基于噴射流驅動的混合流場浮選系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤漿浮選處理領域，具體涉及一種基于噴射流驅動的混合流場浮選系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]常用的浮選機大體分為機械式浮選機和噴射式浮選機。機械攪拌式浮選機的缺點在于吸氣量較小;通過葉輪的礦漿循環(huán)量也較小，以至于其處理能力偏小，且定子上方部分區(qū)域存在攪拌死區(qū)。噴射式浮選機缺陷在于礦漿與空氣的混合動力不足;對礦漿入料濃度及顆粒粒度的適應性較差；中心礦漿入料管周圍存在有混合死區(qū)。由于目前上述浮選設備在工作過程中都有各自的缺點，在礦漿濃度適應性、分選效率和礦漿處理量等方面自然也就很難同時達到各自的最佳效果。
[0003]此外的，由于我國煤泥的可浮性普遍較差，因此煤漿預處理也是浮游選煤工藝中必不可少的環(huán)節(jié)，是浮選機獲得良好的技術經濟指標的先決條件。在煤漿的預處理工序中，目前浮選劑的分散一般有三種方式:
[0004](I)、機械分散
[0005]我國于上世紀80年代研發(fā)的XY系列礦漿預處理器是將浮選劑引入到加藥嘴后，借助攪拌葉輪定子混合器中的上層葉片旋轉，用機械方式分散，由于攪拌葉輪的線速度有限，僅為8.0m/s，所分散的油滴直徑較大，在煤漿中混合得不夠均勻，增加了浮選劑用量。
[0006](2)、乳化分散
[0007]在我國一些選煤廠推廣使用的水噴射式乳化器結構，大致為壓力水從噴嘴高速噴出，在噴射室內形成負壓。浮選劑由此吸入并裹卷到射流之中，經水力沖擊、剪切，分散為〈15μπι的油滴，乳濁液由混合管噴出。然而，該水噴射式乳化器，通常都為單側入藥的方式，該方式導致射流受到的氣壓作用不穩(wěn)定，藥劑與水液間的混合均勻度往往較低，仍待進一步改進。
[0008](3)霧化分散
[0009]于上世紀80年代在我國開始使用的XK系列礦漿準備器，如申請人為唐山國華科技有限公司于2010年I月15日申請的專利名稱為“霧化混合式煤漿預處理器”(申請?zhí)?201010033384.9)的發(fā)明專利文本就公布了以下技術方案:其由霧化系統(tǒng)、上部箱體和下部箱體三部分組成。霧化系統(tǒng)由主電動機、撓性聯(lián)軸器、套筒、起霧盤和加藥漏斗等組成。上部箱體為進料和浮選劑霧化工作區(qū)，箱體外側有中心入料槽，左右兩側有溢流槽。下部箱體是煤漿與浮選劑充分混合的工作空間，左右兩側均安裝有三塊上滑板和兩塊下滑板，各滑板上均布等高的坎條。實際使用時，浮選劑經加藥漏斗及管道流入起霧盤上方的套筒內，并濺落在起霧盤正面中心區(qū)，粘附在高速旋轉的盤面上形成一層薄液膜，在離心力的作用下向盤邊緣運動，被盤邊緣的鋸齒切割為霧滴;入浮煤漿經中心入料槽分配到上部箱體兩側的溢流堰中，沿堰寬呈瀑布狀溢流，其在泄落過程中與浮選劑霧滴相遇，還有一部分霧滴靠重力直接降落在第一層上滑板，之后，混有浮選劑的煤漿通過上、下滑板的坎條，連續(xù)躍起和混合，使得煤漿與浮選劑霧滴充分混合，直至從箱體底部排出進入浮選機。