一种新型搅拌装置.pdf

本发明公开了一种新型搅拌装置，包括搅拌罐，搅拌罐内竖直设置有支撑杆，支撑杆上滑动设置有滑套，滑套上设置有旋转电机，旋转电机连接有叶轮，叶轮呈螺旋线设置在滑套上；搅拌罐的底部为向下凸出的锥面，搅拌罐的底面上设置有若干个与底面同心的环形挡板；搅拌罐的侧壁上均匀设置有若干列出水孔，搅拌罐的底部设置有若干个进水孔，进水孔上设置有过滤网，进水孔和出水孔之间设置有循环水泵。本发明能够改进现有技术的不足，结构简单，实现了搅拌强度的自适应调节，精煤和煤矸石分离度高。

权利要求书
1.  一种新型搅拌装置，其特征在于：包括搅拌罐（1），搅拌罐（1）内竖直设置有支撑杆（2），支撑杆（2）上滑动设置有滑套（3），滑套（3）上设置有旋转电机（4），旋转电机（4）连接有叶轮（5），叶轮（5）呈螺旋线设置在滑套（3）上；搅拌罐（1）的底部为向下凸出的锥面，搅拌罐（1）的底面上设置有若干个与底面同心的环形挡板（6）；搅拌罐（1）的侧壁上均匀设置有若干列出水孔（7），搅拌罐（1）的底部设置有若干个进水孔（8），进水孔（8）上设置有过滤网（16），进水孔（8）和出水孔（7）之间设置有循环水泵（10）。

2.  根据权利要求1所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述支撑杆（2）设置有若干个滑槽（11），所述滑套（3）内侧设置有与滑槽（11）相配合的滑块（12），滑槽（11）和滑块（12）的表面分别设置有第一橡胶阻尼层（13）和第二橡胶阻尼层（17），第一橡胶阻尼层（13）的厚度由底部到顶部逐渐加大，滑块（12）和滑套（3）之间通过弹簧（14）相连。

3.  根据权利要求2所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述第一橡胶阻尼层（13）外表面为平面，平面的斜率k为10。

4.  根据权利要求2所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述第一橡胶阻尼层（13）外表面为弧面，弧面的斜率k满足以下公式，
k=y/200，
其中y为以支撑杆（2）底面为原点，第一橡胶阻尼层（13）处于支撑杆（2）上的纵坐标数值，计量单位是毫米。

5.  根据权利要求2所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述滑块（12）的上下两端分别铰接有清理板（15），清理板（15）与所述滑槽（11）内侧紧密接触。

6.  根据权利要求1所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述环形挡板（6）的高度呈等比数列分布，环形挡板（6）的高度由搅拌罐（1）的中心到外侧逐渐增加。

7.  根据权利要求1所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述叶轮（5）的螺旋方向与水平方向的第一夹角（α）为10°～15°，叶轮（5）沿宽度方向的截面为弧形，弧形顶端至弧形底端的连线与水平面的第二夹角（β）为13°～20°；叶轮（5）宽度方向的水平距离与叶轮（5）顶端到搅拌罐（1）内壁的距离之比为为5:1。

8.  根据权利要求7所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述叶轮（5）顶部设置有倾斜向下的扰流片（9）。

9.  根据权利要求1所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述搅拌罐（1）的底面倾斜角度为25°。

10.  根据权利要求1所述的新型搅拌装置，其特征在于：所述出水孔（7）的内径由上到下逐渐减小；所述进水孔（8）呈圆台形，进水孔（8）的进水端内径小于出水端内径。

