铁磁性矿物颗粒分级回收装置的制作方法

本发明属于矿物分级技术领域，尤其涉及一种铁磁性矿物颗粒分级回收装置。

背景技术：

目前铁磁性矿物的分级一般分为粗级筛分和粗级筛分后的精确筛分。粗级筛分一般使用旋振筛进行筛分，这种方式分级精度小，含有同粒度范围非磁性杂质较多，尤其是获得多种不同粒度范围产品时，效率极低。当获得粒度精度较高的颗粒时再采用精确筛分，常见的精确筛分方法一般包括气流分级筛分、水流分级筛分以及对于易氧化易爆炸的铁粉所采用的JZDF氮气保护分级筛分。

申请号为201410666094.6的专利申请公开了一种立式气流分级机，包括加料装置、粗分级器、原料扩散器以及立式分级机构，粗分级器安装在加料装置的上部并与原料扩散器相连接，原料扩散器安装在粗分级器的上部并与立式分级机构相连接，立式分级机构安装在原料扩散器的上部，所述的立式分级机构包括电机、叶轮、分级室、分级轮以及出料管道，叶轮安装在电机上并与电机相连接，分级室安装在电机的下部，分级轮安装在分级室的一侧边，出料管道斜向连接在分级轮的下端。利用该类结构的气流分级机进行分级存在分级效率低，能量损耗大，磨损较严重的问题。

水流分级法是指颗粒在随水流流动的过程中，根据不同粒度的颗粒重量不同，粒度大的颗粒在较劲的地方沉淀，粒度小的颗粒在较远的地方沉淀，从近到远颗粒的粒度越来越小。公告号为CN201906649U的专利公开了一种研磨颗粒水流分级系统，包括增压泵、压力自动调节阀、控制阀、流量计、下料阀和锥形分级桶，增压泵与压力自动调节阀相连，压力自动调节阀与控制阀相连，控制阀与锥形分级桶相连，控制阀与锥形分级桶之间连有流量计，锥形分级桶上端有一个溢流口，锥形分级桶底端有进水口，进水口与下料阀相连，锥形分级桶底端有进水口，进水口与下料阀相连，锥形分级桶至少有两个，并按由小到大连接，前一个锥形分级桶的溢流口与后一个锥形分级桶的进水口相连，利用上述水流分级系统对颗粒物进行分级时需通过多个锥形分级桶对研磨后的颗粒进行分级，耗费水资源太多，自动化程度低，分级精度小且颗粒中杂质较多。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

技术实现要素：

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种结构简单、操作方便且分级精度高的铁磁性矿物颗粒分级回收装置。

本发明所采用的技术方案为：

铁磁性矿物颗粒分级回收装置，包括壳体、分级器、螺旋导板及磁场生成机构；所述分级器设置在壳体内部，壳体上部和分级器上部的相对位置处开设有相互连通的进料通道，铁磁性矿物颗粒浆液从进料通道切向进入分级器内部，分级器的上部还设置有多个上出料通道，各上出料通道的顶端伸出至壳体外侧，各上出料通道的底端伸入至分级器内，且各上出料通道在伸入分级器内的长度不等，分级器的下部设置有多个下出料通道；所述螺旋导板设置在分级器内，且螺旋导板围绕各上出料通道螺旋配置，螺旋导板的外径自上至下依次增大；所述磁场生成机构包括三相交流电源及自上而下依次设置的多个线圈组，各线圈组均设置在壳体内壁上且围绕分级器外壁呈环状布置，各线圈组均与三相交流电源相连，且各线圈组通电后产生螺旋向下的磁场力。

各所述线圈组同轴配置，各所述线圈组均包括六个线圈，属于同一个线圈组的六个线圈呈圆环状均匀布置，各线圈的绕线方向相同；三相交流电源的三相电U、V、W依次接入位于分级器上部且属于同一线圈组的相邻三个线圈，并分别从与所述三个线圈位置相对的另外三个线圈接出；位于分级器上部的线圈组，从上到下三相电的接入位置依次错开一个线圈的位置；位于分级器上部的线圈组的数量大于位于分级器下部的线圈组的数量，且位于分级器上部的各线圈组相互并联后与位于分级器下部的线圈组串联，位于分级器下部的线圈组产生的磁场力大于位于分级器上部的线圈组产生的磁场力。

