洁净型石英砂生产设备的制作方法

本技术涉及石英砂生产，具体涉及一种洁净型石英砂生产设备。

背景技术：

1、石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业。作为石油压裂支撑剂使用的石英砂为高洁净度石英砂，一般为20～140目。

2、沙漠沙、河沙主要由石英砂组成，其来源广泛，但会混有石子和少量杂草，且石英砂表面通常会粘附有泥土。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种洁净型石英砂生产设备，以在兼顾设备占用空间、单位量生产能耗的情况下提高使用沙漠沙或河沙生产洁净型石英砂的生产效率。

2、本实用新型的技术方案是：

3、一种洁净型石英砂生产设备，包括除杂筛、浸泡池、第一物料分离器、石英砂清洗机、第二物料分离器和脱水筛，所述除杂筛用于筛分石英砂原料，以获取从除杂筛的除杂筛网漏下的第一颗粒，所述浸泡池用于储存含有所述第一颗粒、泥和水的混合液，所述第一物料分离器用于分离含有所述第一颗粒、泥和水的混合液，以得到含有第二颗粒和水的混合液，所述石英砂清洗机用于清洗第二颗粒，得到含有第三颗粒、泥和水的混合液，所述第二物料分离器用于分离含有第三颗粒、泥和水的混合液，以得到含有第三颗粒和水的混合液，所述脱水筛用于脱水含有所述第三颗粒和水的混合液，得到的第三颗粒为洁净型石英砂。

4、当石英砂原料为沙漠沙或河沙时，第一颗粒主要为石英砂，石英砂的表面可能粘附有泥土，其粒径不大于目标粒径的最大值。第二颗粒主要为石英砂，石英砂的表面可能粘附有泥土。第三颗粒主要为石英砂，其表面一般为洁净的。

5、当石英砂原料为沙漠沙或河沙时，在除杂得到第一颗粒后，可以直接使用多组脱水筛级连对第一颗粒进行清洗，得到第三颗粒。但使用脱水筛清洗第一颗粒的效率低于石英砂清洗机，且用水量大。此外，在限定纯净型石英砂的洁净度后，多组脱水筛级连的方式占用空间大，当在平面空间内拓展时，会占用更多的车间面积，会提高厂房建设成本，当在立体空间内拓展时，需要更多的物料输送机，造成设备成本大，且生产单位量的第三颗粒的能耗高。

6、现有技术中，石英砂清洗机有螺旋洗沙机，但螺旋洗沙机仅适宜清洗20～100目的第二颗粒，粒度更小的比如超过100目的第二颗粒注入螺旋洗沙机内后，螺旋叶片不能将这些第二颗粒推上高处，因而不能实现对这些第二颗粒的清洗效果。

7、优选的，所述第一物料分离器和所述第二物料分离器均为旋流器，所述洁净型石英砂生产设备还包括第一渣浆泵、中转池和第二渣浆泵，所述第一渣浆泵用于输送所述浸泡池内的物料至所述第一物料分离器的进料口，所述中转池用于储存含有第三颗粒、泥和水的混合液，所述第二渣浆泵用于输送所述中转池内的物料至所述第二物料分离器的进料口。

8、渣浆泵可以输送含有渣滓的固体颗粒与水的混合物。其工作原理是：在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗形泵壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可以看出，在叶轮推动第一颗粒、泥和水的混合液流动时，叶轮与第一颗粒之间、第一颗粒与第一颗粒之间必然存在摩擦，因而其除了具有输送作用外，还具有一定的清洗作用。

9、通过设计石英砂清洗机的单位产能、中转池的临储容量、渣浆泵的单位时间输送量和第二物料分离器的单位消化量，可以使得洁净型石英砂生产设备的生产得以连续进行，兼顾石英砂的设备成本和生产效率。

10、进一步优选的，所述石英砂清洗机的清洗腔或进料口处设有清洗机补液口，在所述中转池上方设有补液口。

11、一般的，选择渣浆泵输送含有20～140目的第二颗粒、泥和水构成的混合液，第二颗粒与水的比例需要在5%～30%之间。旋流器分离含有第二颗粒、泥和水的混合液时，第二颗粒及部分水从旋流器底流口排出，泥水从旋流器的溢流口排出。选择渣浆泵输送含有20～140目的第三颗粒、泥和水构成的混合液，第三颗粒与水的比例需要在5%～30%之间。旋流器分离含有第三颗粒、泥和水的混合液时，第三颗粒及部分水从旋流器底流口排出，泥水从旋流器的溢流口排出。

