一種壓氣式機械攪拌浮選機的制作方法

專利名稱：一種壓氣式機械攪拌浮選機的制作方法
技術領域：
本發明屬于選煤設備技術領域，特別涉及一種壓氣式機械攪拌浮選機。
背景技術：
隨著煤炭開采方式的改變，煤泥量所占比例大大增加。國家出于對環境保護的考慮，對煤泥水的排放從控制指標排放，已發展到嚴禁排放，迫使選煤廠煤泥水系統達到匹配和完善，實現洗水閉路(零排放)。為實現這一目標，20世紀70年代和80年代建成的選煤廠不斷改造、不斷更新浮選設備。同時，我國煤炭洗選加工工程飛速發展，選煤入洗量不斷增加，廠型規模由小型、中小型、大型逐步向特大型發展，從小時入洗能力幾十噸或者百噸逐步向小時入洗能力千噸以上發展。由于廠型規模向特大型發展，也迫使煤炭洗選設備向大型化發展。為取得大型高效的浮選設備，當前趨勢有兩種第一種是按引進、消化、借鑒和改進的原則研發自主知識產權的高、精、尖大型浮選先進設備；第二種是引進國外的先進浮選設備，但是價格昂貴、維修困難，導致生產使用成本過高。目前，常見的浮選設備有方槽體多室組機械攪拌吸入空氣式浮選機、噴射式浮選機和浮選柱三種。傳統的方槽體多室組機械攪拌吸入空氣式浮選機存在的缺陷為由于吸入空氣是靠葉輪攪拌礦漿造成負壓實現的，槽體過深造成負壓值加大、攪拌強度提高，要加強攪拌強度就要加大電機功率，設備投入資金較多，耗電量大。因此，該類浮選機的槽體高度受到嚴重限制，這樣就使得礦化區和分選區界限不明，使得分選區受到干擾。最終，阻礙方槽體多室組機械攪拌吸入空氣式浮選機向更大型化發展。噴射式浮選機是在方槽體多室組機械攪拌吸入空氣式浮選機基礎上，利用泵將礦漿通過噴射頭噴射，礦漿由空心管被送到槽體底部后經傘形分散器達到礦化，空氣靠噴射頭噴射形成負壓吸入，并與礦漿同時進入槽體，噴射頭在噴射過程中，也使藥劑得到乳化。 該機的礦化過程是在槽體下部完成，然后上升至分選區達到靜態分選，存在浮選時間長、分選效率低、有效高度小和槽體容積小的缺陷。浮選柱是單體圓柱，無攪拌機構，靠泵循環，其工作原理與噴射式浮選機有些類似，即依靠噴射形成負壓，吸入空氣，經分割形成微小氣泡，煤漿經礦化到達上部分選區進行分選。浮選柱的缺點是柱體高大，對0. 5^0. 125mm級物料分選功能差，處理能力差，適應性較弱。綜上所述，國內使用的浮選設備存在處理能力低、適應性弱、耗藥量大、體積龐大、 占用廠房空間大、耗電量大、磨損嚴重、使用壽命短、輔助設備多、維修量大、生產成本高和自動化程度低的缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種高效節能、適應性強、使用壽命長和生產成本低的壓氣式機械攪拌浮選機。為實現上述目的，本發明的技術方案是一種壓氣式機械攪拌浮選機，包括圓柱形槽體浮選室，浮選室上端外側密閉扣裝有泡沫產物集中溜槽，泡沫產物集中溜槽具有環狀空腔，泡沫產物集中溜槽外側與精煤管道相連；浮選室內設有與驅動裝置相連的空心軸， 空心軸上部通過軸承及軸承座固定在泡沫產物集中溜槽上面的支座上，軸承座之間設有軸承外套，軸承外套上開設的進氣口與進氣管相連，與軸承外套相對應的空心軸上開設有進氣孔；空心軸下端連接有轉子，轉子上設有出氣孔，轉子外側設有定子；浮選室上部吊裝有給料箱，給料箱為具有環狀空腔的箱體，環狀箱體環繞在空心軸外部，給料箱上部設有進料口、下部至少均勻布設有兩個出料嘴；浮選室底部設有尾礦室，尾礦室通過連接管道與尾礦箱相連通。所述浮選室上端部開設有與泡沫產物集中溜槽的空腔相連的泡沫產物收集溜槽。所述泡沫產物集中溜槽底面為斜面，底面最低處與精煤管道相連通。