高精度分選旋流器的製造方法
2023-04-29 16:06:51
高精度分選旋流器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種高精度分選旋流器，包括上下連通的旋流導向筒和旋流錐體，所述旋流導向筒一側開設有入料口，旋流導向筒頂端連通有溢流通道，該溢流通道具有向下伸入旋流導向筒內的中心管，所述旋流錐體底端開設有底流口，所述中心管包括圓柱型殼體，該殼體的內、外圓柱面上分別設置有內圈耐磨層和外圈耐磨層，所述內圈耐磨層和外圈耐磨層在殼體底端形成整體式的圓錐環切割部。本發明在不改變旋流器分選機理及基本結構的條件下，通過改變中心管的結構形式達到了提高分選精度和提高使用壽命的目的，從而提高了選煤廠的洗選質量，並提高了整機的使用壽命。
【專利說明】高精度分選旋流器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及技術礦山洗選設備領域，具體涉及選煤用重介質旋流器、選煤用濃縮 分級旋流器、金屬與非金屬選礦用分級旋流器。
[0002]
【背景技術】
[0003] 旋流器是一種利用流體壓力產生旋轉運動的裝置。旋流器具有體積小、本身無運 動部件、處理量大、分選效率高等特點，故應用範圍比較廣泛。特別是對難選、極難選選煤， 細粒級較多的氧化煤、高硫煤的分選和脫硫有顯著的效果和經濟效益。它廣泛應用於選煤、 選礦、環保、石油、糧食、非金屬等行業。
[0004] 旋流器的工作原理：當料漿以一定的速度進入旋流器，遇到旋流器器壁後被迫作 迴轉運動。由於所受的離心力不同，料漿中的固體粗顆粒所受的離心力大，能夠克服水力阻 力向器壁運動，並在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運動，細而小的顆粒及大部分 水因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨料漿做迴轉運動。在後續給料的推動下，料漿繼續 向下和迴轉運動，於是粗顆粒繼續向周邊濃集，而細小顆粒則停留在中心區域，顆粒粒徑由 中心向器壁越來越大，形成分層排列。隨著料漿從旋流器的柱體部分流向錐體部分，流動端 面越來越小，在外層料漿收縮壓迫之下，含有大量細小顆粒的內層料漿不得不改變方向，轉 而向上運動，形成內旋流，自溢流管道排出，成為溢流，而粗大顆粒則繼續沿器壁螺旋向下 運動，形成外旋流，最終由底流口排出。
[0005] 旋流器包括入料口、溢流口、中心管和底流口，它們的形式和尺寸是旋流器的重要 技術參數，直接影響著旋流器的工作能力和分級效果。傳統的旋流器設計時中心管為通徑 型鋼製圓管，中心管對耐磨性的要求很高，如重介旋流器，其分選的重介質為磁鐵粉加上所 選物料含有一定量的矸石，對中心管的磨損較大，使用壽命很難保證，通常使用3-6個月的 時間就要更換配件。旋流器設計階段就已經確定旋流器中心管的公稱直徑和插入深度，中 心管底部為傳統的平面形式，分選精度也隨之確定，無法提高，在現場使用時即使分選效果 不佳也很難調整，除非更換整臺設備。
[0006]
【發明內容】
[0007] 本發明提供一種能夠提高旋流器分選精度和延長設備使用壽命的高精度分選旋 流器。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案： 一種高精度分選旋流器，包括上下連通的旋流導向筒和旋流錐體，所述旋流導向筒一 側開設有入料口，旋流導向筒頂端連通有溢流通道，該溢流通道具有向下伸入旋流導向筒 內的中心管，所述旋流錐體底端開設有底流口，所述中心管包括圓柱型殼體，該殼體的內、 外圓柱面上分別設置有內圈耐磨層和外圈耐磨層，所述內圈耐磨層和外圈耐磨層在殼體底 端形成整體式的圓錐環切割部。優選地，所述內圈耐磨層和外圈耐磨層的材料均採用氧化 鋁耐磨陶瓷。
[0009] 中心管殼體的內外面均加設有耐磨層，可以有效增強中心管的耐磨性能，提高中 心管的使用壽命。中心管底端形成一個整體式的圓錐環切割部，將中心管底部的傳統平面 形式改為尖角形式，所述切割部對待分選物料密度場的切割形式由面切割形式優化為線切 割形式，切割精度更高，從而提高旋流器的分選精度，使旋流器達到最佳的分選效果。所述 中心管殼體上端與溢流通道通過螺栓固定連接，在實際使用時，如果旋流器分選精度無法 達到要求，可將中心管拆卸更換，其公稱直徑和長度不變，但內圈耐磨層形成的變徑大小以 及切割部的尺寸可根據實際工況做調整，提高旋流器的分選精度，並且不影響原設計參數， 拓寬旋流器的使用範圍。
[0010] 進一步地，所述內圈耐磨層下端的厚度大於內圈耐磨層上端的厚度。優選地，所述 內圈耐磨層下端與上端的厚度比為2:1。
[0011] 由於中心管的有效作用範圍只是切割待分選物料的部位，把中心管上部分的直徑 加大與溢流管直接通過高強度螺栓連接，不會改變旋流器的分選機理和效果。把傳統中心 管的通徑圓管改為變徑，這種結構的設計導致小密度待分選物料通過中心管向溢流口排出 時，所受壓力越來越小，不再是傳統設計的恆壓流動，從而降低了對中心管的磨損，達到中 心管的更換周期與整機更換周期的一致，即不需要單獨更換中心管，延長了設備的使用壽 命。
