专利名称：一种流态化分级设备与方法
技术领域：
本发明涉及一种流态化分级设备与方法，尤其适用于磨矿回路的粒度控制及煤泥
或其它细粒级矿物的分级。
背景技术：
在细粒级矿物分级领域，主要有旋流器、螺旋分级机、高频筛、倾斜板分级机、浓縮漏斗等设备和方法，但旋流器的分级粒度不易调整，分级精度受给料压力和流量的影响大，分级效率低，同时磨损严重，需经常更换，能耗高，旋流器组的给料分配平衡困难，更影响分级效果；螺旋分级机占地面积大，能耗高，分级精度差，不适合细粒级分级；高频筛结构复杂，处理能力小，筛网要经常更换；倾斜板分级机和浓縮漏斗分级精度差，不方便调节，底流排放口经常堵塞。对于较宽粒级范围内特别是细粒级的物料分级效率都不太理想。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种方法简便，结构简单，能耗低，处理能力大，分级精度高，可靠性高的细粒级物料分级流态化分级设备与方法。 技术方案本发明的流态化分级设备，包括沉降分级室、中心管、切向给料管、给料缓冲桶、溢流汇集槽、锥型倾斜孔板、锥型倾斜孔板支架、流态化分级室、传感器、可编程序控制器、粗粒级物料排放自动控制执行器；所述的中心管上设有与切向给料管相连的中心给料套管，中心管的顶部设有与溢流汇集槽相通的溢流槽；所述的锥型倾斜孔板喇叭口向下；所述的流态化分级室内中部设有与脉动水流发生器连接的脉动水流分布器，流态化分级室下端通过法兰连接有粗粒级物料流化室，粗粒级物料流化室内设有布水板和给水管，布水板上方设有抽放粗粒级物料的粗粒级物料排放管，粗粒级物料排放自动控制执行器设在粗粒级物料排放管的管路上。 所述的脉动水流分布器包括主管，与主管连接并穿过的流态化分级室的多根支管，穿入流态化分级室内的多根支管上设有多个孔口向上的立管，每个立管的顶部均设有透水网板。 所述的脉动水流发生器为能产生脉动水流的隔膜泵、蠕动泵或旋转阀。
本发明的流态化分级方法，具体步骤如下 a、首先由脉动水流发生器将水以脉动的方式通过脉动水流分布器打入到流态化分级室中，形成向上的变加速脉动上升水流； b、然后通过与中心给料套管切向连接的切向给料管将给料缓冲桶内的物料给入，物料经中心给料套管沿中心管管壁向下流入沉降分级室内，在锥型倾斜孔板的辅助作用下即发生沉降分级，细粒级物料向上浮动，穿过喇叭口向下的锥型倾斜孔板，从沉降分级室上端堰溢流至溢流汇集槽并排出，而粗粒级物料及部分细粒级物料沉降汇集进入流态化分级室内； c、在流态化分级室内，当粗粒级物料及部分细粒级物料遇到脉动上升水流时，这部分细粒级物料在脉动水流的加速上升期将获得向上的加速运动，在多个脉动周期的作用下，逐渐向上穿过流态化分级室，被上升水流从中心管带入溢流，经溢流槽流入溢流汇集槽与经过倾斜板沉降分级出来的细粒级物料汇合，作为细粒级物料从溢流汇集槽的排出口排出，粗粒级物料在流态化分级室中穿过脉动水流分布器继续向下沉降； d.设置在流态化分级室上的传感器测量粗粒级物料的浓度，并将信号转换后传递给可编程序控制器，通过可编程序控制器控制粗粒级物料物排放自动控制执行器，通过粗粒级物料排放管对粗粒级物料自动排放； e.向粗粒级物料流化室内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板，使沉降已浓縮的重物料形成流化状态，防止粗粒级物料沉积堵塞，利于通过粗粒级物料排放管的自动排放。 有益效果本发明通过中心给料套管将物料给入沉降分级室内，采用喇叭口向下的锥型倾斜孔板和变加速脉动上升水流，强化对细粒级物料的分级作用，通过设置粗粒级物料流化室，防止粗粒级物料沉积堵塞，利于通过粗粒级物料排放管的自动排放。当被分级物料经中心给料套管进入沉降分级室内，在锥型倾斜孔板的辅助作用下即发生沉降分级现象，细粒级物料从沉降分级室上端堰溢流至细粒级物料溢流汇集槽，粗粒级物料及部分细粒级物料沉降汇集到流态化分级室，遇到脉动上升水流时，细粒级物料在脉动水流的加速上升期将获得向上的加速运动，在多个脉动周期作用下，逐渐向上被上升水流从中心细粒级物料溢流管带入溢流，作为细粒级物料排出，而粗粒级物料在流化床中则穿过脉动水流分布器继续向下沉降，作为粗粒级物料排出，实现对细粒级物料的进一步按粒级脉动流态化分级。流态化分级室下端通过法兰连接有粗粒级物料流化室，向粗粒级物料流化室内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板，使沉降已浓縮的重物料形成流化状态，防止粗粒级物料沉积堵塞，利于通过粗粒级物料排放管的自动排放。在整个分级过程中，可通过调节脉动水流的流量或脉动频率或振幅，灵活地调节分级粒度。其方法与结构简单，分级下限低，处理粒度范围宽，处理能力大，分选精度高，可靠性高，具有广泛的实用性。
