CN2454036Y - 水力旋流器沉砂口 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水力旋流器沉砂口,它是改变以往沉砂口底部排矿孔的位置,封闭底部,而在空心圆椎体的侧面开有多个对称的、向下倾斜的排矿孔,改进后的沉砂口可大大提高水力旋流器的分级效率。本实用新型适合各种直径的水力旋流器,可用于分级、油水分离、固液态分离及不同比重互不相容的液体分离等作业。

Description

水力旋流器沉砂口

本实用新型属于水力旋流器技术领域，具体涉及水力旋流器沉砂口的改进。

水力旋流器是利用离心力场，根据物料粒度和比重的差异实现物料分离的设备。与分级机相比它具有结构简单、占地面积小、操作方便、生产能力大、分级效率高等优点。它广泛应用于矿山的分级、脱泥、浓缩、澄清、选别等作业以及石油、化工等行业。

水力旋流器的基本结构为：它是由上部的圆柱体和下部的圆椎体两部分组成。圆柱体的上部安装给矿管和溢流管，圆椎体的下部安装沉砂口。当矿浆沿圆柱体的上部边缘给矿口以切线方式给入旋流器后，产生强大的离心力场，由于物料粒度和比重的不同，使物料沿径向和轴向的沉降速度产生很大差异。粒度细、比重小的物料从上部溢流管排出，形成溢流产物；粒度粗、比重大的物料从下部沉砂口排出，形成沉砂产物。多年来人们对选矿旋流器耐磨材料的研究有很大进展，使用寿命延长了几倍、十几倍，在使用过程中起到了很大作用。但对分级旋流器而言，分级效率的提高进展不大。由于旋流器的使用环境不同，其分级效率也有很大差异。若给矿浓度大，计算粒级含量高，旋流器的分级效率就低，反之分级效率就高。如某铜矿采用辽源重型机械厂生产的仿国外krebs型的FXK-500衬胶水力旋流器代替一段闭路磨矿流程中的螺旋分级机，在旋流器适宜的技术参数条件下的技术指标与某铜矿Φ500衬胶水力旋流器用于二段磨矿闭路分级的技术指标情况见表1：

不同环境下旋流器分级效率情况表1

由表1看出，使用在一段磨矿闭路分级，旋流器给矿计算粒级含量较低，分级效率高。使用在二段磨矿闭路分级，由于旋流器给矿计算粒级含量较高，分级效率较低。由于旋流器规格型号不同，使用环境不同，以及物料的性质不同，其分级效率存在较大差异，国内外分级效率高的可达80％左右。但其给入物料的浓度和计算粒级的含量较低，使用的局限性也较强。

几十年来选矿工作者及旋流器专家对旋流器做了大量的工作，特别是对旋流器参数的设计进行了大量的研究工作，对旋流器的发展起到了极大的推动作用，但对沉砂口的排矿方式研究较少，到目前为止，所有沉砂口的排矿孔都是位于沉砂口的底部，而且都只有一个排矿孔。

本实用新型的目的是提供一种分级效率高的水力旋流器沉砂口。

本实用新型采用的技术方案是：水力旋流器沉砂口是一个空心圆锥体形状，较细的下端封闭，排矿孔位于圆椎体侧面，并向下倾斜，排矿孔轴线与沉砂口的中心轴线成10-60度夹角。

沉砂口由原来的中心排矿式改为侧排矿式，在提高分级效率方面取得了较大突破，通过试验对比，可以看出分级效率提高的情况。试验是使用Φ500mm衬胶水力旋流器，做为一段磨矿控制分级与二段磨矿闭路分级合二为一的分级作业，改前的排矿孔在沉砂口底部，孔径Φ=35mm，改后的排矿孔在沉砂口侧面，有二个，孔径Φ=20mm，旋流器给矿压力0.07-0.1Mpa，试验结果见表二：

