一种矿物颗粒分离采样装置的制作方法

本发明涉及一种采样装置，尤其涉及一种矿物颗粒分离采样装置。

背景技术：

浮选机适用于有色黑色金属的选别，还可用于非金属如：煤莹石、滑石的选别。该浮选机由电动机三角带传动带动叶轮旋转，一方面吸入充足的空气与矿浆混合，一方面搅拌矿浆与药物混合，同时细化泡沫，使矿物粘合泡沫之上，浮到矿浆面再形成矿化泡沫。调节闸板高度，控制液面，使有用泡沫被刮板刮出，用来进行浮选试样的浮选试验。

现有技术中用于试验用的矿物颗粒分离装置，包括球形连接腔顶盖、底部有圆孔的球形连接腔底盖、换热管、头部为实心球的圆柱连接杆、轴承套和螺旋叶片，功能简单、矿物颗粒分离效率低下，只有分离的作用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种分离、采样一体完成，且矿物颗粒分离效率高的矿物颗粒分离采样装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种矿物颗粒分离采样装置，包括浮选机构、脱水机构、烘干机构和采样机构；

所述浮选机构包括分离筒、主轴、旋转套、叶轮、电机、减速器、刮板和单向阀；

所述主轴竖直设置在分离筒的中部，主轴的顶部伸出分离筒的顶部；所述旋转套套在主轴外，所述旋转套的上部与主轴之间设置上轴承，所述旋转套的下部与主轴之间设置下轴承，所述旋转套通过上轴承和下轴承与主轴转动配合，所述旋转套的顶部与主轴之间设置上密封圈，所述旋转套的底部与主轴之间设置下密封圈，所述旋转套的顶部外圆上设置从动齿轮；所述主轴的顶部设置支撑杆，所述电机设置在支撑杆上，电机的动力输出轴与减速器的动力输入轴连接，减速器的动力输出轴上设置主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮齿啮合；所述主轴为中空结构，中空结构由上段直径小的上段孔和下段直径大的下段孔组成，所述上段孔的顶部设置密封塞，所述主轴上设置位于旋转套上方且与上段孔内连通的空气进气管、浮选药剂添加管、活性剂添加管、起泡剂添加管和捕收剂添加管，所述空气进气管与气泵连接，所述浮选药剂添加管、活性剂添加管、起泡剂添加管和捕收剂添加管上均设置阀门；所述主轴的底部外圆周上均布设置多个且位于旋转套的下方的出气孔；所述旋转套的下部设置三个叶轮，所述旋转套的上部设置刮板，所述刮板的上部高于分离筒的上端，所述刮板的自由端紧挨分离筒的内壁并与分离筒的内壁滑动配合，所述刮板沿其长度方向设置凹槽，所述凹槽的高度由靠近旋转套的一端逐渐向旋转套的自由端逐渐升高，在旋转套的自由端上的凹槽的位置高度高于分离筒的上端；所述分离筒的顶部外圆上倾斜设置浮选颗粒收集槽，所述浮选颗粒收集槽的最低位置设置浮选颗粒输出口；所述单向阀包括预压弹簧和密封球，所述下段孔内靠近上段孔横向设置一支撑臂，所述预压弹簧竖直设置，预压弹簧的一端固定连接在支撑臂上，预压弹簧的另一端固定连接在密封球上，密封球压在上段孔的孔口上；

所述脱水机构包括输料槽、振动电机和振动弹簧；所述输料槽通过四个角分布设置的振动弹簧悬挂在固定板上，振动电机安装在输料槽的外侧壁上；所述输料槽呈开口朝上的u型结构、且倾斜设置，所述输料槽的进料口位于浮选颗粒输出口的底部，所述输料槽的底部均布设置多个孔径小于浮选颗粒粒径的漏水孔；

所述烘干机构包括上层主动轮、上层从动轮、绕过上层主动轮和上层从动轮的上层传送带、中间层主动轮、中间层从动轮、绕过中间层主动轮和中间层从动轮的中间层传送带、下层主动轮、下层从动轮、绕过下层主动轮和下层从动轮的下层传送带、导向板ⅰ、导向板ⅱ、设置在上层传送带下方的加热装置ⅰ、以及设置在中间层传送带下方的加热装置ⅱ；所述上层传送带、中间层传送带与下层传送带平行，所述导向板ⅰ和导向板ⅱ倾斜设置，所述导向板ⅰ的底部设置在中间层传送带的一端部上方，导向板ⅰ的顶部斜向外设置在上层传送带的对应端部下方外侧；所述导向板ⅱ的顶部斜向外设置在中间层传送带的另一端下方外侧，导向板ⅱ的底部设置在下层传送带的对应的一端部上方；所述加热装置ⅰ和加热装置ⅱ分别包括绝缘安全网和电加热管，所述电加热管设置在绝缘安全网内；

