CN2299664Y

CN2299664Y - 微粉磨料水力分级机

Info

Publication number: CN2299664Y
Application number: CN 97225727
Authority: CN
Inventors: 吕宪俊
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1998-12-09
Anticipated expiration: 2007-09-05

Abstract

本实用新型涉及一种微粒磨料水力分级机,其特征在于分级室为圆柱形体,在进水口的圆柱体内装有栅板式或筛板式稳定板,该分级机适用于100－5μm微粒磨料的分级,具有分级效果好,防止过粗过细的混杂,操作方便的优点。

Description

微粉磨料水力分级机

本实用新型涉及一种微粉磨料分级的水力分级机。

微粉磨料通常是指物料粒度小于100μm的粉状磨料，其分级方法及分级产品与常规微细物料分级不同，它要求将混合粒度的磨料分离成一系列粒度均匀且粒级范围窄的产品，以达到或满足不同使用要求，如对微粉石榴石磨料的分级粒度质量标准GB2477-83规定，如产品牌为W₆₃，即分级粒度范围为63-50μm，标准规定：

最粗粒(μm)，尺寸范围100-80μm，允许颗粒数为1；

粗粒(μm)，尺寸范围80-63μm，重量不多于15％；

基本粒(μm)，尺寸范围63-50μm，重量不少于50％；

混合粒(μm)，尺寸范围63-40μm，重量不少于80％；

细粒(μm)，尺寸范围细于μm，重量不多于5％；。

从上述的标准可以看出，微粉分级范围很窄，而且各种粒度均有明确的数量规定，要达到上述要求，目前矿物工程等领域使用的水力分级机，虽然种类很多，但多数是将原料分离成粗、细两个粒级，分级产品粒度范围很宽，粗细混杂显著，所以不能使用，在选矿工程中有一种四室沉降式水力分级机，它虽然可以一次将原料分离成4-5个多个粒级，只能适用于重力选矿前给矿的预先分级，对粒度范围要求不严格，粒度范围仍然很宽，粗、细混杂显著，因此用于微粉磨料的分级仍不可能，其原因是这种分级机的分级室为角锥形，上升水流在分级室上、下部很不均匀，导致粒度范围广而粗细混杂，又因无上升水稳流装置，不能保证上升水流的流速均匀性。

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的缺点与不足，而设计一种适用于微粉磨料分级的水力分级机，从而解决了微粉物料的分级难题。

本实用新型的目的是通过下列技术方案实现的：

本实用新型的技术是根据微粒在水介质中的沉降速度可采用斯托克斯定律，即在自由沉降条件下，微粒的沉降速度可由下式表示：

V = \frac{{gd}^{2} (δ - ρ)}{18 μ} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (1)

式中V-颗粒沉降速度，cm/sμ-水介质粘度Pa·S，20℃时为0.001Pa·Sg-重力加速度，cm/s²d-颗粒直径，cmδ-颗粒密度，g/cm³ρ-水介质密度，G/cm³

在常温的水介质中代g，ρ，μ各参数，则(1)式可简化为

V＝5450d²(δ-1)cm/s ………(2)

从(2)式中可以看出，沉降速度与颗粒粒度平方成正比，粒度大沉降速度大，反之，粒度小，沉降速度慢。

综上所述，对于特定的粉料在δ一定常温水介质中沉降时，其沉降速可由如下简式表示：

V＝k₀d²……(3)

式中k₀-常数

本实用新型正是根据上述原理而进行设计，适用于微粉磨料分级的水力分级机。

具体技术方案为：

微粒磨料水力分级机，包括沉降分级室、供水管、搅拌叶片、连杆、锥形塞、沉砂缓冲箱、沉砂口、中空轴、蜗轮、凸轮缘，蜗轮箱、传动轴，其特征在于：

a)在分级箱下部呈阶梯形排列的多个沉降分级室为不同直径不同高度的圆柱形体，各室供水量确定后每个分级室直径根据分级粒度按下列公式确定：

D = K_{2} \frac{1}{d}

式中D-分级室直径，cmK₂-常数d-分级粒度，cm

分级室直径与分级粒度成反比，控制各分级室供水量相同时，各分级室的直径比例按下列公式确定：

\frac{D_{1}}{D_{2}} = \frac{d_{2}}{d_{1}} \frac{D_{1}}{D_{i}} = \frac{d_{i}}{d_{1}}

式中D₁第一分级室直径，cm

D₂第二级分级粒度

D_i第i分级室直径

d_i第i分级粒度，

分级室直径比例与分级粒度也成反比关系；分级室的高度为直径的1.5-2.0倍。

b)在分级室下部进水管处的圆柱体内装有栅板式稳流板，它由多个与进入管垂直与圆柱体径向平行带有均布孔眼薄板组成，薄板两端与柱体内壁连接固定，多个等高薄板等高呈渐低排列成斜式栅板，栅板间隙10毫米。

在分级室下部略高于进水管的圆柱体内装有与圆柱体等径的筛板式稳流板，筛板有均布的孔眼，中心为沉砂排放口；稳流板上的孔眼直径为0.5-1.0毫米。

确定分级室直径的公式由下述公式导出，

当水力分级机的各分级室的供水量大致相同时，即

Q＝Q₁＝Q₂＝Q₃…… (4)

而

Q = S \cdot V = \frac{{πD}^{2}}{4} \cdot K_{0} \cdot d^{2} = K_{1} D^{2} d^{2} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (5)

