一种高效冷却的立环高梯度磁选机的制作方法

1.本发明涉及磁选机技术领域，特别涉及一种高效冷却的立环高梯度磁选机。


背景技术：

2.立环高梯度磁选是弱磁性矿湿法选除以及非金属矿提纯的主要方法之一，其原理是利用绕组线圈所产生的磁场并通过上下磁轭构成磁场回路，在上下磁轭和绕组线圈之间设置转环并安装磁介质，转环的下部浸没在矿浆中，依靠转环的转动，被磁化的介质便将矿物的磁性颗粒吸附在磁介质表面。当转环带动浸没在矿浆中的磁介质离开矿浆并转过一定角度后，设置在转环顶部的压力水便会将磁性矿粒冲入收集箱，以实现对矿料的分选。
3.由于绕组线圈在工作过程中会产生大量的热量，线圈长期在热的冷却油液中工作容易结垢并将其堵塞，造成线圈工作不稳定，影响分选效果，因此需要设置专门的冷却装置来对线圈降温。目前立环高梯度磁选机所采用的冷却方式有两种：一、内冷法：如专利cn202045008u所公开的高梯度磁选机激磁线圈冷却装置，采用空心铜管绕制线圈，铜管内通入水或冷却液等冷却介质，通过不断循环的冷却介质带走线圈的热量。表面上看冷却效率较高，但在实际使用时，这种冷却方式对水质要求极高，普通的生活或生产用水极易造成铜管内壁结垢进而堵塞管路，需要设置专门的净化装置，无形中提高了生产成本。
4.二、层间冷却法：如专利cn107042156b所公开的立环高梯度磁选机，将采用实心导线绕制的导线绕组线圈分为多组，密封在相互独立的冷却油箱内，各线圈进行缠绕，线圈与线圈之间设有夹层式层间流道，在层间流道内通入循环的冷却油进行冷却；冷却油从底部进油口进入并逐层向上流动，待填充满油箱后又从另一侧的出油口流出。但这种方式的缺点是冷却油流动性差，冷却效率低，一旦产生结垢会淤积在油箱底部，不易排出，仍避免不了流道堵塞的问题，实际使用时需每隔1-2周进行一次除垢，降低了生产效率。
5.因此，目前的线圈冷却方式都存在一定弊端，有待改进。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明公开了一种高效冷却的立环高梯度磁选机，包括机架、转环、上铁轭、下铁轭、励磁绕组、冷却油箱、进料箱、冲洗箱、粗矿斗、精矿斗以及尾矿斗；所述转环立式设置在机架上并与设置在机架上的驱动机构传动连接，所述上铁轭和下铁轭相对设置在转环的内外两侧，所述励磁绕组设置在下铁轭外侧且位于冷却油箱内，所述进料箱和冲洗箱设置在上铁轭上方，所述粗矿斗和精矿斗设置在下铁轭下方，所述尾矿斗设置在机架的一侧；所述励磁绕组包括多层线圈，相邻两层所述线圈之间设有多个长条形绝缘垫板，
所述冷却油箱一侧的上部设有进油口，所述冷却油箱另一侧的底部设有出油口；所述绝缘垫板包括底板以及设置在所述底板两侧的侧板，所述侧板上设有多个通孔，所述绝缘垫板的设置方向垂直于线圈的绕制方向。
7.进一步地，沿所述转环的圆周方向设有多个磁介质盒，所述磁介质盒内设有若干磁介质棒，所述磁介质棒由外向内以由密到疏的形式排列。
8.进一步地，所述磁介质盒两侧设有快拆组件，所述快拆组件包括限位板、扭簧、滑套、压杆以及复位弹簧，所述限位板通过扭簧抵靠在磁介质盒的侧壁上，所述滑套可滑动地设置在限位板的端部，所述压杆设置在滑套顶端，所述复位弹簧一端与滑套顶部外壁连接，另一端与转环内壁连接。
9.进一步地，所述磁介质盒外壁设有限位槽，所述限位板端部设有楔形限位块，所述楔形限位块卡接在限位槽内。
10.进一步地，所述磁介质棒以扇形排列在磁介质盒内，所述磁介质盒的两侧壁上设有微调滑槽，所述磁介质棒两端以自由状态设置在微调滑槽内。
11.进一步地，所述线圈与冷却油箱内壁之间留有间隙。
12.进一步地，所述上铁轭和下铁轭均设置有若干纵向布置的磁极缝隙，所述进料箱和冲洗箱通过磁极缝隙与粗矿斗和精矿斗连通。
13.进一步地，所述进料箱和冲洗箱上方设有接料箱，所述接料箱通过尾矿管道与尾矿斗连接。
14.进一步地，所述转环外部位于接料箱的上方设有冲洗管道。
15.进一步地，所述机架一侧还设有冷却单元，所述冷却单元一端通过进油管与进油口连接，另一端通过回油管与出油口连接。
16.进一步地，所述转环外部设置有防护罩，所述防护罩外壁开设有观察窗口。