所述采样机构包括采样料斗、气缸、固定爪和采样瓶，所述采样料斗的壁上开有采样窗；所述采样料斗位于下层传送带的另一端下方，所述气缸设置在采样料斗的一侧，固定爪设置在气缸的活塞杆的端部上，采样瓶卡在固定爪上，所述采样瓶与采样窗对应。

作为本发明的一种优选方案，所述输料槽的下方设置一风扇安装板，所述风扇安装板与输料槽之间连接弹性带，所述风扇安装板上靠向烘干机构的一侧设置风扇。

作为本发明的另一种优选方案，所述叶轮为三个，叶轮的宽度为6毫米；所述分离筒的内径：分离筒的高度：叶轮的旋转外径：最下方的叶轮到分离筒内的底部的距离：中间的叶轮到最下方的叶轮之间的距离：最上方的叶轮到中间的叶轮之间的距离＝85：72:81：8:10:12。

作为本发明的一种改进方案，所述分离筒的圆周壁上靠近底部沿圆周方向均布设置进水孔，所述进水孔呈20度倾斜设置，所述出气孔呈20度倾斜设置，所述进水孔的出口和出气孔的出口均朝向分离筒的底部。

本发明的技术效果是：本发明巧妙的将浮选机构、脱水机构、烘干机构和采样机构组合为一体，实现矿物颗粒自动分离、脱水、烘干和采样，大大提高了试验效率；同时本发明巧妙的将分离筒的内径、分离筒的高度、叶轮的旋转外径、最下方的叶轮到分离筒内的底部的距离、中间的叶轮到最下方的叶轮之间的距离和最上方的叶轮到中间的叶轮之间的距离进行参数的匹配，使得矿物颗粒分离效率高；刮板巧妙的结构设计进一步提高了液面上的浮选颗粒从液面上脱离，浮选颗粒脱离液面的效率大大提高。

附图说明

图1为一种矿物颗粒分离采样装置的结构示意图；

图2为分离筒的结构示意图；

图3为主轴、旋转套、叶轮、电机、减速器、刮板和单向阀装配的结构示意图；

图4为分离筒和刮板配合的俯视图；

图5为图4沿a—a方向的结构示意图；

图6为图4沿b—b方向的结构示意图；

图7为单向阀的结构示意图；

图8为脱水机构的结构示意图；

图9为烘干机构的结构示意图。

图中：1—分离筒；2—主轴；3—旋转套；4—叶轮；5—电机；6—减速器；7—刮板；8—单向阀；9—上轴承；10—下轴承；11—上密封圈；12—下密封圈；13—从动齿轮；14—支撑杆；15—主动齿轮；16—上段孔；17—下段孔；18—密封塞；19—空气进气管；20—浮选药剂添加管；21—活性剂添加管；22—起泡剂添加管；23—捕收剂添加管；24—气泵；25——阀门；26—出气孔；27—凹槽；28—浮选颗粒收集槽；29—预压弹簧；30—密封球；31—支撑臂；32—输料槽；33—振动电机；34—振动弹簧；35—固定板；36—漏水孔；37—上层主动轮；38—上层从动轮；39—上层传送带；40—中间层主动轮；41—中间层从动轮；42—中间层传送带；43—下层主动轮；44—下层从动轮；45—下层传送带；46—导向板ⅰ；47—导向板ⅱ；48—加热装置ⅰ；49—加热装置ⅱ；50—采样料斗；51—气缸；52—固定爪；53—采样瓶；54—采样窗；55—风扇安装板；56—弹性带；57—风扇；58—进水孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，一种矿物颗粒分离采样装置，包括浮选机构、脱水机构、烘干机构和采样机构。

浮选机构包括分离筒1、主轴2、旋转套3、叶轮4、电机5、减速器6、刮板7和单向阀8。分离筒1的结构如图1、图2所述，主轴、旋转套、叶轮、电机、减速器、刮板和单向阀装配的结构如图3所示。

