CN101590451B - 煤泥旋流重选柱 - Google Patents

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Abstract

一种煤泥旋流重选柱，包括煤泥旋流重选柱筒体(4)，筒体(4)上部切向设置的入料管(3)，筒体(4)内部与筒体(4)同轴心设置的溢流管，筒体(4)下端通过连接法兰(11)密封地固接的锥体(6)等部件，在锥体(6)下部中心开设有圆形底流口(13)，筒体(4)下端的锥体(6)设置为反向复锥水跃结构(12)，该反向复锥水跃结构(12)的锥体(6)设计呈正锥-反锥-正锥型。本发明将水跃引入深水层重力分选过程，利用水跃产生的介于跃首与跃尾位置的旋涡提高细颗粒床层间的散压强，增强床层松散与析离分层，借助水跃后段的向心旋转上升流实现对已分层物料的搬运分离，提高了分选精度和分选效率。

Description

煤泥旋流重选柱
技术领域
本发明属于细粒煤分选设备，主要涉及一种煤泥重选装置，具体为一种煤泥旋流重选柱。
背景技术
随着煤炭机械化开采程度的提高，原煤细粒级含量逐渐增大。随着开采深度的加深及市场对产品质量的日益苛求，原煤可选性相应变难。而现有细粒煤分选设备和工艺与高效分选的要求尚有一定差距，无法获得较高的分选效率和资源回收率。
目前，常用的细粒煤重力分选设备有小直径重介质旋流器、螺旋分选机、摇床、干扰床分选机、水介质旋流器。重介质旋流器在入料粒度较细时需要较高的入料压力，能耗及设备磨损严重，高密度细粒在轻产物中的错配较为严重，产品脱介困难且重介分选流程复杂。螺旋分选机只适合于高密分选，低密度分选时低密度颗粒在重产物中的损失尤为严重，难以适应中国的煤质状况，尤其不适合中国的炼焦煤分选。摇床操作因素多，占地面积大，单位处理能力低。干扰床分选机入料粒度范围较窄，入料粒度范围稍宽时高密度细粒与低密度粗粒的错配都较严重。水介质旋流器分选精度较低。
专利号为90201955.4的“选煤用双入料口水介质旋流器组”所用水介质旋流器锥段结构为单段锥结构，分选精度较低，溢流管***筒体深度虽然可调，但是调节丝杠等装置位于液流内部，易磨损。Nikkam Surish在《miningmagazine》(1990年第三期第266～268页)提及复合水介质旋流器的锥段部分分为三段，但三段锥的方向相同且锥段母线夹角从上到下依次减小，通过试验证明该类型复合旋流器在用于按密度分选时粗粒低密度物容易损失。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，为降低细粒煤重力分选粒度下限，减小粒度对按密度分选的不利影响，提高分选精度，特别是在传统重力分选与浮选之间增加的细粒煤单独分选环节提供一种高效可靠的细粒煤分选设备煤泥旋流重选柱。
实现本发明目的的技术方案是：本发明的煤泥旋流重选柱，包括煤泥旋流重选柱筒体，筒体上部切向设置的入料管，筒体内部与筒体同轴心设置的溢流管，筒体下端通过法兰密封地固接的锥体等部件，在锥体下部中心开设有圆形底流口。其特征在于：筒体下端锥体内部设置有反向复锥水跃结构，含有该反向复锥水跃结构的锥体设计呈正锥-反锥-正锥型。筒体内部与筒体同轴心设置的溢流管则由内溢流管和外溢流套管组成。内溢流管通过上盖法兰固接于筒体上端，外溢流套管密封地套装于内溢流管外壁，其外溢流套管支架通过丝杠与调节支架连接。
所述反向复锥水跃结构沿锥体中部圆周设计。反向复锥水跃结构的锥面母线夹角为120°～170°，反向复锥水跃结构的径向长度为煤泥旋流重选柱筒体直径的1/12～1/8。
所述煤泥旋流重选柱筒体上部切向设置的入料管呈方形。在该方形切向入料管位于筒体一侧设置有斜挡板。该斜挡板与入料管轴线夹角为10°～15°。
附图说明
图1是本发明的煤泥旋流重选柱结构示意图。
图2是图1的A向视图。
图3是图1的B向视图
图中：1-调节手轮；2-调节支架；3-入料管；4-筒体；5-外溢流套管；6-锥体；7-丝杠；8-外溢流套管支架；9-内溢流管；10-上盖法兰；11-连接法兰；12-反向复锥水跃结构；13-底流口；14-内溢流管支架；15-斜挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