所述磁场生成机构还包括变频器和变压器，变频器和变压器分别与三相交流电源相连。

所述螺旋导板的螺旋旋向为逆时针方向螺旋向下，磁场力的方向为顺时针方向螺旋向下，磁场生成机构产生的磁场力的螺旋旋向与螺旋导板的螺旋旋向呈90°或近似90°。

所述螺旋导板的螺旋旋向为顺时针方向螺旋向下，磁场力的方向为逆时针方向螺旋向下，磁场生成机构产生的磁场力的螺旋旋向与螺旋导板的螺旋旋向呈90°或近似90°。

各所述下出料通道的相对位置处分别设置有上出料开关，且各所述下出料通道的相对位置处分别设置有下出料开关；所述壳体下部和分级器下部的相对位置处开设有相互连通的进水通道，所述进水通道位于上、下出料开关之间。

所述螺旋导板的外径自上而下为固定的几种直径，且位于最上方的外径最小，位于最下方的外径最大。

所述壳体由铁磁性材料制成。

所述分级器内还设置有遮挡板，所述遮挡板呈圆锥状，遮挡板位于各上出料通道的正下方，且遮挡板的锥顶正对伸入分级器内长度最长的上出料通道的底部中央。

所述上出料通道有三个，分别为第一出料通道、第二出料通道和第三出料通道，第一出料通道的中心线、第二出料通道的中心线和第三出料通道的中心线位于同一条直线上，其中第一出料通道伸入分级器内的长度最短，第三出料通道伸入分级器内的长度最长，第二出料通道的部分结构套置在第一出料通道内，第三出料通道的部分结构套置在第二出料通道内；所述下出料通道有两个，分别为第四出料通道和第五出料通道，第四出料通道的中心线和第五出料通道的中心线位于同一条直线上，第四出料通道的部分结构位于第五出料通道内；位于分级器上部的线圈组有三组，位于分级器下部的线圈组有一组。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1、本发明通过将磨碎、粗筛过的铁磁性矿物颗粒浆液从进料通道切向进入分级器中，在向外的离心力、旋转向下的磁场力、向下的重力以及液体浮力的作用下，将颗粒分成不同的粒度范围并从不同的出料通道内流出。各线圈组通入三相电产生旋转向下的磁场，提供旋转向下的磁场力，从上到下直径递增的螺旋导板将流入不同粒度的颗粒，并从不同的上出料通道内流出，下出料通道获得不同粒度范围的颗粒，并通过出料开关定时排出颗粒，每次排料后通过进水通道注水以确保不破坏分级器内的流场，保证了分级精度。

2、本发明结构简单紧凑，节能高效，操作方便，分级精度高，可以获得多种不同粒度的磁性颗粒。

附图说明

图1为本发明实施例中的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中螺旋导板及上出料通道的装配关系示意图。

图3为本发明实施例中的线圈分布示意图。

其中，

1、进料通道 2、第三出料通道 3、第一出料通道 4、第二出料通道 5、壳体 6、线圈 7、分级器 8、螺旋导板 9、遮挡板 10、第五出料通道 11、第四出料通道12.1、上出料开关 12.2、下出料开关 13、进水通道

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，铁磁性矿物颗粒分级回收装置，包括壳体5、分级器7、螺旋导板8及磁场生成机构。

如图1所示，所述分级器7设置在壳体5内部。优选地，所述分级器7的上部截面呈矩形，分级器7的下部截面呈Y型。与分级器7的结构相对应，所述壳体5的上部截面呈矩形，壳体5的下部截面呈Y型。当然，分级器7和壳体5的结构并不局限于上述的形状，还可以是其它形状。所述壳体5由铁磁性材料制成，防止漏磁现象的发生。

如图1所示，所述壳体5上部一侧和分级器7上部一侧的相对位置处开设有相互连通的进料通道1，铁磁性矿物颗粒浆液从进料通道1切向进入分级器7内部。矿物颗粒在分级器7内产生顺时针螺旋向下的流场。

