弧形封闭结构，且喷嘴主体2上加工有与内腔203连通的水气喷孔3。具体的，如图1-3所示，所述喷嘴主体2为圆柱形结构，该水气喷孔3包括沿喷嘴主体2圆周方向均匀环绕分布的多个喷孔，能够向喷嘴主体2的四周同时进行喷射高压水、气。本实施例中水气喷孔3的数量具体为四个，且该四个水气喷孔3呈正交分布(如图3所示)，每个喷孔的直径大小沿喷嘴主体内腔203的径向方向依次减小，即水气喷孔3采用内大外小的方式，从而能够保证喷孔瞬间流量更大，压力更足，有利于进一步提高对沉积尾砂的消除效果且不容易造成喷嘴堵塞。

同时，该喷嘴主体的内腔203整体设计成圆柱形，且其一端设计成圆弧形封闭结构，能够方便造浆时高压水、气将内腔203内沉积尾砂喷射、带出喷嘴，避免产生喷嘴堵塞现象。

如图5所示，所述阻断柔性珠202和压缩弹簧4均位于喷嘴主体的内腔203中，该压缩弹簧4的一端与喷嘴主体的内腔203封闭端固定相连，且其直径与喷嘴主体的内腔203直径相匹配，从而能够对压缩弹簧4进行限位并对其运动进行导向，进而有利于确保压缩弹簧4在喷嘴主体的内腔203中沿轴向进行往复运动，避免其运动过程中发生弯曲、影响喷嘴使用效果。该阻断柔性珠202的直径大于压缩弹簧4和水气输送管的内径，并压紧于压缩弹簧4与水气输送管出口端之间。具体的，本实施例中压缩弹簧4放松状态为53mm，其工作载荷在42～90N，其正常工作载荷为42N，正常工作行程≥8mm，其内径为10mm，阻断柔性珠202的直径为12mm。

本实施例的高压水气两用喷嘴在使用时，通常需要根据砂仓高度、水平横截面积及其尾矿的性质确定其在砂仓内的安装数量、位置以及水气管道的排布，且可以采过安装多个砂仓高压水气两用喷嘴同时进行水、气交替、协同造浆。其主要工作原理为：利用阻断柔性珠202在压缩弹簧4的弹力和高压水气的压力作用下，在喷嘴主体的内腔203中进行来回往复运动，从而实现喷水、喷气。具体的，在非工作状态时，阻断柔性珠202能够阻断水气管道与砂仓之间通路，一方面防止尾砂进入水气输送管造成管道堵塞；另一方面，防止水气进入砂仓中造成砂仓造浆浓度工作不稳定。在工作状态时，高压水气经水气输送管输送至喷嘴主体的内腔203，将阻断柔性珠202顶起，并通过水气喷孔3中喷出，从而实现对沉积尾砂的拱顶、造浆，消除尾矿浆沉积、压仓、板结的现象，达到活化造浆的目的。

实施例2

本实施例的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其基本结构主要同实施例1，其主要区别在于：所述喷嘴主体的内腔203通过喷嘴帽1与水气输送管相连，该喷嘴帽1的两端分别与喷嘴主体的内腔203及水气输送管的喷嘴底座螺纹相连，且该喷嘴帽1内部设有与内腔203及水气输送管相连通的通孔(即图5中水气通孔102)。该通孔与内腔203相连一端的直径小于阻断柔性珠202直径，且阻断柔性珠202压紧于压缩弹簧4与喷嘴帽1之间。

具体的，如图1-2及图5所示，本实施例中的喷嘴帽1为T字型结构，喷嘴主体2与喷嘴帽1的连接部(即图5中第二安装腔201)上加工有内螺纹，该喷嘴帽1的一端(图5中喷嘴帽1的左端)预制外螺纹103，用于拧装、连接喷嘴主体2。该喷嘴帽1的另一端(图5中喷嘴帽1的右端)开圆孔(即图5中第一安装腔101)并预制内螺纹，用于拧装在水气输送管道上的喷嘴底座上，工作时，水气可通过喷嘴帽1内部贯通开孔输送至喷嘴主体的内腔203内，再进行喷射。通过喷嘴帽1的设计，一方面，方便喷嘴主体2与水气输送管之间的安装、拆卸；另一方面，能够有效确保该高压水气两用喷嘴易维护、维护成本低、且不易堵塞。同时，喷嘴主体2的外表面上对称加工有切面204(如图4所示)，在喷嘴主体2和喷嘴帽1进行安装时方便对喷嘴主体2进行夹持、防止其滑动，从而使得安装简单方便。

同时，上述喷嘴主体2和喷嘴帽1均采用不锈钢制成，压缩弹簧4采用耐腐蚀材料(针对尾矿浆中通常含有的选矿药剂、絮凝剂等成分，压缩弹簧4采用能够耐这些试剂腐蚀的材料制成即可，对其材料的选择不做具体限定，是要能够防腐即可)制成，从而使得该高压水气两用喷嘴耐磨损、耐腐蚀，可长时间配合砂仓工作，使用稳定寿命长，不易损坏。

