一种基于尾矿原料的新型环保建材生产设备及生产方法

1.本发明属于尾矿处理技术领域，具体涉及一种基于尾矿原料的新型环保建材生产设备及生产方法。


背景技术：

2.尾矿，是由矿石经粉碎、精选后所剩下的细粉沙粒组成，这些尾矿除少量粗颗粒作为矿井的井下填充料之外，其余大多数会以填充洼地或筑坝堆放的方式储存，堆置的尾矿不仅占用了大量土地，还会对周边环境造成污染，因此对长期搁置的尾矿的开发利用是当前极为重要的任务。
3.在现有技术中，关于对尾矿的安全处理，包括将其烧制水泥、制成微晶玻璃、制成建筑蒸压灰砂砖等，基于此在本发明中提供一种能够破碎研磨尾矿原料以满足安全处理需求的生产设备及生产方法。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于尾矿原料的新型环保建材生产设备及生产方法。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于尾矿原料的新型环保建材生产设备，包括：
7.沿轴向并列共轴装配的n+1个固定外筒，且在所述固定外筒内形成有沿轴向流通的处理腔；
8.设置于所述处理腔内的活动内筒，且所述活动内筒的直径小于固定外筒的直径，所述活动内筒可与固定外筒在径向平面内形成任意方向的相对移动，且在所述活动内筒上形成有n个排料区；
9.设置于相邻两个固定外筒之间的导料组件，且每个导料组件的导料粒径各不相同，所述导料组件与排料区一一对应，且所述导料组件用于实现相邻固定外筒之间的导料或者由固定外筒向活动内筒内的导料；
10.其中
11.所述导料组件包括：
12.沿所述处理腔的流通方向依次设置的环状筛网、外活动导套和外固定导套；
13.所述环状筛网套设固定于活动内筒上，且所述活动内筒外壁与筛网外壁之间的距离不小于活动内筒外壁与固定外筒外壁之间的最大距离；
14.所述外活动导套套设固定于所述环状筛网上，且所述外活动导套与活动内筒之间形成有出料间隙；
15.所述固定导套呈一端大、一端小的结构形式；所述外固定导套直径小的一端与固定外筒的直径相同、并与固定外筒固定连接；所述外固定导套直径大的一端与外活动导套的外径相同、并朝向外活动导套，且所述出料间隙始终定位于外固定导套内部；
16.所述导料组件还包括：
17.共轴套设于所述活动内筒上的内活动导套，且所述内活动导套可沿轴向往复移动，所述内活动导套的一端始终限定于外活动导套内部，且内活动导套外壁与外活动导套之间预留有导料间隙；所述内活动导套移动至第一位置处时，所述导料间隙与出料间隙连通；所述内活动导套移动至第二位置处时，所述导料间隙与对应排料区连通。
18.优选的，所述导料组件还包括：共轴套设固定于所述活动内筒上的限位导套，且所述限位导套限定于内活动导套与环状筛网之间；所述内活动导套移动至第一位置处时，所述限位导套与内活动导套之间的距离最小；所述内活动导套移动至第二位置处时，所述限位导套与内活动导套之间的距离最大。
19.优选的，在所述外固定导套的内部以及所述内活动导套的顶部均设有可相互配合的第一导料斜面，且所述第一导料斜面形成由外向内的倾斜导料；所述限位导套的顶部设有第二导料斜面，且所述第二导料斜面形成由内向外的倾斜导料。
20.优选的，所述固定外筒固定安装，且所述设备还包括：设置于所述活动内筒内部的驱动轴，所述驱动轴与固定外筒共轴装配，且在所述驱动轴上沿轴向依次设有n+1个伸缩杆，每个所述伸缩杆的活动端均转动安装有压辊，且压辊与活动内筒的内壁贴合，并用于驱使活动内筒移动。
21.优选的，所述设备还包括安装架；所述安装架包括立架以及固定于所述立架一侧的n+1个横架，所述固定外筒一一对应的固定于横架上，且固定外筒与立架之间的距离不小于活动内筒外壁与筛网外壁之间的距离。
22.优选的，在所述外活动导套的内部设有可转动的驱动齿环；在所述驱动齿环的内/外两侧分别啮合有从动齿轮和主动齿轮；在所述从动齿轮的中心处固定有丝杠，且所述丝杠贯穿内活动导套、并与内活动导套旋合连接。
