CN204338304U - 一种固液分级装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种固液分级装置，包括：斗式料筒、溢流槽、流量检测仪、泵池、泵、变速排料设备、浓度计、分流阀、比较控制器、若干连接管道和连接线路，所述溢流槽设置于所述斗式料筒的顶部开口外周，且其底部连接有溢流排料管道，所述分流阀设置于所述溢流排料管道上，且其第一出料端口通过溢流回料管道连接于泵池，所述变速排料设备设置于所述斗式料筒的底部出口，所述流量检测仪设置于溢流槽上，所述浓度计设置于沉沙排出管道上，所述比较控制器连接于所述流量检测仪、变速排料设备、浓度计和分流阀。本实用新型创新引入流量检测仪和浓度计来进行等降分级，实现了固液两相流浆液分级产品粒度和浓度的精确控制，提高了分级质量和效率。

Description

一种固液分级装置

技术领域

本实用新型涉及物料分级技术领域，尤其是涉及一种固液分级装置，更具体的涉及一种可广泛应用于环保、矿山、冶金、建材、化工等行业的固液两相流浆液的分级装置。

背景技术

在环保、矿山、冶金、建材、化工等行业，经常要进行固液两相流浆液的分级操作，尤其是矿浆分级、脱泥作业中，通常都需要将矿浆浆液中的固体粒子按照粒度和比重等差别分级为细粒级产品和粗粒级产品。目前国内外用于固液两相流浆液的分级脱泥设备主要有旋流器、螺旋分级机、浓泥斗、倾斜板浓密箱等，这些设备在使用过程中具有以下主要特点：①旋流器主要用于磨矿闭路分级和脱泥，优点是处理能力大、产品浓度高，磨矿***用水量少；缺点是动力消耗较大，操作难度较高，产品粒度与浓度不好控制，分级效率55%左右；②螺旋分级机用于与磨矿机形成闭路分级，优点是工作稳定，具有自提升功能；缺点是分级前和返砂需要加水调稀矿浆浓度，用水量多，产品矿浆浓度稀，而且处理能力小，分级质效率在35%左右。③浓泥斗主要用于重选工艺脱泥和开路磨矿的预先分级，设备无动力消耗，结构简单，但缺点是沉沙浓度难以控制，排料不通畅，脱泥效率低；④倾斜板浓密箱主要用于脱泥脱水，单位处理能力较大，但具有同浓泥斗一样的沉沙浓度难以控制、排料不通畅、脱泥效率低的缺点。因此现有技术中的固液两相流浆液的分级脱泥设备普遍存在的缺陷是分级效率低、产品粒度与浓度不好控制，无法得到要求的细粒级产品和粗粒级产品。

发明内容

本实用新型基于上述现有技术问题，创新的提出一种全新结构的固液分级装置，尤其对于两相流浆液具有良好的分级效果，本实用新型所述的固液分级装置通过在斗式料筒的溢流槽上安装流量检测仪、在斗式料筒的沉沙排出管道上安装浓度计，利用固液两相流浆液中固体粒子粒度和比重的差别在水中沉降速度不同的原理，通过流量检测仪实时监测溢流流量和浓度计实时检测排料浓度来智能控制进料量和排料量，达到动态平衡，实现按等降速度进行固体粒子的分级，以全自动化的操控实现了固液两相流浆液分级产品粒度和浓度的精确控制，得到了分级质量较高的细粒级产品和粗粒级产品，创新了环保、矿山、冶金、建材、化工等行业中的固液两相流浆液分级装置。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种固液分级装置，包括：斗式料筒1、溢流槽3、流量检测仪5、泵池10、泵9、变速排料设备7、浓度计8、分流阀4、比较控制器6、若干连接管道和连接线路，所述泵9设置于泵池10内，所述泵9的泵送管道出口连接于所述斗式料筒1，所述溢流槽3设置于所述斗式料筒1的顶部开口外周，所述溢流槽3的底部连接有溢流排料管道，所述分流阀4设置于所述溢流排料管道上，并包括两个出料端口，第一出料端口通过溢流回料管道连接于所述泵池10，第二出料端口连接溢流排出管道，所述变速排料设备7的物料入口连接于所述斗式料筒1的底部出口，所述变速排料设备7的物料出口连接沉沙排出管道，所述流量检测仪5设置于所述溢流槽3上，所述浓度计8设置于所述沉沙排出管道上，所述比较控制器6连接于所述流量检测仪5、变速排料设备7、浓度计8和分流阀4。