主轴2竖直设置在分离筒1的中部，主轴2的顶部伸出分离筒1的顶部。旋转套3套在主轴2外，旋转套3的上部与主轴2之间设置上轴承9，旋转套3的下部与主轴2之间设置下轴承10，旋转套3通过上轴承9和下轴承10套在主轴2外，旋转套3通过上轴承9和下轴承10与主轴2转动配合。旋转套3的顶部与主轴2之间设置上密封圈11，旋转套3的底部与主轴2之间设置下密封圈12，上密封圈11和下密封圈12将旋转套3的两端有效的进行密封，进而避免液体进入旋转套3内腐蚀其内壁、上轴承9和下轴承10。旋转套3的顶部外圆上设置从动齿轮13，从动齿轮13与旋转套3的顶部外圆紧配合，主轴2的顶部设置支撑杆14，支撑杆14形成一悬臂，电机5设置在支撑杆14上，电机5的动力输出轴朝下并与减速器6的动力输入轴连接，减速器6的动力输出轴朝下，减速器6的动力输出轴上设置主动齿轮15，主动齿轮15与从动齿轮13齿啮合。主轴2为中空结构，中空结构由上段直径小的上段孔16和下段直径大的下段孔17组成，上段孔16的顶部设置密封塞18，主轴2上设置位于旋转套3上方且与上段孔16内连通的空气进气管19、浮选药剂添加管20、活性剂添加管21、起泡剂添加管22和捕收剂添加管23，空气进气管19与气泵24连接，浮选药剂添加管20、活性剂添加管21、起泡剂添加管22和捕收剂添加管23上均设置阀门25，通过上述管路向空气中注入浮选药剂、活性剂、起泡剂和捕收剂，通过空气与加载矿物(如煤粉、矿石粉、铁渣粉等)的水混合，有助于水气泡，矿物颗粒上浮。主轴2的底部外圆周上均布设置多个且位于旋转套3的下方的出气孔26，出气孔26呈20度倾斜设置，出气孔26的出口朝向分离筒1的底部。旋转套3的下部设置三个叶轮4，旋转套3的上部设置刮板7，刮板7推动水面的一面形成一曲面，刮板7靠近分离筒1内壁的一端相对靠近旋转套3的一端滞后推动水面，如图4所示。刮板7的上部高于分离筒1的上端，刮板7的自由端紧挨分离筒1的内壁并与分离筒1的内壁滑动配合，刮板7沿其长度方向设置凹槽27，凹槽27的高度由靠近旋转套3的一端逐渐向旋转套3的自由端逐渐升高，在旋转套3的自由端上的凹槽27的位置高度高于分离筒1的上端，如图5和图6所示。分离筒1的顶部外圆上倾斜设置浮选颗粒收集槽28，浮选颗粒收集槽28的最低位置设置浮选颗粒输出口。单向阀8包括预压弹簧29和密封球30，如图7所示，下段孔17内靠近上段孔16横向设置一支撑臂31，预压弹簧29竖直设置，预压弹簧29的一端固定连接在支撑臂31上，预压弹簧29的另一端固定连接在密封球30上，密封球30压在上段孔16的孔口上。

分离筒1的圆周壁上靠近底部沿圆周方向均布设置进水孔58，进水孔58呈20度倾斜设置，出气孔26呈20度倾斜设置，进水孔58的出口和出气孔26的出口均朝向分离筒1的底部。进水孔58和出气孔26均呈20度倾斜设置，使进入分离筒1内的水和空气在分离筒1的底部相碰，形成更多的气泡，同时使混合在空气中的浮选药剂、活性剂、起泡剂和捕收剂迅速溶解在水中。

将待采样的矿物粉加入分离筒1中，水通过进水孔58进入分离筒1内，开启气泵24，上段孔16内的气压冲开密封球30，开启阀门，向空气中注入浮选药剂、活性剂、起泡剂和捕收剂，带有浮选药剂、活性剂、起泡剂和捕收剂的空气与水在分离筒1底部相碰；同步开启电机5，电机5带动减速器6转动，减速器6带动主动齿轮15转动，主动齿轮15驱动从动齿轮13和旋转套3相对主轴2同步转动；叶轮4搅拌矿物粉和水，即使水与矿物粉充分混合，粉尘与水融为一体，矿物粉悬浮在混合液体中，在叶轮4的搅拌作用下，通入的空气产生更多的气泡，气泡上升进而推动矿物颗粒上浮到液体的上表面，刮板7随着旋转套3同步转动，刮板7推动着液面，使液面上的矿物颗粒在刮板7的快速推动作用下进入凹槽27内，随着刮板7的转动，凹槽27内的矿物颗粒同时受到离心力的作用，沿着刮板7的曲面上的凹槽27逐渐向外移动，最终在凹槽27的末端被甩出分离筒1进入浮选颗粒收集槽28，浮选颗粒收集槽28的浮选颗粒从浮选颗粒收集槽28的浮选颗粒输出口排出。