所述定子包括環狀底座，底座上設有圓周分布的導向葉片；轉子包括圓柱形座體， 座體外圓周面上均布有“L”形葉輪，每片葉輪與座體圓周面上的出氣孔相對應。所述驅動裝置包括電機、小帶輪和大帶輪及其傳動帶，電機固定在泡沫產物集中溜槽上面的承重梁上，大帶輪與空心軸上端相連。所述尾礦箱頂部設有液位控制系統和伺服電機、內部設有蘑菇狀調節閥、底部設有尾礦出口，尾礦出口上方設有側孔；尾礦箱下部內側設有防腐保護層。所述浮選室底部設有支撐，支撐與浮選室底部之間設有鑄石或者橡膠襯。所述浮選室內設有泡沫層檢測儀。所述驅動裝置外部設有防護罩。微泡是浮選工藝最基本的理論，微泡越小表面強度越大，短時間不會破裂，多個微泡夾帶被捕集劑礦化的精煤顆粒浮到礦漿表面溢出，并溢出到(或者刮到)精礦槽內，實現高質量、高效率浮選。本發明的浮選過程為待浮選的煤漿從預處理器或分配器經進料口進入到給料箱內，煤漿通過六個出料嘴向浮選室內給料；煤漿中的煤粒在重力作用下，緩慢向下沉降，驅動裝置帶動空心軸及轉子旋轉；與此同時，壓縮空氣經空心軸的空腔進入到轉子的圓柱形座體內并噴出，噴出的壓縮空氣與煤漿在轉子的葉輪和定子的導向葉片構成的環形空間內接觸混合，形成流向浮選室內壁的強大徑向流，并產生流向葉輪下面的強力回流，避免煤粒在底部沉積，另外，葉輪使流向其上部的煤漿再循環流動，經定子整流后分散到浮選室的各個部分；在浮選室內上升的氣泡流和下降的煤漿流作相對運動，氣泡要穿過煤漿流才能到達煤漿表面，在煤漿和氣泡作逆向運動過程中，煤粒和氣泡發生相互接觸和碰撞，以極高的概率發生結合；在煤粒和氣泡結合過程中，氣泡不斷礦化，礦化的氣泡平穩升到煤漿表面， 形成穩定的泡沫層，泡沫層達到一定厚度時，泡沫產物溢流進入泡沫產物集中溜槽并經精煤管道排出，浮選尾礦由尾礦室至尾礦箱排出，完成煤漿浮選。與現有技術相比，本發明具有下列有益效果
1、本發明包括浮選室、驅動裝置、攪拌裝置、給料箱和尾礦箱，從轉子的圓柱形座體內噴出的壓縮空氣與煤漿在轉子和定子之間的環形空間內接觸混合，形成流向浮選室內壁的強大徑向流，并產生流向葉輪下面的強力回流，避免煤粒在底部沉積，另外，葉輪使流向其上部的煤漿再循環流動，經定子整流后分散到浮選室的各個部分，不存在礦化、浮選盲區； 在浮選室內上升的氣泡流和下降的煤漿流作相對運動，氣泡要穿過煤漿流才能到達煤漿表面，在煤漿和氣泡作逆向運動過程中，煤粒和氣泡發生相互接觸和碰撞，其發生結合的概率極高，浮選能力強，生產效率高；在煤粒和氣泡結合過程中，氣泡不斷礦化，礦化的氣泡平穩升到煤漿表面，形成穩定的泡沫層，泡沫層達到一定厚度時，泡沫產物溢流進入泡沫產物集中溜槽并經精煤管道排出，浮選尾礦由尾礦室至尾礦箱排出，完成煤漿浮選，上述浮選過程可充分體現該機處理能力得到極大地增強，提高了適應性；在浮選過程中混合、結合充分， 降低了耗藥量；該機結構緊湊、槽體容積大、輔助設備少、維修量小，設備得到大大簡化，在相同容積情況下，可節省廠房面積35 60%，重量減輕15 35%，降低了耗電量，生產成本低；同時，由于采取了一定的防護措施，減少了磨損，大大延長了使用壽命。2、浮選室為圓柱形槽體，使浮選室內的煤漿不會出現任何死角或者盲區，始終處于最優的流體動力學狀態，可獲得較高的氣泡礦化速度，提高浮選效果；浮選室槽深通常為 3800mm，由于槽深加大，增加了單槽容積，處理量增大，使浮選機單槽容積大型化可以得到實現；另外，由于槽深較大，在槽的底部煤粒與氣泡接觸非常強烈，氣泡與煤粒不斷碰撞，大氣泡被剪切成小氣泡，煤粒與氣泡碰撞概率高，礦化泡沫在浮選室中滯留時間長，加長了氣泡上浮路程，使浮選礦化過程更充分，有著更大的礦化區，且使浮選室底部的礦化區與中上部的浮選區有一定的距離，使形成激烈的礦化區和穩定的泡沫區成為可能。