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基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置及其选矿方法

236 编辑：北方有色网来源：佛山市宏茂模具有限公司

2025-09-28 15:30:03

权利要求

1.一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，包括可调节分流块，所述可调节分流块设在导水槽壁上，所述调节分流块包括分流部和和旋转固定轴，所述调节分流块通过旋转固定轴固定在导水槽壁上，所述调节分流块下侧与调节齿轮连接，所述调节齿轮与调节结构上的转动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，所述分流部包括分流阶级部和螺旋片，所述螺旋片设在分流阶级部外侧。

3.根据权利要求2所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，所述分流阶级部与导水槽高度齐平，所述螺旋片与螺旋溜槽片上的螺旋溜面齐平。

4.根据权利要求1所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，所述调节结构包括转动齿轮、传动杆和传动端，所述转动齿轮和传动端分别设在传动杆的两端。

5.根据权利要求1所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，还包括进料斗、螺旋溜槽片、出矿斗和固定柱，若干片所述螺旋溜槽片之间相接组成螺旋溜槽柱，所述可调节分流块设在螺旋溜槽片上。

6.根据权利要求5所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，所述螺旋溜槽柱包括若干层筛矿层，每层所述筛矿层由5片螺旋溜槽片组成。

7.根据权利要求5所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，其特征在于，所述螺旋溜槽片下侧设有传动杆固定块，所述传动杆通过固定片固定在传动杆固定块上。

8.应用权利要求1～7任一项的可调节式螺旋溜槽装置的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽的选矿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待筛矿通入进料斗中，待筛矿进入螺旋形的进料斗进行矿物预筛;

(2)待筛矿才进料斗流入螺旋溜槽柱中进行螺旋筛分，根据矿物比重较轻的矿物筛分至螺旋溜槽片外沿，较重矿粉集中在螺旋溜槽片内部;

(3)将待筛矿的给料流量稳定后，根据待筛矿中目标产物比重及含量，调整螺旋溜槽柱上可调节分流块打开及角度。

9.根据权利要求8所述的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽的选矿方法，其特征在于，还包括流速传感器，所述流速传感器用于检测螺旋溜槽柱内螺旋溜槽流速的变化规律;所述流速传感器的测量位置对应螺旋溜槽片断面。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及螺旋溜槽装置技术领域，特别是一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置及其选矿方法。

背景技术

[0002]螺旋溜槽作为一种重要的重选设备，广泛应用于铅、锌、锡、钛及贵金属等矿物的分选现场。其工作原理是利用水流作用下的离心惯性力与重力复合力场，使不同比重的颗粒在螺旋面上沿径向产生不同的沉降运动，从而实现粗、细、有用矿物的分离。与其他重选设备相比，螺旋溜槽具有结构简单、安装与操作便捷、运转可靠、耗水耗能低、分选效率高、分矿清晰以及易于维护管理等优点。

[0003]在现有的螺旋溜槽中，螺旋溜槽装置的分流结构大多为固定或粗略可调形式，无法根据物料粒度分布和给料状态实现精细化的预排除处理;固定分流块尺寸和位置确定后，不能对不均匀给料中的粗、细颗粒进行分级预出，使得后续螺旋筛分过程中，细粒和粗粒同时进入同一道流层，导致分选效率和级配精度大幅下降;为了实现动态调整，分流块需能够快速响应给料流量和物料密度变化，但高速调节容易带来分流块定位误差，微小偏差即会造成预排料量波动，进一步影响富矿与尾矿的分离质量。

发明内容

[0004]为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置及其选矿方法。

[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，包括可调节分流块，所述可调节分流块设在导水槽壁上，所述调节分流块包括分流部和和旋转固定轴，所述调节分流块通过旋转固定轴固定在导水槽壁上，所述调节分流块下侧与调节齿轮连接，所述调节齿轮与调节结构上的转动齿轮啮合。

