一种矿物分离的制造方法
【专利摘要】提供一种矿物分离机，其中所包括的矿物分离机分离床和振动器吊挂在电动卷扬机吊挂上，振动器与矿物分离机分离床连接，且与矿物分离机分离床底部风室连接供风装置；矿物分离机分离床包括大致呈直角梯形的床面，该直角梯形的斜边为分离床的排料边，排料边侧设有排料挡板，与排料边相对的直角边侧设有用于引导物料向上翻转的背板，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为排料端，在所述床面上开设有若干个风孔，所述分离床为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角α为-3°～+10°，其角度由电动卷扬机自动调节，选择合理床面的倾斜角度。该矿物分离机使分选量得到提高及使分离精度提高。
【专利说明】一种矿物分罔机
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿物分选机械领域，尤其是涉及一种矿物分离机，其适用于高密度和低密度混合物的分离，特别适用于高密度矿物含量较多的难分离物料及高温物料进行分离。也适用于煤炭与矸石、黄铁矿的分离。
【背景技术】
[0002]目前，国内外应用于工业生产的矿物分离机，主要有中国专利CN103008092中公开了粗矿和细矿的分离，其主要分离的介质是水，主要是分离不同粒径的物料。
[0003]美国格雷厄姆和特罗曼有限公司1988年出版的《选煤技术一卷》中公开了一种逆流分选机，它是一种风力摇床，床面为矩形，并与水平面呈10°的倾角，纵向振动装置使床面纵向运动，床面是冲孔筛板。一台风机以恒定的风速和压力向筛下送风，由于向上的流动的气流使床面上的物料产生分层作用，较重的矸石透过床层落在筛板上，并在偏心往复运动的作用下沿床面倾斜向上移动，较轻的煤浮在床层的上部，并被入料推向床面倾斜向下的方向。该风力摇床属于空气流化床，在床面上进行一次分选，精煤产品一次排出，易混入小粒度的矸石，分离效果差，生产率低，同时该风力摇床要求风力大。
[0004]此外，常用的矿物分离机还有一种干式摇床，不采用风力，仅仅靠物料螺旋运动分层，大粒度的在上层，小粒度的在下层，按密度分离效果差。九十年代，公开了 一种复合式分选法，它是采用自生介质(入选原煤中所含细粒煤)与空气组成气固两相混合介质分选；借助机械振动使分选物料作螺旋翻滚运动，形成多次分选；并充分利用逐渐提高的床层物料的密度所产生的颗粒相互作用的浮力效应而进行分选。使物料在分选机床面上作螺旋翻转运动的条件下，利用振动力和上升气流的综合作用造成床层松散和矿粒按密度分层。在重力作用下，剥离出表层低密度物料。在多次循环过程中，物料受到多次分选，经过层层剥离，生产出灰分由低到高的多种产品，直至排出密度最大的矸石和黄铁矿；又利用入选原煤中所含细粒物料(称为自生介质)与上升气流混合组成气固两相混合介质进行分选，在这种具有一定密度的悬浮介质中，低密度物料上浮，而高密度物料下沉；还利用重矿粒相互作用产生的浮力效应，使混入矸石层中的煤粒不断浮出而得到纯净的矸石产品。
[0005]中国专利CN2101532、CN2314850中分别公开了上述的复合式干法分选机，其适合密度不同的固体颗粒混合物的分离。主要是采用它包括在机架上吊挂的振动器和分选床，构成振动床体；在其上设置与物料运动方向一致的格条，格条间的床面上均匀布设垂直风孔，该垂直风孔与空气室连通，在分选床床面的后部连接倾斜背板。在振动力和上升气流作用下，物料作螺旋运动，并按密度分层，经多次循环分选，使低密度物料与高密度物料分离。
[0006]然而，上述两项专利所公开的分选床所存在的问题是:
[0007]第一，床面的横向和纵向角度对分选效果有直接影响，然而上述专利未公开床面倾斜角度，如果床面的横向角度过小，床层厚度增加，表层煤分离速度减小，横向角度过大，则床层底部高密度物料搬动速度减小，甚至不动，破坏了分选过程。纵向正角度(是指排矸端低于给料端的倾角)过大会造成矸石和煤拥向排矸口，纵向负角(是指排矸端高于给料端的倾角)过大，则矸石运动速度太小，在床面上矸石堆积过多而破坏分选，因此，合理的床面倾角至关重要。
[0008]第二，床面上平行格条的作用，格条高度及角度的合理设计对分选效果也有较大影响。其一，引导高密度矿粒向矸石通道运动；其二，提高床层底部高密度矿粒向矸石端运动的速度，有利于提高分选床处理量；其三，格条能起到一定的分选作用。床层上层密度小的煤可越过格条向排料边运动，而底层高密度物料在格条阻挡下，只能沿格条向高密度端运动，提高了分选精度，因此，格条高度及角度的合理设计对分选效果也有较大影响。
[0009]第三，其床面形状为直角五边形，床面给料边宽度与床面长度之比为4:10，造成分选时间短，低密度物料中易含高密度物料，分选精度不易提高。
[0010]第四，上述专利未给出背板相对于床面的倾斜角度，而背板的角度对于引导物料作螺旋运动起着导向的作用，倾斜角度的合理设计，使物料具有合理的螺旋运动，对轻质物料的剥离起着重要的作用。
[0011]第五，床面振动形式为电磁振动或低振幅惯性力振动，不利于分选粒度较大的物料，对床面上床层底部物料搬运速度较低，难以提高生产能力。
[0012]随着现代工业对矿物精选的要求，急需一种能克服现有技术缺陷的矿物分选技术。
【发明内容】
[0013]为了解决上述问题，本发明人针对上述现有技术的不足，经过多次设计和研究，提出了一种矿物分离机，其具有分选精度较高、适用范围广的优点。