说明书一种新型搅拌装置
技术领域
本发明涉及一种洗煤装置用的搅拌设备，尤其是一种新型搅拌装置。
背景技术
在对煤炭进行洗煤精炼前，需要将煤炭与水进行混合搅拌。现有的混合搅拌装置为了控制搅拌强度，通常是使用PLC配合变频器进行变频调速，设备投资大，电路复杂，维护成本高，而且混合后的水煤混合液分离难度也大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型搅拌装置，能够改进现有技术的不足，结构简单，实现了搅拌强度的自适应调节，精煤和煤矸石分离度高。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种新型搅拌装置，包括搅拌罐，搅拌罐内竖直设置有支撑杆，支撑杆上滑动设置有滑套，滑套上设置有旋转电机，旋转电机连接有叶轮，叶轮呈螺旋线设置在滑套上；搅拌罐的底部为向下凸出的锥面，搅拌罐的底面上设置有若干个与底面同心的环形挡板；搅拌罐的侧壁上均匀设置有若干列出水孔，搅拌罐的底部设置有若干个进水孔，进水孔上设置有过滤网，进水孔和出水孔之间设置有循环水泵。
作为优选，所述支撑杆设置有若干个滑槽，所述滑套内侧设置有 与滑槽相配合的滑块，滑槽和滑块的表面分别设置有第一橡胶阻尼层和第二橡胶阻尼层，第一橡胶阻尼层的厚度由底部到顶部逐渐加大，滑块和滑套之间通过弹簧相连。
作为优选，所述第一橡胶阻尼层外表面为平面，平面的斜率k为10。
作为优选，所述第一橡胶阻尼层外表面为弧面，弧面的斜率k满足以下公式，
k=y/200，
其中y为以支撑杆底面为原点，第一橡胶阻尼层处于支撑杆上的纵坐标数值，计量单位是毫米。
作为优选，所述滑块的上下两端分别铰接有清理板，清理板与所述滑槽内侧紧密接触。
作为优选，所述环形挡板的高度呈等比数列分布，环形挡板的高度由搅拌罐的中心到外侧逐渐增加。
作为优选，所述叶轮的螺旋方向与水平方向的第一夹角α为10°～15°，叶轮沿宽度方向的截面为弧形，弧形顶端至弧形底端的连线与水平面的第二夹角β为13°～20°；叶轮宽度方向的水平距离与叶轮顶端到搅拌罐1内壁的距离之比为为5:1。
作为优选，所述搅拌罐的底面倾斜角度为25°。
作为优选，所述叶轮顶部设置有倾斜向下的扰流片。
作为优选，所述进水孔呈圆台形，进水孔的进水端内径小于出水端内径；出水孔的内径由上到下逐渐减小。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明中的叶轮可以根据转速快慢带动滑套在支撑杆上上下移动，当转速增大时，反冲力增大，叶轮带动滑套向上移动，当转速较小时反之。多个环形挡板可以将精煤和煤矸石分层储放，提高分离率。本发明利用流体自身产生的反冲力实现搅拌强度的自适应调整，无需变频调节，节约了设备购置和维护成本。
附图说明
图1是本发明第一优选实施例的示意图。
图2是本发明第一优选实施例中滑套与支撑杆连接的示意图。
图3是本发明第二优选实施例中滑套与支撑杆连接的示意图。
图4是本发明第一优选实施例中第一夹角α的示意图。
图5是本发明第一优选实施例中第二夹角β的示意图。
图中：1、搅拌罐；2、支撑杆；3、滑套；4、旋转电机；5、叶轮；6、环形挡板；7、出水孔；8、进水孔；9、扰流片；10、循环水泵；11、滑槽；12、滑块；13、第一橡胶阻尼层；14、弹簧；15、清理板；16、过滤网；17、第二橡胶阻尼层α、第一夹角；β、第二夹角。
具体实施方式
第一优选实施例