[0006]作为本发明的进一步改进：所述分流部包括分流阶级部和螺旋片，所述螺旋片设在分流阶级部外侧。

[0007]作为本发明的进一步改进：所述分流阶级部与导水槽高度齐平，所述螺旋片与螺旋溜槽片上的螺旋溜面齐平。

[0008]作为本发明的进一步改进：所述调节结构包括转动齿轮、传动杆和传动端，所述转动齿轮和传动端分别设在传动杆的两端。

[0009]作为本发明的进一步改进：所述传动端为六角柱状。

[0010]作为本发明的进一步改进：还包括进料斗、螺旋溜槽片、出矿斗和固定柱，若干片所述螺旋溜槽片之间相接组成螺旋溜槽柱，所述可调节分流块设在螺旋溜槽片上。

[0011]作为本发明的进一步改进：所述螺旋溜槽柱包括若干层筛矿层，每层所述筛矿层由5片螺旋溜槽片组成。

[0012]作为本发明的进一步改进：所述螺旋溜槽片下侧设有传动杆固定块，所述传动杆通过固定片固定在传动杆固定块上。

[0013]本发明还包括应用以上的可调节式螺旋溜槽装置的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽的选矿方法，包括以下步骤：

[0014](1)将待筛矿通入进料斗中，待筛矿进入螺旋形的进料斗进行矿物预筛;

[0015](2)待筛矿才进料斗流入螺旋溜槽柱中进行螺旋筛分，根据矿物比重较轻的矿物筛分至螺旋溜槽片外沿，较重矿粉集中在螺旋溜槽片内部;

[0016](3)将待筛矿的给料流量稳定后，根据待筛矿中目标产物比重及含量，调整螺旋溜槽柱上可调节分流块打开及角度。

[0017]作为本发明的进一步改进：还包括流速传感器，所述流速传感器用于检测螺旋溜槽柱内螺旋溜槽流速的变化规律;所述流速传感器的测量位置对应螺旋溜槽片断面。

[0018]作为本发明的进一步改进：还包括通过雷诺数确定流态分布，其中计算公式如下：

[0019]

[0020]其中：Re为雷诺数，V(m/s)为流体总流速;D(m)为流膜厚度;ρ(kg/m3)为流体密度;μ(Pa·s)为流体黏度。

[0021]所述雷诺数Re用于确定螺旋溜槽不同径向位置处的流态，根据雷诺数调整可调节分流块打开角度。

[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0023]1.通过可调节分流块在进料阶段对待筛矿实行定向预分级排出，有效隔离粗、细粒级，使不同粒度的矿物依其比重和粒径分层进入螺旋溜槽的最佳位置区域，显著提高了后续分层筛分的级配精度和富集效率;

[0024]2.在保持适度湍流以悬浮粗粒颗粒的同时，通过分流块调整减小不必要的湍流区域对细粒有用矿物的冲刷损失，使细粒段得到更稳定的层流支持，从而实现粗、细矿物的高效分选，整体回收率可提高5%以上，处理量增加50%以上，尾矿中有用矿物损失显著下降;

[0025]3.可调节分流块结构与螺旋溜槽片或导水槽壁的整体集成设计，可根据给料流量、矿石密度及含水率实时精准调节。设备可在同一机组上切换处理不同品种、多粒级的矿石，大幅扩展了工艺应用范围;

[0026]4.分流块与调节齿轮、转动齿轮及传动杆组合采用模块化设计，安装拆卸快捷;通过旋转固定轴简单锁定位置，无需复杂工具调节，降低了现场维护成本，提升了设备在线可用率。

附图说明

[0027]为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式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方式，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。

[0028]图1为本发明中可调节分流块处于调节状态的结构示意图。

[0029]图2为本发明中可调节分流块和调节结构的结构示意图。

[0030]图3为本发明的仰视结构示意图。

[0031]附图标记：

[0032]1、螺旋溜槽片;2、进料斗;3、出矿斗;4、固定柱;10、可调节分流块;11、调节齿轮;12、调节结构;13、固定片;14、螺旋槽遛面;15、导水槽;16、螺旋槽连接部;101、分流部;102、旋转固定轴;103、分流阶级部;104、螺旋片;121、转动齿轮;122、传动杆;123、传动端。

具体实施方式

[0033]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。

[0034]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0035]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0036]在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