[0012] 優選地，所述中心管與旋流導向筒的公稱直徑比為1:3至1:2,所述中心管與旋流 導向筒的長度比為1:2至4:5。採用上述配比的旋流器能到達較好的分選精度。
[0013] 由以上技術方案可知，本發明具有如下有益效果： 本發明在不改變旋流器分選機理及基本結構的條件下，通過改變中心管的結構形式達 到了提1?分選精度和提1?使用壽命的目的，從而提1? 了選煤廠的洗選質量，並提1? 了整機 的使用壽命。
[0014]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明高精度分選旋流器的結構示意圖，並示出了中心管的局部軸向剖視 圖以及旋流導向筒和旋流錐體的半剖圖； 圖2為圖1中A部分放大圖。
[0016] 圖中：1、旋流導向筒，2、旋流錐體，3、入料口，4、溢流通道，5、中心管，51、殼體，52、 內圈耐磨層，53、外圈耐磨層，54、切割部，6、底流口。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對本發明的一種優選實施方式作詳細的說明。
[0019] 本發明提供一種高精度分選旋流器，如圖1所示，旋流器包括旋流導向筒1、旋流 錐體2和溢流通道4,其中旋流導向筒1與旋流錐體2上下連通，並採用螺栓固定。旋流導 向筒1為通徑圓柱體，旋流導向筒上端與溢流通道4連通，旋流導向筒側壁上開設有入料 口 3,溢流通道在旋流導向筒中具有向下伸入的中心管5,該中心管主要包括圓柱型的殼體 51，該殼體上端具有法蘭邊，可以通過螺栓與溢流通道直接連通。殼體51的主體由鋼板卷 圓而成，內、外壁分別粘貼由氧化鋁耐磨陶瓷製成的內圈耐磨層52和外圈耐磨層53,所述 內圈耐磨層和外圈耐磨層在殼體底端形成整體式圓錐環狀的切割部54,該切割部是由氧化 鋁整體燒制而成的耐磨陶瓷，保證耐磨性的同時提高分選精度。
[0020] 如圖2所示，中心管5外徑由上而下保持一致，內徑則由下而上增大。本實施例中 中心管的變徑結構是由內圈耐磨層上端和下端的厚度決定的，當內圈耐磨層下端的厚度大 於內圈耐磨層上端的厚度時，小密度待分選物料通過中心管向溢流口排出時，所受壓力越 來越小，不再是傳統設計的恆壓流動，從而降低了對中心管的磨損，大大延長設備的使用壽 命。中心管內徑變徑可以平滑過渡，也可以採用兩段不同內徑的耐磨層實現，本實施例中， 為了加工製作方便，可以採用厚度比為2:1的內圈耐磨層上、下端部粘貼中心管內壁。
[0021] 本發明的工作原理如下： 旋流器內壁裡的大量待分選物料，在重力和離心力的雙重作用下形成渦旋，密度大的 顆粒最大限度地沿錐體內表面下沉，從底流排出，密度小的顆粒向中心運動從溢流通道排 出。分選過程中，待分選物料在旋流器內部形成一個密度場，待分選物料按照密度從大到小 的順序從旋流器內壁開始依次排開，中心管會對這個密度場進行分割，密度小的待分選物 料會進入中心管內部，通過溢流通道排出旋流器本體，密度大的待分選物料會沿著旋流器 主體的內壁，從底流口排出。同時小密度待分選物料進入中心管排出時會對中心管形成磨 損，待分選物料在旋流器內部形成渦旋時會對中心管外壁形成磨損，增加內、外圈耐磨層可 以有效降低磨損。
[0022] 以上所述實施方式僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方 案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種高精度分選旋流器，包括上下連通的旋流導向筒（1)和旋流錐體（2)，所述旋流 導向筒（1) 一側開設有入料口（3)，旋流導向筒頂端連通有溢流通道（4)，該溢流通道具有 向下伸入旋流導向筒內的中心管（5)，所述旋流錐體（2)底端開設有底流口 ￠)，其特徵在 於，所述中心管（5)包括圓柱型殼體（51)，該殼體的內、外圓柱面上分別設置有內圈耐磨層 (52) 和外圈耐磨層（53)，所述內圈耐磨層和外圈耐磨層在殼體底端形成整體式的圓錐環 切割部（54)。
2. 根據權利要求1所述的旋流器，其特徵在於，所述內圈耐磨層（52)下端的厚度大於 內圈耐磨層上端的厚度。
3. 根據權利要求2所述的旋流器，其特徵在於，所述內圈耐磨層（52)下端與上端的厚 度比為2:1。
4. 根據權利要求1所述的旋流器，其特徵在於，所述中心管（5)與旋流導向筒⑴的公 稱直徑比為1:3至1:2。
5. 根據權利要求1所述的旋流器，其特徵在於，所述中心管（5)與旋流導向筒⑴的長 度比為1:2至4:5。
6. 根據權利要求1所述的旋流器，其特徵在於，所述殼體（51)上端與溢流通道（4)通 過螺栓固定連接。
7. 根據權利要求1所述的旋流器，其特徵在於，所述內圈耐磨層（52)和外圈耐磨層 (53) 的材料均採用氧化鋁耐磨陶瓷。
【文檔編號】B04C5/00GK104056737SQ201410319274
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2014年7月7日
【發明者】李長魁, 周樹盼, 周心亮, 劉海麗 申請人:合肥約翰芬雷礦山裝備有限公司