12、石英砂清洗机工作时，其主要通过搅拌浓度较高的固体颗粒和水混合物，使固体颗粒之间产生摩擦，从而实现清洁。但实际上，从第一物料分离器的底流口排出的含有第二颗粒与水的混合物浓度极高，因此，需要借助清洗机补液口补水，以调整石英砂清洗机内的含有第二颗粒与水的混合物浓度。

13、同样的，石英砂清洗机内的含有第三颗粒、泥与水的混合物浓度过高，不能满足旋流器的原料浓度要求。因此，在中转池上方设有补液口，既不影响石英砂清洗机对第二颗粒与水混合物浓度的要求，在补水后又满足第二物料分离器对原料浓度的要求。

14、进一步优选的，所述浸泡池和所述中转池设有斜壁，在所述斜壁的顶部设有补液冲刷口。

15、浸泡池和中转池设有斜壁时，若斜壁的倾角大于固体颗粒的自锁角，固体颗粒可以从斜壁上落到中转池的底部。实际上，固体颗粒内混有泥浆，即使固体颗粒在重力影响下可以滚落到中转池的底部，但泥浆通常会淤积在斜壁上，在斜壁的顶部设有补液口，即可以调整中转池内固体颗粒与水混合物的浓度，又可以对斜壁上的淤泥形成冲刷作用，借助旋流器，可以更有效的将生产线内的泥土排出生产线外，降低中转池的清洁维护频率。

16、优选的，所述脱水筛包括脱水筛基座、脱水筛架、脱水筛弹性件、脱水筛网和脱水筛振动机构，所述脱水筛架通过脱水筛弹性件与所述脱水筛基座连接，所述脱水筛振动机构用于驱动所述脱水筛架在所述脱水筛基座上振动，所述脱水筛网与所述脱水筛架固定连接，所述脱水筛网的中部低于所述脱水筛的出料端设置。

17、进一步优选的，所述脱水筛架上固定连接有多面管，在所述多面管的中部的不同侧面上安装有至少两组脱水筛振动机构。

18、理论上，同一生产设备可以生产特性一致的振动机构，比如电振动器。但实际上，即使同一批次的电振动器，其振动频率等特性也会存在细微差别。在同一脱水筛上安装至少两组脱水筛振动机构，就需要考虑这些细微差别对脱水筛工作的不良影响。发明人曾考虑将两组脱水筛通过固定架与脱水筛网连接，以提高振动传递效率，但脱水筛网与脱水筛架的连接处极易损坏，故障率过高。发明人还考虑将两组脱水筛安装在脱水筛架上，但其会引起脱水筛的振动不规则，不同的脱水筛弹性件受振动影响不同，使用寿命也存在区别。深入思考后，发明人将至少两组脱水筛振动机构安装在脱水筛的中线上，这样就解决了不同脱水筛振动机构振动特性不同对脱水筛左右两侧振动不均衡的不利影响。同样，在考虑不同脱水筛振动机构振动特性不同对脱水筛首尾两侧振动不均衡的不利影响后，发明人选择将至少两组脱水筛振动机构通过一个固定架安装在脱水筛架上。固定架可以选择圆管、方管。理论上，圆管的强度高于方管。但实际上，脱水筛振动机构的底座一般是平面。圆管的侧面并不利于安装脱水筛振动机构，为此需要在圆管的侧面焊接安装座，但焊缝的强度并不能满足振动机构的工况。方管的侧面是平面，相较之后，将脱水筛振动机构安装在方管上，将方管两端与脱水筛架固定连接，整体强高是高于在圆管上安装脱水筛振动机构的。

19、优选的，所述脱水筛的脱水筛网设置在所述中转池的池口正上方，且设置在所述中转池的池口内。

20、这样，从脱水筛网落下的颗粒更细的石英砂落在中转池内，可以同时收集从脱水筛网落下的颗粒更细的石英砂和水，这些颗粒更细的石英砂部分会从第二物料分离器的溢流口排出，部分会混在含有第三颗粒和水的混合物内。如此，可以通过提高脱水筛网的孔径，加快脱水效果，这样仍可以生产合适颗粒度的洁净型石英砂。

