本实用新型涉及一种分离装置，特别是关于一种能够快速分离实验煤样中煤粉与矸石粉的装置。
背景技术：
众所周知，在煤矿开采过程中，通过煤层钻孔取钻屑，并测定有关参数（如瓦斯含量等）是一项必不可少的工作。
然而，在煤的形成过程中，可能会遭到各种岩浆的侵入，这导致今天的煤层中或多或少的存有一些矸石。
当井下作业人员打钻取煤样（通常颗粒大小为1-3mm）时，可能会连同矸石的粉末一起获取；所取样品为煤粉与矸石粉的混合物，即煤样不纯，影响参数测定结果的准确性，因此，有必要采取措施将二者分离开来。
目前，有关混合颗粒物的分离方法，主要有重力沉降分离、离心沉降分离、过滤分离和膜分离等。
在公开的文献资料上，尚未看见有专门针对煤粉和矸石粉的分离方法。在上述分离方法中：重力沉降分离会改变煤粉和矸石粉的物理性质；离心沉降分离可能会让大颗粒煤粉与小颗粒矸石粉混在一起；由于煤粉和矸石粉的颗粒都是1-3mm，因此，过滤分离不适用；膜分离是专门针对极细微颗粒。
因此，为了更准确测定煤样的相关参数，探索出一种能够快速分离实验煤样中煤粉与矸石粉的装置就显得尤为迫切。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种快速分离实验煤样中煤粉与矸石粉的装置。
解决上述技术问题的技术方案是：一种快速分离实验煤样中煤粉与矸石粉的装置， 包括通风机、风筒、扩散器、线圈、电源、磁铁、隔板和铁粉，所述管道包括主管道、通风管道和从管道；所述主管道水平设置，主管道的一端通过风筒连接通风机，另一端连接喇叭状扩散器一，扩散器一与主管道之间设有隔板一；所述主管道的外部近进风端缠绕连接电源的线圈；所述铁粉与煤粉、矸石粉在均匀混合的状态下设于主管道内位于线圈的部位；所述通风管道固连于主管道缠绕线圈部位的下部，且两管道之间设有通风孔，通风管道为封闭式结构，其底面通过风筒连接至通风机；所述从管道平行设于主管道下方，通过一垂直管道与主管道连接，其连接处位于通风管道与隔板一之间，并设有隔板二；从管道的前端设有扩散器，从管道的底面正对垂直管道的下方设有磁铁。
所述风筒通过三通阀连接通风机，且风筒上分别设置开关。
所述扩散器一和扩散器二的端面设为网孔结构，且网孔结构位于端面的中上部设置；所述网孔的孔径小于煤粉、铁粉以及矸石粉的粒径。
所述通风孔的孔径小于煤粉、铁粉以及矸石粉的粒径。
所述煤粉的粒径大小为1-3mm。
一种快速分离实验煤样中煤粉与矸石粉的方法，对煤粉与矸石粉的混合物进行分离，其中煤粉的主要成分为炭、氢和氧，矸石粉的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁，具体步骤为：
步骤1）线圈通电产生人工磁场，使得矸石粉中的三氧化二铝和三氧化二铁产生弱磁化，并通过掺入的铁粉，吸引在一起，即一个铁粉颗粒与几个矸石粉颗粒相互吸引，抱成一团，形成更大更重的颗粒物；
步骤2）首先从通风管道供风，逐步加大风速，让煤粉在主管道中漂浮起来，而矸石粉和铁粉抱团的颗粒则因重量大而继续停留在主管道底部；
步骤3）然后从主管道轴向供风，将漂浮的煤粉带到系统右端，气体经扩散器一的细微网孔流出，而煤粉则因撞击扩散器一壁面滑落下来，并积存在其底部；
步骤4）当主管道中漂浮的煤粉被吹扫完毕，打开隔板二，关闭电源、隔板一和通风管道的开关一，加大轴向进入主管道的风速，让剩余的铁粉和矸石粉在主管道内移动，并随风流一起进入竖向垂直管道，铁粉被磁铁吸引，停留在其表面，而矸石粉在离开外磁场后，磁性消失，不会被磁铁吸引，矸石粉随风流经从管道流入扩散器二，风流经扩散器二的细微网孔流出，矸石粉在因撞击扩散器二壁面滑落下来，并积存在其底部；实现煤分和矸石粉的快速分离。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型可为企业提供一种快速分离实验煤样中煤粉与矸石粉的装置，该装置首先通过人工磁场磁化矸石粉内的三氧化二铝和三氧化二铁，并通过铁粉让它们相互吸引，增加颗粒的体积和重量，而煤粉的颗粒状态不变；在垂直气流的作用下，煤粉漂浮起来，再利用水平气流将漂浮的煤粉分离出来；最后，关闭人工磁场，利用高压气流输送剩余的矸石粉和铁粉，铁粉被磁铁吸引收集，矸石粉被送往更远的位置；从而实现煤粉和矸石粉的快速分离。应用本实用新型的装置，可快速有效解决煤层钻孔取样测定参数时所遇到的样品不纯的技术难题。
本实用新型利用人工磁场磁化矸石粉，并借助于铁粉颗粒的吸引作用，让矸石粉颗粒和铁粉颗粒相互抱团，从而形成体积和重量更大的颗粒，并在垂直气流的作用下，让体积和重量相对较小的煤粉颗粒漂浮起来，最终让水平气流将漂浮的煤粉带走，实现煤粉的有效分离；是本实用新型的核心技术。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标记如下：通风机1、三通阀2、开关一3、开关二4、风筒5、风筒6、通风管道7、主管道8、垂直管道9、从管道10、扩散器一11、扩散器二12、线圈13、电源14、隔板二15、磁铁16、隔板一17、铁粉a、煤粉b、矸石粉c。
