一种矿物分离与分级设备的制作方法

本发明涉及重力分选与分级技术领域，尤其涉及一种矿物分离与分级设备。

背景技术

在矿物加工与粉体物料加工、分离过程中，通常根据不同物料的比重差异与粒度大小的不同，采用摇床对其进行分离和分级的选别作用。若待分离出的两种物质的密度相差较小、而形状相差较大时，采用现在的摇床进行选别时，效果很差，或者根本无法进行有效选别。

倘若采用其它方法进行分离或分级操作，要么因性质相近而无法分离，要么根本无法进行有效的分离与分级，要么分离的成本较高，或者采用的方法和药剂对环境具有污染和危害等问题，往往难以适用。例如：石墨合成金刚石后，通常需要将金刚石与石墨进行分离；石英与云母的分离，常因两者性质相近而分离效果很差。

技术实现要素：

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的矿物分离与分级设备。具体地，本发明提供能够对性质相近、形状有别的两种物质进行有效分离与分级的设备。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种矿物分离与分级设备，所述矿物分离与分级设备包括摇床、摇摆机构和弹跳机构，其中，所述摇床的一侧的第一端设置有给料给水槽，所述摇床的另一侧的两端各设置有一个出料口；所述摇摆机构与所述摇床的一端传动连接，所述摇床设置在所述弹跳机构的顶部；所述摇摆机构驱动所述摇床往复摇动，同时所述摇床在所述弹跳机构的作用下弹跳振动。

其中，所述弹跳机构包括沿所述摇床的摇动方向呈一列设置的引弹装置和若干组弹跳装置，所述引弹装置位于所述摇床的底部中央，若干组所述弹跳装置分列在所述引弹装置两侧。

其中，所述引弹装置包括第一托架、凸轮、连杆和引弹动力件；其中，所述凸轮的中心与所述第一托架的顶端可转动连接，所述引弹动力件与所述第一托架的底端固定连接，所述引弹动力件的输出端通过所述连杆与所述凸轮传动连接，所述连杆与所述凸轮的偏心位置可转动连接；所述凸轮的弧面与所述摇床的底部传动连接。

其中，所述引弹装置还包括滑块，所述凸轮的端面上设置有限位槽，所述滑块固定连接在所述限位槽内；所述连杆的一端与所述滑块的边部可转动连接，所述连杆的另一端与所述引弹动力件的输出端可转动连接；通过调整所述滑块在所述限位槽内的位置调整所述凸轮带动所述摇床体的弹跳幅度。

其中，所述弹跳装置包括撑板、压板和位于所述撑板和所述压板之间的若干弹簧；其中，所述撑板位于底部，所述压板与所述摇床的底部固定连接、且位于所述撑板的上方，所述弹簧的两端分别与所述撑板和所述压板固定连接。

其中，所述矿物分离与分级设备还包括调节机构，所述调节机构固定在所述摇床的底部、且位于所述弹跳机构的顶部，用于调节所述摇床的倾斜角度。

其中，所述调节机构包括床体托架、调节手柄和摇摆支架；其中，所述床体托架固定在所述摇床的底部，所述调节手柄与所述床体托架固定连接；所述摇摆支架的底端与所述弹跳机构的顶部固定连接，所述床体托架与所述摇摆支架的顶端可转动连接；通过转动所述调节手柄调整所述床体托架与所述摇摆支架之间连接角度，以调整所述摇床的倾斜方向和角度。

其中，所述矿物分离与分级设备还包括十字万向节，所述摇摆机构通过所述十字万向节与所述摇床的一端传动连接。

其中，所述摇摆机构包括驱动装置、变频器和曲柄连杆机构，所述驱动装置的输出端通过所述曲柄连杆机构与所述摇床的一端连接，所述变频器与所述驱动装置的输入端电连接。

其中，所述摇床的床面上分布有若干刻槽。

本发明的矿物分离与分级设备通过摇动机构和弹跳机构实现摇床的水平摆动和上下弹跳摇动的复合运动，用以将性质相近、形状有别的两种物质进行有效分离与分级。该弹跳摇床结构紧凑、分离与分级精度高，适用性广泛，操作简单、安全实用。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的矿物分离与分级设备的侧向结构示意图；

