专利名称：一种压气式机械搅拌浮选机的制作方法
技术领域：
本发明属于选煤设备技术领域，特别涉及一种压气式机械搅拌浮选机。
背景技术：
随着煤炭开采方式的改变，煤泥量所占比例大大增加。国家出于对环境保护的考虑，对煤泥水的排放从控制指标排放，已发展到严禁排放，迫使选煤厂煤泥水系统达到匹配和完善，实现洗水闭路(零排放)。为实现这一目标，20世纪70年代和80年代建成的选煤厂不断改造、不断更新浮选设备。同时，我国煤炭洗选加工工程飞速发展，选煤入洗量不断增加，厂型规模由小型、中小型、大型逐步向特大型发展，从小时入洗能力几十吨或者百吨逐步向小时入洗能力千吨以上发展。由于厂型规模向特大型发展，也迫使煤炭洗选设备向大型化发展。为取得大型高效的浮选设备，当前趋势有两种第一种是按引进、消化、借鉴和改进的原则研发自主知识产权的高、精、尖大型浮选先进设备；第二种是引进国外的先进浮选设备，但是价格昂贵、维修困难，导致生产使用成本过高。目前，常见的浮选设备有方槽体多室组机械搅拌吸入空气式浮选机、喷射式浮选机和浮选柱三种。传统的方槽体多室组机械搅拌吸入空气式浮选机存在的缺陷为由于吸入空气是靠叶轮搅拌矿浆造成负压实现的，槽体过深造成负压值加大、搅拌强度提高，要加强搅拌强度就要加大电机功率，设备投入资金较多，耗电量大。因此，该类浮选机的槽体高度受到严重限制，这样就使得矿化区和分选区界限不明，使得分选区受到干扰。最终，阻碍方槽体多室组机械搅拌吸入空气式浮选机向更大型化发展。喷射式浮选机是在方槽体多室组机械搅拌吸入空气式浮选机基础上，利用泵将矿浆通过喷射头喷射，矿浆由空心管被送到槽体底部后经伞形分散器达到矿化，空气靠喷射头喷射形成负压吸入，并与矿浆同时进入槽体，喷射头在喷射过程中，也使药剂得到乳化。 该机的矿化过程是在槽体下部完成，然后上升至分选区达到静态分选，存在浮选时间长、分选效率低、有效高度小和槽体容积小的缺陷。浮选柱是单体圆柱，无搅拌机构，靠泵循环，其工作原理与喷射式浮选机有些类似，即依靠喷射形成负压，吸入空气，经分割形成微小气泡，煤浆经矿化到达上部分选区进行分选。浮选柱的缺点是柱体高大，对0. 5^0. 125mm级物料分选功能差，处理能力差，适应性较弱。综上所述，国内使用的浮选设备存在处理能力低、适应性弱、耗药量大、体积庞大、 占用厂房空间大、耗电量大、磨损严重、使用寿命短、辅助设备多、维修量大、生产成本高和自动化程度低的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效节能、适应性强、使用寿命长和生产成本低的压气式机械搅拌浮选机。为实现上述目的，本发明的技术方案是一种压气式机械搅拌浮选机，包括圆柱形槽体浮选室，浮选室上端外侧密闭扣装有泡沫产物集中溜槽，泡沫产物集中溜槽具有环状空腔，泡沫产物集中溜槽外侧与精煤管道相连；浮选室内设有与驱动装置相连的空心轴， 空心轴上部通过轴承及轴承座固定在泡沫产物集中溜槽上面的支座上，轴承座之间设有轴承外套，轴承外套上开设的进气口与进气管相连，与轴承外套相对应的空心轴上开设有进气孔；空心轴下端连接有转子，转子上设有出气孔，转子外侧设有定子；浮选室上部吊装有给料箱，给料箱为具有环状空腔的箱体，环状箱体环绕在空心轴外部，给料箱上部设有进料口、下部至少均勻布设有两个出料嘴；浮选室底部设有尾矿室，尾矿室通过连接管道与尾矿箱相连通。所述浮选室上端部开设有与泡沫产物集中溜槽的空腔相连的泡沫产物收集溜槽。所述泡沫产物集中溜槽底面为斜面，底面最低处与精煤管道相连通。