旋流分离器装置和生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及旋流分离器装置及其生产方法。其具体地应用于旋流分离器衬里装置 和用于矿物处理的耐磨旋流分离器的生产方法，且为了示例的目的将参考该应用进行说 明。然而，可预见所公开的装置可用于其它应用，例如生产大体用于耐火材料的耐磨旋流分 离器。
【背景技术】
[0002] 旋流分离是通过涡流分离而从空气、气体或液体流分离颗粒而不使用过滤器的方 法。使用旋转效应和重力来分离固体和液体的混合物。
[0003]在竖直、倒置、截头圆锥的壳体内形成高速旋转的非均质材料（heterogeneous material)流。该材料流为螺旋方式，从旋流器的顶部（宽端)开始且终止于底部（窄）端，之 后在通过旋流器的中心且离开顶部而以直的流束从旋流器排出。在该旋转流束中的较大和 密度较大的颗粒具有过大的惯性而不能跟随流束的小半径曲线，并且撞击外侧壁，接着落 至旋流器的底部，在该处在底流中被移除。
[0004] 陶瓷衬里的旋流器为通常用于矿物处理领域中的耐磨分离器。通常为钢质的、截 头圆锥形旋流器本体具有内圆锥形壁表面和被配置成接收入口和出口组件的向外径向法 兰端部。烧结氧化铝或类似陶瓷的锥形块被顺序地粘在内圆锥壁表面上，以形成耐磨表面。
[0005] 对能够等静压成形的单片衬里块的尺寸具有内在的限制。即，等静压成形仅可产 生非常小的陶瓷衬里块部分，其相应地表示需要多个衬里部分(通常且在下文中称为"贝占 砖"）来覆盖在旋流器里。现今，以这些贴砖生产旋流器构件的常规方法是将其粘接至旋流 器壳体的内部钢表面。考虑到在贴砖之间的不同的收缩性，涂覆至各贴砖的胶的量，以及铺 贴者将各贴砖设置于正确位置的能力，旋流器的工作表面(或者贴砖的内表面)是不可避免 地不均匀的。在用于浆料或者其它流体时，这可导致旋流器内部贴砖的偏置和更加快速的 磨损，以及旋流器效率的损失。
【发明内容】
[0006] 在第一方面，公开了形成耐磨矿物处理本体的方法的实施方式，包括以下步骤：
[0007] 在模的外表面上装配耐磨构件以形成基本连续的耐磨表面；
[0008] 将壳罩定位在所述耐磨构件之上，其间形成有空间；
[0009] 以可固化粘合剂材料填充所述空间；
[0010] 允许所述可固化粘合剂材料固化，从而将所述耐磨构件相对于所述壳罩固定；以 及
[0011] 移除所述模。
[0012] 在一些实施方式中，所述耐磨矿物处理本体可以是旋流分离器本体或下锥体和龙 头组件。可选地。处理本体可以是另一静止或者旋转部件，包括但不限于受到加速磨损的旋 转鼓和转筒，衬里管部分等。
[0013] 在一些实施方式中，耐磨构件可包括用于所选择的目的的硬度以及其它物理和/ 或化学特性的任何合适材料。由于用于其形成的处理，需要用于耐磨构件的装配，该材料的 尺寸可被限制。可选地，可选择部件以允许通过部分更换而进行修整。
[0014] 在一些实施方式中，所述耐磨材料可包括热等静压成形烧结材料，包括但不限于 氧化铝、硅石、粘土矿物、碳化物等。该耐磨材料可以是烧结或者铸造材料。该耐磨材料可初 始形成或者可在形成后被机器加工或者碾磨。
[0015] 在一些实施方式中，耐磨构件可选自以紧密邻靠关系相配合以形成基本连续的表 面的特定形状。例如，对于矿物处理旋流分离器本体，耐磨构件可包括特定成形的构件，其 被配置成装配形成截头圆锥耐磨表面，其中在构件之间间隙最小。因此，耐磨构件所形成的 表面是连续的，既为基本平滑的又为基本无空隙的。
[0016] 在一些实施方式中，耐磨构件可具有不同的径向厚度。在旋流器的情况下，衬里在 旋流器的下(较窄）区域可磨损更加严重。因此，在旋流器的该区域能够使用较厚的衬里是 有利的。由于耐磨表面铺砌在模上，且空间是可选择的，所以该方法可容易地适应不同衬里 厚度。这通过避免全部具有厚的衬里而提供成本和重量的降低。
[0017] 可通过任何合适的方式将该耐磨构件在模上保持定位。例如，可通过扎线，粘带等 而保持各行耐磨构件。该粘带可被配置成通过诸如横向弹性或者塑性变形的任何合适方式 而适应用于旋流器衬里的锥形模。例如，带可包括单向纤维增强带、交叉增强带等。
