快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及快速提高礦山立式砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性能的裝置，以聲場振動(dòng)的方式強(qiáng)化出倉砂漿的流動(dòng)性，提高尾砂出倉濃度。
【背景技術(shù)】
[0002]在充填采礦中，膏體充填以及高濃度充填的應(yīng)用范圍越來越廣。以立式砂倉及濃密機(jī)為代表的兩類砂漿濃縮設(shè)施，是實(shí)現(xiàn)礦山高效充填，提高充填質(zhì)量的重要保證。
[0003]由于尾砂在立式砂倉中沉淀為飽和砂，若使其能由放砂管流出，必須先進(jìn)行造漿，使之流態(tài)化，大部分礦山的立式砂倉普遍采用高壓水來液化。其制備的尾砂漿濃度較低，約60-65%,成本高且流量極不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生忽高忽低的濃度。
[0004]濃密機(jī)主要依靠其較大的深度及半徑實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)砂，依靠較高的深度及耙架攪拌使沉砂進(jìn)一步濃密。其雖能夠保證連續(xù)穩(wěn)定放砂，但濃密機(jī)存在爬架機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械攪拌雖然有一定的可靠性，但在控制不利的情況下容易引起壓耙現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停止工作，另外輔助設(shè)備的運(yùn)行也存在整體電能消耗量大等缺點(diǎn)。
[0005]聲/超聲驅(qū)動(dòng)技術(shù)利用聲波的機(jī)械作用、空化作用、熱作用等原理在清洗、材料加工、醫(yī)療、化工、石油開采等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在礦山尾砂放砂領(lǐng)域尚無此類應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是:利用聲場的機(jī)械震蕩作用和空化作用改善尾砂砂漿的流動(dòng)性，以此達(dá)到快速提高礦山立式砂倉/濃密機(jī)的沉砂濃度，代替立式砂倉以高壓風(fēng)水聯(lián)合活化尾砂砂漿流動(dòng)性的方式，通過聲場作用改善濃密機(jī)的壓耙現(xiàn)象。
[0007]—種快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置，所述該裝置應(yīng)用振動(dòng)超聲波作用于立式砂倉/濃密機(jī)中砂漿的沉降區(qū)和壓縮區(qū)。
[0008]進(jìn)一步地，所述該裝置包括沉降區(qū)聲波系統(tǒng)及壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)，所述沉降區(qū)聲波系統(tǒng)用于振動(dòng)養(yǎng)砂，保證沉砂速度，所述壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)用于提高砂漿的流動(dòng)性。
[0009]進(jìn)一步地，所述沉降區(qū)聲波系統(tǒng)包括安裝在沉降區(qū)的超聲波換能器組，及與超聲波換能器組連接的控制裝置。
[0010]進(jìn)一步地，所述超聲波換能器組包括20組超聲波換能器，所述20組超聲波換能器以上下兩圈分布，每圈10組。
[0011]進(jìn)一步地，所述控制裝置包括單片機(jī)及供電裝置。
[0012]進(jìn)一步地，所述壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)包括安裝在壓縮區(qū)的另一超聲波換能器組，及與超聲波換能器組連接的另一控制裝置。
[0013]進(jìn)一步地，應(yīng)用于濃密機(jī)時(shí)，所述超聲波換能器組包括18組超聲波換能器，所述18組超聲波換能器以上中下三圈分布，上圈8組，中圈6組，下圈4組；
[0014]應(yīng)用于砂倉時(shí)，所述超聲波換能器組包括14組超聲波換能器，所述18組超聲波換能器以上下兩圈分布，上圈8組，下圈6組。
[0015]進(jìn)一步地，所述控制裝置包括單片機(jī)及供電裝置。
[0016]進(jìn)一步地，所述超聲波換能器通過粘結(jié)的連接方式連接在立式砂倉/濃密機(jī)的內(nèi)壁上，并產(chǎn)生20KHZ的超聲波。
[0017]方案簡介及工作原理:
[0018]本實(shí)用新型是將聲場的作用應(yīng)用于充填采礦的立式砂倉和濃密機(jī)，將聲發(fā)射設(shè)備安裝于立式砂倉和濃密機(jī)的砂漿沉降區(qū)、壓縮區(qū)，通過聲場的機(jī)械震蕩作用和空化作用快速提高砂漿的濃度并改善尾砂砂漿的流動(dòng)性。
