可在线调节分选密度的重介质旋流器

权利要求书： 1.一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：包括：旋流器主体(10)、环形励磁线圈(20)、溢流管(30)、导磁棒(40)和旋流器入料段(50)，所述环形励磁线圈(20)设置在旋流器主体(10)的内部，所述溢流管(30)的下端位于旋流器主体(10)的内部，所述溢流管(30)的上端位于旋流器主体(10)的外部，所述溢流管(30)的中轴线与旋流器主体(10)的中轴线重合，所述导磁棒(40)设置在旋流器主体(10)的内部，所述导磁棒(40)的上端与溢流管(30)的下端相连接，所述旋流器入料段(50)与旋流器主体(10)的内壁相切；

所述旋流器主体(10)包括旋流器柱段(11)、旋流器上锥段(12)、旋流器下锥段(13)和旋流器底流口(14)，所述旋流器柱段(11)的下端与旋流器上锥段(12)的上端固定连接，所述旋流器上锥段(12)的下端与旋流器下锥段(13)的上端固定连接，所述旋流器底流口(14)位于旋流器下锥段(13)的下部，所述旋流器下锥段(13)和旋流器底流口(14)为一体结构，所述环形励磁线圈(20)设置在旋流器柱段(11)内部的顶部，所述旋流器入料段(50)与旋流器柱段(11)的内壁相切，所述环形励磁线圈(20)位于旋流器入料段(50)的上方。

2.按照权利要求1所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器柱段(11)、旋流器上锥段(12)、溢流管(30)和导磁棒(40)均由导磁材料制成，所述旋流器入料段(50)、旋流器下锥段(13)和旋流器底流口(14)均由不导磁材料制成。

3.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述环形励磁线圈(20)的中轴线与旋流器柱段(11)的中轴线相重合，所述环形励磁线圈(20)外侧采用环氧树脂密封且与旋流器柱段(11)的内部相隔开。

4.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述溢流管(30)为圆管状结构，所述溢流管(30)由导磁硅钢制成，所述溢流管(30)的底部与旋流器柱段(11)的底部相平齐。

5.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述导磁棒(40)为实心倒圆台几何结构，所述导磁棒(40)由导磁硅钢制成，所述导磁棒(40)的下端与旋流器上锥段(12)的底部相平齐。

6.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述导磁棒(40)的上端通过三个连接翅片(31)与溢流管(30)的下端相连接，所述三个连接翅片(31)位于溢流管(30)的下端内侧与导磁棒(40)上端外侧之间，所述三个连接翅片(31)均匀布设在导磁棒(40)的上端外侧圆周上，所述三个连接翅片(31)均由导磁硅钢制成，所述溢流管(30)、连接翅片(31)和导磁棒(40)为一体结构。

7.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器柱段(11)为一端开口、一端封闭的圆柱状结构，所述旋流器柱段(11)的下端外侧设置有第一法兰(11?1)，所述旋流器上锥段(12)为两端开口的圆锥状结构，所述旋流器上锥段(12)的上端外侧设置有第二法兰(12?1)，所述旋流器上锥段(12)的下端外侧设置有第三法兰(12?2)，所述旋流器柱段(11)和旋流器上锥段(12)通过第一法兰(11?1)、第二法兰(12?1)和第一螺栓(15)可拆卸连接，所述旋流器下锥段(13)为两端开口的圆锥状结构，所述旋流器下锥段(13)的上端外侧设置有第四法兰(13?1)，所述旋流器上锥段(12)和旋流器下锥段(13)通过第三法兰(12?2)、第四法兰(13?1)和第二螺栓(16)可拆卸连接。

8.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器入料段(50)、旋流器下锥段(13)和旋流器底流口(14)均由非导磁不锈钢制成。

9.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述导磁棒(40)的外侧面与导磁棒(40)的中轴线之间的夹角α，α的角度为2°。

10.按照权利要求2所述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器柱段(11)的内径为100mm，所述旋流器入料段(50)的内径为26mm所述溢流管(30)的内径为32mm，所述旋流器底流口(14)下端的内径为26mm，所述旋流器上锥段(12)和旋流器下锥段(13)内壁与中心轴线的夹角均为10°。