图1是本发明的流态化分级设备结构示意 图2是本发明的脉动水流分布器结构示意 图3是本发明的脉动水流分布器局部结构示意图。 图中沉降分级室-1，中心给料套管-2，中心管_3，溢流槽_4，切向给料管_5，给料缓冲桶_6，溢流汇集槽-7，锥型倾斜孔板-8，锥型倾斜孔板支架-9，流态化分级室10，脉动水流发生器-11，脉动水流分布器-12，粗粒级物料排放管-13，传感器-14，可编程序控制器-15，粗粒级物料排放自动控制执行器-16，粗粒级物料流化室-17，布水板-18，给水管-19，脉动水流分布器主管、12-l，开孔朝上的脉动水流分布器支管、12-2，支管开孔上透水网板、12-3。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述 如图l所示，本发明的流态化分级设备，主要由沉降分级室1、中心给料套管2、中心管3、溢流槽4、切向给料管5、给料缓冲桶6、溢流汇集槽7、锥型倾斜孔板8、锥型倾斜孔板支架9、流态化分级室10、脉动水流发生器11、脉动水流分布器12、粗粒级物料排放管13、传感器14、可编程序控制器15、粗粒级物料排放自动控制执行器16、粗粒级物料流化室17、布水板18、给水管19构成。沉降分级室1的上部为圆柱体，下部为圆锥体，其下部连接与锥口径相同的柱状流态化分级室10，中心管3为中心细粒级物料溢流管，设在沉降分级室1的中部，中心给料套管2设套装在中心管3的外部。与给料缓冲桶6相连的切向给料管5连接在中心给料套管2上，与中心给料套管2管壁切向连接，将物料成旋流状给入。中心管3的顶部设有与溢流汇集槽7相连通的溢流槽4，溢流汇集槽7具有倾斜底部，底部最低处设有细粒级物料排出口。沉降分级室1上部圆柱体内固定有锥型倾斜孔板支架9，锥型倾斜孔板支架9上固定有套装多个喇叭口向下的锥型倾斜孔板8，图中所示为三个，可根据现场实际情况设定。与沉降分级室1相连的柱状流态化分级室10内中部设有脉动水流分布器12，脉动水流分布器12包括主管12-1，与主管12-1连接并穿过的流态化分级室10的多根支管12-2，穿入流态化分级室10内的多根支管12-2上设有多个孔口向上的立管，每个立管的顶部均设有透水网板12-3。脉动水流分布器12与控制水流脉动的脉动水流发生器11连接，脉动水流发生器11为能产生脉动水流的隔膜泵、蠕动泵或旋转阀。流态化分级室10下端通过法兰连接有粗粒级物料流化室17，粗粒级物料流化室17上端设有布水板18，其底部设有给水管19，布水板18的上方设有通向流态化分级室10外部的粗粒级物料排放管13。粗粒级物料排放管13的管路上设有粗粒级物料排放自动控制执行器16。可编程序控制器15接收设在流态化分级室10壁上的传感器14的信号，控制粗粒级物料排放自动控制执行器16实施粗粒级物料的自动排放。 本发明的流态化分级方法首先由脉动水流发生器11通过脉动水流分布器12将水以脉动的方式打入到流态化分级室10中，形成向上的变加速脉动上升水流；然后通过与中心给料套管2切向连接的切向给料管5将给料缓冲桶6内的物料给入，物料经中心给料套管2延中心管3管壁向下流入沉降分级室1内，在锥型倾斜孔板8的辅助作用下即发生沉降分级，细粒级物料向上浮动，穿过喇叭口向下的锥型倾斜孔板8，从沉降分级室1上端堰溢流至溢流汇集槽7内，经其倾斜底部的出口排出；粗粒级物料及部分细粒级物料沉降汇集进入流态化分级室10内，当粗粒级物料及部分细粒级物料遇到脉动上升水流时，这部分细粒级物料在脉动水流的加速上升期将获得向上的加速运动，在多个脉动周期作用下，逐渐向上穿过流态化分级室10，被上升水流从中心管3带入溢流，经溢流槽4流入溢流汇集槽7，与经过倾斜板沉降分级出来的细粒级物料汇合，作为细粒级物料从溢流汇集槽7的排出口排出，实现对细粒级物料的进一步按粒级脉动流态化分级，而粗粒级物料在流态化分级室10中，穿过脉动水流分布器12继续向下沉降；设置在流态化分级室10内壁上的传感器14测量粗粒级物料的浓度，并将信号转换后传递给可编程序控制器控制器15，通过可编程序控制器控制器15控制粗粒级物料排放自动控制执行器16，通过粗粒级物料排放管13将粗粒级物料排出，实现对粗粒级物料的自动排放；向粗粒级物料流化室17内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板18，使沉降已浓縮的重物料形成流化状态，防止粗粒级物料沉积堵塞，利于通过粗粒级物料排放管13的自动排放。在分级过程中可通过调节脉动水流的流量、脉动频率或振幅，调节分级的粒度。
