CN111085332A - 一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器 - Google Patents

一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器 Download PDF

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丁林
何昊宇
王刚
杨仲卿
李宗庆
冉景煜
刘登科
蒲舸
张力
闫云飞
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    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/28—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
    • B03B5/30—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions
    • B03B5/32—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions using centrifugal force
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Abstract

本发明提供一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，包括一段旋流器和二段旋流器，一段旋流器包括串联的第一圆筒段和以指数函数曲线过渡的光滑过渡段，光滑过渡段一端设有精煤出口且该端外壁上设有与筒体相切的大小介质液入管，第一圆筒段另一端设有原煤进口且该端外壁上还设有中矸出口，一段旋流器外壁上还设有二次调节管，二段旋流器包括串联的第二圆筒段和圆锥段，第二圆筒段通过连接管与第一圆筒段中矸出口连接，第二圆筒段一端设有中煤出口，圆锥段另一端设有矸石出口，精煤出口和中煤出口对应出口管道上位于筒体端面处套接有中空锥型环。本申请提供的重介质旋流器分选效率高、原煤适应性强、可减少细粒煤被中煤矸石夹带。

Description

一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器
技术领域
本发明涉及矿用分选设备技术领域，具体涉及一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器。
背景技术
重介质旋流器主要根据颗粒密度的不同来分离颗粒，用于煤炭、铁矿石和钻石等矿物。随着人们对低品位矿石的生产和处理需求的增加，各种矿产行业的细矿产量也日益增加。重介质旋流器的分离效率受气流中颗粒浓度分布的影响，根据水平流分离理论，具有层流流场(即颗粒分布均匀)的惯性分离器比具有湍流场(即颗粒分布不均匀)的惯性分离器表现出更好的分离效率，所以为了进行高效率的底粒度级分类，应该降低流体湍流度。本发明的发明人经过研究发现，传统的重介质旋流器由于具有较高的粗、细粒度的颗粒夹带问题，因而通常限制了对细粒的高效分类，这就需要改变重介质旋流器的设计理念，用最小的扰动来处理细颗粒。
发明内容
针对现有重介质旋流器由于具有较高的粗、细粒度的颗粒夹带问题，因而通常限制了对细粒高效分类的技术问题，本发明提供一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，该旋流器能实现对细煤粒有更高分选效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，包括一段旋流器和二段旋流器，所述一段旋流器包括第一圆筒段和以指数函数曲线过渡的光滑过渡段，所述光滑过渡段一端设有精煤出口，所述光滑过渡段一端外壁上还设有与筒体相切并与内部连通的大介质液入管和小介质液入管，所述光滑过渡段另一端与第一圆筒段一端串联，所述第一圆筒段另一端设有原煤进口，所述第一圆筒段另一端外壁上还设有中矸出口，所述一段旋流器外壁上设有可对旋流器介质液供给进行二次调节的二次调节管，所述二段旋流器包括第二圆筒段和圆锥段，所述第二圆筒段通过连接管与第一圆筒段的中矸出口连接，所述第二圆筒段一端设有中煤出口，另一端与所述圆锥段一端串联，所述圆锥段另一端设有矸石出口，所述精煤出口和中煤出口对应出口管道上位于筒体端面处套接有置于筒体内部的中空锥型环。
进一步，所述光滑过渡段曲线的指数函数为r＝a+bexp(-2.26z1.15)；其中，r为筒体半径，a、b为系数，z为筒体轴向长度，exp(.)是以自然常数e为底的指数函数。
进一步，所述第一圆筒段和光滑过渡段通过法兰连接成一体结构。
进一步，所述一段旋流器外壁上等间距设有多个二次调节管，每个所述二次调节管与一段旋流器相切且直径为小介质液入管管径的0.2～0.6倍。
进一步，所述锥型环两端的环宽比R1/R2为1～1.57，所述锥型环的高度H大于中矸出口对应出口管道的管径，且不大于精煤出口和中煤出口对应出口管道***筒体内的长度。
与现有技术相比，本发明提供的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器工作时，原煤和10～20％的重介质悬浮液从原煤进口进入一段旋流器，同时80～90％的重介质悬浮液从大小介质液入管切向在锥型环的作用下以较低的湍流度进入一段旋流器，即锥型环的作用就是通过减少湍流度来减少夹带，而大介质液入管起到主要供给介质液作用，小介质液入管作为一次调节口对重介质旋流器的介质供给进行调节，矿粒在离心力的作用下实现分离，具体高密度的矿粒由中心向旋流器壁运动，经过中矸出口和连接管运动到二段旋流器，而密度较小的矿粒由精煤出口排出一段旋流器，在此期间，位于一段旋流器上的二次调节管可对旋流器的介质液供给进行二次调节；之后，进入二段旋流器的矿粒在二段旋流器中实现分离，高密度的矿粒由矸石出口排出成为尾矿产品，较低密度的矿粒由中煤出口排出。因此，本申请提供的这种旋流器分选效率高、原煤适应性强、可减少细粒煤被中煤矸石夹带的问题。
附图说明
图1是本发明提供的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器结构示意图。
图2是本发明提供的锥型环的剖视示意图。
图3是本发明提供的锥型环与一段旋流器的配合剖视图。