[0014]本发明所提供一种矿物分离机，其包括电动卷扬机吊挂、分离床矿物分离机分离床、气固混合收集装置、旋风分离器旋风分离器、布袋除尘器、主风机、除尘引风机、喷淋系统、电器控制和监控系统、外接热源系统及矿物分离机封闭框架组成；矿物分离机分离床和振动器吊挂在电动卷扬机吊挂上，振动器与矿物分离机分离床连接，且与矿物分离机分离床底部风室连接供风装置；矿物分离机分离床包括大致呈直角梯形的床面，该直角梯形的斜边为分离床的排料边，排料边侧设有排料挡板，与排料边相对的直角边侧设有用于引导物料向上翻转的背板，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为排料端，在所述床面上开设有若干个风孔，所述分离床为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角α为-3°?+10°，其角度由电动卷扬机自动调节。
[0015]优选地，矿物分离机由给料部分、供风除尘部分、分离机部分、喷淋部分、外接热源部分、矿物分离机封闭框架、电控系统组成。其中，给出料部分:包括皮带输送机、缓冲仓、振动给料机；给出料部分包括皮带输送机、缓冲仓、振动给料机；皮带输送机分为原料皮带输送机、产品皮带输送机、中间产品皮带输送机和尾矿皮带输送机，其皮带的长度可以依据工作现场的要求灵活选取，皮带的宽度可以按照皮带机国家标准及输送的物料量来选取；缓冲仓是上口大下口小的锥型台，其目的是储存一定量的矿物，矿物经下口落料到振动给料机上，振动给料机通过振动力将物料均匀输送到原料皮带输送机上。原料皮带输送机将物料输送到矿物分离机主机。经矿物分离机分离后的物料通过排料装置分别落到产品皮带输送机上、中间产品皮带输送机上、和尾矿皮带输送机上，以上皮带输送机将分离后的物料分别输送到相应的场地。[0016]另外，分离机部分包括框架、电动卷扬机吊挂装置、分离床、振动器、排料装置；分离机部分包括框架、电动卷扬机吊挂装置、分离床、振动器、排料装置。框架是分离机框架底盘上部由型钢焊接成的立方体框架，电动卷扬机吊挂装置的滑轮组、转向滑轮均安装在框架上，分离床(图3-1及图3-2)安装在电动卷扬机吊挂装置的吊挂上，电动卷扬机通过卷扬滚筒调节吊挂长度，即达到柔性连接又达到调节分离床角度的目的。框架也是图9-1、图9-2安装封闭板、密封顶、采光透气口、门这些部件的主梁。振动器直接与分离床连接图3-2，可以将落在分离床的矿物在振动力和风力的组合作用力下分离出高低密度物料。分离后物料落料在排料装置里，排料装置是带调节挡板的上下口 一般大的长方形容器，排料装置可以无极调节分离后的产品、中间产品、尾矿的产量比例，调节后的产品、中间产品、尾矿依靠重力落到各自的皮带输送机上。
[0017]此外，供风除尘部分:包括风室、风机、风管、除尘风机、气固混合装置、旋风分离器、袋式除尘器；供风、除尘部分包括风室、风机、风管、除尘风机、气固混合装置、旋风分离器、袋式除尘器。风室(见图6-1?3)是为分离床面均匀布风所设，在分离床横向和纵向上都可以有若干个风室，把风机鼓进的风汇集到分离床面下方并均匀送给分离床面。风机采用离心式通风机，产生一定压力和风量给分离床的矿物，达到分离矿物的目的。在分离床的上方安装有气固混合装置，目的是收集分选后的气体和浮起的粉尘，气固混合装置通过管路与旋风分离器连接，旋风分离器将气体和矿粉分离开，起到保护风机叶轮的作用，分离后的气体通过风管和风机连接，在鼓到风室里，形成闭路循环风。除尘风机吸风口安装在矿物分离机封闭框架内，主要是使得矿物分离机封闭框架内形成负压区，保护环境。密封不严的粉尘，或矿物分离机封闭框架外的粉尘被吸入袋式除尘器内，分离后排出矿粉和干净的气体通过风管排向大气。
[0018]优选地，喷淋部分包括水箱、进水口、排水口、出水管、喷淋泵、分水器、分水管、喷雾喷头。喷淋部分包括水箱、进水口、排水口、出水口、喷淋泵、分水器、分水管、喷雾喷头。水箱是有一定体积的钢板焊接箱体，是储存水的容器，在水箱上部安装有进水口，目的是给水箱上水用。在下端安装有排水口，为检修或冬季将水排出时使用，水箱下端安装有喷淋泵，喷淋泵输送一定量和压力的水，出水管一端与喷淋泵连接，出水管另一端与分水器连接，分水器可以将水变成所需的多路出水口，每个出水口可以接一个分水管和一个喷雾喷淋头，喷雾喷淋头在一定的水压下被转化成雾状水滴，喷雾喷头安装在可能产生灰尘的产品出口处、矿粉出口处或尾矿出口处。可以有效的防止粉尘保护环境。
[0019]优选地，，外接热源部分包括热风炉、热风炉管路。外接热源部分包括热风炉、热风炉管路。热风炉是通过燃烧煤炭或煤粉产生热源的机械设备之一，产生的热烟气可以通过热风炉管路与旋风分离器管路连接，目的是加热送给矿物分离机分离床的风温。
