一種水力分級(jí)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種水力分級(jí)機(jī)，其特征在于：它包括由錐型分級(jí)室組成的分級(jí)機(jī)構(gòu)、由入料井、給料管、混料桶組成的給料機(jī)構(gòu)、由溢流排料機(jī)構(gòu)和沉砂排料機(jī)構(gòu)構(gòu)成的排料系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)；所述錐型分級(jí)室的上部設(shè)置溢流排料機(jī)構(gòu)、下端與供水筒連接；所述入料井以與錐型分級(jí)室共軸線(xiàn)方式安裝在錐型分級(jí)室內(nèi)，且入料井的進(jìn)料口通過(guò)給料管與混料桶相連接；在供水筒的下端連接有一U型管連通器，在U型管連通器底部的底流收集段設(shè)置有沉砂排料機(jī)構(gòu)；所述供水系統(tǒng)由底部供水機(jī)構(gòu)和中部供水機(jī)構(gòu)組成，所述中部供水機(jī)構(gòu)是由中部供水泵、連通中部供水泵與供水筒的供水管、以及安裝在延伸至供水筒內(nèi)的供水管出水口端的360°噴嘴組成；所述底部供水機(jī)構(gòu)是由底部供水泵、設(shè)置在U型管連通器高于錐型分級(jí)室一的端口上方的供水箱、U型管連通器、以及連通底部供水泵和供水箱的供水管組成。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水力分級(jí)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明利用特性水流干擾顆粒沉降以實(shí)現(xiàn)細(xì)粒物料分級(jí)，具體為一種水力分級(jí)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤炭資源“貧、雜、細(xì)”化及開(kāi)采機(jī)械化程度的提高，入選原煤的細(xì)粒含量不斷增加，導(dǎo)致分級(jí)作業(yè)中細(xì)粒物料愈來(lái)愈多。通常該部分粗煤泥粒度較小、粒度范圍寬，不易分選。分級(jí)是對(duì)粗煤泥進(jìn)行預(yù)處理的有效手段，采用合適的分級(jí)設(shè)備是對(duì)其進(jìn)行分級(jí)的關(guān)鍵。
[0003]水力分級(jí)機(jī)是一種利用礦物比重、顆粒大小差異，在上升水流中由于干擾沉降進(jìn)行分層，從而可根據(jù)需要進(jìn)行控制，分級(jí)出符合要求的各種粗細(xì)不同粒級(jí)的水力分級(jí)設(shè)備。
[0004]在很多選礦作業(yè)中，水力分級(jí)起著重要作用。分級(jí)通常是指固體物料在流體(水或空氣中)由于顆粒沉降速度差異而按物料粒度大小進(jìn)行分離。由于顆粒的沉降速度不僅僅與粒度大小相關(guān)，而且還與固體顆粒的形狀、比重、流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等諸多因素有關(guān)，因此通常所述的分級(jí)并不是真正嚴(yán)格意義上的按照粒度差異進(jìn)行分離，從而造成分級(jí)產(chǎn)品分級(jí)粒度不精確、分級(jí)效率較低。
[0005]目前細(xì)粒級(jí)分級(jí)設(shè)備主要有三類(lèi):篩分設(shè)備、離心分級(jí)設(shè)備和水力分級(jí)設(shè)備。篩分設(shè)備嚴(yán)格按照粒度分級(jí)，分級(jí)精度相對(duì)較高，多適用分級(jí)下限為0.2mm的物料。對(duì)于細(xì)粒物料分級(jí)，傳統(tǒng)的篩分設(shè)備有以下缺點(diǎn):分級(jí)效率低、篩網(wǎng)易堵塞，磨損嚴(yán)重，維修量大。目前正在選煤工業(yè)推廣應(yīng)用的一些高效篩分設(shè)備，如德瑞克高頻細(xì)篩、Pansep篩分機(jī)、MVS系列電磁高頻振網(wǎng)篩等，這些設(shè)備分級(jí)效率相對(duì)較高，但多為進(jìn)口設(shè)備、成本較高。離心分級(jí)設(shè)備按照徑向速度差進(jìn)行分級(jí)，具有較大的處理能力和較高的分級(jí)效率，一般適用于分級(jí)上限為0.5mm的物料。分級(jí)旋流器是最常用的離心分級(jí)設(shè)備，但是其在分級(jí)過(guò)程中影響因素多，能耗高，煤泥泥化現(xiàn)象嚴(yán)重。水力分級(jí)設(shè)備按照顆粒在上升水流中的沉降速度分級(jí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、適應(yīng)能力強(qiáng)、處理量大，多適用于分級(jí)粒度上限小于0.5mm甚至更細(xì)的物料，相對(duì)于傳統(tǒng)篩分設(shè)備具有較高的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種多參數(shù)可調(diào)的水力分級(jí)設(shè)備。