脱水机构包括输料槽32、振动电机33和振动弹簧34，如图8所示。输料槽32通过四个角分布设置的振动弹簧34悬挂在固定板35上，振动电机33安装在输料槽32的外侧壁上；输料槽32呈开口朝上的u型结构、且倾斜设置，输料槽32的进料口位于浮选颗粒输出口的底部，输料槽32的底部均布设置多个孔径小于浮选颗粒粒径的漏水孔36。浮选颗粒输出口排出的浮选颗粒带着水一起进入输料槽32，振动电机33开启，使浮选颗粒在振动过程中逐渐通过输料槽32，水从漏水孔36中排出。

烘干机构包括上层主动轮37、上层从动轮38、绕过上层主动轮37和上层从动轮38的上层传送带39、中间层主动轮40、中间层从动轮41、绕过中间层主动轮40和中间层从动轮41的中间层传送带42、下层主动轮43、下层从动轮44、绕过下层主动轮43和下层从动轮44的下层传送带45、导向板ⅰ46、导向板ⅱ47、设置在上层传送带39下方的加热装置ⅰ48、以及设置在中间层传送带42下方的加热装置ⅱ49，如图9所示。上层传送带39、中间层传送带42与下层传送带45平行，导向板ⅰ46和导向板ⅱ47倾斜设置，导向板ⅰ46的底部设置在中间层传送带42的一端部上方，导向板ⅰ46的顶部斜向外设置在上层传送带39的对应端部下方外侧；导向板ⅱ47的顶部斜向外设置在中间层传送带42的另一端下方外侧，导向板ⅱ47的底部设置在下层传送带45的对应的一端部上方；加热装置ⅰ48和加热装置ⅱ49分别包括绝缘安全网和电加热管，电加热管设置在绝缘安全网内。

湿润的浮选颗粒进入到上层传送带39上，电机驱动上层主动轮37转动，进而驱动上层传送带39逆时针转动，加热装置ⅰ48加热，对湿润的浮选颗粒进行烘烤，在输送过程中浮选颗粒上的水分逐渐蒸发掉，上层传送带39上的浮选颗粒输送到上层传送带39的端部后通过导向板ⅰ46的导向作用，逐渐进入中间层传送带42，导向板ⅰ46不仅起着将浮选颗粒引流到中间层传送带42上，同时浮选颗粒在导向板ⅰ46滚动，对浮选颗粒的方位从新调整，使浮选颗粒受热更均匀；电机驱动中间层主动轮40，中间层主动轮40带动中间层传送带42顺时针转动，加热装置ⅱ49加热，进一步对浮选颗粒进行烘烤，烘干后的浮选颗粒从中间层传送带42的端部通过导向板ⅱ47进入下层传送带45，电机驱动下层主动轮43转动，进而带动下层传送带45逆时针转动，浮选颗粒在下层传送带45上输送过程中逐渐冷却，最后浮选颗粒输送到下层传送带45的端部进入采样料斗50内。

采样机构包括采样料斗50、气缸51、固定爪52和采样瓶53，如图1所示。采样料斗50的壁上开有采样窗54，采样料斗50位于下层传送带45的另一端下方，气缸51设置在采样料斗50的一侧，固定爪52设置在气缸51的活塞杆的端部上，采样瓶53卡在固定爪52上，采样瓶53与采样窗54对应。采样时，气缸51的活塞杆伸出，驱动固定爪52上的采样瓶53向前移动，采样窗54开启，采样瓶53穿过采样窗54进入采样料斗50内进行采样，采样结束后，气缸51的活塞杆缩回，采样瓶53回到原位，采样窗54关闭，从固定爪52上取下采样瓶53便可对采样瓶53内的矿物颗粒进行研究。

在本实施例中，输料槽32的下方设置一风扇安装板55，风扇安装板55与输料槽32之间连接弹性带56，风扇安装板55上靠向烘干机构的一侧设置风扇57，风扇57为两个，且上下分布，如图9所示。输料槽32内的浮选颗粒因带有水，容易粘连在一起，风扇57正对下落的浮选颗粒吹风，使浮选颗粒之间在水平方向上受力，浮选颗粒在水平方向上分布扩大，下落后更加均匀的分布在上层传送带39上。

叶轮4为三个，叶轮4的宽度为6毫米。分离筒1的内径：分离筒1的高度：叶轮4的旋转外径：最下方的叶轮4到分离筒1内的底部的距离：中间的叶轮4到最下方的叶轮4之间的距离：最上方的叶轮4到中间的叶轮4之间的距离＝85：72:81：8:10:12。上述参数的匹配，可有效增加分离筒1内混合液体的扰动，达到既可以增加气泡的产生，使浮选颗粒上浮，又可避免长时间转动叶轮4变形，还可防止矿物在分离筒1内结垢。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。