[0019]利用聲場輻射方式傳播的特性，將聲場非接觸性地作用于沉砂介質(zhì)中。通過聲場振動(dòng)可以排出顆粒間的氣體與液體，實(shí)現(xiàn)沉砂快速密實(shí)；通過聲場振動(dòng)，還可以降低砂漿粘度，降低其剪切應(yīng)力，改善高濃度砂漿的流動(dòng)性。因此，聲場具有有效減小顆粒間相互作用力，破碎砂漿流體中氣泡，強(qiáng)化管道固液兩相傳質(zhì)，改善顆粒的流化質(zhì)量的作用，具有不受顆粒物性的限制的優(yōu)勢，易于安裝應(yīng)用。
[0020]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0021]一、裝置組成
[0022]該裝置主要由濃密機(jī)、砂倉、超聲換能器、超聲波發(fā)生器組成。
[0023]將濃密機(jī)和砂倉劃分為沉降區(qū)和壓縮區(qū)，沉降區(qū)是促進(jìn)尾砂沉降的區(qū)域，壓縮區(qū)是尾砂沉降結(jié)束發(fā)生壓縮的區(qū)域；在濃密機(jī)的沉降區(qū)安裝2圈超聲波換能器，每圈安裝10組超聲波換能器，在其壓縮區(qū)安裝3圈超聲波換能器，從上到下每圈依次安裝8組、6組、4組；在砂倉的沉降區(qū)安裝2圈超聲波換能器，每圈安裝10組超聲波換能器，在其壓縮區(qū)安裝2圈超聲波換能器，從上到下每圈依次安裝8組、6組。
[0024]二、安裝及連接方式
[0025]I安裝位置
[0026]聲場發(fā)射裝置分別安裝在立式砂倉/濃密機(jī)中砂漿的沉降區(qū)和壓縮區(qū)，超聲波換能器安裝數(shù)量和位置依據(jù)立式砂倉/濃密機(jī)尺寸而定(安裝案例的位置及尺寸見圖1)，以達(dá)到在沉降區(qū)能快速提高砂漿濃度、在壓縮區(qū)能達(dá)到砂漿流暢放出要求為標(biāo)準(zhǔn)，沉降區(qū)和壓縮區(qū)的聲場發(fā)射裝置由兩套控制系統(tǒng)控制。
[0027]2連接方式
[0028]立式砂倉/濃密機(jī)與換能器接觸位置之間用超聲波換能器粘結(jié)專用膠水粘結(jié)，換能器接線柱接線時(shí)正極和正極相連，負(fù)極和負(fù)極相連，合為一股后連接到超聲波發(fā)生器正負(fù)極。
[0029]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有優(yōu)點(diǎn)為:
[0030](I)本實(shí)用新型工藝流程簡單，安裝方便，砂倉內(nèi)部砂漿流態(tài)穩(wěn)定。與立式砂倉和濃密機(jī)相比，采用聲場的作用大大提高了沉砂速度，并且解決了立式砂倉沉砂達(dá)不到要求濃度的問題。
[0031](2)采用聲場提高沉砂速度的作用效果可代替絮凝劑絮凝沉降作用，因此可減少絮凝劑添加及控制環(huán)節(jié)，節(jié)省了添加絮凝劑的費(fèi)用。
[0032](3)聲場的振動(dòng)超聲波可以改善砂漿的流化特征，替代立式砂倉水力風(fēng)力造漿的方式，從而解決了立式砂倉制備的尾砂漿濃度較低，成本高且流量和濃度極不穩(wěn)定等問題。
[0033](4)利用聲場的振動(dòng)超聲波可以消除濃密機(jī)由于控制不利所引起壓耙現(xiàn)象。后期通過進(jìn)一步的應(yīng)用試驗(yàn)可減少濃密機(jī)的一些輔助設(shè)備，降低系統(tǒng)運(yùn)行的電能消耗。
【附圖說明】
[0034]圖1 (a)超聲波發(fā)生器震子在立式砂倉的布置示意圖；
[0035]圖1 (b)為超聲波發(fā)生器震子在濃密機(jī)中的布置示意圖。
[0036]附圖標(biāo)號(hào):1_立式砂倉/濃密機(jī)；2_超聲波換能器；3_濃密機(jī)主傳動(dòng)軸；4_濃密機(jī)支架；5_立柱；6_刮泥耙；7_排料筒。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1所示，在沉砂環(huán)節(jié)，開啟沉降區(qū)超聲波發(fā)生器，產(chǎn)生20KHZ超聲波，通過換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)作用于砂漿以此來提高沉砂速度；保證適當(dāng)?shù)摹梆B(yǎng)砂”時(shí)間，保證沉沙的濃度(以某金礦為例，保證沉砂濃度在70%左右)。
[0038]聲場發(fā)射裝置分別安裝在立式砂倉/濃密機(jī)I中砂漿的沉降區(qū)和壓縮區(qū)，超聲波換能器2安裝數(shù)量和位置依據(jù)立式砂倉/濃密機(jī)I尺寸而定(安裝案例的位置及尺寸見圖1)，以達(dá)到在沉降區(qū)能快速提高砂漿濃度、在壓縮區(qū)能達(dá)到砂漿流暢放出要求為標(biāo)準(zhǔn)，沉降區(qū)和壓縮區(qū)的聲場發(fā)射裝置由兩套控制系統(tǒng)控制。