说明书： 一种可在线调节分选密度的重介质旋流器技术领域[0001] 本实用新型属于煤炭分选设备技术领域，具体是涉及一种可在线调节分选密度的重介质旋流器。

背景技术[0002] 在煤炭分选设备领域，重介质旋流器因为其结构简单，单位处理量大，分选效率高，能处理难选煤和极难选煤而获得广泛应用。在重介质旋流器内，其重介质悬浮液多采用

磁铁矿粉与水组成不均匀的两相体系，在自身沉积和离心浓缩作用下，极易造成密度分布

不均匀，重悬浮液稳定性难以控制，使物料在重介质旋流器内按密度梯度分选，降低了分选

精度，出现“溢流跑粗、底流夹细”的实际工业生产问题。为了解决上述问题技术人员设计出

了磁场与旋流器进行复合的重介质旋流器，但现有的磁场与旋流器进行复合的重介质旋流

器均存在结构复杂，磁极和旋流器器壁不易装配，磁场传递效率低，易出现漏磁等。

实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其通过调整励磁电流大小来调整旋流器内的磁场分布和径向磁场力的

大小，从而对重介质旋流器内的磁铁矿粉的运动规律进行磁力调控，实现分离锥面分布规

律的在线调控，提高重介质旋流器的分选精度。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：包括：旋流器主体、环形励磁线圈、溢流管、导磁棒和旋流器入料

段，所述环形励磁线圈设置在旋流器主体的内部，所述溢流管的下端位于旋流器主体的内

部，所述溢流管的上端位于旋流器主体的外部，所述溢流管的中轴线与旋流器主体的中轴

线重合，所述导磁棒设置在旋流器主体的内部，所述导磁棒的上端与溢流管的下端相连接，

所述旋流器入料段与旋流器主体的内壁相切；

[0005] 所述旋流器主体包括旋流器柱段、旋流器上锥段、旋流器下锥段和旋流器底流口，所述旋流器柱段的下端与旋流器上锥段的上端固定连接，所述旋流器上锥段的下端与旋流

器下锥段的上端固定连接，所述旋流器底流口位于旋流器下锥段的下部，所述旋流器下锥

段和旋流器底流口为一体结构，所述环形励磁线圈设置在旋流器柱段内部的顶部，所述旋

流器入料段与旋流器柱段的内壁相切，所述环形励磁线圈位于旋流器入料段的上方。

[0006] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器柱段、旋流器上锥段、溢流管和导磁棒均由导磁材料制成，所述旋流器入料段、旋流器下锥段和旋

流器底流口均由不导磁材料制成。

[0007] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述环形励磁线圈的中轴线与旋流器柱段的中轴线相重合，所述环形励磁线圈外侧采用环氧树脂密封且与

旋流器柱段的内部相隔开。

[0008] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述溢流管为圆管状结构，所述溢流管由导磁硅钢制成，所述溢流管的底部与旋流器柱段的底部相平齐。

[0009] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述导磁棒为实心倒圆台几何结构，所述导磁棒由导磁硅钢制成，所述导磁棒的下端与旋流器上锥段的底

部相平齐。

[0010] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述导磁棒的上端通过三个连接翅片与溢流管的下端相连接，所述三个连接翅片位于溢流管的下端内侧与

导磁棒上端外侧之间，所述三个连接翅片均匀布设在导磁棒的上端外侧圆周上，所述三个

连接翅片均由导磁硅钢制成，所述溢流管、连接翅片和导磁棒为一体结构。

[0011] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器柱段为一端开口、一端封闭的圆柱状结构，所述旋流器柱段的下端外侧设置有第一法兰，所述旋

流器上锥段为两端开口的圆锥状结构，所述旋流器上锥段的上端外侧设置有第二法兰，所

述旋流器上锥段的下端外侧设置有第三法兰所述旋流器柱段和旋流器上锥段通过第一法

兰、第二法兰和第一螺栓可拆卸连接，所述旋流器下锥段为两端开口的圆锥状结构，所述旋

流器下锥段的上端外侧设置有第四法兰，所述旋流器上锥段和旋流器下锥段通过第三法

兰、第四法兰和第二螺栓可拆卸连接。

[0012] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器入料段、旋流器下锥段和旋流器底流口均由非导磁不锈钢制成。