3、由于該浮選機采用了多種防腐、耐磨措施，使部件得到有效保護，磨損量小，使用壽命長，維修量小，主要部件的壽命可延長至3年以上。4、由于浮選氣泡礦化速度快，浮選效果好，使本發明能適應不同煤種和較寬粒度范圍(<0. 5mm)，有利于細粒和極細粒度的分選，對于細粒煤泥含量高和難選的煤，也可以得到滿意的結果，對于不同入料濃度影響較小，適應性強，性能穩定，運轉不易受操作因素的影響。5、本發明自動化程度高，可對煤漿的液位、風量、入料量、濃度和浮選劑量實行自動控制和計量，使浮選過程更加穩定可靠。


圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為圖1中給料箱的結構示意圖； 圖3為圖2的俯視圖4為圖2的左視圖5為圖1中軸承外套及空心軸的結構示意圖； 圖6為圖1中定子的結構示意圖； 圖7為圖6的俯視圖； 圖8為圖1中轉子的結構示意圖； 圖9為圖8的俯視圖； 圖10為圖1中尾礦箱的結構示意圖； 圖11為圖10的右視圖； 圖12為圖10的俯視圖。
具體實施例方式如圖1所示的壓氣式機械攪拌浮選機，其包括圓柱形槽體浮選室1，在浮選室1的上端外側密閉扣裝有泡沫產物集中溜槽2，泡沫產物集中溜槽2具有環狀空腔，浮選室1上端部開設有與泡沫產物集中溜槽2的空腔相連的泡沫產物收集溜槽3 ；泡沫產物集中溜槽2 的底面為斜面，便于泡沫產物的集中，其底面的最低處與精煤管道(圖中未示出)相連通，用于向外輸送精煤。在浮選室1內設有與驅動裝置5相連的空心軸6，空心軸6的上部通過兩套軸承7及軸承座8固定在泡沫產物集中溜槽2上面的支座9上，支座9架設在泡沫產物集中溜槽2上面的承重梁10之間。如圖5所示，在兩軸承座8之間密封設有軸承外套11， 軸承外套11上開設的進氣口 12與進氣管13相連，用于向空心軸6內輸送壓縮空氣。在與軸承外套11相對應的空心軸6上開設有進氣孔14，進氣孔14均勻交錯分布在空心軸6圓周面上。如圖1和圖2、3、4所示，在浮選室1上部通過吊裝架沈在支承梁27上吊裝有給料箱23，用于暫時盛裝煤漿。給料箱23為具有環狀空腔的箱體，環狀箱體環繞在空心軸6 外部，即空心軸6穿設在給料箱23中部。在給料箱23上部設有進料口 24、下部均勻布設有六個出料嘴25，用于向浮選室1內噴射送入煤漿。浮選過程中，應確保出料嘴25在浮選室 1內泡沫層的下部，以保證浮選效果。如圖1和圖6、圖7所示，在轉子15外側設有定子19，定子19包括環狀底座20，底座20上設有圓周分布的導向葉片21，定子19固定設置在浮選室1底部的定子基礎22上。如圖1和圖8、圖9所示，空心軸6下端伸向浮選室1的下部，在空心軸6的下端通過法蘭及螺栓連接有轉子15，轉子15包括圓柱形座體16，座體16的圓周面上設有多個出氣孔18，座體16外圓周面上均布連接有多個“L”形葉輪17，形成類似星形的轉子結構，每片葉輪17與出氣孔18相對應，以使排出空心軸6的壓縮空氣噴向葉輪17改變流向，實現充分混合。轉動的葉輪17與導向葉片21將壓縮空氣分割、分散，起到微泡浮選作用。轉子15和定子19均由耐磨材料制成。如圖1和圖10、11、12所示，在浮選室1底部設有尾礦室觀，尾礦室28通過連接管道四與尾礦箱30相連通，尾礦箱30用于排出尾礦和調節浮選室1內煤漿的液位。