23.优选的，所述限位导套为电磁件，所述内活动导套为永磁件，且在所述限位导套通电时，所述限位导套与内活动导套相互吸引。
24.优选的，n+1个所述压辊包括n个导电辊和个限位辊，在每个所述导电辊上均开设有环状的安装槽，且所述安装槽内设有可轴向移动的活动导电环；在所述活动内筒的内壁上设有n个固定导电环，活动导电环、固定导电环与限位导套一一对应，且在所述活动导电环移动至与固定导电环贴合时，所述限位导套通电。
25.优选的，所述设备还包括固定安装的进料筒，且所述进料筒的直径与固定外筒的直径相同；在所述进料筒的内部安装有可转动的导料盘，且所述导料盘与驱动轴固定连接；在所述导料盘上沿轴向贯穿固定有导料管，且所述导料管与压辊对称分布于驱动轴的两侧。
26.一种基于尾矿原料的新型环保建材生产方法，基于上述公开的生产设备执行，且所述生产方法包括如下步骤：
27.设定所述导料组件的导料方向：执行相邻固定外筒之间的导料时，驱使内活动导套移动至第一位置处；执行由固定外筒向活动内筒内的导料时，驱使内活动导套移动至第二位置处；
28.将尾矿原料导入所述固定外筒与活动内筒之间的处理区域内，驱使活动内筒与固定外筒在径向平面内产生任意方向的相对移动，研磨破碎尾矿原料；
29.在研磨破碎后，粒径小于对应环状筛网网孔的尾矿原料按照预设的导料方向通过对应的导料组件。
30.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
31.(1)在本发明中，基于可相对相对移动的活动内筒和固定外筒实现对尾矿原料的破碎研磨，具体固定外筒沿轴向并列共轴装配n+1个，且每相邻两个固定外筒之间均设有可随活动内筒同步移动的环状筛网，基于此能有效实现尾矿原料的多级破碎研磨，且整体结构简单。
32.(2)针对上述活动内筒，对应设有n个排料区；针对上述环状筛网，对应设有外活动导套和可轴向移动的内活动导套，具体外活动导套与活动内筒之间形成有出料间隙，且基于内活动导套的移动，能有效实现环状筛网与排料区或出料间隙之间的导通切换，由此能灵活调整尾矿原料破碎研磨后的出料粒度。
33.(3)针对上述内活动导套，对应设有限位导套，以此一方面实现内活动导套的移动限位，另一方面实现导通切换过程中的精准导料。
34.(4)针对上述内活动导套，对应采用丝杠驱动或者电磁驱动的结构形式，驱动结构简单且驱动稳定。
35.(5)针对上述固定外筒，对应设有一端大、一端小的固定导套，具体通过固定导套的设置保证出料间隙始终与固定外筒内部连通，由此有效避免处理过程中出现溢料现象。
附图说明
36.图1为本发明实施例一的结构示意图；
37.图2为图1中的a处放大图；
38.图3为本发明实施例一中驱动齿环、从动齿轮、主动齿轮与丝杠配合的立体结构图；
39.图4为本发明实施例二的结构示意图；
40.图5为图4中的b处放大图；
41.图6为本发明实施例二中固定导电环、压辊与活动导电环的配合结构图；
42.图7为本发明的立体结构图；
43.图8为本发明的俯视原理图；
44.图中：固定外筒-1；活动内筒-2；固定导电环-21；导料组件-3；环状筛网-31；外活动导套-32；驱动齿环-321；从动齿轮-322；主动齿轮-323；丝杠-324；内活动导套-33；外固定导套-34；限位导套-35；驱动轴-4；压辊-5；活动导电环-51；进料筒-6；导料盘-61；导料管-62；安装架-7。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.请参阅图7-图8所示，在本发明中提供了一种基于尾矿原料的新型环保建材生产
设备，该设备用于实现尾矿原料的破碎研磨，而破碎研磨后的尾矿原料即可与其他原料进行混合以获得安全处理时所需要的混料，混料经烧制、蒸压等处理即可形成所需要的环保建材(如水泥、蒸压灰砂砖等)。
47.所述的设备包括：