17.本发明的有益效果是：本发明的立环高梯度磁选机通过冷却油在冷却油箱内不断循环流动，带走线圈工作过程中产生的热量，并且当冷却油通过绝缘垫板上的通孔时形成涡流加速效应，不会产生油泥淤积和堵塞，提高了线圈的冷却效率，延长了线圈及设备整体的使用寿命；此外，由于冷却效率提高，整机尺寸可缩小1/3，既节省了制造成本，又减小了占地面积。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明一个实施例的结构示意图；图2为本发明一个实施例的剖面结构示意图；图3为本发明一个实施例中冷却油箱的结构示意图；图4为本发明一个实施例中绝缘垫板的结构示意图；图5为本发明一个实施例中冷却油箱的剖面结构示意图；图6为图2中a处的局部放大图；
图7为本发明另一实施例中磁介质盒的结构示意图；图8为图7中b处的局部放大图。
20.附图标记：1-机架；2-转环；21-磁介质盒；211-限位槽；212-微调滑槽；22-磁介质棒；3-上铁轭；4-下铁轭；5-励磁绕组；51-线圈；52-绝缘垫板；521-底板；522-侧板；523-通孔；6-冷却油箱；61-进油口；62-出油口；7-进料箱；8-冲洗箱；9-粗矿斗；10-精矿斗；11-尾矿斗；111-尾矿管道；12-驱动机构；13-冷却单元；131-进油管；132-回油管；14-接料箱；15-冲洗管道；16-防护罩；161-观察窗口；17-快拆组件；171-限位板；172-扭簧；173-滑套；174-压杆；175-复位弹簧；176-楔形限位块。
具体实施方式
21.下面将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一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
23.在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.如图1-2所示，本实施例的高效冷却的立环高梯度磁选机，包括机架1、转环2、上铁轭3、下铁轭4、励磁绕组5、冷却油箱6、进料箱7、冲洗箱8、粗矿斗9、精矿斗10以及尾矿斗11。
25.转环2立式设置在机架1上并与设置在机架1上的驱动机构12传动连接，通过驱动机构12带动转环2转动；上铁轭3和下铁轭4相对设置在转环2的内外两侧，当转环2转动时，环内产生高梯度磁场，将矿浆中的磁性颗粒吸附在转环2的磁介质表面。
26.励磁绕组5设置在下铁轭4外侧且位于冷却油箱6内，冷却油箱6内盛有用于给励磁绕组5冷却降温的冷却油。冷却油箱6一侧的上部设有进油口61，另一侧的底部设有出油口62；机架1一侧设有冷却单元13，冷却单元13的一端通过进油管131与进油口61连接，另一端通过回油管132与出油口62连接，从而使冷却油在冷却油箱6内不断循环。
27.进料箱7和冲洗箱8设置在上铁轭3上方，进料箱7和冲洗箱8的上方还设有接料箱14，转环2外部位于接料箱14的上方设有冲洗管道15。矿浆由进料箱7给入设备，冲洗箱8用于接收冲洗下来的磁性矿料。
28.粗矿斗9和精矿斗10设置在下铁轭4下方，上铁轭3和下铁轭4均设置有若干纵向布置的磁极缝隙，进料箱7和冲洗箱8通过磁极缝隙与粗矿斗9和精矿斗10连通；尾矿斗11设置在机架1一侧并通过尾矿管道111与接料箱14连接。
29.转环2外部设置有防护罩16，防护罩16外壁开设有观察窗口161，用于观察与检修转环2的工作情况。
30.如图3-5所示，励磁绕组5包括多层线圈51，相邻两层线圈51之间设有多个长条形绝缘垫板52，绝缘垫板52的设置方向垂直于线圈51的绕制方向，将多层线圈51分隔成蜂窝
式散热绕组结构。
31.线圈51与冷却油箱6内壁之间留有间隙，冷却油从进油口61进入冷却油箱6，带走线圈工作时产生的热量并经出油口62排出，然后通过外部的循环泵和冷却塔对冷却油降温后再次通入冷却油箱6内，实现冷却油的循环利用。
