一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器的製造方法
2024-01-27 17:24:15 1
一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器的製造方法
【專利摘要】一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，屬於礦物分級設備【技術領域】。可實現不同粒度、不同密度組成的物料的多級分級分選；有效防止旋流器短路流引起的粗顆粒在溢流產品中的混雜。包括筒體、入料口，在倒圓錐體的底端設置有底流口，倒圓錐體的錐角小於15°，圓柱體的直徑大於25mm；其特點是在圓柱體的頂部設置有兩級以上長度不同、直徑不同的溢流管，各級溢流管按照直徑由小到大的順序依次同軸套裝設置；在圓柱體的頂端設置有筒體頂蓋，圓柱體與筒體頂蓋固定連接；在各級溢流管的頂端均設置有溢流管頂蓋，在溢流管頂蓋上設置有中心通孔，各級溢流管分別固定在各級溢流管頂蓋的中心通孔內，各級溢流管頂蓋和筒體頂蓋通過絲槓和螺母相連接。
【專利說明】一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於礦物分級設備【技術領域】，是涉及一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，特別是涉及一種單體多溢流管分級分選小錐角水力旋流器。
【背景技術】
[0002]中國發明專利CN1974024A提出了一種級聯式旋流分離裝置，該分離裝置由兩個旋流分離器串聯組成，第二級旋流器的導向器入口與一級旋流器底流口直接聯結，一級旋流器的底流直接進入二級旋流器進行二次分離；二級旋流器溢流直接進入一級旋流器腔體內經一級旋流器溢流口排出或另接引出管引出。該發明專利涉及的裝置實際為兩個旋流器連接，在結構布置上還不夠緊湊，裝置的高度較高。
[0003]中國實用新型專利CN200942365Y提出了一種多級旋流分離裝置，該分離裝置由若干級不同直徑的旋流器串聯組成，旋流器下面的旋流器筒體和上面的上浮物收集管連通，旋流器筒體與上浮物收集管處於同軸線上，底部的初級旋流器筒體通過旋流導管與進口管連通，並且通過導流耳管連通到中部的次級旋流器筒體，中部的次級旋流器筒體再通過導流耳管連通到上部的末級旋流器筒體，末級旋流器筒體頂端與出口管連接；初級上浮物收集管通入次級旋流器筒體內，並且頂端部分插入到次級上浮物收集管的底部，次級上浮物收集管的上端連接到上浮物出口管。該實用新型專利仍然是通過串聯方式實現不同物料的分離，裝置的緊湊程度有待進一步優化。
[0004]中國實用新型專利CN203124134U提出了一種新型可調同心雙溢流管式三產品水力旋流器，該旋流器的溢流管分內側溢流管和外側溢流管，其中內側溢流管和外側溢流管的軸線重合，外側溢流管與固定在筒體上的外側排料管相連接，內側溢流管插入筒體的長度經傳動機構能連續調節。該實用新型專利與雙管式溢流管相似，通過兩隻溢流管聯接，經分級可得到三種粗細不同的產品；但是，其對於粒度分布均勻、連續、需多級分離的物料的分級效率仍有待提聞。
實用新型內容
[0005]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器。該水力旋流器在結構布置上更為緊湊、節約了製造材料的成本和能源；在不增加旋流器個數、入料裝置個數、節省前置攪拌和降低動力消耗的前提下，可實現不同粒度、不同密度組成的物料的多級分級分選；可有效防止旋流器短路流引起的粗顆粒在溢流產品中的混雜。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，包括上部為圓柱體、下部為倒圓錐體的筒體，在圓柱體的一側設置有入料口，在倒圓錐體的底端設置有底流口，所述倒圓錐體的錐角小於15°，圓柱體的直徑大於25mm;其特點是在圓柱體的頂部設置有兩級以上長度不同、直徑不同的溢流管，所述各級溢流管按照直徑由小到大的順序依次同軸套裝設置；在圓柱體的頂端設置有筒體頂蓋，圓柱體與筒體頂蓋固定連接；在各級溢流管的頂端均設置有溢流管頂蓋，在溢流管頂蓋上設置有中心通孔，各級溢流管分別固定在各級溢流管頂蓋的中心通孔內，各級溢流管頂蓋和筒體頂蓋通過絲槓和螺母相連接。