[0037]螺旋溜槽是综合了螺旋选矿机、摇床、离心选矿机的特点的设备，广泛应用于铅、锌、锡、钛及贵金属等矿物的分选现场。其利用水流作用下的离心惯性力与重力复合场，使不同比重的颗粒在螺旋面上沿径向产生不同沉降;相比其他重选设备，螺旋溜槽具有结构简单、安装与操作便捷、运转可靠、耗水耗能低、分选效率高、分矿清晰及易维护等优势。然而，现有螺旋溜槽在以下关键环节存在难点：分流块多为固定尺寸或仅提供粗略位置可调，无法针对不同粒度分布和给料状态进行精细化预排除。固定分流后，粗、细颗粒同时进入同一道流层，弱化了比重分层效果，导致后续螺旋筛分的级配精度和富集效率显著下降。为保持粗粒沉降，槽内往往需维持较强湍流，但这一湍流对细粒有用矿物造成冲刷损失，使细粒回收率低、尾矿中有用矿物损失严重。现有结构无法在不同湍流需求之间灵活切换，难以实现“粗料悬浮”与“细料层流”两者的平衡。螺旋溜槽内部的流态状态高度依赖初始流量与结构布置，现有固定分流结构难以因应不同工况调节湍流区范围。当湍流区范围过大时，细粒有用矿物易被携带至尾矿中流失，难以在层流区域稳定悬浮，导致细粒段的回收率降低。定位误差导致预排料量波动，富矿与尾矿的分离质量随之波动，影响整组设备的稳定性和产能。由于现有结构的各分流装置(如导流板或挡流块)为一次性设定，无法根据实际运行中的给料流速、物料密度或含水率动态调整其角度或开启程度，从而限制了设备对不同类型矿石的兼容性，无法实现“一机多用”，适用性差。固定或半固定分流设计仅适用于特定粒级范围，难以应对多品种、多粒级矿石的连续化处理需求;传统分流块及其调节齿轮、传动杆等多为整体铸造或焊接件，拆装和调整需专用工具，现场维护耗时耗力，在线可用率受限。

[0038]针对现有技术中的问题，本申请提供如图1-3所示的一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置及其选矿方法，其中包括一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽装置，包括可调节分流块10，所述可调节分流块10设在导水槽壁上，所述调节分流块包括分流部101和和旋转固定轴102，所述调节分流块通过旋转固定轴102固定在导水槽15壁上，所述调节分流块下侧与调节齿轮11连接，所述调节齿轮11与调节结构12上的转动齿轮121啮合。

[0039]一种基于流态分布的可调节式螺旋溜槽的选矿方法，包括以下步骤：

[0040](1)将待筛矿通入进料斗2中，待筛矿进入螺旋形的进料斗2进行矿物预筛;

[0041](2)待筛矿才进料斗2流入螺旋溜槽柱中进行螺旋筛分，根据矿物比重较轻的矿物筛分至螺旋溜槽片1外沿，较重矿粉集中在螺旋溜槽片1内部;

[0042](3)将待筛矿的给料流量稳定后，根据待筛矿中目标产物比重及含量，调整螺旋溜槽柱上可调节分流块10打开及角度。

[0043]可调节分流块10可根据给料流量、矿物比重及粒度分布实时开合和旋转定位，实现在导水槽壁处对粗、细料的定向预分流，使不同比重颗粒在进入螺旋溜槽片1前即初步分层，从源头上提升了后续螺旋分层的级配精度。

[0044]通过分流部101下侧的调节齿轮11—转动齿轮121的啮合联动，可细调分流块角度与开启度，使槽内湍流与层流区域分布更合理。

[0045]可调节分流块10由旋转固定轴102与导水槽壁一体固定，借助调节结构12的齿轮传动，可在矿石密度或含水率变化时迅速调整，无需更换零部件;其高刚性定位确保了预排料量的波动极小，出矿稳定性和在线产能得到保障。

[0046]该装置与方法通过调节分流块的结构参数，即可在同一机组上处理不同比重、不同粒级的矿石，选矿工艺由单一固定模式转为参数化、多场景适用，大幅扩展了螺旋溜槽在复杂原矿条件下的应用范围。

[0047]分流部101、调节齿轮11与转动齿轮121等部件均采用模块化设计，旋转固定轴102无需复杂工具即可快速锁定或拆卸，现场调试与维护简便，降低了人工劳动强度和现场维护成本。

[0048]作为本发明的一种实施例，所述分流部101包括分流阶级部103和螺旋片104，所述螺旋片104设在分流阶级部103外侧;所述分流阶级部103与导水槽15高度齐平，所述螺旋片104与螺旋溜槽片1上的螺旋槽遛面14齐平。

