海底采矿船选矿系统用旋流器结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海底采矿船领域，具体来说涉及一种海底采矿船选矿系统用旋流器结构。
【背景技术】
[0002]目前常用于选矿系统第一级粗选的设备为滚筒筛。
[0003]滚筒筛是一种固体颗粒状物料分选设备，主要由电机、减速机、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口组成。
[0004]滚筒装置倾斜安装于机架上，电动机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜于转动，使筛面上的物料翻转、滚筒，使合格物料(筛下产品)经滚筒后端底部的出料口排出，不合格的物料(筛上产品)经滚筒尾部的排料口排出。由于物料在滚筒内的翻转、滚动，使卡在筛孔中的物料可被弹出，防止筛孔堵塞。其缺点包括:
[0005]A、体积大、重量大，第一级粗选设备通常布置在最高处，重量大又提高了全船的重心。
[0006]B、筛分粒径较大。原因主要有两个:(1)滚筒筛的筛网是用钢丝编织或者薄钢板打孔而成，受筛网材料和强度的限制，筛孔不可能做得很小，一般不可能小于5mm。(2)海底采矿船上滚筒筛的输入物料是矿浆，即海水和矿砂的混合物，如果筛孔过小，由于水的张力，细粒物料很难通过筛孔漏出。
[0007]C、相对来说，处理量较小，大处理量的滚筒筛必须重新设计，特殊定制，生产周期长、成本高。
[0008]D、耗能较高、噪音较大。
[0009]E、磨损较大，筛网易破损，维护成本高。因物料直接与筛网摩擦碰撞，导致筛网磨损较快，需定期更换，既耽误工期，又提高了运营成本。
[0010]目前常用于选矿系统另一种第一级粗选的设备为振动筛。
[0011]振动筛是利用振子激振所产生的往复旋型振动分选固体颗粒状物料的分选设备，主要由电机、重锤、筛网、机架、进出料口等组成。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动，其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。其缺点包括:
[0012]A、处理量不够大，遇上大处理量的场合必须配备多台振动筛，占用空间大，总重量也大。
[0013]B、筛分粒径较大。原因与滚筒筛的原因相同。
[0014]C、相对来说，处理量较小，大处理量的滚筒筛必须重新设计，特殊定制，生产周期长、成本高。
[0015]D、耗能较高、噪音较大。
[0016]E、磨损较大，筛网易破损，维护成本高。因物料直接与筛网摩擦碰撞，导致筛网磨损较快，需定期更换，既耽误工期，又提高了运营成本。
【实用新型内容】
[0017]针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种布置紧凑、占地面积小、重量轻、处理量大的海底采矿船选矿系统第一级粗选设备，以解决现有技术中的问题。
[0018]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0019]海底采矿船选矿系统用旋流器结构，其特征在于，包括设置在一支撑平台上的若干组起第一级粗选作用的旋流器，每组旋流器的矿料出口分别与下一级精选装置连接，所述旋流器包括一中空圆柱壳体，中空圆柱壳体的上部设置有切向进料口，中空圆柱壳体的顶部设置有溢流口，中空圆柱壳体的下端设置有沉沙口。
[0020]在本实用新型的一个优选实施例中，所述旋流器上设置有用以检测内部压力的压力表。
[0021]在本实用新型的一个优选实施例中，所述旋流器内衬耐磨橡胶。
[0022]在本实用新型的一个优选实施例中，所述沉沙口与中空圆柱壳体为分体式结构。
[0023]本实用新型的有益效果在于:
[0024]1、旋流器作为海底采矿船选矿系统的第一级粗选设备，布置紧凑、占地面积小、重量轻、处理量大。
[0025]2、旋流器分选不受物理筛分的筛网材料限制，分选粒径小，可达到0.25-0.3mm，即将粒径大于0.25-0.3mm的颗粒与小于0.25-0.3mm的颗粒分开。对有用矿物颗粒很细的原矿来说，可以在第一个阶段去除更多的大颗粒矿物，以便减少第二阶段分选的处理量，减少第二阶段的选矿设备数量，并提高分选效率和回收率。
[0026]3、旋流器本体采用聚氨酯、碳化硅、高铝陶瓷等耐磨材料制成，使用寿命长，经济性高。
[0027]4、旋流器本身无运动部件，结构简单，故障率低，维护工作量小。
[0028]5、旋流器不需要额外动力，节能环保。
[0029]6、旋流器可在不改动、替换本体的前提下，通过更换沉沙口或调节沉沙口直径来调节分选粒径，方便灵活。
[0030]7、旋流器内部的离心力是重力的很多倍，因此，应用于采选一体船上的旋流器可以不受船舶摇摆运动的影响。
[0031]8、旋流器可以很方便的成组布置并实现备用。
[0032]本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型的示意图。
[0034]图2为旋流器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0036]参见图1，海底采矿船选矿系统用旋流器结构，包括设置在一支撑平台上的若干组起第一级粗选作用的旋流器1，每组旋流器的矿料出口分别与下一级精选装置2连接。