48.沿轴向并列共轴装配的n+1个固定外筒1，且在固定外筒1内形成有沿轴向流通的处理腔；
49.设置于处理腔内的活动内筒2，且活动内筒2的直径小于固定外筒1的直径，活动内筒2可与固定外筒1在径向平面内形成任意方向的相对移动，且在活动内筒2上形成有n个排料区；
50.设置于相邻两个固定外筒1之间的导料组件3，且每个导料组件3的导料粒径各不相同，导料组件3与排料区一一对应，且导料组件3用于实现相邻固定外筒1之间的导料或者由固定外筒1向活动内筒2内的导料。
51.由上可知，利用活动内筒2与固定外筒1的相对移动可实现尾矿原料的破碎研磨，利用导料组件3的调整可实现不同位置处的出料，进而调整破碎研磨后的出料粒径。优选的，可在活动内筒2外壁以及固定外筒1内壁上设置凸起刀片，以此提高破碎研磨效率。
52.具体的，关于活动内筒2与固定外筒1的相对移动，在本发明中以固定外筒1固定安装，活动内筒2移动为例，在图1及图4中：
53.设置安装架7；安装架7包括立架以及固定于立架一侧的n+1个横架，固定外筒1一一对应的固定于横架上，且固定外筒1与立架之间的距离不小于活动内筒2外壁与导料组件3外壁之间的距离。
54.设置位于活动内筒2内部并可转动的驱动轴4；驱动轴4与固定外筒1共轴装配，且在驱动轴4上沿轴向依次设有n+1个伸缩杆，每个伸缩杆的活动端均转动安装有压辊5，且压辊5与活动内筒2的内壁贴合，并用于驱使活动内筒2移动。
55.由上可知，关于活动内筒2与固定外筒1的相对移动原理为：(通过电机)驱使驱动轴4自转转动，驱动轴4又通过伸缩杆带动压辊5同步公转，结合图8可知，压辊5在伸缩杆的限定下对活动内筒2产生推动，以此使得活动内筒2与固定外筒1之间形成偏心状态，而随着压辊5的公转，使得压辊5与活动内筒2贴合的位置产生变化，进而驱使活动内筒2在不同位于处与固定外筒1偏心配合，并实现活动内筒2与固定外筒1在径向方向上的相对移动原理。其中优选的，伸缩杆设置为由内杆、外杆、弹簧组合形成的弹性结构，基于此保证活动内筒2始终具有向固定外筒1挤压的趋势，提高破碎研磨效果。另外，对于n+1个固定外筒1的依次配合，可实现尾矿原料的多级破碎研磨，基于此沿处理腔的流通方向将n+1个固定外筒1设置为内径依次减小的结构形成，由此更进一步的提高破碎研磨效果。
56.具体的，关于导料组件3的切换导料
57.导料组件3包括：
58.沿处理腔的流通方向依次设置的环状筛网31、外活动导套32和外固定导套34；
59.环状筛网31套设固定于活动内筒2上，且活动内筒2外壁与筛网31外壁之间的距离不小于活动内筒2外壁与固定外筒1外壁之间的最大距离；
60.外活动导套32套设固定于环状筛网31上，且外活动导套32与活动内筒2之间形成有出料间隙；
61.固定导套34呈一端大、一端小的结构形式；外固定导套34直径小的一端与固定外筒1的直径相同、并与固定外筒1固定连接；外固定导套34直径大的一端与外活动导套32的外径相同、并朝向外活动导套32，且出料间隙始终定位于外固定导套34内部；
62.导料组件3还包括：
63.共轴套设于活动内筒2上的内活动导套33，且内活动导套33可沿轴向往复移动，内活动导套33的一端始终限定于外活动导套32内部，且内活动导套33外壁与外活动导套32之间预留有导料间隙；内活动导套33移动至第一位置处时，导料间隙与出料间隙连通；内活动导套33移动至第二位置处时，导料间隙与对应排料区连通。
64.上述，关于内活动导套33的移动，在本发明中提供如下实施例：
65.实施例一(参考图1-图3所示)
66.在外活动导套32的内部设有可转动的驱动齿环321；
67.在驱动齿环321的内/外两侧分别啮合有从动齿轮322和主动齿轮323；
68.在从动齿轮322的中心处固定有丝杠324，且丝杠324贯穿内活动导套33、并与内活动导套33旋合连接。