[0013] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述导磁棒的外侧面与导磁棒的中轴线之间的夹角α，α的角度为2°。

[0014] 上述的一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其特征在于：所述旋流器柱段的内径为100mm，所述旋流器入料段的内径为26mm，所述溢流管的内径为32mm，所述旋流器

底流口下端的内径为26mm，所述旋流器上锥段和旋流器下锥段内壁与中心轴线的夹角均为

10°。

[0015] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：[0016] 1、本实用新型通过调整励磁电流大小来调整旋流器内的磁场分布和径向磁场力的大小，从而对重介质旋流器内的磁铁矿粉的运动规律进行磁力调控，实现分离锥面分布

规律的在线调控，提高重介质旋流器的分选精度。

[0017] 2、本实用新型将重介质旋流分离与磁力调控相结合，实现分离锥面的在线调控，降低重介质旋流器的错配率，进行高精度分选，从根本上解决了重介质旋流器“精煤夹矸，

矸石带煤”的先天不足。

[0018] 3、本实用新型通过在旋流器内形成径向磁场力，来平衡重介质所受的径向离心力，对磁铁矿粉的运动进行磁力调控，形成实际分选密度在线调控的重介质系统，提高重介

质旋流器的分选精度。

[0019] 4、本实用新型在重介质旋流器内，控制分离锥面的分布形态，达到实际分选密度在线调节，被选煤炭精准分层，并在离心力的作用下快速分离，降低了重介质旋流器的错配

率；具有分选精度高，分选下限低，处理量大，抗结构化能力强的特点。

[0020] 5、本实用新型与传统重介质旋流器相比，加长的旋流器柱段以及扩大并规定的磁场区域，延长了被选煤炭高精度分选的工作时间。

[0021] 6、本实用新型的外磁极与重介质旋流的外壁合二为一，磁场传递效率更高，结构简单，可靠性高，易于维护；溢流管、导磁棒、连接翅片和旋流器柱段为一体化设计，相比于

分体装配，从根本上消除产生漏磁的结构性弱点。

[0022] 7、本实用新型具有成本低，收益高，易于调节和控制的优点。[0023] 下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。附图说明[0024] 图1为本实用新型的剖视图。[0025] 图2为图1的A?A剖视图。[0026] 图3为图1的B?B剖视图。[0027] 图4为图1的C?C剖视图。[0028] 图5为图1的D?D剖视图。[0029] 图6为本实用新型导磁棒的剖视图。[0030] 附图标记说明:[0031] 10—旋流器主体；11—旋流器柱段；11?1—第一法兰；[0032] 12—旋流器上锥段；12?1—第二法兰；12?2—第三法兰；[0033] 13—旋流器下锥段；13?1—第四法兰；14—旋流器底流口；[0034] 15—第一螺栓；16—第二螺栓；20—环形励磁线圈；[0035] 30—溢流管；31—连接翅片； 40—导磁棒；[0036] 50—旋流器入料段。具体实施方式[0037] 如图1所示，本实施例公开了一种可在线调节分选密度的重介质旋流器，其包括：旋流器主体10、环形励磁线圈20、溢流管30、导磁棒40和旋流器入料段50，所述环形励磁线

圈20设置在旋流器主体10的内部，所述溢流管30的下端位于旋流器主体10的内部，所述溢

流管30的上端位于旋流器主体10的外部，所述溢流管30的中轴线与旋流器主体10的中轴线

重合，所述导磁棒40设置在旋流器主体10的内部，所述导磁棒40的上端与溢流管30的下端

相连接，所述旋流器入料段50与旋流器主体10的内壁相切；

[0038] 所述旋流器主体10包括旋流器柱段11、旋流器上锥段12、旋流器下锥段13和旋流器底流口14，所述旋流器柱段11的下端与旋流器上锥段12的上端固定连接，所述旋流器上