[0020]优选地,矿物分离机封闭框架包括封闭顶、米光透气口、封闭板、产品出口、门、封闭框架底盘组成。矿物分离机封闭框架包括封闭顶、采光透气口、封闭板、产品出口、门、封闭框架底盘组成。封闭顶、采光透气口、封闭板、产品出口、门、均固定在框架上，其中门是为检修设备预留的人员出入口，采光透气口为检修时通风用，密封顶和密封板由钢板压型，内板敷保温层制成，可以根据处理量的不同由若干个板组成，和封闭框架底盘一起组成封闭的空间，空间内部是分选机、旋风分离器、风机、布袋除尘器，起到保温、隔音、降躁、隔尘的目的。封闭框架底盘由型材焊接而成的平面框架，是承受设备载荷和地面之间的构件。[0021]更优选地，电控系统由控制台、电子元器件、PLC控制系统、监控系统组成。PLC与HMI之间通过以太网通讯协议建立数据通讯。通过上位机组态软件与PLC编程软件的配合实现操作人员通过HMI对设备的操作和信息反馈。PLC通过供电系统对设备进行控制，并由供电系统反馈给PLC设备运行状态。而检测系统则将各个测量点的实时数据传送给PLC，由PLC做出相应的程序反映。PLC的处理器选用西门子S7-300系列的CPU-3152DP模块，通讯模块选用CP343-1，其他输入输出模块根据系统进行适配。HMI选用北京昆仑通态公司生产的MCGS系列触摸屏，检测系统由一体化轴振动检测仪、PT100温度检测仪、粉尘传感器、电流检测变送器组成，具体数据采集与控制在程序设计中详细介绍。供电系统包括设备总进线柜和馈线柜，馈线柜内回路用塑壳式断路器加接触器和电动机综合保护器的方式驱动和保护。
[0022]本发明的矿物分离机具有能够克服现有技术的缺陷的分离床，其具有合理的孔径分布、特殊的床面材料可以应用于高温物料的分离，从而提高矿物分离的精度和扩大产品的应用范围。矿物分离机中的分离机主体由电动卷扬机带动的悬挂系统联动，在各种矿物分离时根据不同的密度和粒度组合可以实现自动化控制。提高矿物分离的精度和效率。分离机主体下方的分风室由拼接式改进为一体式，提高了材料利用率，降低的分风室阻力，提高矿物分离的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的矿物分离机整体布置示意图；
[0024]图2为本发明的矿物分离机工艺流程图；
[0025]图3-1为本发明的分选床面分布图的主视图，图3-2为本发明的分选床面分布图左视图；
[0026]图4为本发明提升电动提升式吊挂示意图；
[0027]图5-1为本发明风室改进前示意图的主视图、图5-2为本发明风室改进前示意图的左视
[0028]图5-3为本发明风室改进前示意图的俯视图；
[0029]图6-1为本发明风室改进后示意图的主视图、图6-2为本发明风室改进后示意图的左视
[0030]图6-3为本发明风室改进后示意图的俯视图；(
[0031]图7为本发明的床面孔径分布示意图；
[0032]图8为本发明的喷雾降尘系统示意图；
[0033]图9-1为本发明的矿物分离机封闭框架结构示意图的主视图、图9-2为本发明的
矿物分离机封闭框架结构示意图的左视图；
[0034]
[0035]图10为本发明的矿物分离机循环风系统示意图；
[0036]图11为本发明的矿物分离机电器控制系统原理图。
[0037]其中:
[0038]1.1旋风分离器出风管道1.2旋风分离器进风管道1.3布袋除尘器进风管道
[0039]2除尘器引风机3布袋除尘器4旋风分离器[0040]5矿物分离机主体 6入料口7产品出口
[0041]8中间产品出口 9尾矿出口10封闭体
[0042]11主风机12气固混合物收集装置13热源
[0043]301 a段床面302 b段床面303 c段床面
[0044]304入料溜槽305振动电机306排料挡板
[0045]307分风室401提升滚筒402改向滑轮
[0046]403钢丝绳404吊挂滑轮组501侧板
[0047]502进风口503底板601侧板
[0048]602进风口I a段床面2 b段床面
[0049]3 c段床面801排水口802进水口
[0050]803水箱804出水管805分水器
[0051]806喷淋泵807喷雾喷头808分水管
[0052]901封闭顶 902采光透气口903封闭板
[0053]904产品出口905门906封闭框架底盘
【具体实施方式】
[0054]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[0055]本专利是以风为分离介质，且本专利是分离矿物的不同密度和矿物粒度无关。此与目前国内外应用于工业生产的矿物分离机(例如中国专利CN103008092中公开了粗矿和细矿的分离，其主要分离的介质是水，主要是分离不同粒径的物料)的存在巨大差别。本发明所提供的分选精度较高、生产能力较大的矿物分离机，能够克服现有技术中分选床床面的倾斜角度的不足，从而提高分离精度和效率。进一步克服了现有分选床床面上的适用范围，选择合理床面的倾斜角度，使分选量得到提高，使分离精度提高。
[0056]本发明所提供的矿物分离机具有能够克服现有技术的缺陷的分离床，其具有合理的孔径分布、特殊的床面材料可以应用于高温物料的分离，从而提高矿物分离的精度和扩大产品的应用范围。提升矿物分离机中的分离机主体由电动提升机带动的悬挂系统联动，在各种矿物分离时根据不同的密度和粒度组合可以实现自动化控制。提高矿物分离的精度和效率。分离机主体下方的分风室由拼接式改进为一体式，提高了材料利用率，降低的分风室阻力，提高矿物分离的精度。
[0057]本发明所提供的矿物分离机，在该分离机的矿物出口处安装有喷雾降尘系统，该系统可以对分离后的高、低密度物料进行喷淋处理，使得细小粒度的物料不再具有扬尘性，有利的保护了环境。在该分离机的最外层有框架结构，该结构可以对矿物分离机所有的机械设备进行密封、保温、安装。特别设计的框架底盘，使得分离系统不再需要土建基础。可以实现全系统的快速安装和使用，也可以实现系统的快速二次拆装。在该分离机的旋风出风管道上接外接热风，该热风可以是各种余热，也可以是热风炉的热烟气，通过对外水分大的矿物进行加温脱水，从而提高分选精度和效率。
