CN104524824B - 一种浓密机的进料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浓密机的进料装置，包括进料筒，进料筒分为上部的混合区域和下部的分散区域，混合区域分为两个旋流区；由外圈板、内圈板和螺旋底板构成的溜槽形成了第一旋流区，进料管切向***外圈板至第一旋流区；由内圈板和底板形成第二旋流区，螺旋底板螺旋下降，其下端与底板相接；在第二旋流区内靠着内圈板内侧的圆周上分布着若干个径向导流紊流锥和加药喷嘴；分散区域设置有两级纵向紊流分散圈板和一稳流底板。分散区域的底端设有分散锥，分散锥与分散区域的筒壁之间的间隙可调。可实现给入料浆的空间均匀混合、料浆与絮凝剂的有效混合以及混合物快速高效分散的进料装置，最终提升浓密机给料过程中的混合分散性能。

Description

一种浓密机的进料装置

技术领域

本发明涉及一种浓密机，尤其涉及一种浓密机的进料装置。

背景技术

浓密机主要用于矿山、水处理、环保等领域，是将低浓度的物料浓缩至一定浓度，同时获得可回收的澄清水。现代高效浓密机主要是通过添加絮凝剂来促使物料快速沉降浓缩，而浓密机内的进料装置则起着混合絮凝剂、分散矿浆的作用，被认为是浓密机的关键技术。常规进料装置为一个伸入浓密机中下部的圆筒，矿浆径向给入圆筒内，无序自流入浓密机浓相层。这种进料装置结构虽简单，但混合效率低下，无法适应伴有絮凝剂添加过程的高效浓密机。对此，人们相继开发出了各种构造新颖、性能优越的进料装置，但其混合和分散效率仍有很大的提升空间，还需要进一步的研究。

浓密过程一般涉及脱气、加药、稀释、混合、输送、分散等环节。常规进料装置一般由进料管、进料筒和分散锥构成。进料管采用径向或切向将物料给入进料筒内，物料通过进料筒进入浓密机下部位置，经分散锥分散到浓相层。脱气过程通常有专门的脱气装置，而药剂添加一般直接用药管加入进料筒内，靠自然混合分散。

现有技术一，中国专利CN202410260U公布了一种浓密机给料井结构，如图1所示，其采用切向给料并在进料筒内设有导流栅栏，高速进入的矿浆受导流栅栏的扰动而产生混合作用，矿浆靠导流栅栏实现均匀混合。

现有技术二，美国专利US8021559B2公布了一种浓密装置及浓缩方法，如图2a、2b所示，进料装置横截面上水平布置有多个扇叶(或多孔板)，矿浆切向给入进料筒混合后再经过水平截面布置的扇叶(或多孔板)使进料均匀分散。

现有技术三，中国专利CN103260718B公布了一种浓密机的给料井，如图3所示，其主要特征在于具有限定液体流动的具有曲面特性的侧壁，同时也指出给料井内布置有一个或多个流动控制结构。流动控制结构可用于帮助消散来自泥浆流动的能量和/或将离心流引至给料井的中间部分。

上述现有技术至少存在以下缺陷：

现有技术一般采取切向给料，利用旋转流使料浆在进料筒内部周向均匀分布，然而旋转运动产生的离心力会使大小不同的颗粒物产出分离分层，不利于大小颗粒的混合。图1所示专利解决方案为增加导流栅栏，增强对旋转流料浆的扰动，实现分散；图2a、2b所示专利则是在进料筒横截面设置多个扇片或多孔板，对上下通过的料浆进行混合分散；图3所示专利在旋转流通道上设置流动控制结构，其功能是将沿着外壁内侧进行旋转运动的料浆导入进料筒中心部位，使其继续向下运动，所述流动控制结构可以对料浆起到一定的扰动混合作用。以上现有技术都忽视了料浆旋流过程中大小颗粒受离心力作用而产生的分层现象，都属于横截面或纵截面上的二维混合，空间混合能力差。同时，现有进料装置技术也没有对絮凝剂添加和混合给出有效的解决措施，因此其总体混合效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合分散性能好的浓密机的进料装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的浓密机的进料装置，包括进料筒，所述进料筒分为上部的混合区域和下部的分散区域，所述混合区域分为两个旋流区，分别为第一旋流区和第二旋流区；

由外圈板、内圈板和螺旋底板构成的溜槽形成了所述第一旋流区，进料管切向***所述外圈板至所述第一旋流区，进料管的出口与所述螺旋底板的上端部相接；

由内圈板和底板形成所述第二旋流区，所述螺旋底板螺旋下降，其下端与所述底板相接，使所述第一旋流区过渡到所述第二旋流区；

在所述第二旋流区内靠着内圈板内侧的圆周上分布着若干个径向导流紊流锥，所述径向导流紊流锥的迎料面为斜面、背料面为立面，紧挨着所述径向导流紊流锥的立面一侧安装有加药喷嘴；