图2示例性地示出了本发明的矿物分离与分级设备的端部向视图；

图3示例性地示出了本发明的引弹装置的主视图；

图4示例性地示出了本发明的引弹装置的侧视图；

图5示例性地示出了本发明的弹跳装置的结构示意图；

图6示例性地示出了本发明的调节机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明的发明人在保留原有摇床的水平运动特点的同时，引入弹跳装置和引弹装置的组合形成的弹跳机构，使得摇床在水平往复摇动的同时进行上下弹跳，使得物料根据比重、形貌等因素的不同而具有不同的行进路线，从而实现物料的分离与分级，获得优质的分离与分级效果。

下面结合附图，对根据本发明所提供的矿物分离与分级设备进行详细描述。

图1示出了本发明的矿物分离与分级设备的一种具体实施例的侧向结构示意图，图2则示出了该矿物分离与分级设备的端部向视图，综合参照图1和图2所示，该矿物分离与分级设备包括摇床1、摇摆机构2和弹跳机构3，摇摆机构2位于摇床1的一端，可以驱动摇床1水平往复摇动，而弹跳机构3位于摇床1的底部，控制摇床1上下弹跳运动，两者结合使得摇床1实现水平往复摇动和上下弹跳的复合运动，令物料依据比重、形貌、大小等不同而产生不同的运动轨迹和方向，从而实现物料的分离与分级，并且可以对摇摆机构2和弹跳机构3的驱动幅度和频率进行调整控制，以适应不同物料的分离和分级需求，保证分离和分级的优质效果。

本发明的弹跳摇床既保留有现有摇床的水平往复运动，又有上下弹跳周期运动，并且各阶段的运动特征不同，混合物料在该弹跳摇床的复合运动特征的作用下，强化“析离分层”，实现分离与分级。

其中，摇床1的一侧的第一端设置有给料给水槽11，用于向摇床1内添加待分离或分级的物料和有助于分离或分级的水等介质；摇床1的另一侧的两端各设置有一个出料口12，分别用于排出收集分离出的不同物料。示例性地，给料给水槽11可以设置在摇床1的长度方向的一端边缘或角落。

在向摇床1内添加待分离或分级的物料后，物料中比重大的颗粒、或类似球形或颗粒大的物料经床面的运动与弹跳，且在介质的搬运作用下而进行较快，进入到分选装置的精矿收集端而被收集；与此相反，物料中比重小的颗粒、或瘪平的片状或颗粒小的物料经床面的运动与弹跳，且在介质的搬运作用下而行进较慢，进入到分选装置的尾矿收集端而被收集，从而达到分离与分级的目的。

具体地，摇摆机构2与摇床1的一端传动连接，摇床1设置在弹跳机构3的顶部；摇摆机构2驱动摇床1往复摇动，同时摇床1在弹跳机构3的作用下弹跳振动，实现水平往复摇动和上下弹跳的复合运动，提高矿物分离与分级的效率和效果。

具体，弹跳机构3包括沿摇床1的摇动方向呈一列设置的引弹装置31和若干组弹跳装置32，引弹装置31位于摇床1的底部中央，若干组弹跳装置32分列在引弹装置31两侧。当摇床1在摇摆机构2的作用下水平往复摇动时，在重力和摇动力的作用下、以及位于摇床1的底部中央的引弹装置31的支撑下，摇床1两端的各弹跳装置32依次被压缩、复原，实现摇床1在往复摇动的同时，可以进行上下弹跳摇动；同时在引弹装置31的引弹作用下，实现摇床1的规律性上下弹跳，进一步增大摇床1整体的上下摇动幅度，提高物质分离与分级的效果。

