本实用新型涉及磁力分离设备的技术领域，更具体地，涉及一种水平磁场立环高梯度磁选机。
背景技术：
高梯度磁选机的发展经历了周期式高梯度磁选机-连续式平环高梯度磁选机-连续式立环高梯度磁选机三个阶段，其中连续式立环高梯度磁选机由于可连续运转、设备处理量大、介质不易堵塞等突出优点而广泛应用于国内外各大矿山。连续式立环高梯度磁选机根据磁场方向可以分为垂直磁场立环高梯度磁选机和水平磁场立环高梯度磁选机。
现有水平磁场立环高梯度磁选机采用介质直排方式，提高了分选效果，降低了冲洗介质难度，同时其磁系完全与矿浆隔离，无磁系腐蚀。这类设备为了提高设备处理量，采取加大转环宽度的方式，但是对于水平磁场立环高梯度磁选机，转环宽度即分选气隙，加大转环宽度就是增加分选气隙，这样得到的水平磁场立环高梯度磁选机分选气隙大，漏磁较为严重，磁能损耗大，导致该设备背景磁场强度不高；该设备背景磁场强度在分选高度方向上未有明显变化，不能根据矿物磁性强弱分级吸附，导致磁能利用率低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水平磁场立环高梯度磁选机，在激磁线圈和磁系形成的均匀背景磁场强度分选区内，通过设计分选环结构，改变分选高度方向上的磁场强度分布，提升部分分选空间的磁场强度，形成分选高度方向上磁场强度的高低搭配，实现低磁场分选区域选别吸附强磁性粗颗粒矿物，高磁场分选区域选别吸附弱磁性细颗粒矿物，提高分选效果和磁能利用率，减少强磁性矿物和假象强磁性矿物磁化团聚引起的磁介质堵塞。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
提供一种水平磁场立环高梯度磁选机，包括机架、内含磁介质的分选环、固定在机架上的磁系、环绕于磁系上的激励线圈、驱动分选环旋转的驱动机构、设置在分选环上方的给料装置、用于冲洗粗细粒磁性物的冲洗装置以及用于接收分选得到的粗细粒磁性物的接料装置，所述驱动机构、给料装置、冲洗装置以及接料装置均设于所述机架上；所述分选环转动连接于机架上，所述磁系中形成有分选空间，分选环设于分选空间中；所述激励线圈与磁系配合在分选空间形成磁场方向为水平方向、磁场强度在分选高度方向均匀的背景磁场。所述分选环转动经过分选空间改变分选空间的磁场分布，在分选空间形成磁场方向为水平方向、磁场强度在高度方向变化的感应磁场。
本实用新型的水平磁场立环高梯度磁选机，物料经给料装置进入到分选环，依次经过磁场强度在分选空间高度方向上变化的磁场区域，粗颗粒强磁性物料被位于低磁场强度区域的磁介质吸附，细颗粒弱磁性物料被位于高磁场强度区域的磁介质吸附，非磁性物料从磁选机的底部排走；随着分选环转动，被磁介质吸附的磁性物料转至分选环的上部，经由冲洗装置进行冲洗并通过接料装置合并排出或分开排出。本实用新型可以根据矿物的磁性能，通过设计分选环结构改变分选高度方向的磁场分布，形成分选高度方向上磁场强度的高低搭配，实现低磁场分选区域选别吸附强磁性粗颗粒矿物，高磁场分选区域选别吸附弱磁性细颗粒矿物，提高分选效果和磁能利用率，减少强磁性矿物和假象强磁性矿物磁化团聚引起的磁介质堵塞，实现一台设备完成多段分选效果，降低设备成本、占地面积和设备维护难度。
进一步地，所述分选环包括外环以及由导磁材料制成的中间环，所述中间环嵌设于外环内部；所述中间环连接于驱动机构的输出端，中间环的厚度沿径向变化。中间环由导磁材料制成，中间环的厚度影响中间环与外环之间的分选空间的磁场强度，分选环装载的磁介质在磁场强度不同的分选空间吸附磁性能不同的物料；根据物料磁性能的情况，设置中间环的厚度，对物料进行精细分选，提高分选效果；中间环越厚，分选空间的分选间隙越短，分选空间的磁场强度越高；反之，减小分选空间的磁场强度。