32.绝缘垫板52包括底板521以及设置在底板521两侧的侧板522，侧板522上设有多个通孔523。冷却油流经通孔523时，形成涡流加速效应，相比于现有的层间冷却结构，加快了各层线圈51之间的冷却油流速，且冷却油箱6的内外温差小，散热效率高，使油温一直持续在较低的温度，不会产生高温油气等气体，特别是对于大型励磁绕组，散热效果提高明显。此外，较快的流速也能带走线圈51工作过程中淤积的油泥，避免堵塞多层线圈51之间的夹层流道。
33.绝缘垫板52的结构优势使得各层线圈51之间形成自然上下涨力，在加电工作时即使线圈51发热，有部分热涨，由于绝缘垫板52的空心打孔结构，其耐受应力和减震性更好，使得线圈51之间贴合更加合理，杜绝了线圈51通电时产生抖动摩擦的问题，有利于提高线圈51的稳定性及使用寿命。
34.由于进油口61的位置高于出油口62，使得油路的涡流效应得到进一步加强，减小了循环泵的工作负担，而且不会产生油泥沉淀淤积的问题。由于磁选机铁芯在工作时电流会产生涡流，增加能耗，并导致发热，而蜂窝油路循环时产生的冷却涡流会抵消铁芯工作时候部分涡流，减少发热损失，因此散热效果更好，系统稳定性更高。
35.由于线圈的高效散热方式，相对于传统的磁选机线圈冷却方式，本发明可以设计更小尺寸的励磁绕组5和冷却油箱6，通过试验对比分析，励磁绕组5和冷却油箱6的尺寸可以减小1/3，绝缘垫板52的镂空结构可以让冷却油在线圈51间的流动更加充分，进而使得上铁轭3和下铁轭4可更加贴近线圈51，使得线圈51产生的功率能够更多地转化磁力；在产生同样磁场的情况下，线圈51需要的电流只需要达到传统线圈结构的70%，由于功率等于电压
×
电流，也就是说，达到同样的磁力要求，所需要的功率可以降低30%。下表为本发明与传统磁选机在不同功率下所产生磁力的对比分析数据。
36.一、传统磁选机线圈磁场强度试验数据：二、本发明磁选机线圈磁场强度试验数据：
通过以上试验数据分析可知，本发明的磁选机线圈在相同功率下能够产生更高的磁场强度。
37.如图6所示，沿转环2的圆周方向设有多个磁介质盒21，磁介质盒21内设有若干磁介质棒22，磁介质棒22由外向内以由密到疏的形式排列。
38.当磁介质盒21转到底部时，矿浆从间隔大的磁介质棒22间流进介质盒，从间隔小的磁介质棒22间流出，有利于磁性颗粒的吸附；当磁介质盒21转到顶部卸矿时，冲洗水从间隔小的磁介质棒22流进磁介质盒21，矿料从间隔大的磁介质棒22流出，从而有利于卸矿。
39.磁介质盒21两侧设有快拆组件17，快拆组件17包括限位板171、扭簧172、滑套173、压杆174以及复位弹簧175，限位板171通过扭簧172抵靠在磁介质盒21的侧壁上，磁介质盒21外壁设有限位槽211，限位板171端部设有楔形限位块176，楔形限位块176卡接在限位槽211内。
40.滑套173可滑动地设置在限位板171的端部，压杆174设置在滑套173顶端，复位弹簧175一端与滑套173顶部外壁连接，另一端与转环2内壁连接。
41.通过向下按压压杆174，使滑套173沿两限位板171向下滑动，使两限位板171合拢，进而使楔形限位块176脱离限位槽211，从而方便地取出磁介质盒2。
42.如图7-8所示，在另一实施例中，磁介质棒22以扇形排列在磁介质盒21内，磁介质盒21的两侧壁上设有微调滑槽212，磁介质棒22两端以自由状态设置在微调滑槽212内。
43.在转环2转动过程中，磁介质棒22之间的间距会不断发生变化，从而避免矿料卡在两个磁介质棒22之间，进而影响卸料。
44.本发明的工作原理如下：矿浆通过给料管进入进料箱7，并沿上铁芯3的磁极缝隙流经转环2，转环2内的磁介质棒22在磁场中被磁化，磁介质棒22形成高梯度磁场，矿浆中的磁性颗粒被吸附在磁介质棒22表面，随着转环2的转动被带到顶部的无磁场区，通过冲洗管道15喷出高压冲洗水，将磁性颗粒冲入接料箱14内，并经尾矿管道111进入尾矿斗11。
45.非磁性矿料根据粒度和重量的不同分别进入粗矿斗9和精矿斗10，其中，粒度大、重量重的矿料进入粗矿斗9，粒度小、重量轻的矿料进入精矿斗10，从而完成矿料的磁选工作。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另
外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。