锥段12的下端与旋流器下锥段13的上端固定连接，所述旋流器底流口14位于旋流器下锥段

13的下部，所述旋流器下锥段13和旋流器底流口14为一体结构，所述环形励磁线圈20设置

在旋流器柱段11内部的顶部，所述旋流器入料段50与旋流器柱段11的内壁相切，所述环形

励磁线圈20位于旋流器入料段50的上方。

[0039] 在本实施例中，通过环形励磁线圈20对旋流器主体10的磁化，旋流器主体10内在产生一个与离心力方向相反的径向磁场力，可以在一定程度上抵消重介质悬浮液所受的离

心浓缩作用，从而达到在线控制分离锥面分布规律和提高分选精度的目的。具体的，本实施

例中的溢流管30、导磁棒40作为内磁极与旋流器柱段11、旋流器上锥段12共同构成圆周式

马鞍形电磁铁磁极，并与励磁线圈共同组成磁控式电磁铁，将重介质旋流器与圆周式马鞍

形电磁铁合为一体。当给环形励磁线圈20通电时，重介质旋流器内就会产生磁场，径向磁场

强度随旋流器半径的增大而减小，旋流器轴心处磁场强度最大。因此，重悬浮液在旋流器内

的径向上，还受到指向轴心的磁场力，以此来平衡离心力所产生的浓缩作用，在一定程度

上，控制分离锥面的分布规律和重介质旋流器的分选精度。同时为两段三产品重介质旋流

器二段分选密度调节困难的技术问题提供了理论基础和依据。所述分离锥面是由于重悬浮

液的非均相性与其自身沉积和受离心浓缩的共同作用下，使重介质悬浮液在重介质旋流器

内形成按密度梯度分布，并使物料按密度进行分层和分离的界面，这个面就是“分离锥面学

说”中的分离锥面。

[0040] 本实施例中，所述旋流器柱段11、旋流器上锥段12、溢流管30、连接翅片31和导磁棒40均由导磁材料制成，所述旋流器入料段50、旋流器下锥段13和旋流器底流口14均由不

导磁材料制成。

[0041] 本实施例中，所述环形励磁线圈20的中轴线与旋流器柱段11的中轴线相重合，所述环形励磁线圈20外侧采用环氧树脂密封且与旋流器柱段11的内部相隔开。其中所述环

形励磁线圈20直径为1mm的圆形铜质漆包线材料绕制而成。

[0042] 如图1所示，所述溢流管30为圆管状结构，所述溢流管30的内径为32mm，所述溢流管30由导磁硅钢制成，所述溢流管30的底部与旋流器柱段11的底部相平齐。

[0043] 如图1和图6所示，所述导磁棒40为实心倒圆台几何结构，其上端直径为10mm，下端直径为4mm，外侧面与导磁棒40的中轴线之间的夹角为2°，导磁棒40的下端与旋流器上锥段

12的底部相平齐。

[0044] 本实施例中，导磁棒40采用倒圆台的导磁棒形状设计，更符合旋流器内部沿轴向自上而下逐渐增强的浓缩作用，能够更高效地调控重介质悬浮液的运动规律。相比于单纯

的圆柱体导磁棒设计，其会产生与变化的浓缩作用相适应的变化的磁场力，从而更好地平

衡浓缩作用，控制分离锥面的运动规律，进而实现分选密度的在线调控。

[0045] 如图1和图4所示，所述导磁棒40的上端通过三个连接翅片31与溢流管30的下端相连接，所述三个连接翅片31位于溢流管30的下端内侧与导磁棒40上端外侧之间，所述三个

连接翅片31均匀布设在导磁棒40的上端外侧圆周上，所述三个连接翅片31均由导磁硅钢

制成，所述溢流管30、连接翅片31和导磁棒40为一体结构。

[0046] 本实施例中，溢流管30与导磁棒40的连接方式上，采用三片连接翅片31相连且一体化设计，与现有发明相比降低了翅片对物料从溢流段排出的干扰；

[0047] 所述旋流器柱段11、旋流器上锥段12、溢流管30和导磁棒40均由导磁硅钢制成，[0048] 在本实施例中，旋流器柱段11、旋流器上锥段12、溢流管30和导磁棒40的设计，将外磁极与重介质旋流的外壁合二为一，磁场传递效率更高，结构简单，可靠性高，易于维护；