[0058]为了实现上述目的，本发明首先提供一种矿物分离机分离床，包括呈直角梯形的床面，该直角梯形的斜边为分离床的排料边，排料边侧设有排料挡板，与排料边相对的直角边侧设有用于引导物料向上翻转的背板，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为出料端，在所述床面上开设有若干个不同孔径的风孔，风孔的大小和穿孔率从挡料背板至排料端可以不同，适用与各种不同密度和不同粒度组成的混合物料的高效分离。所述分离床为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角α为-3。?+10°，床面分成三段，各段夹角不完全相同，各段床面横向与水平面的夹角β为-5°?15° ;床面的给料边夹角随矿物密度的变化而变化，夹角一般在3°?8° ;排料端床面的夹角较大，夹角一般在8°?15°有利于重产物的加速分离，提高处理能力；中间段床面的夹角一般在-5°?3°主要是将中间产物在此段停留时间加长，提高矿物分离的精度。
[0059]所述床面为直角梯形形状，使排料边为倾斜状，且使床面由给料边至排料端呈收缩形状，这样使得由给料边至排料端得物料床层具有均匀的厚度。
[0060]分离床底部分风室，采用模具压制而成的一体式，使分风室阻力降低、无涡流产生，气体各截面均匀。提高矿物分离的精度。
[0061]另外，本发明提供一种利用上述分离床构成的矿物分离机，其包括电动提升式吊挂、矿物分离机分离床、气固混合物收集装置、旋风分离器、布袋除尘器、主风机、除尘引风机、喷雾降尘系统、电器控制和监控系统、外接热源系统及矿物分离机封闭框架组成。分离床和振动器吊挂在电动提升式吊挂上，振动器与分离床连接，分离床底部风室连接供风装置；分离床包括大致呈直角梯形的床面，该直角梯形的斜边为分离床的排料边，排料边侧设有排料挡板，与排料边相对的直角边侧设有用于引导物料向上翻转的背板，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为排料端，在所述床面上开有若干个风孔，所述分离床为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角α为_3。?+10°，提升其角度由电动提升机自动调节。床面分为三段，其横向与水平面的夹角β为_5。?15°且各不相同。
[0062]供风装置包括位于分离床下并与之联为一体的分风室，风机通过进风管与风室连接，且进风管与风室之间为软连接。风室为多个，并各设风门分别控制各风室的风量。
[0063]提升分离床和振动器分别通过提升机吊挂装置吊挂于矿物分离机框架上，提升机吊挂装置由钢丝绳一端连接框架的上部，钢丝绳的另一端绕过设在分离床上的吊挂滑轮组、提升框架上的改向滑轮与提升机滚筒连接，由电动机带动。在钢丝绳的上端设有减震弹簧。
[0064]进一步，本发明提供一种利用上述矿物分离机构成的装置，该装置由给料部分、供风除尘部分、分离机部分、喷淋部分、外接热源部分、整体框架部分、电控系统组成，其特征在于
[0065]a.给出料部分:包括皮带输送机、缓冲仓、振动给料机；给出料部分包括皮带输送机、缓冲仓、振动给料机；皮带输送机分为原料皮带输送机、产品皮带输送机、中间产品皮带输送机和尾矿皮带输送机，其皮带的长度可以依据工作现场的要求灵活选取，皮带的宽度可以按照皮带机国家标准及输送的物料量来选取；缓冲仓是上口大下口小的锥型台，其目的是储存一定量的矿物，矿物经下口落料到振动给料机上，振动给料机通过振动力将物料均匀输送到原料皮带输送机上。原料皮带输送机将物料输送到矿物分离机主机。经矿物分离机分离后的物料通过排料装置分别落到产品皮带输送机上、中间产品皮带输送机上、和尾矿皮带输送机上，以上皮带输送机将分离后的物料分别输送到相应的场地。
[0066]b.分离机部分:包括机体框架、电动提升式吊挂装置、分离床、振动器、排料装置；分离机部分包括框架、电动提升式吊挂装置、分离床、振动器、排料装置。框架是分离机框架底盘上部由型钢焊接成的立方体框架，提升电动提升式吊挂装置的滑轮组、转向滑轮均安装在框架上，分离床(图3-1及图3-2)安装在提升电动提升式吊挂装置的吊挂上，电动提升机通过提升滚筒调节吊挂高度，即达到柔性连接又达到调节分离床角度的目的。框架也是图9-1、图9-2安装封闭板、密封顶、采光透气口、门这些部件的主梁。振动器直接与分离床连接图3-2，可以将落在分离床的矿物在振动力和风力的组合作用力下分离出高低密度物料。分离后物料落料在排料装置里，排料装置是带调节挡板的上下口一般大的长方形容器，排料装置可以无极调节分离后的产品、中间产品、尾矿的产量比例，调节后的产品、中间产品、尾矿依靠重力落到各自的皮带输送机上。
[0067]c.供风、除尘部分:包括风室、风机、风管、除尘风机、气固混合收集装置、旋风分离器、袋式除尘器；供风、除尘部分包括风室、风机、风管、除尘风机、吸气固混合收集装置、旋风分离器、袋式除尘器。风室(见图6-1?3)是为分离床面均匀布风所设，在分离床横向和纵向上都可以有若干个风室，把风机鼓进的风汇集到分离床面下方并均匀送给分离床面。风机采用离心式通风机，产生一定压力和风量给分离床的矿物，达到分离矿物的目的。在分离床的上方安装有气固混合收集装置，目的是收集分离后的气体和浮起的粉尘，气固混合收集装置通过管路与旋风分离器连接，旋风分离器将气体和矿粉分离开，起到保护风机叶轮的作用，分离后的气体通过风管和风机连接，在鼓到风室里，形成闭路循环风。除尘风机吸风口安装在矿物分离机封闭框架内，主要是使得矿物分离机封闭框架内形成负压区，保护环境。密封不严的粉尘，或矿物分离机封闭框架外的粉尘被吸入袋式除尘器内，分离后排出矿粉和干净的气体通过风管排向大气。