进一步地，所述中间环的厚度沿径向由外向内两级梯度变化，中间环包括第一环以及第二环，所述第一环连接于第二环的外侧，第一环的厚度大于第二环的厚度；所述外环包括第一外环以及第二外环，所述第一环嵌设于第一外环的内部，第二环嵌设于第二外环的内部。第一环和第一外环间形成第一磁场分选区，第二环和第二外环间形成第二磁场分选区，第一磁场分选区的磁场强度大于第二磁场分选区的强度；粗颗粒强磁性物料被转动经过第二磁场分选区的磁介质吸附，细颗粒弱磁性物料被转动经过第一磁场分选区的磁介质吸附，提高磁能的有效利用率，实现对物料进行精细分选。
进一步地，所述中间环的厚度沿径向由外向内渐变减薄，所述外环包括第一外环以及第二外环，所述中间环嵌设于第一外环、第二外环的内部，所述第一外环设于第二外环的外侧。中间环厚度渐变段与外环间形成的磁场分选区的强度渐变减弱，以获得更精细的分选效果。
进一步地，所述第一外环均布有若干第一隔板，相邻的第一隔板之间形成有装载磁介质的第一空腔；所述第二外环均布有若干第二隔板，相邻的第二隔板之间形成有装载磁介质的第二空腔。第一空腔和第二空腔的设置便于磁介质的规律布局，保证第一外环、第二外环旋转经过分选空间磁介质的吸附作用力保持一致，实现粗颗粒强磁性物料和细颗粒弱磁性物料的分别吸附，改善分选效果。
进一步地，所述磁介质选自导磁不锈钢棒、导磁不锈钢板网、导磁不锈钢毛、导磁齿板中的一种或者多种的组合。磁介质均选自本领域常用的磁性材料作为磁介质，原料易取，成本较低。
进一步地，所述驱动机构包括齿轮传动机构和主轴，所述主轴连接于齿轮传动机构的输出端，主轴的两端设有轴承；所述主轴与中间环穿接，且主轴与中间环的连接处设有胀套。磁选机的动力系统带动齿轮传动机构旋转从而带动主轴转动，主轴带动中间环、第一外环、第二外环以相同的转速旋转，传动稳定，经久耐用。
进一步地，冲洗装置包括设于第一外环的外侧的第一冲洗装置以及设于第一外环、第二外环之间的第二冲洗装置。细颗粒弱磁性物料、粗颗粒强磁性物料分别吸附在第一外环、第二外环的外沿，第一冲洗装置提供的外冲洗水和第二冲洗装置提供的内冲洗水能够方便地清洗细颗粒弱磁性物料和粗颗粒强磁性物料。
进一步地，所述接料装置包括设于第二外环内侧的第一接料装置以及设于第一外环、第二外环之间的第二接料装置。经由冲洗工序的细颗粒弱磁性物料、粗颗粒强磁性物料可以根据需要选择合并通过接料装置排出或者分开分别通过第一接料装置、第二接料装置排出。
进一步地，所述给料装置设于所述第二外环的上方。给料装置的位置的设置便于磁性物料在重力的作用下落的过程中分别被装载在第二外环、第一外环中的磁介质吸附实现分离。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型能够在不增加功耗的条件下，提升部分分选区域的磁场强度，形成分选高度方向上磁场强度的高低搭配，实现低磁场分选区域选别吸附强磁性粗颗粒矿物，高磁场分选区域选别吸附弱磁性细颗粒矿物，不仅提高选别效果和磁能利用率，减少强磁性矿物和假象弱磁性矿物在强磁场中磁化所产生的磁团聚引起的磁介质堵塞，而且有利于后续的反向冲洗卸矿作业。
（2）本实用新型实现一台设备两段或多段分选效果，降低设备成本、占地面积和设备维护难度。
附图说明
图1为水平磁场立环高梯度磁选机的结构示意图I。
图2为水平磁场立环高梯度磁选机的结构示意图II。
图3为分选环的结构示意图I。
图4为图3中的分选环沿A-A截面的剖视图。
图5为图3中的分选环沿B-B截面的剖视图。
图6为分选环的立体图。