具体实施方式
通风机1与三通阀2采用螺纹联接；三通阀2与开关一3和开关二4也采用螺纹联接。
风筒5两头分别与开关二4和主管道8相联接，联接方式为螺纹联接；风筒6两头分别与开关一3和通风管道7相联接，联接方式也均为螺纹联接。
线圈13缠绕在主管道8上，线圈13与电源14采用电联接；通风管道7与主管道8采用胶体粘结；垂直管道9与主管道8也采用胶体粘结。
垂直管道9与从管道10采用螺纹联接；扩散器二12和从管道10也采用螺纹联接；扩散器一11和主管道8也采用螺纹联接。
隔板二15和隔板一17分别插入垂直管道9与主管道8；磁铁16预先放置于垂直管道9和从管道10内；铁粉a、煤粉b和矸石粉c预先搅拌均匀，并放置于主管道8内的线圈13缠绕位置。
主管道8与通风管道7的联接部位、扩散器一11的中上部和扩散器二12的中上部，留有微孔，孔径约0.1mm；气体可自由进出，而煤粉b、铁粉a和矸石粉c不会从孔中穿出。
本实用新型的一个实施例如下：
通风机1为4-72系列离心式风机；三通阀2为QW8003-K系列三通阀；开关一3和开关二4为手动截止阀；风筒5和风筒6为具有一定柔性的硬质塑料筒，内径为30mm，壁厚2mm，长分别为2m和5m。
通风管道7的制作材料为塑料，截面为长方形，长1m，宽200mm，高500mm，壁厚10mm，下端留有小孔，孔径34mm，上端两侧留有半圆形缺口，以便与主管道8相联接。
主管道8的制作材料为塑料，截面为圆形，长3m，内径 180mm，壁厚10mm，左侧留有小孔，孔径34mm，在中段的底部，凿有孔径为0.1mm的小孔，约100个，右侧留有开凿，便于隔板一17的插入和拔出。
垂直管道9的制作材料为塑料，截面为长方形，长500mm，宽200mm，高800mm，壁厚10mm，下端右侧留有小孔，孔径200mm，上端两侧留有半圆形缺口，以便与主管道8相联接，上端留有开凿，便于隔板二15的插入和拔出。
从管道10的制作材料为塑料，截面为圆形，长600mm，内径 180mm，壁厚10mm。
扩散器一11和扩散器二12的制作材料均为塑料，进气侧内径 180mm，出气侧内径360mm，壁厚10mm，在出气口的壁面中上部，凿有孔径为0.1mm的小孔，约200个。
线圈13为空心电感线圈，电源14为长城双卡王GW-7000D型电源；隔板二15和隔板一17均为普通的塑料板；磁铁16为一方形强力磁铁，长600mm，宽100mm，厚30mm，在右侧逐渐变薄。
铁粉a、煤粉b和矸石粉c的粒径为1-3mm，每次作业的煤粉b和矸石粉c混合体质量小于2kg，铁粉a添加的数量为0.2kg。
本实用新型的工作过程如下：
首先，将煤粉b与矸石粉c的混合物和铁粉a搅拌均匀，并放置于主管道8内的相应位置。
联接风机1和三通阀2，采用风筒5联接三通阀2和主管道8，并安设开关二4；采用风筒6联接三通阀2和通风管道7，并安设开关一3。
在主管道8上，安设线圈13，依次联接通风管道7、垂直管道9和扩散器11；利用从管道10联接垂直管道9，并放入磁铁16，再在从管道10上联接扩散器12；插入隔板二15和17。
联接线圈13和电源14，并打开电源开关，制造人工磁场，让矸石粉c得到一定程度的磁化，被磁化的矸石粉c与铁粉a相互吸引，粘结在一起，形成更大更重的颗粒物。
启动风机1，打开开关一3，通过风筒6和通风管道7，风流经主管道8底部的小孔进入主管道8；混合物中的煤粉b颗粒由于体积小，密度小，重量轻，会漂浮起来；而矸石粉c和铁粉a由于相互吸引作用，形成的颗粒体积大、重量大，会继续停留在主管道8底部，实现煤粉b与矸石粉c的首次分离。
适当增加风机1的供风量，调节开关二4，在风筒6的风量保持不变的同时，向风筒5供风，该风流沿主管道8轴向流动，将漂浮的煤粉b带到系统右端；打开隔板一17，气体经扩散器一11的细微网孔流出，而煤粉b则因撞击扩散器一11壁面滑落下来，并积存在其底部，实现煤粉b与矸石粉c的二次分离。
打开隔板二15，关闭电源14、隔板一17和开关一3，加大风筒5的风速，即让剩余的铁粉a和矸石粉c在主管道8内移动，并随风流一起进入垂直管道9，铁粉a被磁铁16吸引，停留在其表面，矸石粉c随风流经从管道10流入扩散器二12（矸石粉c在离开外磁场后，磁性消失，不会被磁铁16吸引），风流经扩散器二12的细微网孔流出，矸石粉c在因撞击扩散器二12壁面滑落下来，并积存在其底部；将矸石粉c和铁粉a分离开来。
卸扩散器二11和12，即可分别收集分离出来的煤粉b和矸石粉c，取出磁铁16，收集铁粉a；快速获取较为纯净的煤粉b。