69.由上可知，在本实施例中关于内活动导套33的移动原理为：(通过电机或者手动)驱使主动齿轮323转动，主动齿轮323带动驱动齿环321转动，进而驱使从动齿轮322转动，从动齿轮322带动丝杠324转动，使得丝杠324与内活动导套33之间形成螺旋传动，进而驱使内活动导套33产生移动。
70.在本实施例的进一步可实施方式中，导料组件3还包括：共轴套设固定于活动内筒2上的限位导套35，且限位导套35限定于内活动导套33与环状筛网31之间。具体的，由图可知：在内活动导套33移动至贴紧限位导套35时(第一位置处)，内活动导套33对排料区形成遮挡，由此实现导料间隙与出料间隙的连通；在内活动导套33移动至贴紧外活动导套32时(第二位置处)，内活动导套33对出料间隙形成遮挡，由此实现导料间隙与排料区的连通。优选的，在外固定导套34的内部以及内活动导套33的顶部均设有可相互配合的第一导料斜面，且第一导料斜面形成由外向内的倾斜导料；限位导套35的顶部设有第二导料斜面，且第二导料斜面形成由内向外的倾斜导料，以此实现物料的精准导流。
71.实施例二(参考图4-图6所示)
72.导料组件3还包括共轴套设固定于活动内筒2上的限位导套35，且限位导套35限定于内活动导套33与环状筛网31之间；具体的，其中限位导套35为电磁件，内活动导套33为永磁件，且在限位导套35通电时，限位导套35与内活动导套33相互吸引。
73.n+1个压辊5包括n个导电辊和1个限位辊，在每个导电辊上均开设有环状的安装槽，且安装槽内设有可轴向移动的活动导电环51；在活动内筒2的内壁上设有n个固定导电环21，活动导电环51、固定导电环21与限位导套35一一对应，且在活动导电环51移动至与固定导电环21贴合时，限位导套35通电。
74.由上可知，在本实施例中关于内活动导套33的移动原理为：
75.移动活动导电环51，使得活动导电环51与固定导电环21贴合，此时限位导套35通电，使得限位导套35与内活动导套33产生相互吸引，内活动导套33基于磁吸作用移动至贴紧限位导套35的状态(第一位置处)，此时内活动导套33对排料区形成遮挡，由此实现导料间隙与出料间隙的连通；在活动导电环51远离固定导电环21时，限位导套35断电，此时基于
磁性排斥或者内活动导套33自身的重力，使得内活动导套33远离限位导套35、并移动至贴紧外活动导套32的状态(第二位置处)，此时内活动导套33对出料间隙形成遮挡，由此实现导料间隙与排料区的连通。优选的，关于活动导电环51的移动，可基于安装在压辊5内的电动伸缩杆进行驱动。
76.另外，针对上述所公开的一种基于尾矿原料的新型环保建材生产设备，该设备还包括进料筒6；由图1及图4可知，进料筒6的直径与固定外筒1的直径相同，且进料筒6可固定安装于安装架7上。
77.具体的，在进料筒6的内部安装有可转动的导料盘61，且导料盘61与驱动轴4固定连接；在导料盘61上沿轴向贯穿固定有导料管62，且导料管62与压辊5对称分布于驱动轴4的两侧。
78.在图8中，虚线圆即表示为导料管62；由上可知，整体导料盘61随驱动轴4进行同步转动，由此保证导料管62与压辊5始终对称分布于驱动轴4的两侧，其中压辊5所在的一侧驱使活动内筒2向固定外筒1挤压，对应的导料管62所在的一侧则保证活动内筒2与固定外筒1之间具有充足的进料空间，方便持续进料。
79.综上，在本发明中还提供了一种基于尾矿原料的新型环保建材生产方法，该生产方法基于上述生产设备执行，且该生产方法包括：
80.设定导料组件3的导料方向：执行相邻固定外筒1之间的导料时，驱使内活动导套33移动至第一位置处；执行由固定外筒1向活动内筒2内的导料时，驱使内活动导套33移动至第二位置处；
81.将尾矿原料导入固定外筒1与活动内筒2之间的处理区域内，驱使活动内筒2与固定外筒1在径向平面内产生任意方向的相对移动，研磨破碎尾矿原料；
82.在研磨破碎后，粒径小于对应环状筛网31网孔的尾矿原料按照预设的导料方向通过对应的导料组件3。
83.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。