试验结果对比表                              表2

类别	名称	平均分级效率		一		二		三		四
												-0.074	-0.038	-0.074	-0.038	-0.074	-0.038	-0.074	-0.038	-0.074	-0.038
			给矿			61.15	31.95	53.1	28.35	58.25	31.5											48.65	24.4
改前	溢流													80.75	48.25	71.25	51.25	75.5	44.5	80.5	50.45
		沉砂			43.95	17.6	38.5	10.25	29.25	13.95	28.25											14.75
	改后											溢流			84.5	58	84.25	57.5	92.05	73.75	73		45
沉砂				39.95	9.65	28.8	8	42.25	14	23	3.5
												分级效率	改前	35	39.22	38.56	35.1	32.49	49	37.58	34.61	31.38	38.17
改后	49.06	56.96	46.77	55.26	54.81	59	44.65	57.35	50	56.24
											差值		14.06	17.4	8.21	20.16	23.32	10	7.07	22.74	18.62	18.07

表中分级效率为分级质效率，按下式计算：

E=(α-θ)(β-α)/[α(100-α)(β-θ)]×10000

式中E、α、β、θ分别为分级效率和给矿、溢流及沉砂中计算粒级的重量百分含量。由表2可以看出，改型后的旋流器分级效率明显高于改型前的分级效率，-0.074mm分级效率平均提高14.06,-0.038mm分级效率平均提高17.74。各种条件下分级效率提高幅度对比见表3：

分级效率提高幅度对比                          表3

条    件	计算粒级	提高最大幅度		提高最小幅度
						给矿相同	-0.074mm	22.32		7.07
-0.038mm	22.74		10
					给矿不同		-0.074mm	23.43		6.09
-0.038mm	24.39		6.26
						给矿不同	-0.074mm	最大值与最大值差	16.81	最小值与最小值差	15.39
-0.038mm	最大值与最大值差	10	最小值与最小值差	20.65

由表3可知，使用本实用新型的旋流器分级效率在任何条件下没有低于沉砂口改进前的分级效率(表中最大幅度是指改进后的最高分级效率与改进前的最低分级效率相比，最小幅度是指改进后的最低分级效率与改进前的最高分级效率相比)。

可以认为，改进后的沉砂口改变了原沉砂口旋流器内部零速包络面锥底部分的形状和相对位置，也避免了原沉砂口较大时空气从沉砂口进入旋流器形成的下部空气柱。因此对旋流器沉砂排矿方式而言是一种创新，对提高分级效率而言是一个突破。

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的结构。

图1为水力旋流器的结构示意图；

图2为现有沉砂口的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图。

图1中，水力旋流器由上部圆柱体2和下部圆椎体3构成，圆柱体2上部安装有给矿口1和溢流口5，圆椎体3下部安装沉砂口4。现有沉砂口是一空心圆椎体，其底部有圆形排矿孔。本实用新型也是一个空心圆椎体，但底部是封闭的，排矿孔位于侧面，并向下倾斜，可以是多个对称分布的，排矿孔的轴线与沉砂口的轴线成10-60度夹角。根据开孔的多少决定孔径的大小，其规律为： $d=\sqrt{n}D/n$ 式中d为侧孔孔径，D为原中心孔孔径，n为开孔的个数，并使侧孔下缘至底部的距离h≈d。由于不是在底部开口，可适当增加侧壁厚度，以延长沉砂口使用寿命。侧孔数量不宜过多，一般以2-4个为适合。若侧孔数量过多，虽对分级效率有益，、但沉砂口易堵塞。使用周期缩短。本实用新型可推广至任何大小直径的旋流器，只要是用于分级或分离作业均可，也可在煤炭、石油、化工等行业推广，用于分级、油水分离、固液态分离及不同比重互不相溶的液体分离，应用前景十分广阔。

Claims (4)

1、一种水力旋流器沉砂口，它是空心圆椎体形状，其特征在于它较细的下端封闭，排矿孔位于圆椎体侧面，向下倾斜，排矿孔轴线与沉砂口的中心轴线成10-60度夹角。

2、根据权利要求1所述的水力旋流器沉砂口，其特征在于排矿孔为多个，对称分布。

3、根据权利要求2所述的水力旋流器沉砂口，其特征在于n个排矿孔的孔径d与底部单一排矿孔的孔径D之间关系为： $d=\sqrt{n}D/n$ 。

4、根据权利要求2或3所述的水力旋流器沉砂口，其特征在于排矿孔为2-4个。

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