一种细粒物料调浆设备的制造方法_2

文档序号:10235625阅读:来源:国知局
的下方,所述流体静态切割装 置包括导流筒7和固定安装在导流筒7内的静态混合单元9,所述一级叶轮4设置在导流筒7 内,所述二级叶轮5设置在导流筒7外,所述一级叶轮4位于静态混合单元9的上方,所述二级 叶轮5位于静态混合单元9的下方,所述导流筒7的上端面与一级叶轮4的上端面平齐,所述 导流筒7的下端面与二级叶轮5的上端面平齐,所述一级叶轮4为轴流式叶轮,所述二级叶轮 5为径流式叶轮,所述导流筒7的上端与导料筒10的下端固定连接,所述导料筒10的上端面 高于出料口2,所述导料筒10的下端面低于出料口 2;所述叶轮驱动机构包括电机13和揽拌 轴3,所述电机13的输出轴与揽拌轴3的上端固定连接,所述揽拌轴3的下端穿过导料筒10后 与一级叶轮4和二级叶轮5均固定连接,所述揽拌轴3与静态混合单元9转动连接,所述电机 13安装在支架14上,所述导流筒7的下端外侧可拆卸安装有挡板8,所述挡板8与桶体1的内 壁固定连接。
[0035] 如图1和图4所示,所述静态混合单元9包括固定架9-1和中屯、座9-2,所述中屯、座9-2设置在固定架9-1内,所述固定架9-1与中屯、座9-2之间固定连接有多个折叶9-3,所述折叶 9-3与固定架9-1的端面之间的夹角为30°~150°,所述折叶9-3的数量为4~8个,所述固定 架9-1的形状为圆形,所述固定架9-1通过固定螺栓12固定在导流筒7上。结合导流筒7内叶 轮机械的构型特点,从相对运动的角度,折叶9-3的作用即是对流体进行直接剪切输送过 程。折叶9-3数量较少时,叠合过程中会在投影面上产生空隙,叶轮排出流较强会导致部分 流体直接通过静态折叶而起不到相应的混合作用;折叶9-3数量越多,则局部微观混合作用 加强,速度梯度(剪切作用)强化;但折叶9-3数量过多,则造成的压降也越明显。通过折叶9-3不同角度的调整,形成不同的速度梯度改变机理,从而对应有两种剪切机制构建方式,即: 折叶顺应流体运动方向直接对流体进行分割(折叶9-3与固定架9-1的端面之间的夹角为 30°~90°); W折叶应对流体,对流体产生阻滞的同时实现对流体分割(折叶9-3与固定架9-1的端面之间的夹角为90°~150° )。其中,控制折叶顺应流体运动方向,则折叶方向均对一 级叶轮巧陆流产生"切割"作用,通过不同股流的交汇产生物料间的擦洗、碰撞,利用流体 切割、交汇过程中所产生的速度大小、方向上的差异来强化局部速度梯度作用的效果。控制 折叶角度使叶面应对流体,则使流体碰撞折叶后速度方向突变,从而产生较大的瞬时速度 梯度,即依靠强化流体的瞬时速度梯度来实现局部剪切机制。整个过程剪切强度可调、可 控,即实现剪切作用缓存空间的构建。
[0036] 本实施例中,所述静态混合单元9的数量为多个,所述静态混合单元9的数量不大 于四个,多个所述静态混合单元9叠放设置,相邻两个所述静态混合单元9的折叶间隔设置。 多个静态混合单元9的大小相等,可根据混合频次的需求布设合适数量的静态混合单元9, 但是原则上不大于4个,流体静态切割装置的压力降随静态混合单元9数量的增加而迅速增 加,如果静态混合单元9过多,则造成循环能量不足。流体在通过流体静态切割装置时,不断 分割、位移过程中,不断的交互混合,同时还会在断面方向产生剧烈的满流。
[0037] 本实施例中,所述桶体1、导料筒10和导流筒7的横截面形状均为圆形,所述静态混 合单元9的形状为圆形,所述桶体1、导料筒10、导流筒7、静态混合单元9、一级叶轮4和二级 叶轮5的圆屯、均位于揽拌轴3的轴线上。
[003引本实施例中,所述一级叶轮4的叶轮直径和二级叶轮5的叶轮直径相等,所述一级 叶轮4的叶轮直径和二级叶轮5的叶轮直径均为桶体1横截面直径的~2/3。叶轮较大,其 本身的制造成本较高的同时,同样的功耗下,对应揽拌轴上所受的扭矩比小直径叶轮高得 多,致使揽拌机构如揽拌轴和减速箱等损耗、消耗增加,相应的运转费用与设备成本费用大 增;且从混合效率增加的幅度来看,叶轮直径影响较小,主要影响因素为叶轮型式,尤其设 及双级叶轮的构型,因此优选叶轮直径相对较小的型式。
[0039] 本实施例中,所述一级叶轮4与二级叶轮5之间的距离为桶体1横截面直径的2/9~ 4/9。一级叶轮4与二级叶轮5间距的扩大,一级叶轮4的轴向排量可W更好的伸展,有利于双 级叶轮间流场的禪合。
[0040] 本实施例中,所述二级叶轮5与桶体1底部之间的距离不大于桶体1横截面直径的 1/3,所述挡板8的下端面低于二级叶轮5的下端面,所述挡板8的数量不少于两个。挡板8可 拆卸安装在导流筒7的下端外侧,根据实际剪切需求W及二级叶轮5的排出能力,挡板8的个 数可适当增加。