所述定子包括环状底座，底座上设有圆周分布的导向叶片；转子包括圆柱形座体， 座体外圆周面上均布有“L”形叶轮，每片叶轮与座体圆周面上的出气孔相对应。所述驱动装置包括电机、小带轮和大带轮及其传动带，电机固定在泡沫产物集中溜槽上面的承重梁上，大带轮与空心轴上端相连。所述尾矿箱顶部设有液位控制系统和伺服电机、内部设有蘑菇状调节阀、底部设有尾矿出口，尾矿出口上方设有侧孔；尾矿箱下部内侧设有防腐保护层。所述浮选室底部设有支撑，支撑与浮选室底部之间设有铸石或者橡胶衬。所述浮选室内设有泡沫层检测仪。所述驱动装置外部设有防护罩。微泡是浮选工艺最基本的理论，微泡越小表面强度越大，短时间不会破裂，多个微泡夹带被捕集剂矿化的精煤颗粒浮到矿浆表面溢出，并溢出到(或者刮到)精矿槽内，实现高质量、高效率浮选。本发明的浮选过程为待浮选的煤浆从预处理器或分配器经进料口进入到给料箱内，煤浆通过六个出料嘴向浮选室内给料；煤浆中的煤粒在重力作用下，缓慢向下沉降，驱动装置带动空心轴及转子旋转；与此同时，压缩空气经空心轴的空腔进入到转子的圆柱形座体内并喷出，喷出的压缩空气与煤浆在转子的叶轮和定子的导向叶片构成的环形空间内接触混合，形成流向浮选室内壁的强大径向流，并产生流向叶轮下面的强力回流，避免煤粒在底部沉积，另外，叶轮使流向其上部的煤浆再循环流动，经定子整流后分散到浮选室的各个部分；在浮选室内上升的气泡流和下降的煤浆流作相对运动，气泡要穿过煤浆流才能到达煤浆表面，在煤浆和气泡作逆向运动过程中，煤粒和气泡发生相互接触和碰撞，以极高的概率发生结合；在煤粒和气泡结合过程中，气泡不断矿化，矿化的气泡平稳升到煤浆表面， 形成稳定的泡沫层，泡沫层达到一定厚度时，泡沫产物溢流进入泡沫产物集中溜槽并经精煤管道排出，浮选尾矿由尾矿室至尾矿箱排出，完成煤浆浮选。与现有技术相比，本发明具有下列有益效果
1、本发明包括浮选室、驱动装置、搅拌装置、给料箱和尾矿箱，从转子的圆柱形座体内喷出的压缩空气与煤浆在转子和定子之间的环形空间内接触混合，形成流向浮选室内壁的强大径向流，并产生流向叶轮下面的强力回流，避免煤粒在底部沉积，另外，叶轮使流向其上部的煤浆再循环流动，经定子整流后分散到浮选室的各个部分，不存在矿化、浮选盲区； 在浮选室内上升的气泡流和下降的煤浆流作相对运动，气泡要穿过煤浆流才能到达煤浆表面，在煤浆和气泡作逆向运动过程中，煤粒和气泡发生相互接触和碰撞，其发生结合的概率极高，浮选能力强，生产效率高；在煤粒和气泡结合过程中，气泡不断矿化，矿化的气泡平稳升到煤浆表面，形成稳定的泡沫层，泡沫层达到一定厚度时，泡沫产物溢流进入泡沫产物集中溜槽并经精煤管道排出，浮选尾矿由尾矿室至尾矿箱排出，完成煤浆浮选，上述浮选过程可充分体现该机处理能力得到极大地增强，提高了适应性；在浮选过程中混合、结合充分， 降低了耗药量；该机结构紧凑、槽体容积大、辅助设备少、维修量小，设备得到大大简化，在相同容积情况下，可节省厂房面积35 60%，重量减轻15 35%，降低了耗电量，生产成本低；同时，由于采取了一定的防护措施，减少了磨损，大大延长了使用寿命。2、浮选室为圆柱形槽体，使浮选室内的煤浆不会出现任何死角或者盲区，始终处于最优的流体动力学状态，可获得较高的气泡矿化速度，提高浮选效果；浮选室槽深通常为 3800mm，由于槽深加大，增加了单槽容积，处理量增大，使浮选机单槽容积大型化可以得到实现；另外，由于槽深较大，在槽的底部煤粒与气泡接触非常强烈，气泡与煤粒不断碰撞，大气泡被剪切成小气泡，煤粒与气泡碰撞概率高，矿化泡沫在浮选室中滞留时间长，加长了气泡上浮路程，使浮选矿化过程更充分，有着更大的矿化区，且使浮选室底部的矿化区与中上部的浮选区有一定的距离，使形成激烈的矿化区和稳定的泡沫区成为可能。