[0037]参见图2，旋流器包括一中空圆柱壳体10，中空圆柱壳体的上部设置有切向进料口 11，中空圆柱壳体的顶部设置有溢流口 12，中空圆柱壳体的下端设置有沉沙口 13。
[0038]旋流器是以离心沉降作为主要工作原理，来实现分级、分选、浓缩和脱泥。旋流器工作时，重量较大的物质颗粒的重力会克服离心力而沉降到旋流器底部，从沉沙口排出，而重量较小的物质颗粒的重力无法克服离心力，就会被水流带到旋流器的上部，从溢流口排出。
[0039]旋流器的分级分离精度是可以控制的，溢流物质的颗粒细度是受沉沙口最小直径影响的。旋流器的沉沙口越小，浆液在旋流器中获得的旋转角速度就越大，旋流器处理后所获得的溢流物颗粒细度就越小，分级分选的效果也就越好。
[0040]旋流器的部件中，筒体需长时间承受浆液流动，给矿口、沉砂嘴处理的浆液中硬质颗粒含量较多，因此这几个部位都是旋流器最容易受到磨损的部位。旋流器要想延长使用寿命，就要针对这几个部件进行耐磨处理，在旋流器内衬耐磨橡胶等材料来实现耐磨保护。
[0041]旋流器的工作原理是离心沉降。旋流器的内部是中空圆柱体，待分离的两相或三相混合液会在泵的压力作用下，以旋流器的周边切向进入，而后在旋流器的内部形成旋转剪切湍流运动，从而获得较大的离心力。
[0042]旋流器内部的混合液受到离心力和重力的共同作用，而内含的粗颗粒与细颗粒之间由于粒度和密度的差异，所受到的离心力、向心浮力和流体曳力的大小均不相同，粗颗粒和细颗粒的运动方向就会不同。
[0043]旋流器工作时，受离心沉降的作用，粗颗粒较重、重力作用更大，在会从旋流器底部的流口排出，而细颗粒较轻、离心力作用更大，就会从旋流器的溢流管排出，这样就实现了轻相和重相的分离，或是液体和颗粒的分离。
[0044]旋流器的工作原理决定了，旋流器工作时自身并不需要设有运动部件，分离混合液体所需的动力是由泵来提供的，旋流器只是为待分混合液提供了运动空间，因此旋流器的结构简单、造价低、材料消耗少、处理量大而占地面积小，且分离效率很高。
[0045]旋流器通常采用垂直安装和水平安装两种方式。旋流器的垂直安装方式适合给料量波动较大、循环负载变化较多的工况。旋流器的水平安装是将旋流器同地平线夹角15°到20°安装方式，适合可变循环负荷的工作方式，能提供比较稳定的底流浓度。
[0046]旋流器如果采用了分配器和多旋流子结构，那么为了减少不必要的紊流，应为分配器的进口管设置直管段，其长度不能低于管径的9倍。旋流器分配器的入口管道设置，可以参考厂家提供的旋流器分配器进料管设计图来完成。
[0047]旋流器的溢流管和进料管安装时，如果把进料管安排在溢流排出管的下方，则要注意为溢流弯管设置透气管路，保证气体流通顺畅。
[0048]旋流器安装时，最好为每个旋流子配设一个过滤网，其目的是减少杂质造成的旋流子堵塞。旋流器配设过滤网的孔径为通过旋流子最小通径尺寸的三分之一。
[0049]旋流器安装时还建议配置一台压力表，以监控旋流器运行时的就地压力，来保证旋流器的运行更为稳定。旋流器如果运行压力过高，会造成底流浓度异常，并增加旋流器内各部件的磨损量。
[0050]旋流器安装后用水测试时，可能会出现一点泄漏，如果泄漏量不大，没必要做特别调整，当旋流器注入浆料时会自行密封。若因泄漏而过度拧紧旋流器的螺栓，会使得旋流器内部的衬垫等部件变形。
[0051]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.海底采矿船选矿系统用旋流器结构，其特征在于，包括设置在一支撑平台上的若干组起第一级粗选作用的旋流器，每组旋流器的矿料出口分别与下一级精选装置连接，所述旋流器包括一中空圆柱壳体，中空圆柱壳体的上部设置有切向进料口，中空圆柱壳体的顶部设置有溢流口，中空圆柱壳体的下端设置有沉沙口。
2.根据权利要求1所述的海底采矿船选矿系统用旋流器结构，其特征在于，所述旋流器上设置有用以检测内部压力的压力表。
3.根据权利要求1所述的海底采矿船选矿系统用旋流器结构，其特征在于，所述旋流器内衬耐磨橡胶。
4.根据权利要求1所述的海底采矿船选矿系统用旋流器结构，其特征在于，所述沉沙口与中空圆柱壳体为分体式结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种海底采矿船选矿系统用旋流器结构，包括设置在一支撑平台上的若干组起第一级粗选作用的旋流器，每组旋流器的矿料出口分别与下一级精选装置连接，所述旋流器包括一中空圆柱壳体，中空圆柱壳体的上部设置有切向进料口，中空圆柱壳体的顶部设置有溢流口，中空圆柱壳体的下端设置有沉沙口。本实用新型的有益效果在于：旋流器作为海底采矿船选矿系统的第一级粗选设备，布置紧凑、占地面积小、重量轻、处理量大。旋流器分选不受物理筛分的筛网材料限制，分选粒径小，可达到0.25~0.3mm。旋流器本身无运动部件，结构简单，故障率低，维护工作量小。旋流器不需要额外动力，节能环保。
【IPC分类】B04C5-00
【公开号】CN204396200
【申请号】CN201420866997
【发明人】郭黎明, 邵敏
【申请人】上海航盛船舶设计有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月26日