式中Q-供水量cm³/S

S-沉降分级室横断面积，cm²

D-沉降分级室直径，cm

d-该室分有粒度，cm

k₀，k₁-常数

由式(5)可知，供水量与分级室直径、分离粒度的二次方式正比，当直径(D)一定时，供水量随分离粒度(d)增大而增大，当分级粒度(d)一定时，供水量随分级室直径(D)的增大而增加，因此为了将供水量控制在一定范围内，方便操作，因此分离粒度较大时，采用较小直径的分级室，分离粒度较细时，采用较大直径的分离室。

由式(5)导出，D与d存在下述关系：

D = \sqrt{\frac{Q}{k_{1} d^{2}}} = \frac{\sqrt{\frac{Q}{K_{1}}}}{d} = k_{2} \cdot \frac{1}{d} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (6)

从式(6)可以看出，当供水量确定后，沉降的分级室直径与分级粒度成反比。以此作为设计公式。

各分级室直径的比例关系由下式确定：

\frac{D_{1}}{D_{2}} = \frac{d_{2}}{d_{1}} \frac{D_{1}}{D_{i}} = \frac{d_{i}}{D_{1}} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (7)

例如，按微粒磨料不同牌号产品粒度要求，设第一分级室得到产品牌号为W₆₃，即标准粒度范围63-50μm，则粒度d₁＝50μm，设第二分级室得到产品牌号为W₅₀，即标准粒度范围50-40μm，则粒度d₂＝40μm，那么第一分级室与第二分有室的直径为：

\frac{D 1}{D 2} = \frac{40}{50} = 0.8

所以

D_{1} = 0.8 D_{2}, D_{2} = \frac{D_{1}}{0.8}

余此类推，可确定其余各室直径。

分级室的高度为直径的1.5-2.0倍，保证颗粒沉降时间和杂质颗粒的分离。

由于采取上述技术方案，使本实用新型与已有技术相比具有如下优点及效果：

a)采用圆柱形体的分级室保证沉降分级室不同高度截面面积相等，从而保证上升水流在不同截面的速度均匀性，有利于控制过粗过细颗粒在该室的混杂现象，同时控制了分级粒度的较窄范围，圆柱体的分级室可取代已有角锥形分级室，其它不作改变；

b)增加了上升水流的稳流板，可减轻下部供水的涡动分级不利影响，稳定的上升水流，保证上升水流的均布均匀性，提高分级效率。

c)圆柱体分级室结构简单，操作方便；

d)根据分级粒度不同，设计相应的分级室直径，在利于满足磨料分极的要求。

附图说明：

图1为水力分级机结构示意图；

图2为图1的侧视图，栅板式稳流板位置图；

图3为图1的侧视视，筛板式稳流板位置图。

下面结合附图实施例对本实用新型技术进一步说明：

微粒磨料水力分级机，包括沉降分级室(1)、供水管(2)、搅拌叶片(3)、连杆(4)、锥形塞(6)、沉砂缓冲箱(7)，沉砂口(8)、中空轴(9)、蜗轮(10)、凸轮缘(11)，蜗轮箱(12)、传动轴(13)，在分级箱下部的多个不同直径的不同高度分级室为圆柱体形，呈阶梯形排理，根据分级粒度确定分级室室直径和分级室直径比以及分级室的高度，根据产品确定分级室数，采用圆柱体的分级室可防止粗、细颗粒混杂问题，在分级室下部进水管的圆柱体内装有栅板式稳流板(5)，它由多个与进水管垂直与圆柱体径向平行带有均布的孔眼薄板组成，薄板两端与柱体内壁连接固定，多个薄板高度相等，在圆柱体内渐低排列，孔眼为0.5-1.0mm，薄板距离为10mm，使下部进水经稳流板形成稳定的上升水流，形成倾斜栅板，沉降颗粒由薄板间隙沉积于缓冲箱，最后由沉砂口排出；稳流板也可以采用筛板式的稳流板(14)，它在分级室下部略高于进水管与圆柱体等径，水平安装，筛板有均布的孔眼，孔眼为0.5-1.0mm，中心为沉砂排口，它可使上升水流稳定均匀的保证分级的粒度，避免不合格颗粒的混入。

工作时，先启动传动系统，搅拌叶片转动，锥形塞上、下启动正常后，打开上升水流调整供水量达到正常后，由上部(15)给料，进行分级沉降，分级产品通过锥形塞的间歇上、下启动，而将沉砂放到沉砂缓冲箱中，从沉砂口收集各级产品(17)，溢流(16)可回收或尾弃。

Claims

1、微粒磨料水力分级机，包括沉降分级室、供水管、搅拌叶片、连杆、锥形塞、沉砂缓冲箱、沉砂口、中空轴、蜗轮、凸轮缘，蜗轮箱、传动轴，其特征在于：

D = K_{2} \frac{1}{d}

式中D-分级室直径，cmK₂-常数d-分级粒度，cm

\frac{D_{1}}{D_{2}} = \frac{d_{2}}{d_{1}} \frac{D_{1}}{D_{i}} = \frac{d_{i}}{d_{1}}

式中D₁第一分级室直径，cm

D₂第二级分级粒度，cm

D_i第i分级室直径，cm

d_i第i分级粒度，cm

b)在分级室下部进水管处的圆柱体内装有栅板式稳流板，它由多个与进入管垂直与圆柱体径向平行带有均布孔眼薄板组成，薄板两端与柱体内壁连接固定，多个等高薄板等高呈渐低排列成斜式栅板。

2、根据权利要求1所述的水力分级机，其特征在于在分级室下部略高于进水管的圆柱体内装有与圆柱体等径的筛板式稳流板，筛板有均布的孔眼，中心为沉砂排放口。

3、根据权利要求1、2所述的分级机，其特征在于稳流板上的孔眼直径为0.5-1.0毫米。