进一步的根据本实用新型所述的固液分级装置，其中所述流量检测仪5、分流阀4和比较控制器组成上升溢流流量控制单元，所述变速排料设备7、浓度计8和比较控制器组成沉沙排料浓度控制单元。

进一步的根据本实用新型所述的固液分级装置，其中所述比较控制器连接于所述泵9。

进一步的根据本实用新型所述的固液分级装置，其中所述斗式料筒1为上部圆柱筒、下部圆锥筒的漏斗筒结构，且圆柱筒的底端开口一体连接于圆锥筒的顶端开口，在所述圆柱筒的内部中央设置有物料加注筒2，所述泵的泵送管道出口连接于所述物料加注筒2的顶部开口，所述圆锥筒的锥底出口连接于所述变速排料设备的物料入口，所述溢流槽3围绕所述圆柱筒的顶部开口外周形成为环形槽状结构。

进一步的根据本实用新型所述的固液分级装置，其中所述物料加注筒2具有圆柱筒结构，并沿斗式料筒1上部圆柱筒的中心轴线设置于斗式料筒1上部圆柱筒的内部中央。

进一步的根据本实用新型所述的固液分级装置，其中还包括有清水补充单元，所述清水补充单元连接于所述斗式料筒1的圆锥筒侧壁。

进一步的根据本实用新型所述的固液分级装置，其中所述分流阀4为电控三通阀，所述流量检测仪为超声波液位流量计、微波流量计或电磁波流量计，所述变速排料设备7包括螺杆泵和电子变频器调速器，所述浓度计为由射线密度计组成的浓度计。

通过本实用新型的技术方案至少能够达到以下技术效果：

本实用新型首次在固液两相流浆液分级装置中引入流量检测仪和浓度计，基于溢流流速和排料浓度的实时监测来平衡浆液的循环过程，实现了按等降速度进行固体粒子的分级，大大提高了分级质量和分级效率，得到了分级质量较高的细粒级产品和粗粒级产品，很好的满足了使用需求，能够在环保、矿山、冶金、建材、化工等多个行业领域中获得广泛推广应用，市场前景广阔。

附图说明

附图1为本实用新型所述固液分级装置的整体结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1-斗式料筒，2-物料加注筒，3-溢流槽，4-分流阀，5-流量检测仪，6-比较控制器，7-变速排料设备，8-浓度计，9-泵，10-泵池，11-清水补充单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