[0068]d.喷淋部分:包括水箱、进水口、排水口、出水管、喷淋泵、分水器、分水管、喷雾喷头。喷淋部分包括水箱、进水口、排水口、出水口、喷淋泵、分水器、分水管、喷雾喷头。水箱是有一定体积的钢板焊接箱体，是储存水的容器并代有加温装置，在水箱上部安装有进水口，目的是给水箱上水用。在下端安装有排水口，为不使用时将水排出时使用，水箱下端安装有喷淋泵，喷淋泵输送一定量和压力的水，出水管一端与喷淋泵连接，出水管另一端与分水器连接，分水器可以将水变成所需的多路出水口，每个出水口可以接一个分水管和一个喷雾喷淋头，喷雾喷淋头在一定的水压下被转化成雾状水滴，喷雾喷头安装在可能产生灰尘的产品出口处、矿粉出口处或尾矿出口处。可以有效的防止粉尘保护环境。
[0069]e.外接热源部分:包括热风炉、热风炉管路、温度调节装置。外接热源部分包括热风炉、热风炉管路。热风炉是通过燃烧煤炭或煤粉产生热源的机械设备之一，产生的热烟气可以通过热风炉管路与旋风分离器管路连接，目的是加热送给矿物分离机分离床的风温。
[0070]f.矿物分离机封闭框架:包括封闭顶、米光透气口、封闭板、产品出口、门、封闭框架底盘组成。矿物分离机封闭框架包括封闭顶、采光透气口、封闭板、产品出口、门、封闭框架底盘。封闭顶、采光透气口、封闭板、产品出口、门、均固定在框架上，其中门是为检修设备预留的人员出入口，采光透气口为检修时通风用，密封顶和密封板由钢板压型，内板敷防火保温层制成，可以根据处理量的不同由若干个板组成，和封闭框架底盘一起组成封闭的空间，空间内部是分选机、旋风分离器、风机、布袋除尘器，起到保温、隔音、隔尘的目的。封闭框架底盘由型材焊接而成的平面框架，是承受设备载荷和地面之间的构件。
[0071]g.电控系统:由控制台、电子元器件、PLC控制系统、监控系统组成。PLC与HMI之间通过以太网通讯协议建立数据通讯。通过上位机组态软件与PLC编程软件的配合实现操作人员通过HMI对设备的操作和信息反馈。PLC通过供电系统对设备进行控制，并由供电系统反馈给PLC设备运行状态。而检测系统则将各个测量点的实时数据传送给PLC，由PLC做出相应的程序反映。PLC的处理器选用西门子S7-300系列的CPU-3152DP模块，通讯模块选用CP343-1，其他输入输出模块根据系统进行适配。HMI选用北京昆仑通态公司生产的MCGS系列触摸屏，检测系统由一体化轴振动检测仪、PT100温度检测仪、粉尘传感器、电流检测变送器组成，具体数据采集与控制在程序设计中详细介绍。供电系统包括设备总进线柜和馈线柜，馈线柜内回路用塑壳式断路器加接触器和电动机综合保护器的方式驱动和保护。
[0072]皮带输送机位于缓冲仓的上部，缓冲仓的下部连接振动给料机；
[0073]分离床和振动器通过提升机吊挂装置固定在框架上，振动器与分离床相连接，分离床面为三段阶梯式，床面有不同穿孔率、不同孔径、耐高温材料的床面，排料装置位于分离床排料端的下部；
[0074]分离床风机的出口通过风管与分离床底部的风室连接，气固混合收集装置位于分离床的上部，气固混合收集装置上端一出口与旋风分离器进口相连，其出口并通过风管与风机的入口连接；袋式除尘器的进口与气固混合收集装置上的另一出口相接，袋式除尘器的上部出口与除尘风机的进口相连，在矿物分离机内部形成负压区域。
[0075]在另外的实施例中，分离机分离床可以包括床面、背板、排料挡板，床面大致呈直角梯形形状，该直角梯形的斜边为分离床的排料边，排料挡板位于床面的排料边，与排料边相对的直角边侧设有用于引导物料向上翻转的背板，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为排料端，分离床的床面被分为三段，每段床面与水平面成夹角β为_5。?15°且各不相同，在所述床面上开设有若干个风孔，其由备板到排料端孔径由小到大，可以有不同的穿孔率；所述分离床为倾斜放置，其沿梯形的高的方向(纵向)与水平面的夹角α为-3。?+10°，由电动提升机在电控系统控制台上手动或自动调节分各段床面横向与水平面的夹角β为-5°?15°。
[0076]排料装置由低密度、中间产物、高密度的排料溜槽组成并位于分离机的下部；排料装置的排料溜槽中设有可调翻板，可调翻板为一横置门状的平板，其宽度略小于接料槽宽，安装在中间产品和高密度接料槽中，下端位置在排料口中心。各产品排料溜槽的下部分别设有产品皮带运输机。
[0077]分风室在床面下方与床面连成一体，各风室均与进风管软连接，风室进口均设风门；
[0078]除尘风机的出口与排气管相接。
[0079]矿物分离机的控制系统由检测系统、供电系统、PLC(可编程控制器)和HMI (人机界面)组成。
[0080]检测系统包括一体化轴振动检测仪、PT100温度检测仪、粉尘传感器、电流检测变送器。供电系统包括设备总进线柜和馈线柜，馈线柜内回路用塑壳式断路器加接触器和电动机综合保护器的方式驱动和保护。[0081]PLC与HMI之间通过以太网通讯协议建立数据通讯。通过上位机组态软件与PLC编程软件的配合实现操作人员通过HMI对设备的操作和信息反馈。PLC通过供电系统对设备进行控制，并由供电系统反馈给PLC设备运行状态。而检测系统则将各个测量点的实时数据传送给PLC，由PLC做出相应的程序反映。