参照图1-2，本发明的第一优选实施例包括搅拌罐1，搅拌罐1内竖直设置有支撑杆2，支撑杆2上滑动设置有滑套3，滑套3上设置有旋转电机4，旋转电机4连接有叶轮5，叶轮5呈螺旋线设置在 滑套3上；搅拌罐1的底部为向下凸出的锥面，搅拌罐1的底面上设置有三个与底面同心的环形挡板6；搅拌罐1的侧壁上均匀设置有十二列出水孔7，搅拌罐1的底部设置有若干个进水孔8，进水孔8上设置有过滤网16，进水孔8和出水孔7之间设置有循环水泵10。
值得注意的是，所述支撑杆2设置有若干个滑槽11，所述滑套3内侧设置有与滑槽11相配合的滑块12，滑槽11和滑块12的表面分别设置有第一橡胶阻尼层13和第二橡胶阻尼层17，第一橡胶阻尼层13的厚度由底部到顶部逐渐加大，滑块12和滑套3之间通过弹簧14相连。
值得注意的是，所述第一橡胶阻尼层13外表面为平面，平面的斜率k为10。
值得注意的是，所述滑块12的上下两端分别铰接有清理板15，清理板15与所述滑槽11内侧紧密接触。
值得注意的是，所述环形挡板6的高度呈等比数列分布，环形挡板6的高度由搅拌罐1的中心到外侧逐渐增加。相邻两个环形挡板6的高度之比为3:1。
值得注意的是，所述叶轮5的螺旋方向与水平方向的第一夹角α为12°，叶轮5沿宽度方向的截面为弧形，弧形顶端至弧形底端的连线与水平面的第二夹角β为14°；叶轮5宽度方向的水平距离与叶轮5顶端到搅拌罐1内壁的距离之比为为5:1。
值得注意的是，所述叶轮5顶部设置有倾斜向下的扰流片9。扰流片9与水平方向的倾斜角度为30°，扰流片9的长度为叶轮横截 面水平距离的20%。
值得注意的是，所述搅拌罐1的底面倾斜角度为25°。
此外，所述出水孔7的内径由上到下逐渐减小；所述进水孔8呈圆台形，进水孔8的进水端内径小于出水端内径。进水孔8的进水端内径与出水端内径之比为1:4。
第二优选实施例
参照图3，本发明的第二优选实施例包括搅拌罐1，搅拌罐1内竖直设置有支撑杆2，支撑杆2上滑动设置有滑套3，滑套3上设置有旋转电机4，旋转电机4连接有叶轮5，叶轮5呈螺旋线设置在滑套3上；搅拌罐1的底部为向下凸出的锥面，搅拌罐1的底面上设置有五个与底面同心的环形挡板6；搅拌罐1的侧壁上均匀设置有八列出水孔7，搅拌罐1的底部设置有若干个进水孔8，进水孔8上设置有过滤网16，进水孔8和出水孔7之间设置有循环水泵10。
值得注意的是，所述支撑杆2设置有若干个滑槽11，所述滑套3内侧设置有与滑槽11相配合的滑块12，滑槽11和滑块12的表面分别设置有第一橡胶阻尼层13和第二橡胶阻尼层17，第一橡胶阻尼层13的厚度由底部到顶部逐渐加大，滑块12和滑套3之间通过弹簧14相连。
值得注意的是，所述第一橡胶阻尼层13外表面为弧面，弧面的斜率k满足以下公式，
k=y/200，
其中y为以支撑杆2底面为原点，第一橡胶阻尼层13处于支撑 杆2上的纵坐标数值，计量单位是毫米。
值得注意的是，所述滑块12的上下两端分别铰接有清理板15，清理板15与所述滑槽11内侧紧密接触。
值得注意的是，所述环形挡板6的高度呈等比数列分布，环形挡板6的高度由搅拌罐1的中心到外侧逐渐增加。相邻两个环形挡板6的高度之比为2:1。
值得注意的是，所述叶轮5的螺旋方向与水平方向的第一夹角α为14°，叶轮5沿宽度方向的截面为弧形，弧形顶端至弧形底端的连线与水平面的第二夹角β为20°；叶轮5宽度方向的水平距离与叶轮5顶端到搅拌罐1内壁的距离之比为为5:1。
值得注意的是，所述叶轮5顶部设置有倾斜向下的扰流片9。扰流片9与水平方向的倾斜角度为35°，扰流片9的长度为叶轮横截面水平距离的25%
值得注意的是，所述搅拌罐1的底面倾斜角度为25°。
此外，所述出水孔7的内径由上到下逐渐减小；所述进水孔8呈圆台形，进水孔8的进水端内径小于出水端内径。进水孔8的进水端内径与出水端内径之比为1:4。