图7为实施例一的中间环的结构示意图。
图8为实施例二的中间环的结构示意图。
图9为实施例四的中间环的结构示意图。
图10为实施例五的中间环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如图1至图7所示为本实用新型的水平磁场立环高梯度磁选机第一实施例，包括机架1、内含磁介质的分选环2、固定在机架1上的磁系3、环绕于磁系3上的激励线圈4、驱动分选环旋转的驱动机构5、设置在分选环2上方的给料装置6、用于冲洗粗细粒磁性物的冲洗装置7以及用于接收分选得到的粗细粒磁性物的接料装置8，驱动机构5、给料装置6、冲洗装置7以及接料装置8均设于机架1上；分选环2转动连接于机架1上，磁系3中形成有分选空间，分选环2设于分选空间中；激励线圈4与磁系3配合在分选空间形成磁场方向为水平方向、磁场强度在分选空间高度方向均匀的背景磁场。分选环2转动经过分选空间改变分选空间的磁场分布，在分选空间形成磁场方向为水平方向、磁场强度在分选高度方向变化的感应磁场。
具体地，如图3至图6所示，分选环2包括外环以及由导磁材料制成的中间环21，中间环21嵌设于外环内部；中间环21连接于驱动机构5的输出端，中间环21的厚度沿径向变化。中间环21由导磁材料制成，中间环21的厚度影响中间环21与外环之间的分选空间的磁场强度，分选环2装载的磁介质在磁场强度不同的磁场分选区吸附磁性能不同的物料；根据物料磁性能的情况，设置中间环21的厚度，对物料进行精细分选，提高分选效果。本实施例的中间环的厚度变化以两级梯度变化形成两级分选空间作说明，但本实用新型并不局限于两级分选空间，三级甚至四级分选空间都在本实用新型的保护范围之内。
如图3至图6所示，中间环21的厚度沿径向由外向内两级梯度减小，中间环21包括第一环以及第二环，第一环连接于第二环的外侧，第一环的厚度大于第二环的厚度；外环包括第一外环22以及第二外环23，第一环嵌设于第一外环22的内部，第二环嵌设于第二外环23的内部。第一环和第一外环22间形成第一磁场分选区，第二环和第二外环23间形成第二磁场分选区，第一磁场分选区的磁场强度大于第二磁场分选区的强度；粗颗粒强磁性物料被转动经过第二磁场分选区的磁介质吸附，细颗粒弱磁性物料被转动经过第一磁场分选区的磁介质吸附，提高磁能的有效利用率，实现对物料进行精细分选。
如图3所示，第一外环22均布有若干第一隔板24，相邻的第一隔板24之间形成有装载磁介质25的第一空腔，第二外环23均布有若干第二隔板26，相邻的第二隔板26之间形成有装载磁介质25的第二空腔，磁介质25选自导磁不锈钢棒、导磁不锈钢板网、导磁不锈钢毛、导磁齿板中的一种或者多种的组合；旋转经过第一磁场分选区的第一外环22内装载的磁介质25吸附细颗粒弱磁性物料，旋转经过第二磁场分选区的第二外环23内装载的磁介质25吸附粗颗粒强磁性物料，将粗颗粒强磁性物料与细颗粒弱磁性物料分离出来，经由后续工序的冲洗装置7和接料装置8可以合并或分开排出。
另外，如图4所示，驱动机构5包括齿轮传动机构51和主轴52，主轴52连接于齿轮传动机构51的输出端，主轴52的两端设有轴承53；主轴52与中间环21穿接，且主轴52与中间环21的连接处设有胀套54；磁选机的动力系统带动齿轮传动机构51旋转从而带动主轴52转动，主轴52带动中间环21、第一外环22、第二外环23以相同的转速旋转，传动稳定，经久耐用。