[0082]在电气程序控制方面，首先是设备的顺序启停，遵循逆物料流启动，顺物料流停止的原则。并构成关联设备的连锁。防止出现堆积物料现象。其次是对主风机及其电机进行温度、振动量的检测，温度检测采用电机内置PT100方式，在通过变送器将PT100电阻信号转换为4-20Ma信号传送给PLC，振动量的检测则采用一体化振动仪将振动信号转化为4_20Ma标准电流信号。传送至PLC模拟量输入通道，并通过PLC比较指令设定两级报警值。一级报警提示，二级报警停车。防止重大事故发生。再次是对布袋式除尘器的粉尘检测及除尘引风机的电流检测来判断布袋除尘器的工作状态。将粉尘传感器安装除尘引风机的出风侧，粉尘传感器通过尘埃粒子流经探头产生的电荷感应来确定尘埃粒子浓度，对排放到大气中的粉尘量进行检测，并能够根据粉尘量来判断除尘器内布袋是否完好。布袋式除尘器上的反吹电机是间歇性运行，在布袋内积存的粉尘量达到一定程度的时候才会启动反吹风机来将粉尘排出。人为判断除尘器内的粉尘量比较困难，而引风机的电流可以间接并准确的反映布袋除尘器内的粉尘量。所以将引风机的电流值通过互感器和变送器转换为4-20Ma的模拟量信号输入到PLC中，在在PLC中正定到准确的电流值。并与设定的电流界限值进行比较，实现布袋除尘器反吹风机的自动运行。
[0083]下面结合附图及具体实施例，详述本发明的技术方案及其有益效果。
[0084]实施例一:参见图1、图2、图3，其展示了本发明所述的一种分离床矿物分离机分离床5。缓冲仓里的物料经振动给料机将物料均匀给到皮带输送机上，皮带输送机将物料经304入料溜槽给入分离床矿物分离机分离床5，所述分离床5为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角α为_3。?+10°，床面分成三段，各段夹角不完全相同，各段床面横向与水平面的夹角β为_5。?15° ;，其特征在于所述床面的给料边夹角随矿物密度的变化而变化，301段夹角一般在3°?8° ;排料端303段床面的夹角较大，夹角一般在8°?15°有利于重产物的加速分离，提高处理能力；中间段302床面的夹角一般在-5°?3°，主要是将中间产物在此段停留时间加长，提高矿物分离的精度。包括一床面如图7，所述床面为直角梯形形状，在所述床面上开设有若干个风孔，风孔的大小和穿孔率从挡料背板至排料端可以不同，适用与各种不同密度和不同粒度组成的混合物料的高效分离，提高矿物分离的精度。该直角梯形的斜边为分离床的排料边，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为排料端，排料边侧设有排料挡板306。所述分离床为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角β为-5。?15°，其角度由电动提升机自动调节。且各不相同，排料挡板306为多段分别设置，且其高度可分别升降。使每次分选时间和分选次数更为合理，从而提高分选精度和效率；特殊设计的耐磨橡胶床面具有一定摩擦系数，有利于提高底层物料搬运速度，同时保护钢板床面不受磨损。且适用于高温物料的分离。
[0085]物料经振动电机305的振动力和主风机11送入的风力共同作用力分离矿物，进入分离床底部分风室，分离床底部分风室采用模具压制而成的一体式，使分风室阻力降低、无涡流产生，气体各截面均匀。提高矿物分离的精度。矿物被分离出低密度物料(产品)、中间密度(中间产品)、及高密度物料(尾矿)。分离床上面的风与粉尘经气固混合物收集装置12收集后进入旋风分离器4，旋风分离器将粉尘收集后以矿粉汇集，可以到产品输送皮带机上，分离出的气体再次进入主风机11，循环分离矿物。在分离床周边及矿物分离机封闭框架结构图9内，有布袋除尘器3和除尘器引风机2，主要是在矿物分离机封闭框架形成负压，使得系统在运行期间粉尘不可以外溢，是环保的主要措施之一。经布袋除尘器过滤的风可以直接经除尘器引风机2排向大气。经布袋除尘器过滤的粉尘与旋风分离器收集的粉尘汇集，可以到产品输送皮带机上。
[0086]分离机的最外层的框架结构，该结构可以对矿物分离机所有的机械设备进行密封、保温、安装。框架底盘依据分选机、旋风分离器、布袋除尘器、风机的静动载荷设计，使得分离系统安装框架底盘上，框架底盘直接坐落在地面上。在不再需要土建基础。可以实现全系统的快速安装和使用，也可以实现系统的快速二次拆装。
[0087]分离后的产品经产品出口 7落到输送皮带机上输出到产品仓或工业场地上。分离后的中间产品经中间产品出口 8落到输送皮带机上输出到中间产品仓或工业场地上。分离后的尾矿经尾矿出口 9落到输送皮带机上输出到尾矿仓或工业场地上。
[0088]在系统处理矿物量较小时，可以将全部系统安装在如图9的矿物分离机封闭框架结构示意图内，由封闭顶901、封闭板903、及906封闭框架底盘组成，封闭顶、采光透气口、封闭板、产品出口、门、均固定在框架上，封闭顶901是框架结构的最上层，由若干块封闭板903组成矿物分离机封闭框架的四周，为便于人员检修设备留有门905，采光透气口 902，产品出口 904是分选后矿物安装输送皮带机的开口。封闭框架底盘设计成现场不需要混凝土安装基础。矿物分离机封闭框架满足电动机提升机吊挂装置的安装。
[0089]在系统大型化时为便于运输，可以将各个部分如分离机主体5、旋风分离器4、或布袋除尘器3单独制作成图9分离机框架那样，他们之间就用旋风分离器管道1.1机1.2连接。布袋除尘器同理用布袋除尘器管道1.3连接。