[0007]本發(fā)明的設(shè)備針對(duì)常規(guī)分級(jí)機(jī)的可調(diào)參數(shù)少、自動(dòng)化程度低、分級(jí)效率低等缺點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有水力分級(jí)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)及優(yōu)化參數(shù)，以提高其分級(jí)精度及分級(jí)效率。本發(fā)明的設(shè)備能夠在生產(chǎn)作業(yè)中提供不同濃度、不同流速的入料及穩(wěn)定上升水流、上升旋流，使分級(jí)設(shè)備能適應(yīng)不同分級(jí)環(huán)境。
[0008]本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明的水力分級(jí)機(jī)包括由錐型分級(jí)室組成的分級(jí)機(jī)構(gòu)、由入料井、給料管、混料桶組成的給料機(jī)構(gòu)、由溢流排料機(jī)構(gòu)和沉砂排料機(jī)構(gòu)構(gòu)成的排料系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)；所述錐型分級(jí)室的上部設(shè)置溢流排料機(jī)構(gòu)、下端與供水筒連接；所述入料井以與錐型分級(jí)室共軸線(xiàn)方式安裝在錐型分級(jí)室內(nèi)，且入料井的進(jìn)料口通過(guò)給料管與混料桶相連接；在供水筒的下端連接有一 U型管連通器，在U型管連通器底部的底流收集段設(shè)置有沉砂排料機(jī)構(gòu)；所述供水系統(tǒng)由底部供水機(jī)構(gòu)和中部供水機(jī)構(gòu)組成，所述中部供水機(jī)構(gòu)是由中部供水泵、連通中部供水泵與供水筒的供水管、以及安裝在延伸至供水筒內(nèi)的供水管出水口端的360°噴嘴組成；所述底部供水機(jī)構(gòu)是由底部供水泵、設(shè)置在U型管連通器高于錐型分級(jí)室一端的端口上方的供水箱、U型管連通器、以及連通底部供水泵和供水箱的供水管組成。
[0009]本發(fā)明所述入料井的下端深入至錐型分級(jí)室中下部，入料井上端高出溢流收集槽上邊緣；且所述的入料井為夾套式筒體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套筒與外套筒之間的環(huán)形腔體為給料通道(物料在內(nèi)外套筒之間的環(huán)形通道內(nèi)均勻分布，落入錐型分級(jí)室);所述的入料管以切線(xiàn)連接方式接入料井的給料通道，并設(shè)置有給料管球閥，通過(guò)調(diào)節(jié)球閥達(dá)到調(diào)節(jié)入料的目的。
[0010]所述沉砂排料機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底流收集段凹底位置處的底流排料口、位于底流排料口處的浮標(biāo)閘門(mén)和數(shù)字比重計(jì)，所述數(shù)字比重計(jì)與排料執(zhí)行器電連接，數(shù)字比重計(jì)與信號(hào)控制中心電連接。
[0011]本發(fā)明所述的連通中部供水泵與供水筒的供水管以切線(xiàn)方式延伸至供水筒腔體內(nèi)，提供上升旋流；所述供水筒與U型管連通器的連接端之間設(shè)置有穩(wěn)流板。
[0012]所述溢流排料機(jī)構(gòu)是由傾斜板構(gòu)成的溢流收集段、以及設(shè)置在溢流收集段邊緣口處設(shè)置有溢流收集槽組成，溢流收集槽與溢流收集段向同一側(cè)傾斜，并固定于溢流收集段的邊緣口處。所述溢流排料機(jī)構(gòu)的溢流流速隨著分級(jí)機(jī)主體部分橫截面積逐漸變大而減小，在溢流收集段形成流速較小較穩(wěn)定的的溢流，最終流出溢流收集段外邊緣進(jìn)入溢流收集槽。
[0013]本發(fā)明所述的錐型分級(jí)室固定于分級(jí)機(jī)支架上，錐型分級(jí)室橫截面積由下至上逐漸變大。