本实用新型所述固液分级装置的整体结构如附图1所示的，包括斗式料筒1、溢流槽3、分流阀4、流量检测仪5、比较控制器6、变速排料设备7、浓度计8、泵9、泵池10和若干连接管路、连接线路。其中所述的泵池10用于存储待分级的固液两相流浆液，如矿浆，所述泵池10的入口通过给料管连接于给料装置，所述泵9置于所述泵池10内，用于将泵池10内的物料泵送输出，所述泵9的泵送出口通过进料管连接于斗式料筒1，所述的斗式料筒1如附图1所示的，具有漏斗状结构，优选的所述斗式料筒1包括一体连接的圆柱筒和圆锥筒，所述圆柱筒和圆锥筒均采用钢板制作，且所述圆柱筒前后通透且其直径等于圆锥筒的最大直径，圆柱筒的底端开口一体连接于圆锥筒的顶部开口，整体形成漏斗状结构，当然所述斗式料筒1的结构不以此为限，只要具有漏斗状沉降结构均可，上述结构属于优选结构。进一步优选的在所述斗式料筒1的圆柱筒的中央设置有物料加注筒2，所述的物料加注筒2亦可为一小直径的前后通透的圆柱筒，且所述物料加注筒2沿斗式料筒1的圆柱筒的中心轴线设置于斗式料筒1的圆柱筒内，所述泵9的进料管的出口连接于所述物料加注筒2，从而通过泵9提供的固液两相流浆液直接通过物料加注筒2注入至斗式料筒1的中部，更加便于细粒级物料向上溢流和粗粒级向下沉降，如附图1中的箭头所示，所述的物料加注筒2固定连接于斗式料筒1的圆柱筒内壁。当然引入上述物料加注筒2是为了更好的实现物料加注，但并不因此为限，也就是说可以选择不设置物料加注筒2，此时连接于所述泵9的进料管的出口对准斗式料筒1的圆柱筒中部亦可。在所述斗式料筒1的上部圆柱筒的外周形成有溢流槽3，所述溢流槽3围绕斗式料筒1的圆柱筒外周形成为环形槽状结构，进入斗式料筒1内的物料经其圆柱筒的顶部开口边缘溢流进入所述溢流槽3内。进一步的在所述溢流槽3上（优选在溢流槽的溢流排出口上）设置有流量检测仪5，所述流量检测仪5能够实时的监测溢流进入溢流槽内的浆液流量即单位时间内溢流进入溢流槽内的浆液量，优选的所述流量检测仪可采用现有任意形式的流量计，如基于超声波液位的流量计，通过监测溢流槽内单位时间的液位变化实现对溢流流量的监测，亦可采用微波、电磁波流量计等，所述流量检测仪5监测的溢流流量能够准确反应浆液分级过程中浆液的上升溢流流速。所述流量检测仪5的输出信号端连接于比较控制器6。所述溢流槽3的底部通过溢流管路连接于分流阀4进料端口，所述分流阀4优选的为电控三通阀，包括一个进料端口、两个出料端口和一个控制信号端，其中所述两个出料端口的出料量可基于控制信号端输入的电控信号进行控制，所述分流阀4的第一出料端口通过回料管连接于泵池10的入口，所述分流阀4的第二出料端口通过溢流排出管道提供溢流物料输出，所述分流阀4的控制信号端通过线路连接于比较控制器6，所述比较控制器6通过向分流阀提供控制信号来控制分流阀两个出料端口的出料量，因此通过所述比较控制器6能够控制分流阀流入泵池10以及溢流输出的物料量。所述斗式料筒1的圆锥筒的锥底出口连接于变速排料设备7的物料入口，所述变速排料设备7电性连接于所述比较控制器6，并基于比较控制器提供的控制信号控制经斗式料筒的圆锥筒底部出口排出的粗粒径沉沙物料量，所述变速排料设备7的物料出口连接于沉沙排出管道，通过所述变速排料设备7能够动态的控制斗式料筒的沉沙物料排出量，在所述变速排料设备7的物料出口、优选的物料出口所连接的沉沙排出管道上设置有浓度计8，所述浓度计8用于实时监测经变速排料设备7排出的沉沙物料浓度，同时所述浓度计电性连接于所述比较控制器6，并将所监测的排出物料浓度数值实时传输给比较控制器6，从而使得所述比较控制器6能够基于沉沙排料浓度来控制相关部件的工作。优选非必要的，在所述斗式料筒1的圆锥筒侧壁上可以引入清水补充单元11，通过所述清水补充单元11人工调整补充的清水量，强化分级和脱泥效果。优选非必要的，所述比较控制器6电性连接于所述泵，在必要时可基于流量检测仪和/或浓度计的监测数值来控制所述泵的泵速参数，以平衡物料进出量。所述的比较控制器6可采用现有的普通比较器，基于数据比较产生电平控制信号，可采用简易的、无需依赖复杂软件的纯硬件比较设备即可，实现成本低廉，亦可采用现有的电子自动控制器，如有信号输入和输出的比例调节器。所述变速排料设备7优选的包括螺杆泵和电子变频器调速器，所述的浓度计优选为由射线密度计组成的浓度计。

下面对利用所述固液分级装置进行固液两相流浆液的分级过程进行描述，具体包括以下步骤：

步骤一、完成前期准备工作，包括通过给料管向泵池10提供固液两相流浆液，并启动泵9向斗式料筒1提供分级物料，同时启动比较控制器6、流量检测仪5、分流阀4、变速排料设备7和浓度计等相关设备，固液两相流浆液物料进入斗式料筒1后，浆液中的固体粒子由于粒径、比重等的差异开始沉降分级，其中细粒级物料向上溢流并最终经溢流槽向外输出细粒级溢流产品（溢流），粗粒级物料向下沉降并最终通过变速排料设备输出粗粒级沉降产品（沉沙）。