[0007]最外側溢流管的直徑為圓柱體直徑的0.4?0.6倍，其餘溢流管的直徑為其相鄰外側溢流管直徑的0.5?0.7倍。
[0008]最外側溢流管插入倒圓錐體的深度為圓柱體直徑的0.7?1.3倍,且插入深度不超過倒圓錐體高度的0.1倍；其餘溢流管插入倒圓錐體的深度為其相鄰外側溢流管插入倒圓錐體的深度的1.1?1.3倍，且最內側溢流管插入倒圓錐體的深度不超過倒圓錐體高度的0.5倍。
[0009]所述各級溢流管的壁厚不超過該級溢流管內徑的0.1倍。
[0010]在所述溢流管頂蓋與溢流管之間設置有密封膠套。
[0011]影響旋流器的分離粒度的基本理論主要是旋流器的平衡軌道理論，其中零速包絡面法(零軸向速度包絡面法)是一種廣泛認可的推導分離粒度的方法，且旋流器結構參數固定以後，其零速包絡面位置基本不變。持該觀點的研究者研究表明:零速包絡面為錐形曲面，主要分布於旋流器錐段，柱段則是直徑為0.7倍錐體截面以上的部分；或錐底直徑為
0.43倍旋流器直徑，錐體高度為從錐體部分直徑為0.7倍旋流器直徑的截面至底流口之間的距離。零速包絡面以內的流體以螺旋狀或扭曲上升形成零速包絡面內流場，該流場中仍可有離心力場作用，從而將零速包絡面以內的物料進一步分級分選。
[0012]對於密度相近、粒度差大的物料，細粒級物料隨空氣柱形成內螺旋向上運動，在細粒級物料中仍有粒度差異，其結果為粒度相對較大的物料顆粒在內螺旋外側運動，粒度相對較小的物料顆粒在離內螺旋中心較近處，靠近空氣柱邊沿。因此，可以在小錐角水力旋流器錐體零速包絡面以內設置不同直徑的溢流管，從而進一步將細粒級物料進一步分級。小錐角水力旋流器由於錐段有相當的長度，從而可保證不同粒度的物料有足夠的分離空間和分離時間；溢流管的溢流口位於小錐角水力旋流器的錐體部分，可以有效的防止短路流，減少溢流產品中粗粒的混雜，提高了分離精度和小錐角水力旋流器的分級效率。此外，有研究認為旋流器柱段內也存在有效分級分離，並提出了柱段分級模型。對於小錐角水力旋流器通常柱段短、錐段狹長，因此小錐角水力旋流器溢流管的插入深度可以根據需要，分別延伸至柱段或錐段，以提高旋流器分離精度。
[0013]對於粒度相近、密度差異大的物料，其離心力差異顯著，在多溢流管式小錐角水力旋流器內部更易有效分選，從而使高密度級物料在底流口富集；中密度級物料經外側溢流管的排料口排出；低密度級物料經內側溢流管的排料口排出。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器在結構布置上更為緊湊、節約了製造材料的成本和能源；在不增加旋流器個數、入料裝置個數、節省前置攪拌和降低動力消耗的前提下，可實現不同粒度、不同密度組成的物料的多級分級分選；可有效防止旋流器短路流弓I起的粗顆粒在溢流產品中的混雜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1的局部放大圖；
[0018]圖中，1-倒圓錐體，2-筒體，3-溢流管，4-圓柱體，5-入料口，6_密封膠套，7_溢流管升降調節下螺母，8-溢流管升降調節上螺母，9-絲槓，10-密封膠套固定螺栓，11-溢流管頂蓋，12-1V級溢流管，13-111級溢流管，14-11級溢流管，15-1級溢流管排料口，16-筒體頂蓋，17-1級溢流管，18-底流口。