[0014]更具體說(shuō)，本發(fā)明中所述的供水機(jī)構(gòu)由底部供水機(jī)構(gòu)和中部供水機(jī)構(gòu)組成，兩套供水機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立，并可以配合使用，提供不同要求的上升水流組合。底部供水機(jī)構(gòu)由底部供水泵、球閥a、供水管a、供水箱、球閥b、供水管b和U型連通器組成，底部供水機(jī)構(gòu)通過(guò)U型管連通器的另一端連接供水筒；底部供水機(jī)構(gòu)利用連通器原理，由U型連通器與供水筒相連提供均勻上升水流，同時(shí)保證上升水流的穩(wěn)定；U型連通器供水端高于分級(jí)機(jī)溢流收集槽上邊緣，在U型連通器與供水筒的連接處設(shè)置有均勻開(kāi)孔的穩(wěn)流板；供水管a位于U型連通器的上端，球閥a連接供水管a和水箱，球閥b用來(lái)調(diào)節(jié)底部供水泵的流量。中部供水機(jī)構(gòu)由中部供水泵、球閥C、供水管c和360°噴嘴組成，中部供水機(jī)構(gòu)的上端通過(guò)供水筒連接錐型分級(jí)室，下端連接底部供水機(jī)構(gòu)；所述的360°噴嘴位于供水筒內(nèi)，其可進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，以提供不同流速、流向的水流；供水管c固定于穩(wěn)流板上方供水筒，所述供水管以垂直方向固定于供水筒；球閥c用來(lái)調(diào)節(jié)中部供水泵的流量。
[0015]與現(xiàn)有分級(jí)機(jī)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明水力分級(jí)機(jī)利用U型連通器兩端水流穩(wěn)定的特性，確保上升水流的穩(wěn)定，且連續(xù)可調(diào)。
[0016]中部供水機(jī)構(gòu)的供水噴頭可以360°任意調(diào)整，提供不同方向、不同流速的水流。兩套獨(dú)立的供水機(jī)構(gòu)可提供不同流速，流向的上升水流，能夠適應(yīng)不同給條件。
[0017]錐型分級(jí)室上端布置有傾斜板，可以穩(wěn)定溢流，使溢流產(chǎn)物中混入的粗顆粒在傾斜板的作用下下沉，確保礦物顆粒的均勻和精確分級(jí)；同時(shí)能提高不同粒度、不同比重入料的沉降分離效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1本發(fā)明分級(jí)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2由入料井、給料管、混料桶組成的給料機(jī)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3沉砂排放機(jī)構(gòu)原理圖。
[0021]圖中序號(hào):1.混料桶2.給料管球閥3.入料管4.入料井5.溢流收集段6.傾斜板7.溢流收集槽8.錐型分級(jí)室9.供水筒10.穩(wěn)流板11.U型連通器12.供水管a 13.球閥a 14.供水箱15.供水管b 16.球閥b 17.底部供水泵18.360°噴嘴19.供水管c 20.球閥c 21.中部供水泵22.浮標(biāo)閘門(mén)23.排料執(zhí)行器24.底流排料口 25.數(shù)字比重計(jì)26.底流收集段27.信號(hào)控制中心。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述:
如圖1所示，本發(fā)明的水力分級(jí)機(jī)包括由錐型分級(jí)室8組成的分級(jí)機(jī)構(gòu)、由入料井4、給料管3、混料桶I組成的給料機(jī)構(gòu)、由溢流排料機(jī)構(gòu)和沉砂排料機(jī)構(gòu)構(gòu)成的排料系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)；所述錐型分級(jí)室8的上部設(shè)置溢流排料機(jī)構(gòu)、下端與供水筒9連接；所述入料井以與錐型分級(jí)室8共軸線(xiàn)方式安裝在錐型分級(jí)室8內(nèi)，且入料井的進(jìn)料口通過(guò)給料管與混料桶相連接；在供水筒9的下端連接有一 U型管連通器11，在供水筒9與U型管連通器11的連接端之間設(shè)置有均勻開(kāi)孔的穩(wěn)流板；在U型管連通器11底部的底流收集段26設(shè)置有沉砂排料機(jī)構(gòu)；所述供水系統(tǒng)由底部供水機(jī)構(gòu)和中部供水機(jī)構(gòu)組成，兩套供水機(jī)構(gòu)可配合使用使用，也可獨(dú)立使用；所述中部供水機(jī)構(gòu)是由中部供水泵21、連通中部供水泵21與供水筒9的供水管cl9、球閥c20以及安裝在延伸至供水筒9內(nèi)的供水管出水口端的360°噴嘴組成，且所述的供水管cl9以切線(xiàn)方式延伸至供水筒9腔體內(nèi)，提供上升旋流；所述底部供水機(jī)構(gòu)是由底部供水泵17、設(shè)置在U型管連通器11高于錐型分級(jí)室一的端口上方的供水箱14、U型管連通器11、以及連通底部供水泵和供水箱的供水管bl5、球閥bl6、和連通供水箱14和U型管連通器11供水管al2、球閥al3組成；所述溢流排料機(jī)構(gòu)是由傾斜板6構(gòu)成的溢流收集段5、以及設(shè)置在溢流收集段5邊緣口處設(shè)置有溢流收集槽7組成，溢流收集槽7與溢流收集段5向同一側(cè)傾斜，并固定于溢流收集段5的邊緣口處。
