[發明專利]一種用于射流式浮選機的旋轉射流充氣攪拌裝置

有效

• 申請號: 201610211040.X
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105689158B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 段旭琴;沈丹丹;陳彥麗;宋猛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B03D1/24
• 分類號: B03D1/24
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明屬于選礦設備領域，涉及到一種用于射流式浮選機的旋轉射流充氣攪拌裝置。

背景技術

射流式浮選機廣泛用于各種礦物的分選，其充氣方式靠高速射流的卷吸作用實現。礦漿射流束進入混合管卷走周圍空氣，管內形成負壓，使得空氣從進氣孔不斷進入，完成氣、液、固摻混。根據射流式浮選機的工作原理，充氣攪拌裝置對浮選機充氣性能及分選效果起著決定性作用，在充氣攪拌裝置內需完成浮選機充氣和初步氣泡礦化。射流浮選機為連續分選作業，要求射流穩定，保持一定的軸向速度，這樣才能在混合管內形成一定的負壓，自動吸入空氣。旋轉射流具有三維速度，與無旋動射流或單一噴嘴產生的射流相比，其卷吸能力和摻混作用都大大增加。用于射流式浮選機的旋轉射流充氣攪拌裝置，不僅需要其產生的射流有一定的軸向速度，也需要一定的切向速度。基于旋轉射流在速度形式上的優越性，旋轉射流充氣攪拌裝置能強化卷吸作用和摻混作用，從而對提高充氣性能和增強氣泡礦化有積極影響。產生旋轉射流的方式大致分為兩種：切向入料加旋和導向元件加旋。單一的切向入料加旋使得噴嘴的軸向速度完全由切向速度演變，因此軸向速度非常弱，這樣噴嘴噴出的射流易擴散，對后續吸氣造成影響；而單一的導向元件加旋有可能使得軸向速度最大值并不在在軸心位置,如見專利號CN1405429A，公開日期2003-3-26的中國發明專利“高壓旋轉射破巖鉆孔方法”提到的旋轉射流噴嘴(圖1)，其內部安裝導向葉輪作為導向元件。由于導向元件一般布置在噴嘴中心位置。產生的旋轉射流在軸心附近往往存在中心低速區,軸向速度最大值并不在在軸心位置,而是與軸心有一定的偏離距離，也會對后續吸氣造成影響。因此這些方式產生的旋轉射流并不適合浮選機的充氣攪拌裝置。

發明內容

針對上述存在問題，本發明從射流的軸向速度和切向速度分析出發，引進旋轉射流到射流浮選機的充氣攪拌裝置，通過旋轉射流加強其卷吸作用和混合作用，這對進一步提高射流式浮選機的分選效果起積極作用。

為了實現上述目的，本發明一種用于射流式浮選機的旋轉射流充氣攪拌裝置。由入料管、錐形噴嘴組成,入料管直徑為D₀，錐形噴嘴直徑為D₂；所述的入料管與所述的錐形噴嘴之間設有旋流裝置，所述的旋流裝置包括螺旋體和加旋體兩種旋轉導流結構。

所述的錐形噴嘴末端與帶有進氣孔的初始混合管連接。

所述的初始混合管一端與錐形噴嘴連接，另一端連接有喉管。

所述的初始混合管直徑為D，長度為L₁，且L₁最小為4.38D；所述進氣孔與噴嘴間的距離L₀最小為6.2D₂。

所述的螺旋體結構為帶有矩形螺紋槽的圓柱實體，且軸向開有直通圓口，螺旋體內置固定于直管內，其大徑等于入料管直徑D₀，小徑為d₀，軸向自由通徑為D₁，且d₀＞D₁＞D₂，其螺距P為0.25D₀～0.5D₀，螺旋線升角10～30°，圈數為0.5～1.5圈。

所述的旋流裝置為加旋體結構，加旋體內部設有加旋塊，所述的加旋體中間為軸向圓形流道，流道直徑與錐形噴嘴入口直徑相等，加旋塊沿軸向圓形流道外環對稱切向分布，構成槽型切向流道，且加旋塊與直管壁面不內切，加旋塊個數為4-8個。

旋流裝置作為一種旋轉導流結構。當礦漿有壓給入入料管，經過旋流裝置后，同時獲得了軸向速度和切向速度，進入錐形噴嘴。

錐形噴嘴末端與帶有進氣孔的初始混合管連接，高速射流從噴嘴噴出后，不易擴散，進入初始混合管，卷吸周圍的空氣，混合管內形成一定負壓區，使得空氣從進氣孔不斷進入，同時完成氣、液、固摻混。由于經過旋流裝置后，再到錐形噴嘴，噴嘴出射的射流已有一定切向速度和軸向速度，形成了低旋度的旋轉射流增強射流自身的卷吸作用和摻混作用，對浮選機充氣和礦化有利。

初始混合管一端連接有喉管，高速射流經過初始混合管進行初步卷吸和摻混后進入喉管，而喉管的管徑比初始混合管徑小，含氣礦漿射流進入喉管變為窄束流，此時發生強制性的二次卷吸及摻混。由于合理的混合管的長度和直徑以及進氣口位置，喉管在結構上不會影響到射流的穩定發育，而削弱射流的卷吸能力和摻混作用。