同时，上述阻断柔性珠202采用耐腐蚀耐磨柔性材质制成(采用现有的软材料代替传统的钢珠即可)，从而保持与喷嘴帽1之间软接触，保证了密封性，防止泥沙进入造浆管内，比传统意义上的钢珠密封效果更好；且喷嘴主体2外覆盖一层耐磨、抗老化的柔性材料(即采用现有耐磨、抗老化的柔性材料即可)，可以在保证正常造浆的同时，防止泥沙进去喷嘴主体内腔203内，比传统的喷嘴大大增加了使用时间。该高压水气两用喷嘴的结构简单，组件极少、安装简单，设备造价及安装价格低，从而有利于减少生产成本。

实施例3

本实施例的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其基本结构主要同实施例2，其主要区别在于：所述水气输送管分别与外部供水、供气管路相连，且该供水、供气管路上均设有压力计和阀门。具体的，本实施例中，当需要高压水气造浆时，打开供水、供气系统，通过调节供水、供气压力(该压力要求大于压缩弹簧4与砂仓内尾矿浆产生的压力之和的2倍以上)形成高压水、气，通过控制水气管道上的水、气阀门的交替开闭，高压水、气顶起砂仓高压水气两用喷嘴内的阻断柔性珠202，水、气不断交替由水气喷孔3高压喷入砂仓，实现对沉积尾砂的拱顶、造浆，消除尾矿砂沉积、压仓、板结现象，达到活化造浆的目的。

该高压水气两用喷嘴的使用无需外加控制设备，直接利用水、气压力控制喷嘴开闭，且供水、供气管路上压力计和阀门设置，便于调整水、气喷出压力来控制其喷出效果，控制简单方便，能够适应不同造浆效果。同时，一方面，利用高压气活化，造浆效果更好，并通过水、气两用，可以有效减少水的用量，从而能够有效避免水造浆时对造浆浓度的影响，进而保证高浓度造浆效果。另一方面，由于喷嘴内水气喷孔3较小，为避免水中杂质堵塞水气喷孔3，可利用交替高压水、气进行冲洗、清除砂仓高压水气两用喷嘴内沉积细尾砂，防止细尾砂在喷嘴内过度沉积造成堵塞。具体的，可每间隔30天打开高压水、气系统，运行约30秒即可。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：包括喷嘴主体(2)、压缩弹簧(4)和阻断柔性珠(202)，所述喷嘴主体(2)内沿其长度方向加工有内腔(203)，该内腔(203)的一端与水气输送管相连通，其另一端为圆弧形封闭结构，且喷嘴主体(2)上加工有与内腔(203)连通的水气喷孔(3)；所述阻断柔性珠(202)和压缩弹簧(4)均位于喷嘴主体的内腔(203)中，该阻断柔性珠(202)的直径大于压缩弹簧(4)和水气输送管的内径，并压紧于压缩弹簧(4)与水气输送管出口端之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述水气喷孔(3)包括沿喷嘴主体(2)圆周方向均匀环绕分布的多个喷孔，且每个喷孔的直径大小沿喷嘴主体内腔(203)的径向方向依次减小。

3.根据权利要求1所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述压缩弹簧(4)的一端与喷嘴主体的内腔(203)封闭端固定相连，且其直径与喷嘴主体的内腔(203)直径相匹配。

4.根据权利要求3所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述压缩弹簧(4)的工作载荷为22N～90N。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体的内腔(203)通过喷嘴帽(1)与水气输送管相连，该喷嘴帽(1)内部设有与内腔(203)及水气输送管相连通的通孔，该通孔与内腔(203)相连一端的直径小于阻断柔性珠(202)直径，阻断柔性珠(202)压紧于压缩弹簧(4)与喷嘴帽(1)之间。

6.根据权利要求5所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述喷嘴帽(1)的两端分别与喷嘴主体的内腔(203)及水气输送管的喷嘴底座螺纹相连。

7.根据权利要求6所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述喷嘴帽(1)为T字型结构，其一端加工有与喷嘴主体螺纹相连的外螺纹(103)，其另一端加工有与水气输送管的喷嘴底座螺纹相连的内螺纹。

8.根据权利要求5所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体(2)的外表面上对称加工有切面(204)，该切面(204)用于对喷嘴主体(2)的安装进行紧固。

9.根据权利要求6所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体(2)和喷嘴帽(1)均采用不锈钢制成，所述阻断柔性珠(202)采用耐腐蚀耐磨柔性材质制成，所述压缩弹簧(4)采用耐腐蚀材料制成；所述喷嘴主体(2)外覆盖一层耐磨、抗老化的柔性材料。

10.根据权利要求6所述的一种用于矿山砂仓造浆的高压水气两用喷嘴，其特征在于：所述水气输送管分别与外部供水、供气管路相连，且该供水、供气管路上均设有压力计和阀门。

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