图3示出了引弹装置31的一种具体实施例的主视图，图4则示出了图3中引弹装置31的侧视图，综合图2、图3与图4所示，引弹装置31包括第一托架311、凸轮312、连杆313和引弹动力件314。其中，凸轮312的中心与第一托架311的顶端可转动连接，引弹动力件314与第一托架311的底端固定连接，引弹动力件314的输出端通过连杆313与凸轮312传动连接，连杆313与凸轮312的偏心位置可转动连接；而凸轮312的弧面与摇床1的底部传动连接，实现引弹动力件314的引弹动力向摇床1的平稳传递。在引弹动力件314的往复驱动下，连杆313带动凸轮312绕第一托架311的顶端旋转，利用凸轮312的弧面变化驱动摇床1的高度随之变化，进而实现摇床1在高度上的周期性往复运动，进一步加快混合物质的分离与分级的效率，提高分离与分级的效果。

具体地，引弹动力件314的弹跳频率可以由变频器进行调节控制，以根据待分离或分级物料的性质或形貌的不同而控制摇床1的上下弹跳频率。

在本实施例中，引弹装置31还包括滑块315，滑块315与凸轮312固定连接，连杆313的一端与滑块315的端部可转动连接。引弹动力件314驱动连杆313通过滑块315带动凸轮312转动，从而实现摇床1的上下弹跳。

滑块315的设置，主要是为了使得凸轮312的位置可调，以便根据待分离物质的不同而调整摇床1的弹跳幅度，扩大该弹跳摇床的适用范围。具体地，凸轮312的端面上设置有限位槽316，滑块315固定连接在限位槽316内。如图3所示，可以通过固定螺栓317将滑块315固定在限位槽316内的某个位置，而连杆313通过摇动轴318与滑块315的边部可转动连接。通过调整滑块315在限位槽316内的位置，即调整凸轮312与滑块315的弹跳偏心距离，可以调整滑块315带动凸轮312转动时凸轮312的弧面在垂直方向上的高度变化，进而调整凸轮312带动摇床1的弹跳幅度。

图5示出了弹跳装置32的一种具体实施例的结构示意图，综合参照图1、图2和图5所示，本发明中的弹跳装置32包括撑板321、压板322和位于撑板321和压板322之间的若干弹簧323；撑板321和压板322平行设置，通过弹簧323的弹性压缩和恢复力完成摇床1的弹跳。

具体地，撑板321位于底部，例如，可以固定在地面上或者固定在该矿物分离与分级设备的基座上；压板322与摇床1的底部固定连接、且位于撑板321的上方，弹簧323的两端分别与撑板321和压板322固定连接。

示例性地，可以在撑板321的上表面设置有若干第一立柱321a，在压板322的底面设置有相同数量的第二立柱322a，并且第二立柱322a与第一立柱321a的位置一一对应，弹簧323的第一端套设在第一立柱321a上，弹簧323的第二端套设在第二立柱322a上。其中，第一立柱321a的数量与第二立柱322a的数量需大于或等于弹簧323的数量。

通常情况下，一套弹跳装置32中可以设置2～8个弹簧323，分两列、对称平衡排列，即相应的设置2～8个第一立柱321a和第二立柱322a。在图1和图2所示的实施例中，每个弹跳装置32包括4个弹簧323，撑板321和压板322均为矩形板，4个弹簧323分别位于矩形的四个角部。

另外，本发明的矿物分离与分级设备还包括调节机构4，调节机构4固定在摇床1的底部、且位于弹跳机构3的顶部，用于调节摇床1的倾斜角度，以适应不同的物料种类的分离与分级需求，保证分离效率和效果。

图6示出了调节机构4的一种具体实施例的结构示意图，参照图6所示，在本实施例中，调节机构4包括床体托架41、调节手柄42和摇摆支架43。其中，床体托架41固定在摇床1的底部，调节手柄42与床体托架41固定连接；摇摆支架43的底端与弹跳机构3的顶部固定连接，床体托架41与摇摆支架43的顶端可转动连接；通过转动调节手柄42调整床体托架41与摇摆支架43之间连接角度，以调整摇床1的倾斜方向和角度。