[0049]分流阶级部103与导水槽15底面高度齐平，螺旋片104与螺旋溜槽片1上的螺旋槽遛面14完全一致，避免任何突起或凹陷，对水流、矿流的干扰最小，保证整个螺旋段的流场连续性和均匀分布，所述分流部101在不使用时与螺旋溜槽片1的螺旋槽遛面14、导水槽15齐平，不调节的可调节分流块10不影响其他段螺旋溜槽筛矿效果，实现了局部在线切换与全线稳定运行的兼容。分流部101在收回或不使用状态下无需额外锁定机构，径直退出作业面，与溜槽表面平齐即可恢复原有筛分路径，现场维护和复位操作极其简便。

[0050]作为本发明的一种实施例，所述调节结构12包括转动齿轮121、传动杆122和传动端123，所述转动齿轮121和传动端123分别设在传动杆122的两端。

[0051]进一步地，所述传动端123为六角柱状。

[0052]转动齿轮121与传动杆122一端啮合，另一端通过六角柱状传动端123与操作工具(如扳手或棘轮)配合，实现了从手动或驱动装置到分流块的直接刚性传动，动力损失小、扭矩传递更稳定。六角柱状传动端123可直接与常见手动扳手或气动套筒快速配合，便于现场调节或自动化连接，减少了调节准备时间，提高了现场响应速度。传动杆122与转动齿轮121、传动端123通过简单螺纹或插接连接，可整体脱卸或分离更换，维护保养时无需拆卸其它功能部件，极大提升了维护效率。

[0053]作为本发明的一种实施例，还包括进料斗2、螺旋溜槽片1、出矿斗3和固定柱4，若干片所述螺旋溜槽片1之间相接组成螺旋溜槽柱，所述可调节分流块10设在螺旋溜槽片1上。所述螺旋溜槽柱包括若干层筛矿层，每层所述筛矿层由5片螺旋溜槽片1组成。所述螺旋溜槽片11包括螺旋槽遛面14、导水槽15和螺旋槽连接部16，所述螺旋槽遛面14和导水槽15相接，所述螺旋槽连接部16包括溜槽连接槽和溜槽连接部，所述螺旋溜槽片1通过溜槽连接槽和溜槽连接部卡扣连接。

[0054]进一步地，所述螺旋溜槽片1下侧设有传动杆122固定块，所述传动杆122通过固定片13固定在传动杆122固定块上。

[0055]多片螺旋溜槽片1通过溜槽连接槽与连接部卡扣式装配，快速拼接成所需层数的螺旋溜槽柱，免除了传统整体铸造或焊接工艺，现场安装、拆卸及换型更为便捷。螺旋溜槽柱由若干层筛矿层叠加组成，每层由五片溜槽片构成，形成多级分离通道，可同时兼顾不同密度、不同粒级矿物的分选，显著增加单位体积处理量。可调节分流块10直接设于螺旋溜槽片1上，并通过下侧传动杆122固定块与传动杆122相连，能在运行中精准调整分流位置和开启度，无需停机拆装，提升了分流精度与工艺柔性。固定柱4与出矿斗3、进料斗2共同构成坚固支撑体系，溜槽片拼接紧密无缝隙，配合传动杆122固定块及传动杆固定件13，确保溜槽在高负荷和高速旋转状态下仍保持良好刚性，减少震动与偏移。进料斗2与各层螺旋溜槽片1的导水槽15和螺旋槽遛面14精准对接，矿浆在各筛矿层中均匀分布，结合可调节分流块10的在线调节能力，保证各层筛选效果一致;进料斗2与各层螺旋溜槽片1的导水槽15和螺旋槽遛面14精准对接，矿浆在各筛矿层中均匀分布，结合可调节分流块10的在线调节能力，保证各层筛选效果一致;螺旋溜槽片1与传动杆固定件13、可调节分流块10等均为标准件化设计，单片更换或层数增减仅需局部拆卸，不影响整体结构，大幅降低了维护成本并便于未来扩容。

[0056]作为本发明的一种实施例，还包括流速传感器，所述流速传感器用于检测螺旋溜槽柱内螺旋溜槽流速的变化规律;所述流速传感器的测量位置对应螺旋溜槽片1断面。

[0057]进一步地，还包括通过雷诺数确定流态分布，其中计算公式如下：

[0058]