所述分散区域通过筒壁与所述混合区域相连接，在所述分散区域的垂直空间的上部和中部设置有两级纵向紊流分散圈板，下部设置有一稳流底板。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的浓密机的进料装置，由于进料筒分为上部的混合区域和下部的分散区域，混合区域分为两个旋流区，分散区域的垂直空间的上部和中部设置有两级纵向紊流分散圈板，下部设置有一稳流底板，不需依靠外部结构、只需通过内部结构即可实现给入料浆的空间均匀混合、料浆与絮凝剂的有效混合以及混合物快速高效分散的进料装置，最终提升浓密机给料过程中的混合分散性能。

附图说明

图1为现有技术中的一种浓密机给料井的结构示意图；

图2a、图2b分别为现有技术中的一种浓密机给料井的结构示意图；

图3为现有技术中的带有流动控制结构的给料井的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的浓密机的进料装置的整体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的浓密机的进料装置的俯视结构示意图；

图6为图5的I部放大图；

图7a、图7b、图7c分别为本发明实施例中稳流底板的结构示意图；

图8a为本发明实施例中纵向紊流分散圈板的结构示意图；

图8b为图8a的A-A向结构示意图。

图中：

21-上部圆筒结构，23-进料管，24-导流栅栏；

1-螺杆；2-进料管；3-螺旋底板；4-底板；5-径向导流紊流锥；6-筒壁；7-分散锥；8-调节垫圈；9-稳流底板；10-纵向紊流分散圈板；11-加药喷嘴；12-外圈板；13-内圈板，10-1、10-2扇板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的浓密机的进料装置，其较佳的具体实施方式是：

包括进料筒，所述进料筒分为上部的混合区域和下部的分散区域，所述混合区域分为两个旋流区，分别为第一旋流区和第二旋流区；

由外圈板、内圈板和螺旋底板构成的溜槽形成了所述第一旋流区，进料管切向***所述外圈板至所述第一旋流区，进料管的出口与所述螺旋底板的上端部相接；

由内圈板和底板形成所述第二旋流区，所述螺旋底板螺旋下降，其下端与所述底板相接，使所述第一旋流区过渡到所述第二旋流区；

在所述第二旋流区内靠着内圈板内侧的圆周上分布着若干个径向导流紊流锥，所述径向导流紊流锥的迎料面为斜面、背料面为立面，紧挨着所述径向导流紊流锥的立面一侧安装有加药喷嘴；

所述分散区域通过筒壁与所述混合区域相连接，在所述分散区域的垂直空间的上部和中部设置有两级纵向紊流分散圈板，下部设置有一稳流底板。

所述外圈板的上端部法兰上安装有4个调节整个装置上下位置的螺杆。

所述纵向紊流分散圈板上安装有若干个设有夹角的扇板。

所述稳流底板上开有若干个长条形狭缝空隙。

纵向紊流分散圈板和稳流底板为拆卸结构；

所述分散区域的底端通过螺栓连接着一个分散锥，所述分散锥与所述分散区域的筒壁之间设有间隙，所述螺栓上设有调节垫圈。

本发明的浓密机的进料装置，不需依靠外部结构、只需通过内部结构即可实现给入料浆的空间均匀混合、料浆与絮凝剂的有效混合以及混合物快速高效分散的进料装置，最终提升浓密机给料过程中的混合分散性能。

具体实施例：

如图4至图8b所示，主要由进料管、进料筒、径向紊流导流锥、纵向紊流分散圈板、稳流底板、分散锥和提升杆等组成。进料筒分为上下两个区域，上部区域主要以混合为主，下部区域主要以分散为主。上部区域又分为两个旋流区，外圈板12、内圈板13和螺旋底板3之间构成的溜槽形成了第一旋流区，进料管2切向***外圈板12，出口与螺旋底板3的上端部相接；内圈板13和底板4形成第二旋流区，螺旋底板3螺旋下降，下端与底板4相接，从而过渡到第二旋流区；在第二旋流区内靠着内圈板13内侧的圆周上分布着若干个径向导流紊流锥5，径向导流紊流锥5斜面倾向装置中心方向，在径向导流紊流锥5的立面一侧紧挨着安装有加药喷嘴11；外圈板12的上端部法兰上安装有可调节整个装置上下位置的4个螺杆1。下部区域通过筒壁6与上部区域相连接，在下部区域的垂直空间上设置有两级纵向紊流分散圈板10，纵向紊流分散圈板10上安装有若干个成一定角度的扇板10-1和10-2，下部区域的底端设置有一稳流底板9，稳流底板9上开有若干个长条形狭缝空隙，纵向紊流分散圈板10稳流底板9可根据需要进行拆卸；下部区域的底端通过螺栓连接着一个分散锥7，分散锥7与下部区域的筒壁6之间的间隙可以通过增加或减少调节垫圈8进行调节。