3、由于该浮选机采用了多种防腐、耐磨措施，使部件得到有效保护，磨损量小，使用寿命长，维修量小，主要部件的寿命可延长至3年以上。4、由于浮选气泡矿化速度快，浮选效果好，使本发明能适应不同煤种和较宽粒度范围(<0. 5mm)，有利于细粒和极细粒度的分选，对于细粒煤泥含量高和难选的煤，也可以得到满意的结果，对于不同入料浓度影响较小，适应性强，性能稳定，运转不易受操作因素的影响。5、本发明自动化程度高，可对煤浆的液位、风量、入料量、浓度和浮选剂量实行自动控制和计量，使浮选过程更加稳定可靠。
图1为本发明的结构示意图； 图2为图1中给料箱的结构示意图； 图3为图2的俯视图4为图2的左视图5为图1中轴承外套及空心轴的结构示意图； 图6为图1中定子的结构示意图； 图7为图6的俯视图； 图8为图1中转子的结构示意图； 图9为图8的俯视图； 图10为图1中尾矿箱的结构示意图； 图11为图10的右视图； 图12为图10的俯视图。
具体实施例方式如图1所示的压气式机械搅拌浮选机，其包括圆柱形槽体浮选室1，在浮选室1的上端外侧密闭扣装有泡沫产物集中溜槽2，泡沫产物集中溜槽2具有环状空腔，浮选室1上端部开设有与泡沫产物集中溜槽2的空腔相连的泡沫产物收集溜槽3 ；泡沫产物集中溜槽2 的底面为斜面，便于泡沫产物的集中，其底面的最低处与精煤管道(图中未示出)相连通，用于向外输送精煤。在浮选室1内设有与驱动装置5相连的空心轴6，空心轴6的上部通过两套轴承7及轴承座8固定在泡沫产物集中溜槽2上面的支座9上，支座9架设在泡沫产物集中溜槽2上面的承重梁10之间。如图5所示，在两轴承座8之间密封设有轴承外套11， 轴承外套11上开设的进气口 12与进气管13相连，用于向空心轴6内输送压缩空气。在与轴承外套11相对应的空心轴6上开设有进气孔14，进气孔14均勻交错分布在空心轴6圆周面上。如图1和图2、3、4所示，在浮选室1上部通过吊装架沈在支承梁27上吊装有给料箱23，用于暂时盛装煤浆。给料箱23为具有环状空腔的箱体，环状箱体环绕在空心轴6 外部，即空心轴6穿设在给料箱23中部。在给料箱23上部设有进料口 24、下部均勻布设有六个出料嘴25，用于向浮选室1内喷射送入煤浆。浮选过程中，应确保出料嘴25在浮选室 1内泡沫层的下部，以保证浮选效果。如图1和图6、图7所示，在转子15外侧设有定子19，定子19包括环状底座20，底座20上设有圆周分布的导向叶片21，定子19固定设置在浮选室1底部的定子基础22上。如图1和图8、图9所示，空心轴6下端伸向浮选室1的下部，在空心轴6的下端通过法兰及螺栓连接有转子15，转子15包括圆柱形座体16，座体16的圆周面上设有多个出气孔18，座体16外圆周面上均布连接有多个“L”形叶轮17，形成类似星形的转子结构，每片叶轮17与出气孔18相对应，以使排出空心轴6的压缩空气喷向叶轮17改变流向，实现充分混合。转动的叶轮17与导向叶片21将压缩空气分割、分散，起到微泡浮选作用。转子15和定子19均由耐磨材料制成。如图1和图10、11、12所示，在浮选室1底部设有尾矿室观，尾矿室28通过连接管道四与尾矿箱30相连通，尾矿箱30用于排出尾矿和调节浮选室1内煤浆的液位。