CN116586209B - 新型三段重介质旋流器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型三段重介质旋流器，涉及物料分选技术领域，新型三段重介质旋流器包括：一段旋流器、二段旋流器和三段旋流器，二段旋流器和三段旋流器的入料管均通过连接管与一段旋流器的出料筒相连通；出料筒内沿着轴向方向设置有隔板，隔板将出料筒分隔为第一通道和第二通道，隔板能够分隔内层轻物料和外层重物料，以使内层轻物料通过第一通道流入二段旋流器内，外层重物料通过第二通道流入三段旋流器内。由于内层轻物料和外层重物料能够分层进入出料筒，再通过隔板将内层轻物料和外层重物料分隔开，外层重物料进入三段旋流器分选，能够较大程度地回收中煤中夹带的精煤，降低精煤损失，提高精煤产率，增加选煤厂的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及物料分选技术领域，尤其是涉及一种新型三段重介质旋流器。
背景技术
重介质旋流器是用重悬浮液或重液作为介质，在外加压力产生的离心场和密度场中，把轻产物和重产物进行分离的一种特定结构的设备，是目前重力选煤方法中效率最高的一种设备。
在重介质旋流器中，精煤会随着内螺旋的方向运动，并由溢流口被分选，矸石以及其他杂质会随着外螺旋的方向运动，由重介质旋流器底部的出料口排出。
但是，会有部分精煤夹带在矸石以及其他杂质中由出料口排出，导致中煤中夹带精煤，精煤产率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型三段重介质旋流器，以解决现有技术中新型三段重介质旋流器排出的中煤夹带精煤的技术问题。
本发明提供的新型三段重介质旋流器，包括：一段旋流器、二段旋流器和三段旋流器，所述二段旋流器和三段旋流器的入料管均通过连接管与所述一段旋流器的出料筒相连通；
所述出料筒内沿着轴向方向设置有隔板，所述隔板将所述出料筒分隔为第一通道和第二通道，所述隔板能够分隔内层轻物料和外层重物料，以使内层轻物料通过第一通道流入二段旋流器内，外层重物料通过第二通道流入三段旋流器内。
进一步地，所述隔板的一端与所述出料筒的出口端转动连接并形成转轴，所述隔板能够绕转轴转动，以改变第一通道和第二通道的尺寸。
进一步地，所述隔板与所述出料筒固定连接。
进一步地，所述隔板的自由端朝向一段旋流器内部的壁面为弧形结构，所述弧形结构与一段旋流器的内表面曲率相同。
进一步地，所述二段旋流器的内径和所述三段旋流器的内径均小于所述一段旋流器的内径。
进一步地，所述二段旋流器和三段旋流器的中心轴在一条直线上，且均与所述一段旋流器的中心轴按照预设角度设置。
进一步地，根据原煤煤质确定出所述预设角度。
进一步地，所述一段旋流器、所述二段旋流器和所述三段旋流器的安装角度均为0°-30°。
进一步地，所述连接管的管径沿着远离所述出料筒的方向变小。
进一步地，所述一段旋流器为无压重介质旋流器，所述二段旋流器和所述三段旋流器均为有压重介质旋流器。
本发明提供的新型三段重介质旋流器，包括：一段旋流器、二段旋流器和三段旋流器，所述二段旋流器和三段旋流器的入料管均通过连接管与所述一段旋流器的出料筒相连通；所述出料筒内沿着轴向方向设置有隔板，所述隔板将所述出料筒分隔为第一通道和第二通道，所述隔板能够分隔内层轻物料和外层重物料，以使内层轻物料通过第一通道流入二段旋流器内，外层重物料通过第二通道流入三段旋流器内。由于内层轻物料和外层重物料能够分层进入出料筒，再通过隔板将内层轻物料和外层重物料分隔开，使内层轻物料进入二段旋流器，能够将一段旋流器排出的中煤中夹带的精煤分选出来，而外层重物料进入三段旋流器分选，能够较大程度地回收中煤中夹带的精煤，降低精煤损失，提高精煤产率，增加选煤厂的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的新型三段重介质旋流器的结构示意图;
图2是图1的A向剖视图；
图3是图1的B-B向剖面图；
图4是本发明实施例提供的新型三段重介质旋流器中一段旋流器的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的新型三段重介质旋流器中二段旋流器的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的新型三段重介质旋流器中三段旋流器的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的具有转轴的新型三段重介质旋流器的结构示意图。