[0090]实施例二:在矿物的粒度较小时，采用如图7所示的床面，床面由上层为耐磨和耐温的非金属橡胶层和下层的金属层固化组成。在床面la、2b、3c三个区域，床面上有一定穿孔率的穿透上下层的孔，可以是统一孔径，也可以是从背板到排料端将孔径分为二个规格，靠近排料端为大直径孔径，靠近背板为小孔径，这样作使穿透床面7的风速更加均匀，对小粒度物料分离精度更高。应用该床面的分离机具有能够克服现有技术的缺陷，其具有合理的孔径分布，具有高效分离小粒度矿物的能力，从而提高矿物分离的精度。特殊设计的床面材料可以应用于高温物料的分离，从而提高矿物分离的精度和扩大产品的应用范围。
[0091]实施例三:其分离机主体由电动提升机带动的悬挂系统联动，在分离矿物密度有加大波动时，需要随时调节分离床床面横向与水平面的夹角β，在各种矿物分离不同的密度和粒度组合可以实现在线自动化控制。提高矿物分离的精度和效率。
[0092]实施例四:在该分离机的矿物出口处安装有喷雾降尘系统如图8，该系统由水箱803、进水口 802、排水口 801组成，进水口 802为水箱补水用，排水口 801为不使用时排水用，当矿物分离后，扬尘在出口处较大时，可以开喷淋泵806，水经出水管804到分水器805内，水经过分水管808在喷雾喷头807的作用下喷出雾状水滴，可以对细小粒度的物料不再具有扬尘性，有利的保护了环境。
[0093]实施例五:与上一实施例不同之处在于，在该分离机的旋风出风管道上可以接外接热风，该热风可以是各种余热，也可以是热风炉的热烟气，通过对外水分大的矿物进行加温脱水，从而提高分选精度和效率。
[0094]本发明可以配设电气控制部分，例如:包括降压启动柜、配电柜和自动控制柜，可实现手动或自动连锁控制、开停车自动程序控制、自动报警、床体停车防共振保护及系统运转状况显示等功能，可参考图11所示。
[0095]矿物分离机电气控制系统由检测系统、供电系统、PLC(可编程控制器)和HMI (人机界面)组成。PLC与HMI之间通过以太网通讯协议建立数据通讯。通过上位机组态软件与PLC编程软件的配合实现操作人员通过HMI对设备的操作和信息反馈。PLC通过供电系统对设备进行控制，并由供电系统反馈给PLC设备运行状态。而检测系统则将各个测量点的实时数据传送给PLC，由PLC做出相应的程序反映。
[0096]PLC的处理器选用西门子S7-300系列的CPU-3152DP模块，通讯模块选用CP343-1，其他输入输出模块根据系统进行适配。HMI选用北京昆仑通态公司生产的MCGS系列触摸屏，检测系统由一体化轴振动检测仪、PT100温度检测仪、粉尘传感器、电流检测变送器组成，具体数据采集与控制在程序设计中详细介绍。供电系统包括设备总进线柜和馈线柜，馈线柜内回路用塑壳式断路器加接触器和电动机综合保护器的方式驱动和保护。
[0097]在电气程序设计方面，首先是设备的顺序启停，遵循逆物料流启动，顺物料流停止的原则。并构成关联设备的连锁。防止出现堆积物料现象。其次是对主风机及其电机进行温度、振动量的检测，温度检测采用电机内置PT100方式，在通过变送器将PT100电阻信号转换为4-20Ma信号传送给PLC，振动量的检测则采用安装与主风机轴承箱上方的一体化振动仪将振动信号转化为4-20Ma标准电流信号。传送至PLC模拟量输入通道，并通过PLC比较指令设定两级报警值。一级报警提示，二级报警停车。防止重大事故发生。再次是对布袋式除尘器的粉尘检测及除尘引风机的电流检测来判断布袋除尘器的工作状态。将粉尘传感器安装除尘引风机的出风侧管道内，粉尘传感器通过尘埃粒子流经探头产生的电荷感应来确定尘埃粒子浓度，对排放到大气中的粉尘量进行检测，并能够根据粉尘量来判断除尘器内布袋是否完好。布袋式除尘器上的反吹电机是间歇性运行，在布袋内积存的粉尘量达到一定程度的时候才会启动反吹风机来将粉尘排出。人为判断除尘器内的粉尘量比较困难，而引风机的电流可以间接并准确的反映布袋除尘器内的粉尘量。所以将引风机的电流值通过互感器和变送器转换为4-20Ma的模拟量信号输入到PLC中，在在PLC中正定到准确的电流值。并与设定的电流界限值进行比较，实现布袋除尘器反吹风机的自动运行。
[0098]如上述，已经清楚详细地描述了本发明提出的一种矿物分离机及其使用方法。尽管本发明的的优选实施例详细描述并解释了本发明，但是本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。
【权利要求】
1.一种矿物分离机，其特征在于，其包括电动卷扬机吊挂、分离床矿物分离机分离床、气固混合收集装置、旋风分离器旋风分离器、布袋除尘器、主风机、除尘引风机、喷淋系统、电器控制和监控系统、外接热源系统及矿物分离机封闭框架组成；矿物分离机分离床和振动器吊挂在电动卷扬机吊挂上，振动器与矿物分离机分离床连接，且与矿物分离机分离床底部风室连接供风装置；矿物分离机分离床包括大致呈直角梯形的床面，该直角梯形的斜边为分离床的排料边，排料边侧设有排料挡板，与排料边相对的直角边侧设有用于引导物料向上翻转的背板，床面的较宽的底边为给料边，较窄的另一底边为排料端，在所述床面上开设有若干个风孔，所述分离床为倾斜放置，其床面纵向与水平面的夹角α为-3°~+10°，其角度由电动卷扬机自动调节。
2.根据权利要求1中所述的矿物分离机，其特征在于，矿物分离机由给料部分、供风除尘部分、分离机部分、喷淋部分、外接热源部分、矿物分离机封闭框架、电控系统组成。