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0020]如圖1、圖2所示，一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，包括上部為圓柱體4、下部為倒圓錐體I的筒體2，在圓柱體4的一側設置有入料口 5，在倒圓錐體I的底端設置有底流口 18，所述倒圓錐體I的錐角小於15°，圓柱體4的直徑大於25mm;在圓柱體4的頂部設置有兩級以上長度不同、直徑不同的溢流管3，所述各級溢流管3按照直徑由小到大的順序依次同軸套裝設置，各級溢流管3的直徑是逐級變化的，且插入倒圓錐體I的深度不同。溢流管3的級數為三級或四級，本實施例的溢流管3的級數為四級，各級溢流管3從外至內依次為一級溢流管(I級溢流管)17、二級溢流管(II級溢流管)14、三級溢流管(III級溢流管)13、四級溢流管(IV級溢流管)12 ;溢流管3的級數可根據所處理物料的粒度組成適時調整，可隨著圓柱體4直徑的增加而增加溢流管3級數。在圓柱體4的頂端設置有筒體頂蓋16，圓柱體4與筒體頂蓋16固定連接；在各級溢流管3的頂端均設置有溢流管頂蓋11，在溢流管頂蓋11上設置有中心通孔，各級溢流管3分別固定在該級溢流管頂蓋11的中心通孔內，溢流管頂蓋11的中心通孔的直徑與其內側的溢流管3的外徑相同，在溢流管3與溢流管頂蓋11之間設置有密封膠套6，密封膠套6通過密封膠套固定螺栓10固定於溢流管頂蓋11上，密封膠套6的中心孔直徑同與其結合的溢流管3的外徑相同；在I級溢流管17與筒體頂蓋16之間設置有密封膠套6，密封膠套6通過密封膠套固定螺栓10固定於筒體頂蓋16上，密封膠套6的中心孔直徑同與其結合的I級溢流管17的外徑相同；所述溢流管頂蓋11和筒體頂蓋16均為圓形頂蓋。各級溢流管頂蓋11和筒體頂蓋16通過兩條平行的公稱直徑為10?20mm的梯形絲槓9和與其配套的螺母相連接，所述螺母由溢流管升降調節上螺母8和溢流管升降調節下螺母7組成，分別設置在溢流管頂蓋11的上、下兩側；在距圓形溢流管頂蓋11外沿30?50mm處設置有直徑為10?20mm的圓孔,梯形絲槓9通過該圓孔連接各級溢流管頂蓋11和筒體頂蓋16，並通過旋轉溢流管升降調節上螺母8和溢流管升降調節下螺母7調節各級溢流管的插入深度，並實現各級溢流管位置的鎖定。
[0021]最外側溢流管的直徑為圓柱體4直徑的0.4?0.6倍，其餘溢流管的直徑為其相鄰外側溢流管直徑的0.5?0.7倍，即I級溢流管17的直徑為圓柱體4直徑的0.4?0.6倍，II級溢流管14的直徑為I級溢流管17直徑的0.5?0.7倍，III級溢流管13的直徑為II級溢流管14直徑的0.5?0.7倍，IV級溢流管12的直徑為III級溢流管13直徑的
0.5 ?0.7 倍。
[0022]各級溢流管3插入倒圓錐體I的深度是變化、可調的，I級溢流管17插入倒圓錐體I的深度為圓柱體4直徑的0.7?1.3倍，且插入深度不超過倒圓錐體I高度的0.1倍；II級溢流管14、III級溢流管13和IV級溢流管12插入倒圓錐體I的深度為其相鄰外側溢流管插入倒圓錐體I的深度的1.1?1.3倍，即II級溢流管14插入倒圓錐體I的深度為I級溢流管17插入倒圓錐體I的深度的1.1?1.3倍，III級溢流管13插入倒圓錐體I的深度為II級溢流管14插入倒圓錐體I的深度的1.1?1.3倍，IV級溢流管12插入倒圓錐體I的深度為III級溢流管13插入倒圓錐體I的深度的1.1?1.3倍；且IV級溢流管12插入倒圓錐體I的深度不超過倒圓錐體I高度的0.5倍。所述各級溢流管的壁厚不超過該級溢流管內徑的0.1倍。
[0023]在各級溢流管的排料口均設置有無阻礙溢流流出的溢流收集裝置，要保證溢流收集裝置的設置不對旋流器內流場產生影響。在調節各級溢流管插入深度時，應保證底流口18排料呈傘狀排出，如果底流口 18排料呈柱狀排出，應及時調節、更換較大口徑的底流口18。