本发明的工作原理是：叶轮5在旋转的过程中，将混合液向下搅动，与此同时叶轮5收到混合液向上的反冲力，混合液中煤粉的重量和颗粒大小不同，对叶轮5产生的阻力也不同，在同样的动力输入下，叶轮5会产生不同的转速，进而产生不同的搅拌强度。当叶轮5转速上升时，反冲力增加，叶轮5被向上推动，在向上推动的过程中，由 于第一橡胶阻尼层13的厚度逐渐增加，叶轮5向上的阻力逐渐增大，当向上的推动力与叶轮5自身重力和摩擦力相平衡时，叶轮5便处于稳定状态。当推动力减小时，叶轮5依靠自身重力下降，在弹簧14的作用下，第一橡胶阻尼层13和第二橡胶阻尼层17产生摩擦力，实现叶轮5的缓速下降。在叶轮5混合的同时，混合液通过出水孔7和进水孔8进行循环，提高煤粉在水中的分散度。分散在水中的精煤和煤矸石由于密度不同，煤矸石逐渐聚积在外侧的环形挡板6下，精煤逐渐聚积在内侧的环形挡板6下，实现了煤矸石和精煤的初步分离，便于后续工序对精煤和煤矸石进行进一步分离。清理板15可以避免混合液中的颗粒附着在滑槽11内阻碍叶轮移动。扰流片9可以收集向外扩散的水流，增强叶轮5向下的推动力，进而提高整个装置的分离率。进水孔8的进水端内径小于出水端内径，可以在底面形成负压吸引力，避免分离出的精煤和煤矸石再次混合。
第一优选实施例用于大颗粒煤粉的搅拌分离，第二优选实施例用于小颗粒煤粉的搅拌分离。第一优选实施例设置有十二列出水孔7，可以提高水流强度，相邻两个环形挡板6的高度之比为3:1，便于分离大颗粒的精煤和煤矸石，第一橡胶阻尼层13外表面斜率不变，使得阻力呈线性增长，配合大颗粒煤粉带来的线性阻力。
第二优选实施例设置有五个与底面同心的环形挡板6、相邻两个环形挡板6的高度之比为2:1，密集的环形挡板6可以增加对细小颗粒的分离效果，第一橡胶阻尼层13外表面为弧面，用来配合小颗粒煤粉阻力随着搅拌强度增加而呈二次指数增加的特点，第一夹角α和 第二夹角β均有所增大，可以增加混合的均匀度，以提高在环形挡板6处的分离精细度。
第一对比实施例
在第一优选实施例的基础上将k改为5。
第二对比实施例
在第一优选实施例的基础上将相邻两个环形挡板6的高度之比改为5:1。
第三对比实施例
在第一优选实施例的基础上将第一夹角α改为7°，将第二夹角β改为10°。
第四对比实施例
在第一优选实施例的基础上将叶轮5宽度方向的水平距离与叶轮5顶端到搅拌罐1内壁的距离之比为为10:1。
第五对比实施例
在第一优选实施例的基础上取消扰流片17。
第六对比实施例
在第一优选实施例的基础上将搅拌罐1的底面设计为水平形。
第七对比实施例
在第二优选实施例的基础上将k设计为k=20。
第八对比实施例
在第二优选实施例的基础上将环形挡板6设计为等高。
第九对比实施例
在第二优选实施例的基础上将第一夹角α改为20°，将第二夹角β改为30°。
第十对比实施例
在第二优选实施例的基础上将叶轮5宽度方向的水平距离与叶轮5顶端到搅拌罐1内壁的距离之比为为1:1。
第十一对比实施例
在第二优选实施例的基础上将进水孔8设计为圆柱形。
第十二对比实施例
在第二优选实施例的基础上将搅拌罐1的底面倾斜角度改为45°。
将第一优选实施例与第一对比实施例～第六对比实施例使用大颗粒的煤粉进行实验对比，结果如下表所示
实验序号初步分离率第一优选实施例70%第一对比实施例46%第二对比实施例51%第三对比实施例39%第四对比实施例50%第五对比实施例61%第六对比实施例30%
将第二优选实施例与第七对比实施例～第十二对比实施例使用小颗粒的煤粉进行实验对比，结果如下表所示
实验序号初步分离率第二优选实施例65%第七对比实施例30%第八对比实施例41%第九对比实施例25%第十对比实施例33%第十一对比实施例45%第十一对比实施例59%
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。