[0039]所述立式砂倉/濃密機(jī)I具有一濃密機(jī)主傳動(dòng)軸3，所述主傳動(dòng)軸3上還固定有濃密機(jī)支架4，所述濃密機(jī)支架4上固定有立柱5及刮泥耙6，所述刮泥耙6置于所述濃密機(jī)支架4底部，所述立式砂倉/濃密機(jī)I底部具有排料筒7。
[0040]立式砂倉/濃密機(jī)I與超聲波換能器2接觸位置之間用超聲波換能器粘結(jié)專用膠水粘結(jié)，換能器接線柱接線時(shí)正極和正極相連，負(fù)極和負(fù)極相連，合為一股后連接到超聲波發(fā)生器正負(fù)極。
[0041]在放砂環(huán)節(jié)，開啟沉降區(qū)超聲波發(fā)生器，產(chǎn)生20KHZ超聲波，通過換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，提高砂漿的流動(dòng)性，提高放砂率，保證砂漿長時(shí)間穩(wěn)定放砂(以某金礦為例，在經(jīng)過造漿后需保證砂倉放砂濃度長時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定在68%左右)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置，其特征在于，所述裝置包括沉降區(qū)聲波系統(tǒng)及壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)，所述沉降區(qū)聲波系統(tǒng)包括安裝在沉降區(qū)的超聲波換能器組，及與超聲波換能器組連接的控制裝置； 所述壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)包括安裝在壓縮區(qū)的另一超聲波換能器組，及與壓縮區(qū)的超聲波換能器組連接的另一控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置，其特征在于，所述超聲波換能器組包括20組超聲波換能器，所述20組超聲波換能器以上下兩圈分布，每圈10組，并超聲波換能器之間通過接線柱實(shí)現(xiàn)并聯(lián)連接控制裝置上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置，其特征在于，所述控制裝置包括單片機(jī)及供電裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置，其特征在于，應(yīng)用于濃密機(jī)時(shí)，所述超聲波換能器組包括18組超聲波換能器，所述18組超聲波換能器以上中下三圈分布，上圈8組，中圈6組，下圈4組； 應(yīng)用于砂倉時(shí)，所述超聲波換能器組包括14組超聲波換能器，所述18組超聲波換能器以上下兩圈分布，上圈8組，下圈6組； 并超聲波換能器之間通過接線柱實(shí)現(xiàn)并聯(lián)連接控制裝置上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速提高砂倉/濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流動(dòng)性的裝置，其特征在于，所述超聲波換能器通過粘結(jié)的連接方式連接在立式砂倉/濃密機(jī)的內(nèi)壁上，并產(chǎn)生20KHZ的超聲波。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及快速提高礦山立式砂倉/深錐濃密機(jī)沉砂濃度并增強(qiáng)其流化性能的裝置，以聲場振動(dòng)的方式強(qiáng)化出倉砂漿的流化性，提高尾砂出倉濃度。所述該裝置應(yīng)用振動(dòng)超聲波作用于立式砂倉/深錐濃密機(jī)中砂漿的沉降區(qū)和壓縮區(qū)，所述該裝置包括沉降區(qū)聲波系統(tǒng)及壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)，所述沉降區(qū)聲波系統(tǒng)用于振動(dòng)養(yǎng)砂，保證沉砂速度，所述壓縮區(qū)聲波系統(tǒng)用于提高砂漿的流化性。本實(shí)用新型工藝流程簡單，安裝方便，砂倉內(nèi)部砂漿流態(tài)穩(wěn)定。利用聲場的振動(dòng)超聲波可以消除深錐濃密由于控制不利所引起壓耙現(xiàn)象。
【IPC分類】B01D21/24, B01D21/28
【公開號(hào)】CN205164215
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520477787
【發(fā)明人】呂文生, 楊鵬, 谷瑞江, 牟宏偉, 王志凱, 宋世文
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日