[0024]含不同粒度組成的礦漿以一定濃度、壓力給入圓柱體4直徑為200mm的旋流器入料口 5，礦漿在圓柱體4內在重力和離心力作用下經圓柱體4初步分級後進入倒圓錐體I內，經重力、離心力複合力場作用，大於普通小錐角水力旋流器分級粒度的物料通過底流口18排出，小於普通小錐角水力旋流器分級粒度的物料在零速包絡面內螺旋上升。通過旋轉I級溢流管17的溢流管頂蓋11上、下兩側的溢流管升降調節上螺母8和溢流管升降調節下螺母7，調節I級溢流管17插入倒圓錐體I的深度，在找到合適分級粒度位置後，調節溢流管升降調節上螺母8和溢流管升降調節下螺母7將I級溢流管17位置鎖定。溢流中粒度較大或密度較高物料通過零速包絡面內複合力場作用，在上旋流外側，隨流體介質通過I級溢流管排料口 15排出；粒度或密度低於I級溢流管17排出物料的部分，在複合力場作用下進一步分級，在上旋流內側靠近II級溢流管14處，由II級溢流管14切割含物料粒度或密度低於I級溢流管17的礦漿，從而使該部分物料隨流體介質通過II級溢流管14的排料口排出；可以通過旋轉II級溢流管14的溢流管頂蓋11上、下兩側的溢流管升降調節上螺母8和溢流管升降調節下螺母7，調節II級溢流管14插入倒圓錐體I的深度；111級溢流管13和IV級溢流管12的調節方式與II級溢流管14相同，此處不再贅述。
[0025]本實用新型的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器在固-液兩相分離時，倒圓錐體I內零速包絡面外側粗粒級物料沿倒圓錐體I軸向向底流口 18螺旋運動並在底流口18富集、排出；零速包絡面內側細粒級物料沿倒圓錐體I軸向向溢流口螺旋運動。
[0026]利用本實用新型的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器處理含細粒級、粒度分布連續物料的礦漿時，可同時獲得四種或更多種不同粒度級或密度級的產品，提高了水力旋流器的分級效率，降低了旋流器內短路流混入溢流產品的可能。
【權利要求】
1.一種單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，包括上部為圓柱體、下部為倒圓錐體的筒體，在圓柱體的一側設置有入料口，在倒圓錐體的底端設置有底流口，所述倒圓錐體的錐角小於15°，圓柱體的直徑大於25mm ;其特徵在於在圓柱體的頂部設置有兩級以上長度不同、直徑不同的溢流管，所述各級溢流管按照直徑由小到大的順序依次同軸套裝設置；在圓柱體的頂端設置有筒體頂蓋，圓柱體與筒體頂蓋固定連接；在各級溢流管的頂端均設置有溢流管頂蓋，在溢流管頂蓋上設置有中心通孔，各級溢流管分別固定在各級溢流管頂蓋的中心通孔內，各級溢流管頂蓋和筒體頂蓋通過絲槓和螺母相連接。
2.根據權利要求1所述的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，其特徵在於所述溢流管中最外側溢流管的直徑為圓柱體直徑的0.4?0.6倍，其餘溢流管的直徑為其相鄰外側溢流管直徑的0.5?0.7倍。
3.根據權利要求1所述的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，其特徵在於所述溢流管中最外側溢流管插入倒圓錐體的深度為圓柱體直徑的0.7?1.3倍，且插入深度不超過倒圓錐體高度的0.1倍；其餘溢流管插入倒圓錐體的深度為其相鄰外側溢流管插入倒圓錐體的深度的1.1?1.3倍，且最內側溢流管插入倒圓錐體的深度不超過倒圓錐體高度的0.5 倍。
4.根據權利要求1所述的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，其特徵在於所述各級溢流管的壁厚不超過該級溢流管內徑的0.1倍。
5.根據權利要求1所述的單體多級式分級分選小錐角水力旋流器，其特徵在於在溢流管頂蓋與溢流管之間設置有密封膠套。
【文檔編號】B04C5/12GK204051949SQ201420485099
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】任瑞晨, 張乾偉, 張研研, 王秀蘭, 董慶國, 楊欽, 宋金虎, 龐鶴, 張祥龍, 張孝松, 榮振偉, 白陽 申請人:遼寧工程技術大學