图标：1-一段旋流器；2-原煤入口；3-一段溢流口；4-合介入口；5-出料筒；6-隔板；7-连接管；8-二段旋流器；9-二段旋流器的入料管；10-二段溢流口；11-二段底流口；12-三段旋流器；13-三段旋流器的入料管；14-三段溢流口；15-三段底流口；16-转轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种新型三段重介质旋流器，下面给出多个实施例对本发明提供的新型三段重介质旋流器进行详细描述。
本实施例提供的新型三段重介质旋流器，如图1至图7所示，包括：一段旋流器1、二段旋流器8和三段旋流器12，二段旋流器8和三段旋流器12的入料管均通过连接管与一段旋流器1的出料筒5相连通；出料筒5内沿着轴向方向设置有隔板6，隔板6将出料筒5分隔为第一通道和第二通道，隔板6能够分隔内层轻物料和外层重物料，以使内层轻物料通过第一通道流入二段旋流器8内，外层重物料通过第二通道流入三段旋流器12内。
具体地，隔板6的延伸方向沿出料筒5的轴向设置，以将出料筒分隔为第一通道和第二通道。第一通道通过连接管7与二段旋流器的入料管9连通，第二通道通过连接管7与三段旋流器的入料管13连通。
依据新型三段重介质旋流器的分选原理，物料在新型三段重介质旋流器离心力场的作用下，轻物料和重物料发生分层，重物料外圆周运动靠近新型三段重介质旋流器的壁面分布，即处于外层分布；轻物料内圆周运动远离新型三段重介质旋流器的壁面分布，即处于内层分布。
其中，一段旋流器1、二段旋流器8和三段旋流器12均为重介质旋流器。具体地，一段旋流器1还包括原煤入口2、一段溢流口3和合介入口4。
重介质合介液使用渣浆泵由合介入口4沿切向给入一段旋流器1与原煤入口2进入的原煤混合、分选，精煤从一段溢流口3排出，中煤和矸石随着重介质悬浮液进入出料筒5，由于出料筒5与侧壁连通，内层轻物料和外层重物料能够分层进入出料筒5，通过隔板6将出料筒5分隔为第一通道和第二通道，内层轻物料通过第一通道进入二段旋流器8，经过二段旋流器8分选后得到精煤和中煤，外层重物料进入三段旋流器12，经过三段旋流器12分选后得到中煤和矸石。
本实施例提供的新型三段重介质旋流器，内层轻物料和外层重物料能够分层进入出料筒5，再通过隔板6将内层轻物料和外层重物料分隔开，使内层轻物料进入二段旋流器8，能够将一段旋流器1排出的中煤中夹带的精煤分选出来，而外层重物料进入三段旋流器12分选，能够较大程度地回收中煤中夹带的精煤，降低精煤损失，提高精煤产率，增加选煤厂的经济效益。
隔板6能够固定设置在出料筒5中，以将出料筒5分隔为第一通道和第二通道，第一通道连通一段旋流器1和二段旋流器的入料管9，第二通道连通一段旋流器1和三段旋流器的入料管13。
隔板6可以与出料筒5固定连接，也可以与出料筒5活动连接。
在一种可选地实施方式中，隔板6的一端与出料筒5的出口端转动连接并形成转轴16，隔板6能够绕转轴16转动，以改变第一通道和第二通道的尺寸。
其中，第一通道连通一段旋流器1的一端为第一通道的入口，第一通道连通二段旋流器的入料管9的一端为第一通道的出口；第二通道连通一段旋流器1的一端为第二通道的入口，第二通道连通三段旋流器的入料管13的一端为第二通道的出口。
在隔板6绕转轴16转动的过程中，能够改变第一通道和第二通道的尺寸，并能够调节第一通道的入口和第二通道的入口的大小，进而可以分配进入第一通道和第二通道物料量的大小，使进入第一通道和第二通道物料量的大小能够根据原煤质量进行调节，以更加精准地将中煤夹带的精煤分选出。
例如煤质正常时（精煤占原煤60%，中煤占原煤30%，矸石占原煤10%），调节至第一通道的入口和第二通道的入口的大小相等；矸石较多时，则需要更多的物料进入三段旋流器12，需要增加三段旋流器12的入料量，对应调节第一通道的入口小于第二通道的入口；矸石较少时，则需要更多的物料进入二段旋流器8，需要增加二段旋流器8的入料量，对应调节第一通道的入口大于第二通道的入口。
其中，可以是转轴16与出料筒5的出口端固定连接，隔板6与转轴16转动连接，也可以是隔板6与转轴16固定连接，转轴16与出料筒5的出口端转动连接。
在隔板6转动至适合的角度后，隔板6需要固定在该位置，例如，转轴16与隔板6固定连接，转轴16与出料筒5的出口端转动连接，并且转轴16的两端分别伸出出料筒5，可以利用转轴16与出料筒5之间的阻尼将隔板6固定在适合的角度，也可以将转轴16设为螺纹轴，在隔板6转动至适合的位置后，将螺纹轴的两端分别螺纹连接螺母，利用螺纹轴两端的螺母将螺纹轴与出料筒5压紧，使螺纹轴与出料筒5相对固定，还可以将转轴16的一端与电机连接，利用电机转动带动转轴16转动，调节的便捷度和精度较高，在隔板6转动至适合的角度后，电机停机即可将隔板6固定在该位置。此外，转轴16的两端分别伸出出料筒5能够便于用户转动转轴16以调节隔板6的角度。