图4是本发明提供的锥型环与二段旋流器的配合剖视图。
图5是本发明提供的一种二次调节管的布置方式示意图。
图6是本发明提供的另一种二次调节管的布置方式示意图。
图7是本发明提供的又一种二次调节管的布置方式示意图。
图中，1、一段旋流器；11、第一圆筒段；12、光滑过渡段；13、精煤出口；14、大介质液入管；15、小介质液入管；16、原煤进口；17、二次调节管；2、二段旋流器；21、第二圆筒段；22、圆锥段；23、中煤出口；24、矸石出口；3、连接管；4、锥型环。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1至图7所示，本发明提供一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，包括一段旋流器1和二段旋流器2，所述一段旋流器1包括第一圆筒段11和以指数函数曲线过渡的光滑过渡段12，所述光滑过渡段12一端设有精煤出口13，所述光滑过渡段12一端外壁上还设有与筒体相切并与内部连通的大介质液入管14和小介质液入管15，所述大介质液入管14起到主要供给介质液作用，所述小介质液入管15作为一次调节口对重介质旋流器的介质供给进行调节，所述光滑过渡段12另一端与第一圆筒段11一端串联，所述第一圆筒段11另一端设有原煤进口16，所述第一圆筒段11另一端外壁上还设有中矸出口，所述一段旋流器1外壁上设有可对旋流器介质液供给进行二次调节的二次调节管17，所述二次调节管17可设在一段旋流器1全段任何位置，具体可设在第一圆筒段11或/和光滑过渡段12外壁上，所述二段旋流器2包括第二圆筒段21和圆锥段22，所述第二圆筒段21通过连接管3与第一圆筒段11的中矸出口连接，所述第二圆筒段21一端设有中煤出口23，另一端与所述圆锥段22一端串联，所述圆锥段22另一端设有矸石出口24，所述精煤出口13和中煤出口23对应出口管道上位于筒体端面处套接有置于筒体内部的中空锥型环4，即在所述精煤出口13的出口管道和中煤出口23的出口管道上位于筒体端面处套接有中空锥型环4，且该中空锥型环4置于光滑过渡段12和第二圆筒段21对应的筒体内部。
作为具体实施例，所述光滑过渡段12曲线的指数函数为r＝a+bexp(-2.26z1.15)；其中，r为筒体半径，a、b为系数，z为筒体轴向长度，exp(.)是以自然常数e为底的指数函数。
作为具体实施例，所述第一圆筒段11和光滑过渡段12通过法兰连接成一体结构，由此可以方便组装，有利于流场稳定性。
作为具体实施例，所述一段旋流器1外壁上等间距设有多个二次调节管17，每个所述二次调节管17与一段旋流器1相切且直径为小介质液入管15管径的0.2～0.6倍，由此可以有效调节流量。当然，本领域技术人员在前述实施例的基础上，也可以根据需要只设置一个二次调节管17来实现质液供给二次调节。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述锥型环4两端的环宽比R1/R2为1～1.57，所述锥型环4的高度H大于中矸出口对应出口管道的管径，且不大于精煤出口13和中煤出口23对应出口管道***筒体内的长度，采用前述锥型环4的相关参数设置，由此可以减少悬浮液进入时的湍流度。
与现有技术相比，本发明提供的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器工作时，原煤和10～20％的重介质悬浮液从原煤进口进入一段旋流器，同时80～90％的重介质悬浮液从大小介质液入管切向在锥型环的作用下以较低的湍流度进入一段旋流器，即锥型环的作用就是通过减少湍流度来减少夹带，而大介质液入管起到主要供给介质液作用，小介质液入管作为一次调节口对重介质旋流器的介质供给进行调节，矿粒在离心力的作用下实现分离，具体高密度的矿粒由中心向旋流器壁运动，经过中矸出口和连接管运动到二段旋流器，而密度较小的矿粒由精煤出口排出一段旋流器，在此期间，位于一段旋流器上的二次调节管可对旋流器的介质液供给进行二次调节；之后，进入二段旋流器的矿粒在二段旋流器中实现分离，高密度的矿粒由矸石出口排出成为尾矿产品，较低密度的矿粒由中煤出口排出。因此，本申请提供的这种旋流器分选效率高、原煤适应性强、可减少细粒煤被中煤矸石夹带的问题。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，其特征在于，包括一段旋流器和二段旋流器，所述一段旋流器包括第一圆筒段和以指数函数曲线过渡的光滑过渡段，所述光滑过渡段一端设有精煤出口，所述光滑过渡段一端外壁上还设有与筒体相切并与内部连通的大介质液入管和小介质液入管，所述光滑过渡段另一端与第一圆筒段一端串联，所述第一圆筒段另一端设有原煤进口，所述第一圆筒段另一端外壁上还设有中矸出口，所述一段旋流器外壁上设有可对旋流器介质液供给进行二次调节的二次调节管，所述二段旋流器包括第二圆筒段和圆锥段，所述第二圆筒段通过连接管与第一圆筒段的中矸出口连接，所述第二圆筒段一端设有中煤出口，另一端与所述圆锥段一端串联，所述圆锥段另一端设有矸石出口，所述精煤出口和中煤出口对应出口管道上位于筒体端面处套接有置于筒体内部的中空锥型环。
2.根据权利要求1所述的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，其特征在于，所述光滑过渡段曲线的指数函数为r＝a+bexp(-2.26z1.15)；
其中，r为筒体半径，a、b为系数，z为筒体轴向长度，exp(.)是以自然常数e为底的指数函数。
3.根据权利要求1所述的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，其特征在于，所述第一圆筒段和光滑过渡段通过法兰连接成一体结构。
4.根据权利要求1所述的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，其特征在于，所述一段旋流器外壁上等间距设有多个二次调节管，每个所述二次调节管与一段旋流器相切且直径为小介质液入管管径的0.2～0.6倍。
5.根据权利要求1所述的带锥型环的指数形可二次介质调节的重介质旋流器，其特征在于，所述锥型环两端的环宽比R1/R2为1～1.57，所述锥型环的高度H大于中矸出口对应出口管道的管径，且不大于精煤出口和中煤出口对应出口管道***筒体内的长度。
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