[0041] 本实施例中,所述导料筒10为空屯、倒圆台结构,所述导料筒10的下端面直径不小 于一级叶轮4的叶轮直径。由此,既能有效限定入料的运行路径,使矿浆直接进入导流筒引 导的作用机制,同时可W为高液位流体返回循环路径提供导向作用,并促进完成调浆物料 的排出。
[0042] 如图1所示,所述导料筒10通过多根安装杆11固定安装支架14的底部,所述安装杆 11的上端固定在支架14上,所述安装杆11的下端与导料筒10的上端外壁固定连接。
[0043] 如图1所示,所述导流筒7的上端通过多个支撑片6与导料筒10的下端固定连接,所 述支撑片6的上端与导料筒10的下端外壁固定连接,所述支撑片6的下端与导流筒7的上端 外壁固定连接。
[0044] 本实用新型的工作原理为:采用本实用新型调浆时,将矿浆和药剂由导料筒10引 入,流体经导流筒7吸入后,在一级叶轮4的排出流向下作用下,迅速甩向流体静态切割区 域。流体经流体静态切割装置切割后即迅速由于股流的相互碰撞形成大小不同的縱满,在 静态混合单元9内置折叶9-3的作用下,即产生分流作用方式和径向混合作用方式同时进行 的混合模式。由于具有不同流速的相邻流层之间产生的剪切力作用,对某一流层而言,速度 比它大的流层施加于它的剪切力是顺流的,而速度比它小的流层施加于它的剪切力是逆流 的,因此原流层所承受的运两种方向相反的剪切力便有构成力矩而产生縱满的倾向。由此 流体静态切割装置区域的流场中形成若干小范围的縱满,形成的縱满脱离原来的流层或流 束进入邻近的流层或流束,由此在流体静态切割装置区域,机械能沿着由大到小的縱满依 次传递下去,在运个能量传递过程中,流体维持着素乱的縱满运动。从微态来看,素流的脉 动具有动量、质量、热的输送作用,由此,作为流场能量集中的区域,流体静态切割装置区域 构建起实现快速混合的流场模式。通过流体静态切割装置的流体即在二级叶轮5的轴吸作 用下进入叶轮作用区域,在径向排出流的作用下,配合"一体化"的挡板8再次经历剪切作 用,由此强化细粒、微细粒物料的表面清洁及与药剂的作用,进一步实现改质、活化等过程。 在桶体1的整流作用下,形成向上、向下两股高端流动能的循环路径:向下的排出流经桶壁 及桶底的整流,在槽底中屯、位置被叶轮卷吸返回叶轮,形成下循环,同时由于双级叶轮的禪 合作用,下循环流得到强化,配合导流筒7的作用可有效削弱不良混合区的影响。向上的股 流其轴向流作用在液面附近逐渐转为径向流作用,在导料筒10的作用下,流体静态切割装 置外侧未完成调浆的流体被导向至导流筒7入口,重新进入循环剪切机制;完成调浆的流体 则经出料口2排出,由于导料筒10的上端面高于出料口2,导料筒10的下端面低于出料口2, 因此确保来料进入流场作用机制,避免入料直接随环流运动经出料口 2排出而造成短路。
[0045] 综上所述,本实用新型一种细粒物料调浆设备,通过双级叶轮中一级叶轮4的排出 流与二级叶轮5的轴吸作用构建起两叶轮之间的强流场区域,加之导流筒7的作用规整设备 内循环流型,循环流场速度较为均衡。利用静态混合单元9组成的流体静态切割装置及二级 叶轮5与挡板8的协同作用,实现了稳定的剪切作用区域,尤其是在双级叶轮间的流体静态 切割装置使得两叶轮间的剪切率分布更加均匀,剪切机制作用区域性明显,且区域平均剪 切强度大幅提高,其间不同尺度满流相叠合形成端流,从而实现对应物理量(包括动量、质 量、热量等)的脉动输送作用,有利于矿物颗粒之间的擦洗、碰撞,药剂的充分分散,W及矿 粒与药剂的作用等。导料筒10的添加使得循环路径得W有效限制,杜绝了物料不经历流场 作用的"短路"现象,即只要经导料筒10则必然经历主体循环及剪切机制的作用。由此设备 内形成循环流场与专口的剪切作用区域相复合的流场特征,即为调浆预处理过程提供合适 的循环与剪切作用,W及合理的空间剪切强度分布;同时,静态混合单元9与挡板8的灵活配 置也为进一步提升剪切作用缓存空间提供了保障。
[0046] W下为采用本实用新型一种细粒物料调浆设备调浆的应用实例:
[0047] 因本实用新型依据静态混合单元内置折叶与固定架端面之间的夹角的不同对应 两种剪切机制构建方式,即:折叶叶片顺应流体运动方向直接对流体进行分割下简称 "正切"构型);W折叶应对流体,对流体产生阻滞的同时实现对流体分割(W下简称"逆切" 构型),因此实施例中对运两种型式的一种细粒物料调浆设备作用效果同时列举,与普通调 浆揽拌槽的作用效果进行对比。
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