如图1所示，所述分级器7的上部还设置有三个上出料通道，分别为第一出料通道3、第二出料通道4和第三出料通道2，第一出料通道3、第二出料通道4和第三出料通道2的中心线位于同一条直线上。所述第一、第二、第三出料通道的顶端均伸出至壳体5外侧，所述第一、第二、第三出料通道的底端伸入至分级器7内，且第一出料通道3伸入分级器7内的长度最短，第三出料通道2伸入分级器7内的长度最长，第二出料通道4的部分结构套置在第一出料通道3内，第三出料通道2的部分结构套置在第二出料通道4内。为方便颗粒物的进入，所述第二出料通道4和第三出料通道3的下部均呈喇叭状。

如图1所示，所述分级器7内还设置有遮挡板9，所述遮挡板9呈圆锥状，遮挡板9位于第一、第二、第三出料通道的正下方，且遮挡板9的锥顶正对第三出料通道2的底部中央。

如图1所示，所述分级器7的下部设置有两个下出料通道；分别为第四出料通道11和第五出料通道10，第四出料通道11和第五出料通道10同心配置，第四出料通道11的部分结构位于第五出料通道10内。所述第四、第五出料通道的相对位置处分别设置有上出料开关12.1，且所述第四、第五下出料通道的相对位置处分别设置有下出料开关12.2。所述壳体5下部和分级器7下部的相对位置处开设有相互连通的进水通道13，进水通道13位于上、下出料开关之间，水可沿该进水通道13流入分级器7内部。

如图1和图3所示，所述磁场生成机构包括三相交流电源及自上而下依次设置的四个线圈组，各线圈组均设置在壳体5内壁上且围绕分级器7外壁呈环状布置，各线圈组均与三相交流电源相连，且各线圈组通电后产生螺旋向下的磁场力。所述磁场生成机构还包括变频器和变压器，变频器和变压器分别与三相交流电源相连。通过变频器调节频率控制磁场的旋转速度，通过变压器调节电压控制磁场力的大小。其中三个线圈组位于分级器7的上部，另外一个线圈组位于分级器7的下部，且位于分级器7下部的线圈组正对Y型分级器7下部的折弯部。

如图3所示，各所述线圈组同轴配置，各所述线圈组均包括六个线圈6，属于同一个线圈组的六个线圈6呈圆环状均匀布置，各线圈6的绕线方向相同。三相交流电源的三相电U、V、W依次接入位于分级器7上部且属于同一线圈组的相邻三个线圈，并分别从与所述三个线圈位置相对的另外三个线圈接出，产生顺时针旋转的磁场力。位于分级器7上部的三个线圈组，从上到下三相电的接入位置依次按顺时针方向错开一个线圈6的位置，此时则会产生一个顺时针方向螺旋向下的磁场力。位于分级器7上部的三组线圈组相互并联后与位于分级器7下部的一组线圈组串联，使位于分级器7下部的一组线圈产生向下的磁场力，且位于分级器7下部的线圈组产生的磁场力大于位于分级器7上部的线圈组产生的磁场力。

如图1和图2所示，所述螺旋导板8设置在分级器7内且位于分级器7的中央位置处，所述螺旋导板8包括以第一、第二、第三出料通道为中心轴呈螺旋配置的若干个导板本体，螺旋导板8的整体外径自上至下依次增大。所述螺旋导板8的螺旋方向为逆时针螺旋向下，使螺旋导板8的方向始终和磁场顺时针螺旋向下的方向呈90°或近似90°，使颗粒向内移动时，首先接触螺旋导板8。分级器7内粒度较大的颗粒受到向外的离心力、磁场力大于向内的浮力，会向分级器7的内壁移动。分级器7内粒度较小的颗粒受到向内的流体浮力大于受到的向外的离心力和磁场力的影响，向位于分级器7中心的螺旋导板8移动。从而分级器7内颗粒越靠近分级器7外壁颗粒越大，越靠近分级器7中心颗粒越小。细颗粒在在流体浆液内运动的过程中，碰到螺旋导板8时，摩擦阻力增大，向下的沉降速度减小，在向内的浮力大于向外的离心力和磁场力的情况下，向内进入螺旋导板8。螺旋导板8的外径从上往下依次变大，分级器7内颗粒的粒度从内向外依次变大，最内部的细颗粒碰到螺旋导板8上面直径最小的导板本体后，从最上层导板本体进入螺旋导板8，没有碰到导板本体的稍微粗一点的颗粒在往下沉降的过程中，碰到下面一层直径稍微大一点的导板本体，从而从这一层导板本体进入螺旋导板8内部，以此类推，螺旋导板8的外径从上往下依次变大，因此，螺旋导板8内从上往下得到的颗粒粒度越来越大。上侧的导板本体与第一出料通道3相连接，从第一出料通道3得到粒度最小的颗粒，中间的导板本体与第二出料通道4相连接，从第二出料通道4得到粒度稍大的颗粒，下侧的导板本体与第三出料通道2相连接，从第三出料通道2得到比第二出料通道4粒度稍大的颗粒的，从而得到三种不同粒度范围的颗粒。