图1给出了本发明煤泥旋流重选柱的结构图。本发明的煤泥旋流重选柱包括筒体4，筒体4上部切向设置的入料管3，筒体4内部与筒体4同轴心设置的溢流管，筒体4下端通过连接法兰11密封地固接的锥体6等部件，在锥体6下部中心开设有圆形底流口13。所述煤泥旋流重选柱筒体4下端的锥体6内部设置有反向复锥水跃结构12，含有该反向复锥水跃结构12的锥体6设计呈正锥-反锥-正锥型。筒体4内部与筒体4同轴心设置的溢流管由内溢流管9和外溢流套管5组成。与筒体4同轴心的内溢流管9通过内溢流管支架14支撑于上盖法兰10上，并穿越上盖法兰10的中心***筒体4的腔体内。外溢流套管5密封地套装于内溢流管9的外壁。外溢流套管5的上端连接有外溢流套管支架8，该外溢流套管支架8的上部固接有丝杠7，丝杠7与调节支架2连接，其上安装有调节手轮1。
所述反向复锥水跃结构12沿锥体6的中部圆周设计。该反向复锥水跃结构12的锥面母线夹角为120°～170°，反向复锥水跃结构12的径向长度为煤泥旋流重选柱筒体4直径的1/12～1/8。
所述煤泥旋流重选柱筒体4上部切向设置的入料管3呈方形。在该方形切向入料管3位于筒体4一侧设置有斜挡板15。该斜挡板15与入料管3的轴线夹角为10°～15°。方形入料管3通过设置斜挡板15使入料口面积缩小到原面积的1/2。
所述内溢流管9通过内溢流管支架14与上盖法兰10固定，且与煤泥旋流重选柱筒体4同心。内溢流管9的外壁与外溢流套管5套装在一起。在外溢流套管5的上端固接有外溢流套管支架8，该外溢流套管支架8上部连接调整丝杠7。该调整丝杠7的上部螺纹连接有调节手轮1。
所述外溢流套管5、外溢流套管支架8、丝杠7及调节手轮1通过调节支架2固连在筒体4的上盖法兰10上。筒体4的下端通过连接法兰11与锥体6固接。
所述外溢流套管5的内径为煤泥旋流重选柱筒体4直径的1/4～1/3。它***筒体4内部的深度可通过丝杠7调整实现。外溢流套管5的调整范围最低位置与煤泥旋流重选柱筒体4的下沿齐平，最高位置与煤泥旋流重选柱筒体4的轴向中心面齐平，即与内溢流管9下沿齐平。在此范围内通过调整外溢流套管5***筒体4内部的深度，用以实现煤泥旋流重选柱分选密度的调整。
所述煤泥旋流重选柱筒体4的高度为筒体4直径的1.4～1.6倍。
本发明煤泥旋流重选柱的工作原理如下：细粒煤和水混合成均匀矿浆借助渣浆泵或定压箱以一定压力(0.10～0.15MPa)由入料管3沿切线方向给入筒体4。由于受到筒体4器壁的阻碍作用，矿浆在筒体4内形成旋转，在离心力的作用下，颗粒被甩向器壁的同时基本完成按密度分层。颗粒床层沿筒体4的器壁旋转向下运动，经过锥体6上半段后遇到反向复锥水跃结构12，床层及液流产生水跃。利用水跃处的旋滚流增大床层颗粒间相对剪切速度，加大颗粒床层松散程度。此时高密度细粒转移到颗粒床层最底部，同时通过空间位置置换，低密度较粗颗粒上浮到颗粒床层的最顶部，完成析离分层。反向复锥水跃结构12后段产生的向心旋转上升流的速度分布规律是自上而下梯度减小，底层高密度颗粒由于靠近器壁流速很低不能进入上升流直接从底流口13做为高密度物排出机体外，从而减小了此类矿粒进入低密度物的机会。上层颗粒随水跃产生的向心旋转上升流在重力场和离心力场构成的复合力场中进行干扰沉降，上层低密度颗粒由于密度小而受到较小的重力与离心力，且上层液流流速较大，从而不能克服向心旋转上升流的流体曳力做向上和向心运动，进入重选柱中心设置的外溢流套管5的内溢流管9成低密度产物。中间密度颗粒由于受到较大的离心力，克服流体曳力向器壁运动，再次进入靠近筒体4或锥体6上部的旋转下降流，重新经过反向复锥水跃结构12进行再选。煤泥旋流重选柱装置集颗粒的粗选-精选-扫选于一身，分选精度高。
本发明将水跃引入深水层重力分选过程，利用水跃产生的介于跃首与跃尾位置的旋涡提高细颗粒床层间的散压强，增强床层松散与析离分层，借助水跃后段的向心旋转上升流实现对已分层物料的搬运分离。提高了分选精度和分选效率。