权利要求
一种流态化分级设备，包括沉降分级室(1)，中心管(3)，切向给料管(5)，给料缓冲桶(6)，溢流汇集槽(7)，锥型倾斜孔板(8)，锥型倾斜孔板支架(9)，流态化分级室(10)，传感器(14)，可编程序控制器(15)，粗粒级物料排放自动控制执行器(16)，其特征在于所述的中心管(3)上设有与切向给料管(5)相连的中心给料套管(2)，中心管(3)的顶部设有与溢流汇集槽(7)相通的溢流槽(4)；所述的锥型倾斜孔板(8)喇叭口向下；所述的流态化分级室(10)内设有与脉动水流发生器(11)连接的脉动水流分布器(12)，流态化分级室(10)下端通过法兰连接有粗粒级物料流化室(17)，粗粒级物料流化室(17)内设有布水板(18)和给水管(19)；所述的布水板(18)上方设有抽放粗粒级物料的粗粒级物料排放管(13)，粗粒级物料排放自动控制执行器(16)设在粗粒级物料排放管(13)的管路上。
2. 根据权利要求1所述的流态化分级设备，其特征在于所述的脉动水流分布器(12)包括主管(12-1)，与主管(12-1)连接并穿过流态化分级室(10)的多根支管(12-2)，穿入流态化分级室(10)内的多根支管(12-2)上设有多个孔口向上的立管，每个立管的顶部均设有透水网板(12-3)。
3. 根据权利要求1所述的流态化分级设备，其特征在于所述的脉动水流发生器(11)为能产生脉动水流的隔膜泵、蠕动泵或旋转阀。
4. 一种流态化分级方法，其特征在于具体步骤如下a、 首先由脉动水流发生器(11)将水以脉动的方式通过脉动水流分布器(12)打入到流态化分级室(10)中，形成向上的变加速脉动上升水流；b、 然后通过与中心给料套管(2)切向连接的切向给料管(5)将给料缓冲桶(6)内的物料给入，物料经中心给料套管(2)沿中心管(3)管壁向下流入沉降分级室(1)内，在锥型倾斜孔板的辅助作用下即发生沉降分级，细粒级物料向上浮动，穿过喇叭口向下的锥型倾斜孔板(8)，从沉降分级室(1)上端堰溢流至溢流汇集槽(7)并排出，而粗粒级物料及部分细粒级物料沉降汇集进入流态化分级室(10)内；c、 在流态化分级室(10)内，当粗粒级物料及部分细粒级物料遇到脉动上升水流时，这部分细粒级物料在脉动水流的加速上升期将获得向上的加速运动，在多个脉动周期的作用下，逐渐向上穿过流态化分级室(IO)，被上升水流从中心管(3)带入溢流，经溢流槽(4)流入溢流汇集槽(7)，与经过倾斜板沉降分级出来的细粒级物料汇合，作为细粒级物料从溢流汇集槽(7)的排出口排出，粗粒级物料在流态化分级室(10)中穿过脉动水流分布器(12)继续向下沉降；d、 设置在流态化分级室(10)上的传感器(14)测量粗粒级物料的浓度，并将信号转换后传递给可编程序控制器(15)，通过可编程序控制器(15)控制粗粒级物料物排放自动控制执行器(16)，通过粗粒级物料排放管(13)对粗粒级物料自动排放；e、 向粗粒级物料流化室(17)内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板(1S)，使沉降已浓縮的重物料形成流化状态，防止粗粒级物料沉积堵塞，利于通过粗粒级物料排放管(13)的自动排放。
全文摘要
一种流态化分级设备与方法，装置主要包括沉降分级室、中心给料套管、中心管、溢流槽、溢流汇集槽、锥型倾斜孔板、流态化分级室、脉动水流发生器、粗粒级物料流化室、传感器、可编程序控制器、粗粒级物料排放自动控制执行器。首先由脉动水流发生器将水以脉动的方式打入到流态化分级室中，形成脉动上升水流，被分级物料进入沉降分级室后，在锥型倾斜孔板的辅助作用下即发生沉降分级，细粒级物料从分级室上端溢流至溢流汇集槽排出，粗粒级物料及部分细粒级物料沉降到流态化分级室，其中的细粒级物料被脉动上升水流从中心管带入溢流，而粗粒级物料在流态化分级室中则继续向下沉降，作为粗粒级物料排出，方法与结构简单，处理粒度范围宽。
文档编号B03B11/00GK101767051SQ201010116648
公开日2010年7月7日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者章新喜 申请人:中国矿业大学