[0018] 该模不参与最终使用，且因此可以是为了本方法的目的适于将耐磨构件支撑定位 的任何材料。在一些实施方式中，在旋流分离器本体组件或者下锥体和龙头组件的情况下， 该模可具有基本截头圆锥的外表面，耐磨构件可装配在该外表面上。该模可由金属片制成。
[0019] 在一些实施方式中，根据需要，壳罩可由金属片或金属板形成，可由金属、聚氨酯 模制，或者以增强聚合物层压制成。在旋流分离器组件的情况下，壳罩通常由钢制成。该壳 罩可设置有端法兰;旋流分离器本体组件可在其两端设置有法兰，从而分别安装至入口以 及下圆锥和龙头装置。
[0020] 在一些实施方式中，该空间可以是允许可固化材料渗填的任何横截面尺寸。
[0021] 在一些实施方式中，在一些应用中可固化材料可以是弹性材料，例如聚氨酯或者 橡胶材料。在使用中该材料渗入构件之间的裂缝以防止被处理的矿物材料进入。该材料弹 性向陶瓷贴砖衬里提供改进的冲击吸收特性。
[0022] 在可选的实施方式中，可固化材料可包括矿物填充树脂结合材料。该矿物可包括 陶瓷珠。该结合剂可包括环氧树脂。可选择材料，以在预期的载荷下产生最小的变形，同时 提供高程度的抗磨损性。该耐磨损性与下文中所述的磨损指示机构结合将在初级贴砖衬里 磨损时允许可固化材料用作第二耐磨层，从而便于按计划维护或更换。
[0023] 在矿物填充树脂结合可固化粘合剂材料形成第二耐磨层的情况下，该空间的横截 面尺寸为至少5mm，且优选为5至约25mm。
[0024] 不论衬里材料的耐磨性，衬里材料都磨损。然而，与牺牲壳体不同，具有衬有耐磨 材料(通常为陶瓷材料）的大体金属外壳体的复合材料矿物理构件难以通过穿透辐射或者 超声而远程地感应磨损。这可能至少部分地由于各材料边界的分散效应。该限制表示陶瓷 耐磨衬里仅可通过机械或者视觉的方式进行测量。由于需要在检查和测量之前拆卸旋流 器，所以这要求延长的停机时间。
[0025] 为了避免不必要的停机时间，可通过从关闭的设备外侧的远程感应或者其它测量 方式而完成监控或检测。在一些实施方式中，可在耐磨构件与本体元件之间的空间中包括 监控装置。在一些实施方式中，该监控装置可包括一个或多个传感器，其单独地或者成列地 连接至本体元件的外部的接头。该传感器可直接测量耐磨元件的厚度或者该耐磨元件的位 置。
[0026] 可选地，在一些实施方式中，监控装置可包括一个或多个导体，其各形成连续性测 试器，该测试器具有在本体元件外部的接头，从而耐磨构件的磨损导致在接头处监测的导 体电断开。
[0027] 在第二方面，公开了形成磨损指示矿物处理本体的方法的实施方式，该方法的步 骤：
[0028]提供基本连续的耐磨衬里；
[0029] 将一个或多个监控构件定位在所述衬里的外表面上；
[0030] 将壳罩定位在所述耐磨衬里之外，并在其间形成有空间；
[0031 ]提供从各监控构件至所述壳罩的外部的接头的引出线；
[0032]利用可固化粘合剂材料填充所述空间；以及
[0033]允许所述可固化粘合剂材料固化。
[0034] 可通过装配耐磨构件以形成衬里而提供耐磨衬里，如上所述。在上下文中以及在 此后，该耐磨衬里的"外表面"是与内表面相反的表面。该内表面是暴露在高磨损环境中的 表面。外表面的磨损表示初级衬里本身的试验失效状态。
[0035] 在一些实施方式中，可固化粘合剂材料可包括第二耐磨层，以根据在接头处确定 耐磨衬里的磨损情况而提供停机时间灵活性。第二耐磨材料的示例是矿物填充树脂结合可 固化复合材料，例如陶瓷珠填充环氧树脂结合复合材料。
[0036] 在一些实施方式中，监测构件可包括一个或多个传感器，其单个地或者成阵列地 连接至本体元件外部的接头。该传感器可直接地测量耐磨构件的厚度或者构件的位置。可 选地，在一些实施方式中，监控构件可包括分别形成连续性测试器的一个或多个导体，从而 耐磨构件的磨损导致在接头处监测的导体电断开。
[0037] 所述导体或者多个导体可通过易磨损的绝缘材料绝缘，或者导体在其交叉处绝 缘，以允许在耐磨衬里上铺砌成网格图形。绝缘可以是特别有利的，以防止电流通过树脂结 合可固化复合材料的矿物填充剂的传导性而泄露。在