Claims (7)

1.一种煤泥旋流重选柱，包括煤泥旋流重选柱筒体(4)，筒体(4)上部切向设置的入料管(3)，筒体(4)内部与筒体(4)同轴心设置的溢流管，筒体(4)下端通过连接法兰(11)密封固接的锥体(6)，在锥体(6)下部中心开设有圆形底流口(13)；其特征在于：所述煤泥旋流重选柱筒体(4)下端的锥体(6)内部设置有反向复锥水跃结构(12)，含有该反向复锥水跃结构(12)的锥体(6)设计呈正锥-反锥-正锥型；筒体(4)内部与筒体(4)同轴心设置的溢流管由内溢流管(9)和外溢流套管(5)组成；内溢流管(9)通过上盖法兰(10)固接于筒体(4)的上端，外溢流套管(5)密封地套装于内溢流管(9)的外壁，外溢流套管支架(8)通过丝杠(7)与调节支架(2)连接。
2.根据权利要求1所述的煤泥旋流重选柱，其特征在于：所述反向复锥水跃结构(12)沿锥体(6)的中部圆周设计，该反向复锥水跃结构(12)的锥面母线夹角为120°～170°，反向复锥水跃结构(12)的径向长度为煤泥旋流重选柱筒体(4)直径的1/12～1/8。
3.根据权利要求1所述的煤泥旋流重选柱，其特征在于：所述内溢流管(9)通过内溢流管支架(14)与上盖法兰(10)固定，并穿越上盖法兰(10)的中心***筒体(4)的腔体内。
4.根据权利要求1所述的煤泥旋流重选柱，其特征在于：所述外溢流套管(5)的上端固接有外溢流套管支架(8)，该外溢流套管支架(8)的上部连接有丝杠(7)，丝杠(7)与调节支架(2)连接并通过螺纹连接调节手轮(1)。
5.根据权利要求1所述的煤泥旋流重选柱，其特征在于：所述外溢流套管(5)的调整范围是最低位置与煤泥旋流重选柱筒体(4)的下沿齐平，最高位置与内溢流管(9)下沿齐平。
6.根据权利要求1所述的煤泥旋流重选柱，其特征在于：所述煤泥旋流重选柱筒体(4)上部切向设置的入料管(3)呈方形，在该方形切向入料管(3)位于筒体(4)一侧设置有斜挡板(15)，该斜挡板(15)与入料管(3)的轴线夹角为10°～15°。
7.根据权利要求1所述的煤泥旋流重选柱，其特征在于：所述外溢流套管(5)的内径为煤泥旋流重选柱筒体(4)直径的1/4～1/3。
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