[发明专利]一种用于射流式浮选机的旋转射流充气搅拌装置

说明书

技术领域

本发明属于选矿设备领域，涉及到一种用于射流式浮选机的旋转射流充气搅拌装置。

背景技术

射流式浮选机广泛用于各种矿物的分选，其充气方式靠高速射流的卷吸作用实现。矿浆射流束进入混合管卷走周围空气，管内形成负压，使得空气从进气孔不断进入，完成气、液、固掺混。根据射流式浮选机的工作原理，充气搅拌装置对浮选机充气性能及分选效果起着决定性作用，在充气搅拌装置内需完成浮选机充气和初步气泡矿化。射流浮选机为连续分选作业，要求射流稳定，保持一定的轴向速度，这样才能在混合管内形成一定的负压，自动吸入空气。旋转射流具有三维速度，与无旋动射流或单一喷嘴产生的射流相比，其卷吸能力和掺混作用都大大增加。用于射流式浮选机的旋转射流充气搅拌装置，不仅需要其产生的射流有一定的轴向速度，也需要一定的切向速度。基于旋转射流在速度形式上的优越性，旋转射流充气搅拌装置能强化卷吸作用和掺混作用，从而对提高充气性能和增强气泡矿化有积极影响。产生旋转射流的方式大致分为两种：切向入料加旋和导向元件加旋。单一的切向入料加旋使得喷嘴的轴向速度完全由切向速度演变，因此轴向速度非常弱，这样喷嘴喷出的射流易扩散，对后续吸气造成影响；而单一的导向元件加旋有可能使得轴向速度最大值并不在在轴心位置,如见专利号CN1405429A，公开日期2003-3-26的中国发明专利“高压旋转射破岩钻孔方法”提到的旋转射流喷嘴(图1)，其内部安装导向叶轮作为导向元件。由于导向元件一般布置在喷嘴中心位置。产生的旋转射流在轴心附近往往存在中心低速区,轴向速度最大值并不在在轴心位置,而是与轴心有一定的偏离距离，也会对后续吸气造成影响。因此这些方式产生的旋转射流并不适合浮选机的充气搅拌装置。

发明内容

针对上述存在问题，本发明从射流的轴向速度和切向速度分析出发，引进旋转射流到射流浮选机的充气搅拌装置，通过旋转射流加强其卷吸作用和混合作用，这对进一步提高射流式浮选机的分选效果起积极作用。

为了实现上述目的，本发明一种用于射流式浮选机的旋转射流充气搅拌装置。由入料管、锥形喷嘴组成,入料管直径为D₀，锥形喷嘴直径为D₂；所述的入料管与所述的锥形喷嘴之间设有旋流装置，所述的旋流装置包括螺旋体和加旋体两种旋转导流结构。

所述的锥形喷嘴末端与带有进气孔的初始混合管连接。

所述的初始混合管一端与锥形喷嘴连接，另一端连接有喉管。

所述的初始混合管直径为D，长度为L₁，且L₁最小为4.38D；所述进气孔与喷嘴间的距离L₀最小为6.2D₂。

所述的螺旋体结构为带有矩形螺纹槽的圆柱实体，且轴向开有直通圆口，螺旋体内置固定于直管内，其大径等于入料管直径D₀，小径为d₀，轴向自由通径为D₁，且d₀＞D₁＞D₂，其螺距P为0.25D₀～0.5D₀，螺旋线升角10～30°，圈数为0.5～1.5圈。

所述的旋流装置为加旋体结构，加旋体内部设有加旋块，所述的加旋体中间为轴向圆形流道，流道直径与锥形喷嘴入口直径相等，加旋块沿轴向圆形流道外环对称切向分布，构成槽型切向流道，且加旋块与直管壁面不内切，加旋块个数为4-8个。

旋流装置作为一种旋转导流结构。当矿浆有压给入入料管，经过旋流装置后，同时获得了轴向速度和切向速度，进入锥形喷嘴。

锥形喷嘴末端与带有进气孔的初始混合管连接，高速射流从喷嘴喷出后，不易扩散，进入初始混合管，卷吸周围的空气，混合管内形成一定负压区，使得空气从进气孔不断进入，同时完成气、液、固掺混。由于经过旋流装置后，再到锥形喷嘴，喷嘴出射的射流已有一定切向速度和轴向速度，形成了低旋度的旋转射流增强射流自身的卷吸作用和掺混作用，对浮选机充气和矿化有利。

初始混合管一端连接有喉管，高速射流经过初始混合管进行初步卷吸和掺混后进入喉管，而喉管的管径比初始混合管径小，含气矿浆射流进入喉管变为窄束流，此时发生强制性的二次卷吸及掺混。由于合理的混合管的长度和直径以及进气口位置，喉管在结构上不会影响到射流的稳定发育，而削弱射流的卷吸能力和掺混作用。