步骤二、稳定斗式料筒的上升溢流流量，由所述流量检测仪5、分流阀4（和/或泵9）和比较控制器6组成上升溢流流量控制单元，用以调整和稳定溢流分级粒度，因为当斗式料筒1中上升溢流流量加快时，分级的粒度较粗，而当上升溢流流量变慢时，分级粒度较细，通过调整溢流流量就可调整分级粒度，稳定溢流流速就可以稳定分级粒度，因此配套上述上升溢流流量控制单元，当其中的流量检测仪检测到进入溢流槽内的溢流流量变小时，表明斗式料筒上升溢流速度下降、向下沉降加快，需要增加斗式料筒内的进料量，流量检测仪5检测到的信号输出至比较控制器6进行处理，所述的比较控制器中预存有标准的溢流流量范围，当流量检测仪检测的溢流流量低于标准范围时，所述比较控制器控制进入斗式料筒内的固液两相流浆液的流量增大，这种控制方式优选的可通过增大分流阀4向泵池的分流量来实现，如上所述分流阀4具有两个出料端口，分别连接于溢流回流管道和溢流排出管道，其中溢流回流管道连接于泵池，因此比较控制器向分流阀输出控制信号，控制分流阀增大向泵池回流管的分流量（溢流排出量对应减少），所述泵设置于泵池内，在泵的正常泵速运行范围内，可通过增加泵的入口压力即泵池内的液位高度来提高泵速输出流量，因此当增大分流阀向泵池内的分流量时，导致泵池内液位升高，进而泵9的泵送流量加大，这样泵送至斗式料筒内的物料流量将增加，引起斗式料筒的溢流流量增加，使溢流流量回到设定标准值范围内，因此稳定了斗式装置的上升溢流流速，稳定了分级粒度。同理当其中的流量检测仪检测到进入溢流槽内的溢流流量变大时，表明斗式料筒上升溢流速度较快、等速沉降较慢，需要适量减小斗式料筒的进料量，流量检测仪5检测到的信号输出至比较控制器6进行处理，所述比较控制器通过比较向分流阀输出控制信号，控制分流阀减少向泵池回流管的分流量（溢流排出量对应增加），导致泵池内液位下降，进而泵池内泵的泵送流量将减小，这样泵送至斗式料筒内的物料流量将减小，引起斗式料筒的溢流流量降低，使溢流流量回到设定标准值范围内，因此稳定了斗式装置的上升溢流流速，稳定了分级粒度。多数情况下，通过控制分流阀向泵池内的浆液分流量，利用泵池内液位高度变化引起泵入口压力变化，进而引起泵送流量的变化即可有效的平衡上升溢流流量的变化，将其稳定在恒定的标准范围。进一步优选的亦可通过控制泵的泵速来平衡上升溢流流速，即如附图1中虚线所示的，比较控制器进一步电性连接于泵，当流量检测仪5检测到的溢流流量低于标准范围时，比较控制器向所述泵输出提高泵速的控制信号，当流量检测仪5检测到的溢流流量高于标准范围时，比较控制器向所述泵输出降低泵速的控制信号，从而将斗式料筒的上述溢流流速稳定的恒定范围内。进一步优选的可采取泵速和分流阀分流量同时控制相结合的方式来稳定上升溢流流速，本实用新型并不因此为限。通过稳定上升溢流流速即可稳定上升水速，从而稳定了分级粒度，保证了分级质量和效率。

步骤三、稳定斗式料筒的沉沙排料浓度。为保证按照等降速度沉降分级出细粒级产品和粗粒级产品，除需要稳定浆液的上升溢流流速外，还需要稳定浆液沉降后的沉沙排料浓度。具体的由变速排料设备7、浓度计8和比较控制器组成沉沙排料浓度控制单元，基于排料浓度实时检测而将排料浓度稳定在标准范围内，具体的浓度计实时检测经斗式料筒沉沙排料端所安装的变速排料设备排出的沉沙物料的浓度，并将所检测的沉沙浓度实时传输至比较控制器，所述的比较控制器中预存有标准的沉沙浓度范围，当接收到浓度计检测的沉沙浓度高出其中预存的标准范围时，所述比较控制器向变速排料设备输出控制信号，控制所述变速排料设备的排料速度增大，以通过排料量的增加平衡沉沙排料浓度，当浓度计检测到的沉沙浓度低于比较控制器中预存的标准范围时，所述比较控制器向变速排料设备输出控制信号，控制所述变速排料设备的排料速度减小，以通过排料量的降低来提高沉沙浓度。通过这种浓度检测反馈控制，将斗式料筒的沉沙排料浓度稳定在标准范围。