相比于分体装配，从根本上消除产生漏磁的结构性弱点。同时，使内磁极与溢流管合二为

一，优化了现有发明中嵌套式内磁极占用水力旋流器物料运动空间的不足。在重介质旋流

器中构成闭合磁路并扩大了磁场范围，改良了单纯使用的开放磁系，其有效磁场范围小和

对物料分选产生干扰的不足。

[0049] 如图1和图4所示，所述旋流器柱段11为一端开口、一端封闭的圆柱状结构，所述旋流器柱段11的下端外侧设置有第一法兰11?1，所述旋流器上锥段12为两端开口的圆锥状结

构，所述旋流器上锥段12的上端外侧设置有第二法兰12?1，所述旋流器上锥段12的下端外

侧设置有第三法兰12?2所述旋流器柱段11和旋流器上锥段12通过第一法兰11?1、第二法兰

12?1和第一螺栓15可拆卸连接，所述旋流器下锥段13为两端开口的圆锥状结构，所述旋流

器下锥段13的上端外侧设置有第四法兰13?1，所述旋流器上锥段12和旋流器下锥段13通过

第三法兰12?2、第四法兰13?1和第二螺栓16可拆卸连接。

[0050] 本实施例中，所述旋流器入料段50、旋流器下锥段13和旋流器底流口14均由非导磁不锈钢制成。

[0051] 如图1至图5所示，所述旋流器柱段11的内径为100mm，所述旋流器入料段50的内径为26mm，所述旋流器底流口14下端的内径为26mm，所述旋流器上锥段12和旋流器下锥段13

内壁与中心轴线的夹角均为10°

[0052] 本实用新型的工作原理为：被选煤炭与重悬浮液混合均匀后，在一定压力下沿切线方向由旋流器入料段50给入，矿浆在重介质旋流器内形成离心场。此时给环形励磁线圈

20通电时，旋流器柱段11、旋流器上锥段12、溢流管30和导磁棒40均被环形励磁线圈20的

磁场所磁化，由于外磁极面积远大于内磁极，因此圆周式马鞍形电磁铁(旋流器柱段11、旋

流器上锥段12、溢流管30、导磁棒40、连接翅片3、环形励磁线圈20)在重介质旋流器内就会

产生径向磁场，径向磁场强度随旋流器半径的增大而减小，旋流器轴心处磁场强度最大。因

此重悬浮液在旋流器内，除了受到径向向外的离心力，还受到指向轴心的磁场力，以此来平

衡离心力所产生的浓缩作用，通过调节电流大小来控制重介质分离锥面的分布规律。导磁

结构(旋流器柱段11、旋流器上锥段12、溢流管30、导磁棒40、连接翅片31)与非导磁(旋流器

入料段50、旋流器下锥段13和旋流器底流口14)的利用，在重介质旋流器的柱段、上锥段内

形成闭合磁路，且限定了磁场范围，最终在离心力场和磁场的综合作用下，使重介质旋流器

内分离锥面相对位置发生改变，可实时调控实际分选密度，非磁性待分选物料以实时分选

密度为标准精准分层。

[0053] 并在离心力的作用下快速分离，即：越过分离锥面向上的低密度物料以内螺旋形式在空气柱的作用下，沿轴向向溢流管30运动，经过导磁棒40从溢流管30排出。越过分离

锥面向下的高密度物料以外螺旋形式在离心力的作用下，沿重介质旋流器器壁向旋流器下

锥段13、旋流器底流口14运动并排出。从而在磁力调控系统的辅助下完成被选煤炭在重介

质旋流器中以实时分选密度为标准的高精度在线分选。同时，导磁棒40的倒圆台结构设计，

更符合重介质旋流器内部的浓缩作用，即沿轴向自上而下逐渐增强的变化趋势。

[0054] 本实用新型在重介质旋流器内，形成可在线调控的密度场，非磁性被选煤炭精准分层，并在离心力的作用下快速分离；具有分选精度高，分选下限低，处理量大，抗结构化能

力强等特点，从根本上解决了目前重介质旋流器“精煤夹矸，矸石带煤”的技术问题，同时为

两段三产品重介质旋流器二段分选密度调节困难的技术问题提供了理论基础和依据。

[0055] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍

属于本实用新型技术方案的保护范围内。