其中，二段旋流器8还包括二段溢流口10和二段底流口11，三段旋流器12还包括三段溢流口14和三段底流口15。
通过检测二段溢流口10和三段溢流口14的低密度物含量（浮沉试验）来调节隔板6的角度，当二段溢流口10流出的低密度物含量高时，即中煤中夹带较多精煤，调节隔板6增大第一通道的入口，尽可能多地把一段旋流器1出料筒5排出的物料送入二段旋流器8；当二段溢流口10流出的低密度物含量低时，即中煤中夹带较多矸石，调节隔板6减小第一通道的入口，尽可能多地把一段旋流器1出料筒5排出的物料送入三段旋流器12。
根据悬浮液流量平衡计算公式和流量分配设计，得：
其中，D-一段旋流器1的直径；A2-系数，一般取700-800，本实施例中取800；n-指数，取2.5；ε:一段出料流量分配系数；Q-一段旋流器1的流量；Q1-二段旋流器8的流量；Q2-三段旋流器12的流量。
在另一种可选地实施方式中，隔板6与出料筒5固定连接。
其中，隔板6可以与出料筒5通过焊接、粘接或卡接等方式进行固定连接。
在隔板6与出料筒5固定连接时，为了实现较好的分隔效果，隔板6的延伸方向与出料筒5的轴向平行（即隔板6与出料筒5的端面垂直放置）。隔板6的延伸方向与出料筒5的轴向平行，能够使第一通道和第二通道的内径沿其延伸方向是不变的，在第一通道的入口和第二通道的入口调节至适合的大小后，第一通道和第二通道的内径也与其开口大小匹配，使第一通道和第二通道的入料量调节更为准确。
隔板6与出料筒5固定连接时，隔板6的固定位置可以根据煤质进行确定的，以使第一通道的入口和第二通道的入口大小与煤质匹配。
例如煤质正常时（精煤占原煤60%，中煤占原煤30%，矸石占原煤10%），则将隔板6设置于出料筒5的中间位置；矸石较多时，则需要更多的物料进入三段旋流器12，需要增加三段旋流器12的入料量，对应第一通道的入口小于第二通道的入口；矸石较少时，则需要更多的物料进入二段旋流器8，需要增加二段旋流器8的入料量，对应第一通道的入口大于第二通道的入口。并且，隔板6与出料筒5活动连接时，隔板6的调节原理也是这样的。
为调节隔板6的固定位置，可以使隔板6与出料筒5采用卡接或螺纹连接等可拆卸地固定连接方式，在第一通道的入口和第二通道的入口大小需要改变时，可以将隔板6拆卸下来后安装至需要的固定位置。
隔板6朝向侧壁的一端可以为平面结构，也可以为弧形结构。
进一步地，隔板6的自由端朝向一段旋流器1内部的壁面为弧形结构，弧形结构与一段旋流器1的内表面曲率相同。
将隔板6的自由端朝向一段旋流器1内部的壁面为弧形结构，并使弧形结构与一段旋流器1的内表面曲率相同，能够使隔板6适应分层的形成。
进一步地，一段旋流器1内的物料沿一段旋流器1侧壁的切向进入出料筒5。
一段旋流器1内的物料在新型三段重介质旋流器离心力场的作用下，轻物料和重物料发生分层，一段旋流器1内的物料沿侧壁的切向进入出料筒5，使物料进入出料筒5时，能够保持轻物料和重物料分层的状态。
进一步地，二段旋流器8的内径和三段旋流器12的内径均小于一段旋流器1的内径。
由于一段旋流器1的入料量是最大的，二段旋流器8和三段旋流器12的入料量均小于一段旋流器1，因此，二段旋流器8的内径和三段旋流器12的内径均小于一段旋流器1的内径，以使各阶段旋流器的内径与其入料量匹配。
进一步地，二段旋流器8和三段旋流器12的中心轴在一条直线上，且均与一段旋流器1的中心轴按照预设角度设置。
即二段旋流器8的中心轴与三段旋流器12的中心轴平行设置，二段旋流器8的中心轴与一段旋流器的中心轴的夹角按预设角度设置，三段旋流器12的中心轴与一段旋流器的中心轴按预设角度设置。
二段旋流器8和三段旋流器12的中心轴在一条直线上，使二段旋流器8的安装角度与三段旋流器12的安装角度相等，便于二段旋流器8和三段旋流器12的安装布置。
二段旋流器8和三段旋流器12的中心轴均与一段旋流器1的中心轴按照预设角度设置，使用二段旋流器8的安装角度与三段旋流器12的安装角度保持适合的角度，以更精准地分选精煤，有利于排出矸石。
进一步地，根据原煤煤质确定出预设角度。
根据原煤煤质确定出预设角度，能够使预设角度适应不同煤质，从而更精准地分选精煤，也有利于排出矸石。
为了根据原煤煤质确定出预设角度，第一通道与二段旋流器的入料管9可拆卸地连接，第二通道与三段旋流器的入料管13可拆卸地连接，在煤质发生变化需要调节安装角度后，先将一段旋流器1、二段旋流器8和三段旋流器12拆卸开，再重新进行组合。