[0023]所述入料井4的下端深入至錐型分級(jí)室8中下部，入料井4上端高出溢流收集槽7上邊緣；且所述的入料井4為夾套式筒體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套筒與外套筒之間的環(huán)形腔體為給料通道(物料在內(nèi)外套筒之間的環(huán)形通道內(nèi)均勻分布，落入錐型分級(jí)室8);所述的入料管3以切線(xiàn)連接方式接入料井4的給料通道(參見(jiàn)圖2)。
[0024]如圖3所示，所述沉砂排料機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底流收集段26凹底位置處的底流排料口 24、位于底流排料口處的浮標(biāo)閘門(mén)22和數(shù)字比重計(jì)25，所述數(shù)字比重計(jì)25與排料執(zhí)行器23電連接，數(shù)字比重計(jì)25與信號(hào)控制中心27電連接。[0025]本發(fā)明工作原理如下:設(shè)備工作時(shí)，水泵17、球閥al3、球閥bl6打開(kāi)，整個(gè)機(jī)構(gòu)里充滿(mǎn)水。根據(jù)所給入料的性質(zhì)，調(diào)整底部供水機(jī)構(gòu)的球閥bl6，確定上升水流流速。料漿通過(guò)混料桶I及給料管3進(jìn)入到套筒之間，使料漿沿套筒壁切線(xiàn)方向繞著環(huán)形套筒向下旋轉(zhuǎn)并均勻給入分級(jí)段中下部，與底部供水機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的上升水流相遇形成流化床層，礦物顆粒在分級(jí)段做干擾沉降運(yùn)動(dòng)。由于礦物的比重、顆粒的大小差異不同，在上升水流干涉的狀況下進(jìn)行分層，粒度小于懸浮顆粒的成為溢流進(jìn)入溢流收集段5，由于分級(jí)段橫截面積由下到上逐漸變大，溢流流速減緩，最終平緩進(jìn)入溢流槽收集7。粒度大于懸浮顆粒的下沉至底流收集段26成為沉砂，由底流排料口 24排出。所述中部供水機(jī)構(gòu)可根據(jù)入料量、濃度調(diào)節(jié)球閥20來(lái)改變供水量。
[0026]在分級(jí)過(guò)程中，底部供水機(jī)構(gòu)由水泵17提供上升水流，流量和流速由球閥bl6控制，中部供水機(jī)構(gòu)由泵21提供旋流，通過(guò)球閥c20可以調(diào)節(jié)流量和流速，該出水口為360°可旋轉(zhuǎn)噴頭18，可以調(diào)節(jié)其旋流方向。排料機(jī)構(gòu)通過(guò)數(shù)字比重計(jì)25產(chǎn)生一個(gè)濃度信號(hào)，濃度信號(hào)傳送至信號(hào)控制中心27，信號(hào)控制中心27發(fā)出命令至排料執(zhí)行器23，由排料執(zhí)行器23控制浮標(biāo)閘門(mén)22開(kāi)啟的大小，整個(gè)分級(jí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化多功能調(diào)節(jié)，以此來(lái)保證生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性。
[0027]以下再結(jié)合圖2對(duì)本發(fā)明的入料方式進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。料漿在混料桶I內(nèi)均勻混合，入料管3連接混料桶與入料井4，入料管3上裝有給料管球閥2，通過(guò)調(diào)節(jié)給料管球閥2可以控制給料速度。入料井4為雙層套筒，入料管3切線(xiàn)固定于入料井4，料漿切線(xiàn)進(jìn)入套筒內(nèi)部，在套筒中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)料漿，與上升水流接觸后，由于料漿流速較大，可使料漿進(jìn)入到入料井4下端，使料漿能充分進(jìn)入分級(jí)區(qū)間。
