[發(fā)明專利]一種淺槽分選機實驗臺及實驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011544447.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112774851A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志強;劉欣;楊子海;郭秀軍;張博;徐建修;趙超峰;隋占峰;呂高常;王立臣;侯建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團唐山研究院有限公司;天地（唐山）礦業(yè)科技有限公司;中國煤炭科工集團有限公司
• 主分類號: B03B5/40
• 分類號: B03B5/40;B03B11/00;B03B13/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李桂芳

本發(fā)明涉及一種淺槽分選機實驗臺及實驗方法，實驗臺包括淺槽分選機循環(huán)系統(tǒng)和粒子圖像測速系統(tǒng)，淺槽分選機循環(huán)系統(tǒng)包括槽體、上升流漏斗、水平流漏斗、溢流堰、入料口、刮板、矸石排料口、傳動裝置、循環(huán)水池、上升流流量計、水平流流量計、上升流閥門、水平流閥門、潛水泵、示蹤粒子，粒子圖像測速系統(tǒng)包括計算機、激光器、數(shù)字相機、同步控制器。本發(fā)明公開的淺槽分選機實驗臺及實驗方法，借助先進的三維粒子測速系統(tǒng)，科學(xué)檢測分選時的流場流態(tài)，解決了現(xiàn)有的流場研究方法不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請屬于選煤設(shè)備實驗技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種選煤用淺槽分選機實驗臺及實驗方法。

背景技術(shù)

淺槽分選機是目前動力煤分選的首選設(shè)備，在發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)中起著重要作用。淺槽分選機在分選動力煤方面有比較多的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在處理能力大、物料泥化程度低、設(shè)備簡單維修量小、占地面積小、噸煤介耗比較少，是現(xiàn)在比較流行的動力煤分選設(shè)備。在分選過程中，煤和矸石在淺槽內(nèi)的運動十分平穩(wěn)，可以認為是相對靜態(tài)分選，煤和矸石在懸浮液中很少相互擠壓摩擦，因此可以最大限度的提高設(shè)備的分選精度，減輕分選作業(yè)產(chǎn)生的次生煤泥量。

淺槽分選機原理是利用煤和矸石密度的不同在相對靜止的重介懸浮液中自然分層，精煤上浮至液面，在水平流的作用下，從溢流堰溢出；沉入底部的矸石用刮板提升至排放口，從而得到兩種不同密度的產(chǎn)品。淺槽分選機內(nèi)保持均勻穩(wěn)定的重介質(zhì)懸浮液對于完成物料在槽體內(nèi)的分選是非常重要的。重介質(zhì)懸浮液由合格介質(zhì)泵分兩部分打入淺槽分選機，一部分是水平流，介質(zhì)經(jīng)管道從水平方向給入淺槽分選機的入料溜槽中，確保精煤及時排出槽體。另一部分是上升流，介質(zhì)經(jīng)管道由底部給入分選槽體，確保淺槽內(nèi)介質(zhì)密度均勻分布。生產(chǎn)實踐表明，上升流和水平流調(diào)整不當(dāng)， 管路堵塞或介質(zhì)桶液位不足, 都會引起液流波動，上升流與水平流必須控制在一定條件下才能正常分選。另外，淺槽重介分選機排矸刮板在工作過程中，由于刮板的不斷擾動，會在流體內(nèi)部產(chǎn)生大量的旋轉(zhuǎn)渦流，會導(dǎo)致分選效果受到影響。在分選槽內(nèi)，如果渦流方向和矸石沉降方向相同，對于分選影響并不大，甚至是有益的；如果渦流的方向與矸石沉降方向相反，就會影響分選效果，從而降低原煤的處理量。

淺槽分選機在生產(chǎn)過程中，懸浮液流場處于一種什么樣的形態(tài)之中，何種流場狀態(tài)對分選有利，還沒有一種直觀的辦法表達出來。現(xiàn)在常用的方法主要是應(yīng)用數(shù)值模擬軟件進行流場的模擬。這種方法的弊端在于：數(shù)值模擬方法在模擬分析過程中，往往要對邊界條件和材料進行簡化處理，會對分析結(jié)果產(chǎn)生影響，而且結(jié)構(gòu)離散化的形式不同，得到的結(jié)果和精度也不同，隨機性比較大，不能準(zhǔn)確地研究淺槽分選機內(nèi)部流場。通過檢索，也沒有專利文獻涉及過淺槽分選機實驗臺及實驗方法的相關(guān)內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種淺槽分選機實驗臺及實驗方法，借助先進的三維粒子測速系統(tǒng)，對淺槽分選機流場進行分析，科學(xué)檢測分選時的流場流態(tài)，以確保淺槽分選機內(nèi)部流場研究的準(zhǔn)確性。

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種淺槽分選機實驗臺，包括淺槽分選機循環(huán)系統(tǒng)和粒子圖像測速系統(tǒng)兩部分，其中：

淺槽分選機循環(huán)系統(tǒng)包括槽體、上升流漏斗、水平流漏斗、溢流堰、入料口、刮板、矸石排料口、傳動裝置、循環(huán)水池、上升流流量計、水平流流量計、上升流閥門、水平流閥門、潛水泵Ⅰ、潛水泵Ⅱ、示蹤粒子；

槽體由透明材質(zhì)制成、并略高出循環(huán)水池；槽體底板下側(cè)四角分別豎直焊接一定高度的槽鋼，槽鋼另一端焊接在循環(huán)水池的內(nèi)底板上，使槽體略高出循環(huán)水池；

上升流漏斗、水平流漏斗、溢流堰、入料口、刮板、矸石排料口、傳動裝置均安裝在槽體上，槽體一側(cè)設(shè)有入料口、另一側(cè)對應(yīng)設(shè)有溢流堰，矸石排料口位于槽體的矸石出料端，傳動裝置通過鏈條連接有刮板，刮板與矸石排料口對應(yīng)；水平流漏斗與入料口對應(yīng)連接，水平流漏斗3與入料口5的連接關(guān)系是，入料口5上部入料、一側(cè)與水平流漏斗3連接，水平流漏斗3水平方向給入水平流，推動入料向槽體1內(nèi)運動。

上升流流量計、上升流閥門安裝在上升流總管上，上升流總管一端連接潛水泵Ⅰ，另一端連接上升流漏斗。