在尾礦箱30頂部設有液位控制系統31和伺服電機32、內部設有兩個蘑菇狀調節閥33、底部設有尾礦進口 34和尾礦出口 35，蘑菇狀調節閥33由氣動伺服電機32控制。尾礦出口 35上方設有側孔36，便于安裝和檢修尾礦箱30。尾礦箱30有利于提高尾礦排出高度，便于尾礦自流至尾煤濃縮機，簡化了操作方式。在尾礦箱30的下部內側設有防腐保護層37，以提高其耐腐蝕性能，延長使用壽命。同時，在尾礦箱30的下部和排放室的下部裝有耐磨襯42，提高耐磨性能，延長使用壽命。如圖1所示，空心軸6的驅動裝置5包括電機51、小帶輪52和大帶輪53及其傳動帶54，電機51固定在承重梁10上，大帶輪53與空心軸6上端相連，以實現電機51驅動空心軸6轉動的目的，同時，空心軸6帶動轉子15轉動。在驅動裝置5外部設有防護罩38，用于防護目的，防止引起誤傷。在浮選室1的外側底部設有支撐39，支撐39與浮選室1底部之間設有鑄石或者橡膠襯40，以減少浮選室1的磨損，延長使用壽命。在浮選室1內設有泡沫層檢測儀41，用于檢測泡沫產物的厚度及其質量。
在本實施方式中，浸沒于煤漿的部件均設有保護層，如定子19及定子基礎22、轉子15、給料箱23及其出料嘴25上均設有保護層；在空心軸6外部由聚乙烯材料保護。浮選室1由耐磨鋼制成，以提高其耐磨性能、延長使用壽命；空心軸6、定子19、轉子15、給料箱23和尾礦室28與浮選室1同軸設置。本發明的浮選過程為待浮選的煤漿從預處理器或分配器經進料口 M進入到給料箱23內，煤漿通過六個出料嘴25向浮選室1內給料；煤漿中的煤粒在重力作用下，緩慢向下沉降，驅動裝置5帶動空心軸6及轉子15旋轉；與此同時，壓縮空氣經空心軸6的空腔進入到轉子15的圓柱形座體16內并噴出，噴出的壓縮空氣與煤漿在轉子15的葉輪17和定子19的導向葉片21構成的環形空間內接觸混合，形成流向浮選室1內壁的強大徑向流， 并產生流向葉輪17下面的強力回流，避免煤粒在底部沉積，另外，葉輪17使流向其上部的煤漿再循環流動，經定子19整流后分散到浮選室1的各個部分；在浮選室1內上升的氣泡流和下降的煤漿流作相對運動，氣泡要穿過煤漿流才能到達煤漿表面，在煤漿和氣泡作逆向運動過程中，煤粒和氣泡發生相互接觸和碰撞，以極高的概率發生結合；在煤粒和氣泡結合過程中，氣泡不斷礦化，礦化的氣泡平穩升到煤漿表面，形成穩定的泡沫層，泡沫層達到一定厚度時，泡沫產物溢流進入泡沫產物集中溜槽2并經精煤管道排出，浮選尾礦由尾礦室觀至尾礦箱30排出，完成煤漿浮選。本發明還可以增設自動控制系統，其由進氣量自動控制系統、礦漿液位自動控制系統組成，可根據需要增加入料感應式流量計、藥劑自動計量系統、礦漿入料濃度自動測量和尾礦測灰儀。其中，進氣量自動控制系統由流量計、壓力表和帶有反饋氣動伺服電機驅動的減壓閥組成；礦漿液位自動控制系統由超聲波模塊來測量礦漿的液面和帶有連接控制閥的反饋氣動伺服系統的工作組件組成。上述自動控制系統可與控制盤相連，通過控制盤來調節液位和空氣量。不限于上述實施方式本發明的驅動裝置5及軸承7、軸承座8和軸承外套11也可以設在浮選室1的底部下方，此時，僅需效仿給料箱23的結構，將尾礦室觀設計成環狀、 讓空心軸6通過即可。這樣，不但可以縮短空心軸6的長度，保證壓縮空氣的壓力，節省原材料，而且可有效降低整機高度，結構緊湊，降低檢修難度，便于檢修和維護。
權利要求