本发明有以下主要的创新之处：

进料装置分为上、下两个区域，上部区域以混合为主，下部区域以分散为主；上部区域又分为内、外两级旋流区，而下部区域设置有多级紊流分散装置。

外部旋流区采用螺旋溜槽构造，由高到底平滑过渡，保障了其内料浆较高的旋流速度。

内部旋流区设置有径向紊流导流锥，紧贴导流锥立面位置设置有絮凝剂添加用的药剂喷嘴。

下部区域的上中部位置设置有纵向紊流分散圈板，纵向紊流分散圈板的扇板由两块平板拼接成一定角度，形成水平方向的上、下坡结构特征。

下部区域底端设置有稳流底板，稳流底板上开有若干长条形狭缝，该长条形狭缝也可设置成圆孔、方孔等形状。

分散锥可通过增加垫片来上、下调节，控制分散空隙的大小。

整个进料装置可通过固定在上端面法兰上的螺杆来调节整体的高低位置。

本发明的工作原理及效果是：

料浆以一定速度从进料管切向给入进料装置上部区域，首先在外部旋流区做旋流运动。在离心力作用下，由于质量的不同，料浆内的气泡与液体及内部固体颗粒产生分离，聚集的气泡最终会从料浆内部溢出消散，从而起到脱气消泡的效果，在这一过程中大小比重不同的颗粒也发生了分层现象。脱气后的料浆沿着螺旋溜槽继续做旋流运动，螺旋向下行进的溜槽保障了进入内部旋流区的料浆流速。具有一定流速的料浆在内部旋流区旋流过程中通过设置在该区域的径向紊流导流锥，分层的料浆中处于圆周外侧的大比重颗粒在径向导流及惯性力作用下向中心偏移，而小比重颗粒由于处于圆周运动的内侧，惯性力又较小，受导流作用不强，会向前继续做圆周运动，大小比重颗粒物运动轨迹交叉，这就产生了大小颗粒分离后的第一次混合。当混合还不充分的料浆流经过径向紊流导流锥的尖角时，由于锥的立面侧压力骤减，料浆在压差的作用下连续形成小涡旋，大小颗粒物会在此相互裹挟，完成第二次混合。在第二次混合过程中，导流锥立面侧设置的药剂喷嘴会将絮凝剂及时喷入形成的小涡旋中，使得料浆与絮凝剂快速高效混合。混合了药剂的小涡旋在导流锥导向的作用下，朝着进料装置的中心移动。

混合后的料浆进入下部区域，首先会经过一级纵向紊流分散圈板，对料浆进行第三次紊流混合，同时还对料浆起到分散和消能作用。由于刚进入下部区域筒内的料浆还具有较高的水平运动速度，纵向紊流分散圈板上的扇板被设计成上、下坡状构造，在水平流动惯性力以及重力作用下，再次进行大小颗粒的混合。同时由于大面积扇板的存在，缩短了颗粒物的沉降距离，从而可加速大小颗粒物的沉降凝结过程。料浆继续向下经过第二级纵向紊流分散圈板，此时混合效率降低，更主要表现为分散和消能作用。混合完全、分散均匀的料浆继续向下经过筒壁底端的稳流底板，进一步消除径向运动流，最终料浆流得到稳定并只具有缓慢的纵向下降流。稳流底板上设置有若干长条狭缝空隙，弱絮凝状态的料浆经过狭缝时会被切割成具有网状特性的片状絮体，由分散锥再分散到整个浓密机槽体内，小片状絮体在絮凝剂的作用下，在槽体内进一步联接为一层较大的网状絮体，从而达到网捕效果。此外，分散锥空隙可调，进料装置上下也可调。上述功能将整体提升浓密机的综合浓密效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种浓密机的进料装置，其特征在于，包括进料筒，所述进料筒分为上部的混合区域和下部的分散区域，所述混合区域分为两个旋流区，分别为第一旋流区和第二旋流区；

由外圈板、内圈板和螺旋底板构成的溜槽形成了所述第一旋流区，进料管切向***所述外圈板至所述第一旋流区，进料管的出口与所述螺旋底板的上端部相接；

由内圈板和底板形成所述第二旋流区，所述螺旋底板螺旋下降，其下端与所述底板相接，使所述第一旋流区过渡到所述第二旋流区；

在所述第二旋流区内靠着内圈板内侧的圆周上分布着若干个径向导流紊流锥，所述径向导流紊流锥的迎料面为斜面、背料面为立面，紧挨着所述径向导流紊流锥的立面一侧安装有加药喷嘴；

所述分散区域通过筒壁与所述混合区域相连接，在所述分散区域的垂直空间的上部和中部设置有两级纵向紊流分散圈板，下部设置有一稳流底板。

2.根据权利要求1所述的浓密机的进料装置，其特征在于，所述外圈板的上端部法兰上安装有4个调节整个装置上下位置的螺杆。

3.根据权利要求1所述的浓密机的进料装置，其特征在于，所述纵向紊流分散圈板上安装有若干个设有夹角的扇板。

4.根据权利要求1所述的浓密机的进料装置，其特征在于，所述稳流底板上开有若干个长条形狭缝空隙。

5.根据权利要求1所述的浓密机的进料装置，其特征在于，纵向紊流分散圈板和稳流底板为可拆卸结构。

6.根据权利要求1至5任一项所述的浓密机的进料装置，其特征在于，所述分散区域的底端通过螺栓连接着一个分散锥，所述分散锥与所述分散区域的筒壁之间设有间隙，所述螺栓上设有调节垫圈。