本实用新型利用斗式料筒进行固液两相流浆液的沉降分级，基于固体物质粒径和比重的差异，利用重力沉降实现细粒级产品和粗粒级产品的高质量分级，其中细粒级产品在斗式料筒内上升溢流，粗粒级产品在斗式料筒内沉降排出，本实用新型创新的对斗式料筒的上升溢流流量和沉沙排料浓度进行了实时检测，并基于检测信号反馈控制斗式料筒的进料量和排料量，将斗式料筒的上升溢流流量和沉沙排料浓度均动态的稳定在预设的标准范围，保证了等速沉降分级，并最终分级出高质量的细粒级产品和粗粒级产品，大大提高了分级质量，同时基于比较控制器的电子自动控制，实现了两相流浆液分级沉降过程的全自动化，大大提高了分级效率，本实用新型所述方案能够广泛应用于环保、矿山、冶金、建材、化工等多个行业领域中的固液物料分级，具有广阔的市场前景。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述优选实施方式，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种固液分级装置，其特征在于，包括：斗式料筒（1）、溢流槽（3）、流量检测仪（5）、泵池（10）、泵（9）、变速排料设备（7）、浓度计（8）、分流阀（4）、比较控制器（6）、若干连接管道和连接线路，所述泵（9）设置于泵池（10）内，所述泵（9）的泵送管道出口连接于所述斗式料筒（1），所述溢流槽（3）设置于所述斗式料筒（1）的顶部开口外周，所述溢流槽（3）的底部连接有溢流排料管道，所述分流阀（4）设置于所述溢流排料管道上，并包括两个出料端口，第一出料端口通过溢流回料管道连接于所述泵池（10），第二出料端口连接溢流排出管道，所述变速排料设备（7）的物料入口连接于所述斗式料筒（1）的底部出口，所述变速排料设备（7）的物料出口连接沉沙排出管道，所述流量检测仪（5）设置于所述溢流槽（3）上，所述浓度计（8）设置于所述沉沙排出管道上，所述比较控制器（6）连接于所述流量检测仪（5）、变速排料设备（7）、浓度计（8）和分流阀（4）。

2.根据权利要求1所述的固液分级装置，其特征在于，所述流量检测仪（5）、分流阀（4）和比较控制器组成上升溢流流量控制单元，所述变速排料设备（7）、浓度计（8）和比较控制器组成沉沙排料浓度控制单元。

3.根据权利要求1所述的固液分级装置，其特征在于，所述比较控制器连接于所述泵（9）。

4.根据权利要求1所述的固液分级装置，其特征在于，所述斗式料筒（1）为上部圆柱筒、下部圆锥筒的漏斗筒结构，且圆柱筒的底端开口一体连接于圆锥筒的顶端开口，在所述圆柱筒的内部中央设置有物料加注筒（2），所述泵的泵送管道出口连接于所述物料加注筒（2）的顶部开口，所述圆锥筒的锥底出口连接于所述变速排料设备的物料入口，所述溢流槽（3）围绕所述圆柱筒的顶部开口外周形成为环形槽状结构。

5.根据权利要求4所述的固液分级装置，其特征在于，所述物料加注筒（2）具有圆柱筒结构，并沿斗式料筒（1）上部圆柱筒的中心轴线设置于斗式料筒（1）上部圆柱筒的内部中央。

6.根据权利要求4所述的固液分级装置，其特征在于，还包括有清水补充单元，所述清水补充单元连接于所述斗式料筒（1）的圆锥筒侧壁。

7.根据权利要求1-6任一项所述的固液分级装置，其特征在于，所述分流阀（4）为电控三通阀，所述流量检测仪为超声波液位流量计、微波流量计或电磁波流量计，所述变速排料设备（7）包括螺杆泵和电子变频器调速器，所述浓度计为由射线密度计组成的浓度计。