本发明涉及选矿行业中的矿物分离技术领域，尤其涉及一种单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备。
背景技术
浮选机是实现浮选的工业设备，其关键部件——充气搅拌机构决定了浮选机的类型、特点和效能。从浮选过程来看，浮选机应具有：分散矿粒和药剂、实现矿化气泡、生成三相泡沫并产生二次富集作用、精矿和尾矿能够及时排出的作用。
因浮选过程需利用机械搅拌作用将空气流粉碎生成气泡，又浮选矿浆充气是浮选的前提，所以决定浮选效果的主要因素就是充气量，充气量与转子转速紧密相关，但因转速过大会使液面不稳，甚至造成矿粒在气泡上的脱附，同时会使能耗增大、转子定子易磨损，故转子分散空气能力受到限制。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备，包括浮选槽、转轴、转子和定子，定子设置在浮选槽内，定子包括水平布置的上盖板和下盖板，上盖板和下盖板上设有同轴同径的吸浆口，转子设置在上盖板和下盖板之间，转子采用直径与高度比为1.0-10的叶轮；转轴竖直插入到浮选槽内，并穿过上盖板上的吸浆口后与转子相连接，定子还包括多个环绕着转子布置的扩散片，所有扩散片与径向呈15°-90°夹角、且与转子旋转方向相同。
进一步，上盖板上的吸浆口与下盖板上的吸浆口同径。
进一步，扩散片的数量为4-24个，所有扩散片等角度分布。
进一步，叶轮上所设叶片的数量为3-27个。
进一步，还包括导气管，导气管的一端处在浮选槽外，导气管的另一端插入到浮选槽内后与上盖板相固定。
进一步，导气管的数量为3-12根。
本发明的有益效果是：
1)采用本发明所述的叶轮具有更大的叶片面积，根据vsp＝2πnfα可知，在排液能力一定时，有着更大的叶片面积就可以相应减小叶轮转速，从而，不仅能达到减少叶轮磨损的目的，也可以减少生产过程的能耗，同理在旋转速度一定时，更大的叶片面积可以增加排液能力，从而能增强中心真空度，提高吸浆和进气量；
2)本发明叶轮直径d与叶轮高度h的比值近似为1.0-10，因为在给定功率条件下，叶轮纵横比(长径比)将影响叶轮的吸气能力和矿浆循环能力，如果纵横比太小，空气吸入量将超过循环量，而纵横比太大，则相反，而当叶轮的纵横比约为1.0时，吸入量和循环量均最佳；
3)本发明将转子包覆于定子内，是为保证矿浆流道的封闭性，维持较大的负压，以保证浮选机的进气与吸浆能力，此外，浮选机在停机时上盖板和下盖板可以阻挡沉静的矿砂进入叶轮，导致叶轮被‘压死’。
4)本发明中定子采用与径向呈15°-90°夹角的定子扩散片，倾斜方向与叶轮旋转方向一致，使定子上的扩散片与叶轮甩出的矿浆气流一致，不仅可以减少叶轮周围矿浆的旋转和涡流，以提高矿浆和空气的混合程度，也可以使叶轮吸气能力有所提升；
5)吸浆口的设置与从定子的扩散片间排出的矿浆形成循环，增强气泡与矿浆的接触、附着有利于气泡矿化的过程，提升浮选效果；
6)本发明采用3-12个导气管同时进气，增强了在同等机械搅拌程度下的吸气能力，增加气泡数量和质量。
附图说明
图1为本发明所述单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备的正视图；
图2为本发明所述单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备的侧视图；
图3为本发明所述单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备的定子正视图；
图4为本发明所述单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备的定子俯视图；
图5为本发明所述单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备的转子结构图；
图6为本发明所述单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备的转子俯视图；
图7为本发明流体循环路径图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、转子轴，2、电机，3、托架。4、套筒，5、导气管，6、固定棒条，7、浮选槽，8、托盘固定栓，9、圆柱槽，10、泡沫槽托板，11、机体托台，12、滑动固定棒，13、定子，1310、上盖板，1320、下盖板，1330、扩散片，14、转子，15、浮选槽固定栓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种单轴单叶轮机械搅拌自吸式浮选设备，包括转轴1、电机2、托架3、套筒4、导气管5、固定棒条6、浮选槽7、托盘固定栓8、圆柱槽9、泡沫槽托板10、机体托台11、滑动固定棒12、定子13、转子14和浮选槽固定栓15。
圆柱槽9设置在机体托台11上，滑动固定棒12的下端承插在圆柱槽9内，泡沫槽托板10通过托盘固定栓8固定在滑动固定棒12上，浮选槽7通过浮选槽固定栓15固定在机体托台11上，托架3设置在机体托台11上，电机2固定在托架3上，转轴1的上端与电机2的输出轴相连接，转轴1的下端伸入到浮选槽7内，套筒4套着转轴1，且套筒4与托架3相连接。
定子13设置在浮选槽7内，定子13包括上盖板1310和下盖板1320，其中，上盖板1310和下盖板1320均水平布置在浮选槽7内，上盖板1310上设有吸浆口，下盖板1320上设有吸浆口，且上盖板1310上所设吸浆口与下盖板1320上所设吸浆口同轴，上盖板1310上的吸浆口与下盖板1320上的吸浆口同径，这样可以保证吸入矿浆量相同，起到稳定浮选过程的作用。
固定棒条6的两端分别与下盖板1320和套筒4相连接，转子14设置在上盖板1310和下盖板1320之间，转子14采用直径与高度比为1.0-10的叶轮，叶轮采用平直式叶片的径向流叶轮，叶片与径向成90°夹角。转轴1的下端穿过上盖板1310上的吸浆口后与转子14相连接。定子13还包括多个环绕着转子14布置的扩散片1330，所有扩散片1330与径向呈15°-90°夹角、且与转子14旋转方向相同，在本实施例中，扩散片1330的数量优选为4-24个，且所有扩散片1330等角度分布，叶轮上所设叶片的数量为3-27个，无倾斜角度，可满足循环量与吸气量达到最优。
导气管5的一端处在浮选槽7外，导气管5的另一端插入到浮选槽7内后与上盖板1310相固定，其中，导气管5的数量优选为3-12根。
运行开始时在浮选槽7内加入所需分选矿物，电机2带动转轴1作高速运转，使矿粒悬浮并在中心产生真空区，矿浆由吸浆口进入定转子系统内，从定子13的扩散片1330处沿径向甩出形成循环，同时空气由导气管5被吸入，空气被因涡旋产生的真空环境吸入涡心，形成气泡，已形成的气泡会被在湍流脉动速度下产生的动压力和剪切作用下分裂成更小的气泡，并与矿粒发生碰撞从而吸附，实现气泡的矿化，未附着的矿粒会因矿浆的循环作用再次与空气作用，此过程中定子13的扩散片1330起消除矿浆的自旋，保证液面平稳作用，当叶轮甩出的矿浆与定子13的扩散片1330撞击时，产生新的漩涡，有利于卷吸空气和气泡分裂。
矿化后的气泡因浮力上升至矿浆液面顶端，在此过程中，由于泡沫层中水层向下流动可冲洗大部分机械夹杂的脉石，使之重新落回矿浆，浮至矿浆表面的泡沫开始发生兼并，气—液界面积减小，气泡上原负荷的矿粒发生重新排列，使疏水性强者仍附着于气泡，弱者被流动的水带入矿浆，产生二次富集作用，提高精矿质量，最后，泡沫与矿浆分离完成分选过程。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。