作為領域內較為先進的煤漿預處理裝置，其浮選劑液滴比乳化分散的液滴要更小一個數(shù)量級，分散效果較好;但是，在實際使用時人們發(fā)現(xiàn)，由于上述結構中浮選藥劑的分散效果均依靠起霧盤轉動來實現(xiàn)，往往需要一個用于形成密閉空間的密閉狀箱體，方可避免霧狀藥劑的無意義飄散，其密閉環(huán)境的形成卻往往造成了諸如起霧盤工作環(huán)境較差而易于發(fā)送產品故障、無法對于漿液混合過程實現(xiàn)直觀觀察乃至產生故障也難于及時發(fā)現(xiàn)等諸多缺陷，從而給現(xiàn)場操作和維護工作帶來困擾;此外，高速轉動的起霧盤，對于驅動電機轉速要求過高，也即必須采用轉速高達3000轉/分的二級電機方可保證其工作性能，這都為實際的裝配、購買乃至維護成本造成嚴峻挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單而合理的基于噴射流驅動的混合流場浮選系統(tǒng)，其浮選耗能低而礦漿與空氣混合效果好，并可同時提升目前煤泥浮選的浮選效率。[0011 ]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0012]—種基于噴射流驅動的混合流場浮選系統(tǒng)，本系統(tǒng)至少包括用于執(zhí)行煤漿浮選操作的浮選設備，浮選設備包括用于溢流浮選的浮選槽以及懸置于浮選槽內的浮選攪拌組件，其特征在于:浮選攪拌組件包括主軸，主軸鉛垂向下并伸入浮選槽內；主軸上同軸布置用作驅動輪的上葉輪，主軸的位于浮選槽內的軸端處布置用作攪拌輪的下葉輪；由主軸向外同軸的依次套設有內套筒和外套筒，三者間均存在配合間隙，內套筒頂端封閉而底端延伸至下葉輪輪面處，外套筒頂端封閉而底端外擴以罩設于下葉輪上；內套筒上布置連通外部空氣源的吸氣管，且內套筒與主軸配合間隙構成供空氣進入下葉輪處的空氣通道;外套筒與內套筒間的配合間隙構成供上葉輪處礦漿流入下葉輪及浮選槽內的礦漿通道;所述上葉輪處布置有用于射流驅動其輪葉片的入料噴嘴，連通入料噴嘴的循環(huán)入料管的進口端連通浮選槽，并以循環(huán)栗提供循環(huán)入料管以栗液動力；內套筒外壁同軸固定有導流套，導流套的出口靠近下葉輪輪面處而進口朝向上述礦漿通道，導流套內部呈漩渦狀的布置有導流葉片，所述導流葉片所導流的混合液旋轉方向與下葉輪的旋轉方向同向布置。
[0013]在主軸軸線兩側對稱設置兩根從動軸，從動軸鉛垂向下的伸入浮選槽內，主軸上同軸布置主齒輪，從動軸上等高度的布置旁支齒輪以與上述主齒輪間構成嚙合關系:從動軸的位于浮選槽內的軸端布置副葉輪，且從動軸上僅套設連通外部空氣源的內套筒以構成負壓吸氣結構;位于從動軸處的內套筒的底端外擴以罩設于副葉輪上。
[0014]浮選槽的用于連通循環(huán)入料管的槽底為雙層假底結構;該雙層假底所形成的通道連通循環(huán)入料管與浮選槽的槽腔;下葉輪為底部輪面以蓋板封閉的半開式葉輪;而副葉輪為開式葉輪構造，位于從動軸處的內套筒底端面布置有起穩(wěn)流作用的穩(wěn)流葉片。
[0015]所述循環(huán)入料管具備多個水平的入料噴嘴且各入料噴嘴形成以主軸軸線為圓心的的渦卷狀結構;在上葉輪輪面所處平面上，主軸軸線與循環(huán)入料管上的各入料噴嘴中心線間距位于上葉輪直徑的1/2?2/3范圍內。
[0016]循環(huán)入料管為兩組且沿主軸的軸線軸對稱布置;在上葉輪輪面所處平面上，主軸軸線與各組循環(huán)入料管上的入料噴嘴中心線間距位于上葉輪直徑的1/2?2/3范圍內。
[0017]以主軸搭配兩根對稱布置的從動軸所構成的浮選攪拌組件為一組浮選單元，所述浮選單元為沿浮選槽槽長方向間隔均布的四組;且每兩組浮選單元共用一臺循環(huán)栗。