例如，对于含矸量大的原煤，设备设计时要考虑三段旋流器12内径要加大，三段旋流器12安装角度应加大，这是有利于排矸的安装方式，三段底流口15低于三段溢流口14。
进一步地，一段旋流器1、二段旋流器8和三段旋流器12的安装角度均为0°-30°。
一段旋流器1、二段旋流器8和三段旋流器12的安装角度可以为0°、10°、20°或30°等任意适合的角度。
一段旋流器1、二段旋流器8和三段旋流器12的安装角度均为0°-30°，能够较好地保证精煤的分选效果，并有利于排矸。
其中，一段旋流器1的安装角度即一段旋流器1的轴线与水平面的夹角，二段旋流器8的安装角度即二段旋流器8的轴线与水平面的夹角，三段旋流器12的安装角度即三段旋流器12的轴线与水平面的夹角。
进一步地，连接管的管径沿着远离出料筒5的方向变小。
沿连接管的延伸方向，连接管的管径由靠近出料筒5的一端向远离出料筒5的一端逐渐变小。
由于二段旋流器的入料管9与第一通道的直径不同，连接管的管径沿着远离出料筒5的方向变小，便于二段旋流器的入料管9与第一通道连通，三段旋流器的入料管13与第二通道的直径不同，连接管的管径沿着远离出料筒5的方向变小，便于三段旋流器的入料管13与第二通道连通。
进一步地，一段旋流器1为无压重介质旋流器，二段旋流器8和三段旋流器12均为有压重介质旋流器。
本实施例中，一段旋流器1为圆筒形，二段旋流器8和三段旋流器12均为圆柱圆锥形。
一段旋流器1为无压重介质旋流器，一段旋流器1内分层后的轻物料和重物料，在隔板6的分隔作用下分别进入不同的旋流器进行分选，二段旋流器8和三段旋流器12均为有压重介质旋流器，三段旋流器12分选后得到中煤和矸石，二段旋流器8分选后得到中煤和精煤，一段溢流口3和二段溢流口10均能够得到精煤，可以较大程度回收精煤。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种新型三段重介质旋流器，其特征在于，包括：一段旋流器、二段旋流器和三段旋流器，所述二段旋流器和三段旋流器的入料管均通过连接管与所述一段旋流器的出料筒相连通；
所述出料筒内沿着轴向方向设置有隔板，所述隔板将所述出料筒分隔为第一通道和第二通道，所述隔板能够分隔内层轻物料和外层重物料，以使内层轻物料通过第一通道流入二段旋流器内，外层重物料通过第二通道流入三段旋流器内。
2.根据权利要求1所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述隔板的一端与所述出料筒的出口端转动连接并形成转轴，所述隔板能够绕转轴转动，以改变第一通道和第二通道的尺寸。
3.根据权利要求1所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述隔板与所述出料筒固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述隔板的自由端朝向一段旋流器内部的壁面为弧形结构，所述弧形结构与一段旋流器的内表面曲率相同。
5.根据权利要求4所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述二段旋流器的内径和所述三段旋流器的内径均小于所述一段旋流器的内径。
6.根据权利要求4所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述二段旋流器和三段旋流器的中心轴在一条直线上，且均与所述一段旋流器的中心轴按照预设角度设置。
7.根据权利要求6所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，根据原煤煤质确定出所述预设角度。
8.根据权利要求7所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述一段旋流器、所述二段旋流器和所述三段旋流器的安装角度均为0°-30°。
9.根据权利要求1所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述连接管的管径沿着远离所述出料筒的方向变小。
10.根据权利要求1所述的新型三段重介质旋流器，其特征在于，所述一段旋流器为无压重介质旋流器，所述二段旋流器和所述三段旋流器均为有压重介质旋流器。
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