如图3所示，冲洗装置7包括设于第一外环22的外侧的第一冲洗装置71以及设于第一外环22、第二外环23之间的第二冲洗装置72；接料装置8包括设于第二外环23内侧的第一接料装置81以及设于第一外环22、第二外环23之间的第二接料装置82；给料装置6设于第二外环23的上方。细颗粒弱磁性物料、粗颗粒强磁性物料分别吸附在第一外环22、第二外环23的磁介质表面，第一冲洗装置71提供的外冲洗水和第二冲洗装置72提供的内冲洗水能够方便地清洗；经由冲洗工序的细颗粒弱磁性物料、粗颗粒强磁性物料可以根据需要选择合并通过接料装置排出或者分开分别通过第一接料装置81、第二接料装置82排出。
本实施例在实施时，激磁线圈4通入直流电，磁系内侧的分选空间产生磁场方向为水平方向、磁场强度在分选高度方向均匀的背景磁场；中间环的厚度两级梯度变化，第一环和第一外环22间形成第一磁场分选区，第二环和第二外环23间形成第二磁场分选区，第一磁场分选区的磁场强度大于第二磁场分选区的强度。物料经给料装置6进入到分选环2，依次经过磁场强度在分选空间高度方向上梯度变化的磁场区域，粗颗粒强磁性矿物被转动经过第二磁场分选区的磁介质吸附，细颗粒弱磁性矿物被转动经过第一磁场分选区的磁介质吸附，非磁性物料从磁选机的底部排走；随着分选环2转动，被磁介质25吸附的磁性物料转至分选环的上部，经由冲洗装置7进行冲洗并通过接料装置8合并排出或分开排出。
实施例二
如图8所示为本实用新型的水平磁场立环高梯度磁选机第二实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，中间环21的厚度沿径向由外向内两级梯度增加，中间环21包括第一环以及第二环，第一环连接于第二环的外侧，第二环的厚度大于第一环的厚度；外环包括第一外环22以及第二外环23，第一环嵌设于第一外环22的内部，第二环嵌设于第二外环23的内部。第一环和第一外环22间形成第一磁场分选区，第二环和第二外环23间形成第二磁场分选区，第一磁场分选区的磁场强度小于第二磁场分选区的强度；粗颗粒强磁性物料被转动经过第一磁场分选区的磁介质吸附，细颗粒弱磁性物料被转动经过第二磁场分选区的磁介质吸附，提高磁能的有效利用率，实现对物料进行精细分选。
实施例三
如图7所示为本实用新型的水平磁场立环高梯度磁选机第三实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于：为增加分选空间感应磁场强度分布的稳定性，在第一外环21、第二外环22的两侧分别环绕设置有由导磁材料制成的第一增厚层、第二增厚层。第一增厚层的总厚度、第二增厚层的总厚度分别与第一环的厚度、第二环的厚度相等时获得最好的均匀效果。
实施例四
如图9所示为本实用新型的水平磁场立环高梯度磁选机第二实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，中间环21的厚度沿径向由外向内渐变减薄，外环包括第一外环22以及第二外环23，中间环嵌设于第一外环22、第二外环23的内部，第一外环22设于第二外环23的外侧。本实施例在实施时，由于中间环21厚度渐变段与外环间形成的磁场分选区的强度由外向内渐变减弱，相比于实施例一能够获得更精细的分选效果。
实施例五
如图10所示为本实用新型的水平磁场立环高梯度磁选机第二实施例，本实施例与实施例四类似，所不同之处在于，中间环21的厚度沿径向由外向内渐变增厚，外环包括第一外环22以及第二外环23，中间环嵌设于第一外环22、第二外环23的内部，第一外环22设于第二外环23的外侧。本实施例在实施时，由于中间环21厚度渐变段与外环间形成的磁场分选区的强度由外向内渐变增强，相比于实施例一能够获得更精细的分选效果。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。