在尾矿箱30顶部设有液位控制系统31和伺服电机32、内部设有两个蘑菇状调节阀33、底部设有尾矿进口 34和尾矿出口 35，蘑菇状调节阀33由气动伺服电机32控制。尾矿出口 35上方设有侧孔36，便于安装和检修尾矿箱30。尾矿箱30有利于提高尾矿排出高度，便于尾矿自流至尾煤浓缩机，简化了操作方式。在尾矿箱30的下部内侧设有防腐保护层37，以提高其耐腐蚀性能，延长使用寿命。同时，在尾矿箱30的下部和排放室的下部装有耐磨衬42，提高耐磨性能，延长使用寿命。如图1所示，空心轴6的驱动装置5包括电机51、小带轮52和大带轮53及其传动带54，电机51固定在承重梁10上，大带轮53与空心轴6上端相连，以实现电机51驱动空心轴6转动的目的，同时，空心轴6带动转子15转动。在驱动装置5外部设有防护罩38，用于防护目的，防止引起误伤。在浮选室1的外侧底部设有支撑39，支撑39与浮选室1底部之间设有铸石或者橡胶衬40，以减少浮选室1的磨损，延长使用寿命。在浮选室1内设有泡沫层检测仪41，用于检测泡沫产物的厚度及其质量。
在本实施方式中，浸没于煤浆的部件均设有保护层，如定子19及定子基础22、转子15、给料箱23及其出料嘴25上均设有保护层；在空心轴6外部由聚乙烯材料保护。浮选室1由耐磨钢制成，以提高其耐磨性能、延长使用寿命；空心轴6、定子19、转子15、给料箱23和尾矿室28与浮选室1同轴设置。本发明的浮选过程为待浮选的煤浆从预处理器或分配器经进料口 M进入到给料箱23内，煤浆通过六个出料嘴25向浮选室1内给料；煤浆中的煤粒在重力作用下，缓慢向下沉降，驱动装置5带动空心轴6及转子15旋转；与此同时，压缩空气经空心轴6的空腔进入到转子15的圆柱形座体16内并喷出，喷出的压缩空气与煤浆在转子15的叶轮17和定子19的导向叶片21构成的环形空间内接触混合，形成流向浮选室1内壁的强大径向流， 并产生流向叶轮17下面的强力回流，避免煤粒在底部沉积，另外，叶轮17使流向其上部的煤浆再循环流动，经定子19整流后分散到浮选室1的各个部分；在浮选室1内上升的气泡流和下降的煤浆流作相对运动，气泡要穿过煤浆流才能到达煤浆表面，在煤浆和气泡作逆向运动过程中，煤粒和气泡发生相互接触和碰撞，以极高的概率发生结合；在煤粒和气泡结合过程中，气泡不断矿化，矿化的气泡平稳升到煤浆表面，形成稳定的泡沫层，泡沫层达到一定厚度时，泡沫产物溢流进入泡沫产物集中溜槽2并经精煤管道排出，浮选尾矿由尾矿室观至尾矿箱30排出，完成煤浆浮选。本发明还可以增设自动控制系统，其由进气量自动控制系统、矿浆液位自动控制系统组成，可根据需要增加入料感应式流量计、药剂自动计量系统、矿浆入料浓度自动测量和尾矿测灰仪。其中，进气量自动控制系统由流量计、压力表和带有反馈气动伺服电机驱动的减压阀组成；矿浆液位自动控制系统由超声波模块来测量矿浆的液面和带有连接控制阀的反馈气动伺服系统的工作组件组成。上述自动控制系统可与控制盘相连，通过控制盘来调节液位和空气量。不限于上述实施方式本发明的驱动装置5及轴承7、轴承座8和轴承外套11也可以设在浮选室1的底部下方，此时，仅需效仿给料箱23的结构，将尾矿室观设计成环状、 让空心轴6通过即可。这样，不但可以缩短空心轴6的长度，保证压缩空气的压力，节省原材料，而且可有效降低整机高度，结构紧凑，降低检修难度，便于检修和维护。
权利要求