1.一種壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于包括圓柱形槽體浮選室，浮選室上端外側密閉扣裝有泡沫產物集中溜槽，泡沫產物集中溜槽具有環狀空腔，泡沫產物集中溜槽外側與精煤管道相連；浮選室內設有與驅動裝置相連的空心軸，空心軸上部通過軸承及軸承座固定在泡沫產物集中溜槽上面的支座上，軸承座之間設有軸承外套，軸承外套上開設的進氣口與進氣管相連，與軸承外套相對應的空心軸上開設有進氣孔；空心軸下端連接有轉子，轉子上設有出氣孔，轉子外側設有定子；浮選室上部吊裝有給料箱，給料箱為具有環狀空腔的箱體，環狀箱體環繞在空心軸外部，給料箱上部設有進料口、下部至少均勻布設有兩個出料嘴；浮選室底部設有尾礦室，尾礦室通過連接管道與尾礦箱相連通。
2.如權利要求1所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述浮選室上端部開設有與泡沫產物集中溜槽的空腔相連的泡沫產物收集溜槽。
3.如權利要求2所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述泡沫產物集中溜槽底面為斜面，底面最低處與精煤管道相連通。
4.如權利要求1、2或3所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述定子包括環狀底座，底座上設有圓周分布的導向葉片；轉子包括圓柱形座體，座體外圓周面上均布有 “L”形葉輪，每片葉輪與座體圓周面上的出氣孔相對應。
5.如權利要求4所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述驅動裝置包括電機、 小帶輪和大帶輪及其傳動帶，電機固定在泡沫產物集中溜槽上面的承重梁上，大帶輪與空心軸上端相連。
6.如權利要求5所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述尾礦箱頂部設有液位控制系統和伺服電機、內部設有蘑菇狀調節閥、底部設有尾礦出口，尾礦出口上方設有側孔；尾礦箱下部內側設有防腐保護層。
7.如權利要求6所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述浮選室底部設有支撐，支撐與浮選室底部之間設有鑄石或者橡膠襯。
8.如權利要求7所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述浮選室內設有泡沫層檢測儀。
9.如權利要求8所述的壓氣式機械攪拌浮選機，其特征在于所述驅動裝置外部設有防護罩。
全文摘要
本發明公開了一種壓氣式機械攪拌浮選機，包括圓柱形槽體浮選室，浮選室上端外側密閉扣裝有泡沫產物集中溜槽，泡沫產物集中溜槽外側與精煤管道相連；浮選室內設有與驅動裝置相連的空心軸，空心軸通過軸承及軸承座固定在支座上，軸承座之間設有軸承外套，軸承外套上開設的進氣口與進氣管相連，與軸承外套相對應的空心軸上開設有進氣孔；空心軸下端連接有轉子，轉子上設有出氣孔，轉子外側設有定子；浮選室上部吊裝有給料箱，給料箱為具有環狀空腔的箱體，環狀箱體環繞在空心軸外部，給料箱上部設有進料口、下部均勻布設有出料嘴；浮選室底部設有尾礦室，尾礦室通過連接管道與尾礦箱相連通。該機高效節能、適應性強、使用壽命長和生產成本低。
文檔編號B03D1/16GK102151617SQ20101060919
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者萬建民, 萬昌, 張瑋, 李偉坡, 李德儀, 梁鐵山 申請人:中平能化集團天工機械制造有限公司