[0018]本系統(tǒng)還包括用于執(zhí)行煤漿預處理操作的煤漿預處理設備，煤漿預處理設備的出口連通浮選設備的進口端;煤漿預處理設備包括混合箱，由位于混合箱頂部的進料口處鉛垂向下布置主轉軸，沿主轉軸軸線軸對稱的布置有兩根從動轉軸，該兩根從動轉軸沿混合箱頂部鉛垂伸入混合箱內；主轉軸上同軸布置主動齒輪，從動轉軸上等高度的布置從動齒輪以與上述主動齒輪間構成嚙合關系:主轉軸上還同軸布置驅動渦輪，用于提供礦漿與藥劑的混合液的入料管上布置噴嘴，噴嘴的出液方向指向驅動渦輪的輪葉片處以提供驅動渦輪轉動動力；主轉軸的位于混合箱箱內的軸體上同軸固定一組攪拌葉輪，兩根從動轉軸的位于混合箱箱內的軸體上分別同軸且彼此等高度固定有一組攪拌輪，攪拌葉輪與攪拌輪輪面彼此平行；以該組攪拌葉輪搭配位于其下方的等高度的兩組攪拌輪為一組攪拌單元，在鉛垂方向上，構成攪拌單元的攪拌葉輪與攪拌輪的投影存在交集;所述攪拌單元為多組且沿相應轉軸軸長依次布置;在驅動渦輪的正下方同樣同軸設置喇叭口狀的導流套以構成混合箱進料口，導流套外壁貫穿并固定于混合箱頂壁處，導流套的出口靠近最上層攪拌葉輪輪面處;導流套內部的導流葉片所導流的混合液旋轉方向與位于正下方的攪拌葉輪的旋轉方向彼此同向。
[0019]本系統(tǒng)還一一對應各攪拌單元布置的導流罩，導流罩外形呈上大下小的喇叭口狀;導流罩的上部罩口固定于混合箱箱壁上，下部罩口向構成同一攪拌單元的攪拌葉輪與攪拌輪之間區(qū)域延伸，以將位于導流罩內的混合液導流入下部罩口所指向的攪拌輪輪面處。
[0020]主動齒輪的齒數(shù)大于與之嚙合的從動齒輪的齒數(shù)且兩者齒數(shù)為倍數(shù)關系。
[0021 ]混合箱的出料口位于其底部一側壁處；在該出料口所在側壁處還布置有穩(wěn)定流區(qū)，該穩(wěn)定流區(qū)以鉛垂向布置的隔板劃分為上升穩(wěn)流通道及傾角跌落通道，上升穩(wěn)流通道的底部入口連通混合箱出料口，上升穩(wěn)流通道的頂部出口開設于隔板頂端處以連通傾角跌落通道，傾角跌落通道的出口連通上述浮選設備;所述上升穩(wěn)流通道內布置用于實現(xiàn)上述穩(wěn)流操作的穩(wěn)流篩網及小傾板，所述穩(wěn)流篩網的篩面水平設置而小傾板板面傾斜設置，同高度的相鄰傾斜布置的小傾板間隙構成供混合液流過的通道;在混合液沿上升穩(wěn)流通道的行進方向上，每相鄰穩(wěn)流篩網之間均夾設有上述小傾板;所述傾角跌落通道內布置板面傾斜的傾角跌落板，各傾角跌落板上垂直混合液流向布置坎條，傾角跌落板為多組且沿混合液的下降路徑依次交錯布置；以位于同一相鄰穩(wěn)流篩網之間且橫向同角度布置的小傾板為一組傾板單元，所述傾板單元為至少兩組且沿上述穩(wěn)流篩網板長方向縱向布置，該縱向布置的兩組傾板單元的布置角度彼此互補;在混合液行進方向上，相鄰兩組傾板單元的布置角度也彼此互補;所述上升穩(wěn)流通道的入口以及出口處均布置有用于封閉該口部以穩(wěn)流混合液的篩板。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]、摒棄了傳統(tǒng)的機械攪拌或吸氣攪拌結構所存在的或吸氣量小或混合效果差等諸多缺陷。本發(fā)明另辟蹊徑的采用了射流驅動式的浮選系統(tǒng)，在水力驅動的同時，同步搭配了導流套結構，從而進一步的降低設備的耗能成本。此外，一方面，喇叭狀的導流套