21、优选的，所述石英砂清洗机包括搅拌桶和双层搅拌器，所述双层搅拌器包括连接轴、上搅拌浆和下搅拌浆，所述连接轴与所述搅拌桶转动副连接，所述上搅拌浆用于驱动流体形成向下轴流，所述下搅拌浆用于驱动流体形成向上轴流。

22、优选的，所述上搅拌浆的桨叶的中心线垂直于所述连接轴，且所述上搅拌浆的桨叶与所述连接轴的横剖面呈45°夹角，所述下搅拌浆的桨叶的中心线垂直于所述连接轴，且所述下搅拌浆的桨叶与所述连接轴的横剖面呈45°夹角。

23、优选的，所述搅拌桶为圆柱形桶，所述连接轴设置在所述圆柱形桶的轴线上。

24、优选的，所述连接轴顶插式设置在所述搅拌桶内。

25、优选的，还包括挡板，所述挡板固定在所述搅拌桶的内侧壁上，且所述挡板平行于所述连接轴设置。

26、优选的，还包括无级传动耦合器，所述无级传动耦合器的从动部与所述连接轴固定连接。

27、进一步优选的，还包括电动机，所述电动机与所述搅拌桶固定连接，所述电动机的输出轴与所述无级传动耦合器的主动部固定连接。

28、优选的，还包括力矩电动机，所述力矩电动机与所述搅拌桶固定连接，所述力矩电动机的输出轴与所述连接轴固定连接。

29、优选的，在所述搅拌桶的内壁上设有耐磨保护层，在所述上搅拌浆的表面和所述下搅拌浆的表面均设有耐磨保护层。

30、优选的，所述除杂筛包括除杂筛基座、除杂筛架、除杂筛弹性件、除杂筛网和除杂筛振动机构，所述除杂筛架通过除杂筛弹性件与所述除杂筛基座连接，所述除杂筛振动机构用于驱动所述除杂筛架在所述除杂筛架上振动，所述除杂筛网与所述除杂筛架固定连接，在所述除杂筛网上设有除杂筛喷淋口，所述除杂筛网倾斜设置，并使所述除杂筛网的进料端高于其杂物出料端设置。

31、这样结构的除杂筛对原料的颗粒度的要求比较低，更适宜处理沙漠沙或河沙。

32、优选的，所述除杂筛的除杂筛网设置在所述浸泡池的池口正上方，且设置在所述浸泡池的池口内，所述除杂筛的杂物出料口排出的杂物落在所述浸泡池的池口外方，在所述除杂筛网和/或所述浸泡池上方设有补液口。

33、这样，颗粒度不满足要求的颗粒以及杂草会留在除杂筛网的上方，并从除杂筛的杂物出料口排出，从除杂筛网落下的第一颗粒落在浸泡池内。在除杂筛网的上方设有补液口，在除杂过程中可以实现对第一颗粒的一次清洗。如果除杂筛网的补液口补液量不能满足输送要求，还需要在浸泡池上方设有补液口，以使浸泡池内第一颗粒与水的混合液浓度满足输送要求。浸泡池内同时有水和第一颗粒，水可以对第一颗粒的表面进行泡发，这样可以松软第一颗粒表面的泥土，提高石英砂清洗机的清洗效率。

34、本实用新型的有益效果是：

35、1. 本实用新型的洁净型石英砂生产设备，使用除杂筛筛分石英砂原料，可以限定第一颗粒的最大粒径，这即是洁净型石英砂的最大粒径，还可以降低对后续设备的不利影响。浸泡池储存含有第一颗粒、泥和水的混合液，这样可以降低除杂筛出料量与第一物料分离器进料量的衔接难度。第一物料分离器处理含有第一颗粒、泥和水的混合液，这样可以降低石英砂清洗机内的泥土浓度，提高对第一颗粒表面的清洁效率。第二物料分离器处理含有第三颗粒、泥和水的混合液，这样可以提高进入脱水筛的第三颗粒的纯净度。脱水筛脱水处理第三颗粒后，就可以得到洁净型石英砂。如前所述，与使用石英砂清洗机直接清洗石英砂相比，本实用新型的洁净型石英砂生产设备占用空间小、单位生产能耗低，生产效率高。