粗颗粒受向外的离心力和磁场力大于向内的流体浮力，颗粒在流体内运动的过程中，接触螺旋导板8时，颗粒向心速度减小，颗粒进入螺旋导板8内部的阻力增加，使没有完全分离、随水流误进入螺旋导板8的粗颗粒，在离心力和磁场力的作用下，重新向外移动，进入下一级导板本体或者进入分级器7的下侧，使分级得到颗粒的最小粒度范围更小，同时增加颗粒的分级精度。

粒度较大的颗粒受向外的离心力、磁场力和重力的影响，没有进入到螺旋导板8内，而是移动到分级器7的下侧。粒度最大的颗粒紧贴分级器7的内壁往下移动，进入第五出料通道10，力度稍小，没有紧贴分级器7内壁的颗粒则进入第四出料通道11。第四出料通道11和第五出料通道10分别安装有上出料开关12.1和下出料开关12.2。铁磁性矿物颗粒分级回收装置工作时，上出料开关12.1打开，下出料开关12.2关闭，则磁性颗粒全部进入第四、第五出料通道内位于下出料开关12.2的部分，当颗粒堆积达到容量上限时，关闭上出料开关12.1，打开下出料开关12.2，进行排料。当颗粒完全排光时，关闭上出料开关12.1和下出料开关12.2，通过进水通道13往第四、第五出料通道内位于上、下出料开关之间的部分注水，当水注满该部分空间时，停止注水，打开上出料开关12.1，这样则避免第四、第五出料通道排料时，扰乱分级器7内的流体运动，从而影响颗粒分级精度。

本发明有五个出料通道，得到颗粒的粒度范围从小到大的出料通道依次为第一出料通道3、第二出料通道4、第三出料通道2、第四出料通道11和第五出料通道10。需要说明的是，本发明中的铁磁性矿物颗粒分级回收装置中的出料通道并不仅仅局限于上述的分级器7上部三个、下部两个的结构组成。根据实际情况，可以增加或减少出料通道的个数，以获得不同种颗粒粒度范围的数量。

利用本发明，带有铁磁性矿物颗粒浆液从进料通道切向进入分级器7后，磁场的方向为顺时针螺旋向下，螺旋导板8的旋向为逆时针方向螺旋向下。需要说明的是，可以根据实际情况，将磁场的方向与螺旋导板8的旋向进行互换，即磁场的方向为逆时针螺旋向下，螺旋导板8的旋向为顺时针方向螺旋向下，只要保证使螺旋导板8的旋向始终与磁场顺时针螺旋向下的方向呈90°或近似90°即可。

在同一个出料通道中，磁性颗粒和非磁性颗粒受到的磁场力的影响不同，粒度范围也不同，在后续工序中可以根据粒度不同，很容易地将铁磁性矿物中的非磁性杂质去除。

需要进一步说明的是，本发明中铁磁性矿物颗粒分级回收装置中线圈组的个数以及每个线圈组中线圈6的个数也并不仅仅局限于上述的分级器上部三个线圈组，下部一个线圈组，每个线圈组包括六个线圈6的方式，还可以根据实际情况，增加或减少线圈组的个数以及每组线圈内线圈6的个数。

此外，本发明中螺旋导板8的外径并不仅仅局限于上述以及图2所示的外径依次递增的情形，还可以将所述螺旋导板8的外径自上而下为固定的几种直径，且位于最上方的外径最小，位于最下方的外径最大，则可以通过本发明获得几种固定粒度的颗粒。

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。