[0028]以下再結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明沉砂排料機(jī)構(gòu)做進(jìn)一步說(shuō)明:沉砂排料機(jī)構(gòu)由排料執(zhí)行器23、數(shù)字比重計(jì)25、浮標(biāo)閘門(mén)22和底流排料口 24組成。所述浮標(biāo)閘門(mén)22為三角形柱體。本沉砂排料利用浮標(biāo)閘門(mén)22在床層中根據(jù)密度上移或下降的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合數(shù)字比重計(jì)25精確測(cè)量密度并能傳輸數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)，將數(shù)字比重計(jì)25接收到的數(shù)字信號(hào)反饋到信號(hào)控制中心27，由信號(hào)控制中心27控制排料執(zhí)行器精確調(diào)節(jié)浮標(biāo)閘門(mén)22的上移或者下降。具體如下:浮標(biāo)閘門(mén)22在床層中相當(dāng)于粒度大的顆粒，在床層中的位置取決于它的密度；當(dāng)沉砂床層厚時(shí)，數(shù)字比重計(jì)25將床層密度反饋到信號(hào)控制中心27，所述信號(hào)控制中心27控制排料執(zhí)行器23使浮標(biāo)閘門(mén)22上移；當(dāng)沉砂床層薄時(shí)，數(shù)字比重計(jì)25將床層密度反饋到信號(hào)控制中心27，所述信號(hào)控制中心27控制排料執(zhí)行器23使浮標(biāo)閘門(mén)22下降。
【權(quán)利要求】
1.一種水力分級(jí)機(jī)，其特征在于:它包括由錐型分級(jí)室組成的分級(jí)機(jī)構(gòu)、由入料井、給料管、混料桶組成的給料機(jī)構(gòu)、由溢流排料機(jī)構(gòu)和沉砂排料機(jī)構(gòu)構(gòu)成的排料系統(tǒng)以及供水系統(tǒng)；所述錐型分級(jí)室的上部設(shè)置溢流排料機(jī)構(gòu)、下端與供水筒連接；所述入料井以與錐型分級(jí)室共軸線(xiàn)方式安裝在錐型分級(jí)室內(nèi)，且入料井的進(jìn)料口通過(guò)給料管與混料桶相連接；在供水筒的下端連接有一 U型管連通器，在U型管連通器底部的底流收集段設(shè)置有沉砂排料機(jī)構(gòu)；所述供水系統(tǒng)由底部供水機(jī)構(gòu)和中部供水機(jī)構(gòu)組成，所述中部供水機(jī)構(gòu)是由中部供水泵、連通中部供水泵與供水筒的供水管、以及安裝在延伸至供水筒內(nèi)的供水管出水口端的360°噴嘴組成；所述底部供水機(jī)構(gòu)是由底部供水泵、設(shè)置在U型管連通器高于錐型分級(jí)室一的端口上方的供水箱、U型管連通器、以及連通底部供水泵和供水箱的供水管組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力分級(jí)機(jī)，其特征在于:所述的入料井為夾套式筒體結(jié)構(gòu)，內(nèi)套筒與外套筒之間的環(huán)形腔體為給料通道；所述的入料管以切線(xiàn)連接方式接入料井的給料通道；所述入料井的下端深入至錐型分級(jí)室中下部，入料井上端高出溢流收集槽上邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力分級(jí)機(jī)，其特征在于:所述沉砂排料機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底流收集段凹底位置處的底流排料口、位于底流排料口處的浮標(biāo)閘門(mén)和數(shù)字比重計(jì)，所述數(shù)字比重計(jì)與排料執(zhí)行器電連接，數(shù)字比重計(jì)與信號(hào)控制中心電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力分級(jí)機(jī)，其特征在于:所述的連通中部供水泵與供水筒的供水管以切線(xiàn)方式延伸至供水筒腔體內(nèi)，提供上升旋流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力分級(jí)機(jī)，其特征在于:所述溢流排料機(jī)構(gòu)是由傾斜板構(gòu)成的溢流收集段、以及設(shè)置在溢流收集段邊緣口處設(shè)置有溢流收集槽組成，溢流收集槽與溢流收集段向同一側(cè)傾斜，并固定于溢流收集段的邊緣口處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力分級(jí)機(jī)，其特征在于:所述供水筒與U型管連通器的連接端之間設(shè)置有穩(wěn)流板。
【文檔編號(hào)】B03B5/66GK103433118SQ201310411512
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】鄒山宏, 張嶺, 吳彬, 劉遠(yuǎn)楊, 惠兵, 郝楊森, 王紅陽(yáng), 王飛躍, 竇阿濤, 張義順 申請(qǐng)人:煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司, 河南理工大學(xué)