1.一种压气式机械搅拌浮选机，其特征在于包括圆柱形槽体浮选室，浮选室上端外侧密闭扣装有泡沫产物集中溜槽，泡沫产物集中溜槽具有环状空腔，泡沫产物集中溜槽外侧与精煤管道相连；浮选室内设有与驱动装置相连的空心轴，空心轴上部通过轴承及轴承座固定在泡沫产物集中溜槽上面的支座上，轴承座之间设有轴承外套，轴承外套上开设的进气口与进气管相连，与轴承外套相对应的空心轴上开设有进气孔；空心轴下端连接有转子，转子上设有出气孔，转子外侧设有定子；浮选室上部吊装有给料箱，给料箱为具有环状空腔的箱体，环状箱体环绕在空心轴外部，给料箱上部设有进料口、下部至少均勻布设有两个出料嘴；浮选室底部设有尾矿室，尾矿室通过连接管道与尾矿箱相连通。
2.如权利要求1所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述浮选室上端部开设有与泡沫产物集中溜槽的空腔相连的泡沫产物收集溜槽。
3.如权利要求2所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述泡沫产物集中溜槽底面为斜面，底面最低处与精煤管道相连通。
4.如权利要求1、2或3所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述定子包括环状底座，底座上设有圆周分布的导向叶片；转子包括圆柱形座体，座体外圆周面上均布有 “L”形叶轮，每片叶轮与座体圆周面上的出气孔相对应。
5.如权利要求4所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述驱动装置包括电机、 小带轮和大带轮及其传动带，电机固定在泡沫产物集中溜槽上面的承重梁上，大带轮与空心轴上端相连。
6.如权利要求5所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述尾矿箱顶部设有液位控制系统和伺服电机、内部设有蘑菇状调节阀、底部设有尾矿出口，尾矿出口上方设有侧孔；尾矿箱下部内侧设有防腐保护层。
7.如权利要求6所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述浮选室底部设有支撑，支撑与浮选室底部之间设有铸石或者橡胶衬。
8.如权利要求7所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述浮选室内设有泡沫层检测仪。
9.如权利要求8所述的压气式机械搅拌浮选机，其特征在于所述驱动装置外部设有防护罩。
全文摘要
本发明公开了一种压气式机械搅拌浮选机，包括圆柱形槽体浮选室，浮选室上端外侧密闭扣装有泡沫产物集中溜槽，泡沫产物集中溜槽外侧与精煤管道相连；浮选室内设有与驱动装置相连的空心轴，空心轴通过轴承及轴承座固定在支座上，轴承座之间设有轴承外套，轴承外套上开设的进气口与进气管相连，与轴承外套相对应的空心轴上开设有进气孔；空心轴下端连接有转子，转子上设有出气孔，转子外侧设有定子；浮选室上部吊装有给料箱，给料箱为具有环状空腔的箱体，环状箱体环绕在空心轴外部，给料箱上部设有进料口、下部均匀布设有出料嘴；浮选室底部设有尾矿室，尾矿室通过连接管道与尾矿箱相连通。该机高效节能、适应性强、使用寿命长和生产成本低。
文档编号B03D1/16GK102151617SQ20101060919
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者万建民, 万昌, 张玮, 李伟坡, 李德仪, 梁铁山 申请人:中平能化集团天工机械制造有限公司