3.据权利要求2所述的矿物分离机，其特征在于，给出料部分:包括皮带输送机、缓冲仓、振动给料机；给出料部分包括皮带输送机、缓冲仓、振动给料机；皮带输送机分为原料皮带输送机、产品皮带输送机、中间产品皮带输送机和尾矿皮带输送机，其皮带的长度可以依据工作现场的要求灵活选取，皮带的宽度可以按照皮带机国家标准及输送的物料量来选取；缓冲仓是上口大下口小的锥型台，其目的是储存一定量的矿物，矿物经下口落料到振动给料机上，振动给料机通过振动力将物料均匀输送到原料皮带输送机上。原料皮带输送机将物料输送到矿物分离机主机。经矿物分离机分离后的物料通过排料装置分别落到产品皮带输送机上、中间产品皮带输送机上、和尾矿皮带输送机上，以上皮带输送机将分离后的物料分别输送到相应的场地。
4.权利要求2所述的矿物分离机，其特征在于，分离机部分包括框架、电动卷扬机吊挂装置、分离床、振动 器、排料装置；分离机部分包括框架、电动卷扬机吊挂装置、分离床、振动器、排料装置。框架是分离机框架底盘上部由型钢焊接成的立方体框架，电动卷扬机吊挂装置的滑轮组、转向滑轮均安装在框架上，分离床安装在电动卷扬机吊挂装置的吊挂上，电动卷扬机通过卷扬滚筒调节吊挂长度，即达到柔性连接又达到调节分离床角度的目的；框架安装封闭板、密封顶、采光透气口、门这些部件的主梁。振动器直接与分离床连接，可以将落在分离床的矿物在振动力和风力的组合作用力下分离出高低密度物料；分离后物料落料在排料装置里，排料装置是带调节挡板的上下口一般大的长方形容器，排料装置可以无极调节分离后的产品、中间产品、尾矿的产量比例，调节后的产品、中间产品、尾矿依靠重力落到各自的皮带输送机上。
5.根据权利要求2所述的矿物分离机，其特征在于，供风除尘部分:包括风室、风机、风管、除尘风机、气固混合装置、旋风分离器、袋式除尘器；供风、除尘部分包括风室、风机、风管、除尘风机、气固混合装置、旋风分离器、袋式除尘器；风室是为分离床面均匀布风所设，在分离床横向和纵向上都可以有若干个风室，把风机鼓进的风汇集到分离床面下方并均匀送给分离床面。风机采用离心式通风机，产生一定压力和风量给分离床的矿物，达到分离矿物的目的。在分离床的上方安装有气固混合装置，目的是收集分选后的气体和浮起的粉尘，气固混合装置通过管路与旋风分离器连接，旋风分离器将气体和矿粉分离开，起到保护风机叶轮的作用，分离后的气体通过风管和风机连接，在鼓到风室里，形成闭路循环风。除尘风机吸风口安装在矿物分离机封闭框架内，主要是使得矿物分离机封闭框架内形成负压区，保护环境；密封不严的粉尘，或矿物分离机封闭框架外的粉尘被吸入袋式除尘器内，分离后排出矿粉和干净的气体通过风管排向大气。
6.根据权利要求2所述的矿物分离机，其特征在于，喷淋部分包括水箱、进水口、排水口、出水管、喷淋泵、分水器、分水管、喷雾喷头；喷淋部分包括水箱、进水口、排水口、出水口、喷淋泵、分水器、分水管、喷雾喷头；水箱是有一定体积的钢板焊接箱体，是储存水的容器，在水箱上部安装有进水口，目的是给水箱上水用。在下端安装有排水口，为检修或冬季将水排出时使用，水箱下端安装有喷淋泵，喷淋泵输送一定量和压力的水，出水管一端与喷淋泵连接，出水管另一端与分水器连接，分水器可以将水变成所需的多路出水口，每个出水口可以接一个分水管和一个喷雾喷淋头，喷雾喷淋头在一定的水压下被转化成雾状水滴，喷雾喷头安装在可能产生灰尘的产品出口处、矿粉出口处或尾矿出口处。可以有效的防止粉尘保护环境。
7.根据权利要求2中所述的矿物分离机，其特征在于，外接热源部分包括热风炉、热风炉管路。外接热源部分包括热风炉、热风炉管路。热风炉是通过燃烧煤炭或煤粉产生热源的机械设备之一，产生的热烟气可以通过热风炉管路与旋风分离器管路连接，目的是加热送给矿物分离机分离床的风温。
8.根据权利要求2中所述的矿物分离机，其特征在于，矿物分离机封闭框架包括封闭顶、采光透气口、封闭板、产品出口、门、封闭框架底盘组成。矿物分离机封闭框架包括封闭顶、米光透气口、封闭板、产品出口、门、封闭框架底盘组成。封闭顶、米光透气口、封闭板、产品出口、门、均固定在框架上，其中门是为检修设备预留的人员出入口，采光透气口为检修时通风用，密封顶和密封板由钢板压型，内板敷保温层制成，可以根据处理量的不同由若干个板组成，和封闭框架底盘一起组成封闭的空间，空间内部是分选机、旋风分离器、风机、布袋除尘器，起到保温、隔音、降躁、隔尘的目的。封闭框架底盘由型材焊接而成的平面框架，是承受设备载荷和地面之间的构件。
9.根据权利要求2中所述的矿物分离机，其特征在于，电控系统由控制台、电子元器件、PLC控制系统、监控系统组成。PLC与HMI之间通过以太网通讯协议建立数据通讯。通过上位机组态软件与PLC编程软件的配合实现操作人员通过HMI对设备的操作和信息反馈。PLC通过供电系统对设备进行控制，并由供电系统反馈给PLC设备运行状态。而检测系统则将各个测量点的实时数据传送给PLC，由PLC做出相应的程序反映。PLC的处理器选用西门子S7-300系列的CPU-3152DP模块，通讯模块选用CP343-1，其他输入输出模块根据系统进行适配；HMI选用北京昆仑通态公司生产的MCGS系列触摸屏，检测系统由一体化轴振动检测仪、PTlOO温度检测仪、粉尘传感器、电流检测变送器组成，具体数据采集与控制在程序设计中详细介绍。供电系统包括设备总进线柜和馈线柜，馈线柜内回路用塑壳式断路器加接触器和电动机综合保护器的方式驱动和保护。
【文档编号】B03B4/06GK104001611SQ201410229735
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】李功民, 王旭哲, 李美菊, 王新华 申请人:唐山市神州机械有限公司