为了提高矿物分离与分级的效率和精度，本发明的矿物分离与分级设备包括引弹和摇动两部分动力驱动，其引发驱动力仍为摇动驱动。为了提高水平摇动的效果，该矿物分离与分级设备还包括十字万向节5，摇摆机构2通过十字万向节5与摇床1的一端传动连接。通过十字万向节5传递摇摆机构2的水平往复力，可以扩大摇床1水平摇动的范围，避免摇床1沿摇摆机构2的输出方向单一摇动，提高物料分离或分级的效率和效果。

在一个典型的实施例中，摇摆机构2包括驱动装置21、变频器(图中未示出)和曲柄连杆机构22，其中，驱动装置21的输出端通过曲柄连杆机构22与摇床1的一端连接，变频器与驱动装置21的输入端电连接。由曲柄连杆机构22控制驱动装置21带动摇床1进行水平往复摇动，通过变频器则可以控制摇摆机构2带动摇床1摇动的频率。

需要指出的是，在摇床1的床面上分布有若干刻槽10，并且同一摇床1内的刻槽10的形状不同、深浅不一，刻槽10的深度通常为0～30mm，使得物料经摇床1的摇动和弹跳后分布于不同刻槽深度的床面继续分离，以增加分离的距离，有利于物料的收集。

本发明的矿物分离与分级设备，其原理是在一个倾斜宽阔的床面上，借助于床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的作用，进行粉状物料分选的设备。物料在摇床的床面上分选，主要是床条的型式、床面的不对称运动及床面上的横冲水三个主要因素综合作用的结果，以达到“析离分层”的效果。

该矿物分离与分级设备，在保留原摇床运动特点的同时，引入弹跳装置和引弹装置组合后形成的弹跳机构，可以使得摇床在受力水平往复摇动的同时，由于物料在摇床体内的移动使得摇床体不同部位所承受的物料重力持续变化，进而使得摇床体在物料重力和弹跳机构的作用下产生周期性上下弹跳，实现摇床体水平往复移动和上下弹跳的复合运动，优化物质分离与分级的效果，提高分离和分级的效率。

使用本发明的矿物分离与分级设备时，先根据待分选或待分级物料的特点，将待选物料用介质(例如水)润湿调浆至适合的浓度；根据待选物料的粒度大小、或者比重差异、或者所期望的产品精矿品位高低，确定弹跳摇床的摇动冲程和冲次、以及引弹的频率和幅度，并进行相应的调节，同时通过调节机构3调整好摇床体1的床面坡度；打开给水阀门，通过给料给水槽11向摇床体1的床面注入一定量的水，并使水在床面薄层分布，同时在各出料口12处备好收集箱；启动弹跳摇床的各动力机构，将待选物料的料浆从给料给水槽供入，料浆中的颗粒因或重力不同、或颗粒形状不同或颗粒大小不同，在床面上的运动速度和运动轨迹成型差异，从而可以将物料进行有效分离和分级。

发明人经过大量的试验后的试验结果表明：当待处理物料为金刚石与石墨、石英与云母时，在不添加任何其它化学试验的情况下，通过本发明的矿物分离与分级设备能够有效地将其进行分离；并且在物料的筛分粒度为-38μm的全粒级物料(粗粒级的效果更好)时，可以获得质量可靠的满意的窄粒级分级物料。

本发明的矿物分离与分级设备，只需要调节相应的设备操作运动参数，例如，摇床的倾斜角度、摇床摇动的冲程、冲次及频率、引弹的幅度及频率等，达到水平摆动和上下弹跳功能优化，使得物料根据比重、形貌、粒度大小与弹性的不同，而具有不同的行进路线，实现物料的分离与分级，获得优质的分离与分级效果。该矿物分离与分级设备具有广泛的适应性，分离与分级的效率高，操作方便、安全可靠。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。