一种选煤浮选自动控制加药装置及其自动控制加药方法

技术领域

本发明涉及浮选加药领域，特别是一种选煤浮选自动控制加药装置及其自动控制加药方法。

背景技术

目前，浮选选煤是选煤厂进行精煤选煤的常用手法，通常通过将原煤矿粒加入水后搅拌稀释成煤泥，再分别向内加入相应比例的捕收剂以及起泡剂搅拌一段时间，最终再送入到浮选机内进行充气浮选，通常稀释搅拌过程以及加药搅拌过程均需要单独的时间进行，且为了保证药剂的配比通过加入固定量的煤泥到搅拌装置中再配以相对应量的药剂到搅拌装置中，搅拌结束后，也需要将搅拌混有药剂的煤泥输送完再重复上述加药过程以减小配比误差，这样无法实现连续的加药过程，加药混合输送各环节均需单独进行，影响浮选效率，且原煤矿粒中粗细不一，这导致药剂混合后出现分布布局的现象，且粗细度不同，对于药剂的配比需求也有所不同，混在一起来设计药剂配比，达到的浮选效果不是最佳，因此将粗细煤泥按粒级分级处理后再进行稀释成煤泥，分别进行加药混合，最终再送入浮选机内一同浮选，可提高浮选效果，且可通过对加药装置的设计实现在煤泥输送过程中进行边加药边混合，进而实现持续性的加药过程来提高加药效率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种选煤浮选自动控制加药装置及其自动控制加药方法，通过在输送煤泥的过程中进行多次加药混合，以提高整体浮选效率，再通过混合后在浮选机底部夹带起泡剂喷施空气，来提高浮选效果，整个过程通过加药控制系统对各流量阀的控制来保证配比，最终实现可靠的浮选加药过程。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种选煤浮选自动控制加药装置及其自动控制加药方法，包括捕收剂药罐，所述捕收剂药罐通过若干第一计量阀连通至第一加药管节，所述第一加药管节串接于粗煤泥输送管路中，所述粗煤泥输送管路用于连通粗煤泥稀释装置至浮选机；所述捕收剂药罐通过若干第二计量阀连通至第二加药管节，所述第二加药管节串接于细煤泥输送管路中，所述细煤泥输送管路用于连通细煤泥稀释装置至所述浮选机；还包括起泡剂药罐，所述起泡剂药罐通过若干第三计量阀连通至所述第一加药管节，所述起泡剂药罐通过若干第四计量阀连通至所述第二加药管节，所述起泡剂药罐通过第五计量阀连通至加药喷头，若干所述加药喷头设置于所述浮选机的底部；还包括加药控制系统，所述加药控制系统反馈信号接收于第一流量阀以及第二流量阀，所述加药控制系统控制信号输出于所述第一计量阀、第二计量阀、第三计量阀、第四计量阀以及第五计量阀。

进一步地，所述第一加药管节与所述第二加药管节结构一致，均包括管节本体，所述管节本体的管壁内同轴设置有加药环腔，若干所述加药环腔沿管壁轴向等距间隔排列设置，所述加药环腔外圆面设置有若干用于连通所述捕收剂药罐以及所述起泡剂药罐的管节药罐接口，所述加药环腔在所述管节本体的内壁面上开设有加药口。

进一步地，所述加药口通过内活动套小口径端的锥面管壁抵紧封闭设置，所述内活动管贴合于所述管节本体内壁面沿轴向滑动设置，所述内活动套大口径端设置有卡环，所述卡环沿轴向滑动设置于环槽内，所述卡环通过弹性环片与所述环槽远离于所述加药口的端面弹性连接设置。

进一步地，所述管节本体的出料端沿轴向排列设置若干限流环，所述限流环中心限流孔包括沿环向交替设置的聚流锥面以及直流通槽，相邻所述限流环上的所述聚流锥面与所述直流通槽对应设置。

进一步地，所述加药喷头包括外管以及与其同轴套设的内管，所述外管与所述内管之间构成喷药通道，所述喷药通道一端设置有若干喷头药罐接口，所述内管内轴向设置有阀杆，所述内管与所述阀杆之间构成喷气通道，所述喷气通道的一端设置有气路接口，所述阀杆靠近所述气路接口一端设置气口阀块，所述气口阀块通过弹性件相对所述气路接口抵紧设置，所述气口阀块通过弹性件相对导向套内端面弹性连接，所述导向套相对所述内管内壁同轴固定设置，所述阀杆相对所述导向套内端面导向孔滑动设置，所述阀杆靠近所述喷药通道以及所述喷气通道的喷出口的一端设置有喷口阀块，所述喷口阀块的锥形导面与所述喷药通道以及所述喷气通道的喷出口之间构成锥形喷口。

进一步地，首先通过加药控制系统根据分别从第一流量阀获得的粗煤泥流流量检测反馈信号，分别向连通于第一加药管节的多个计量阀发送相应控制信号，来调节各计量阀对应加药管路内的对应药剂流量，再通过第一加药管节将由多条加药管路添加的对应药剂分段送入到流经第一加药管节的粗煤泥流中。

进一步地，首先通过加药控制系统根据分别从第二流量阀获得的细煤泥流流量检测反馈信号，分别向连通于第二加药管节的多个计量阀发送相应控制信号，来调节各计量阀对应加药管路内的对应药剂流量，再通过第二加药管节将由多条加药管路添加的对应药剂分段送入到流经第二加药管节的细煤泥流中。

进一步地，首先煤泥流由进料端向出料端贯穿流经管节本体内腔，药剂流由管节药罐接口接入到加药环腔内，再通过一端时间内的持续加药，使得加药口的药剂流对锥面管壁施加压力，从而推动内活动套移动使得加药口打开实现加药过程，接着通过控制关闭对应计量阀使得内活动套移动复位关闭加药口来实现停止加药，停止加药一段时间后重复上述加药过程，以此往复实现持续间隔加药，多个内活动套同步动作，且间隔时长保持一致。

进一步地，气浮机底部起泡剂自动控制加药流程：首先通过加药控制系统根据从第一流量阀获得的粗煤泥流流量检测反馈信号，以及从第二流量阀获得的细煤泥流流量检测反馈信号，向第五计量阀发送相应控制信号，来调节底部加药管路内的起泡剂流量；再通过多个加药喷头将由底部加药管路添加的起泡剂与空气一同从浮选机的底部均匀布送到浮选机内的混合煤泥中。

有益效果：本发明的一种选煤浮选自动控制加药装置及其自动控制加药方法，至少包括以下优点：

(1)通过对粗煤泥与细煤泥分别加药，并根据实时监测煤泥流量计算并控制对应煤泥的加药量，保证药剂与煤泥配比，实现更接近于最佳预期的浮选效果。

(2)通过设计加药管节，在煤泥的输送过程中完成对煤泥的加药，解决大型加药搅拌设备的占地问题，可有效提高浮选的效率；通过加药管节的具体结构，可实现分批多次加药，且附带混合效果，实现短距离内高效的加药混合过程，进一步提高效率。

(3)通过设计加药喷头，用于在浮选机底部连通空气喷施小部分起泡剂，使得空气更加易于弥散成气泡，扩散均匀，从而再与混合在煤泥中捕收剂和起泡剂起联合作用，提高浮选效果；通过加药喷头的具体结构，可防止煤泥回流造成堵塞，自带紧急关闭功能，在出现断气或断液的情况下自动关闭，保证各组份的相对配比在误差范围内。

附图说明

附图1为选煤浮选自动控制加药装置的结构图及对应加药控制方法图；

附图2为加药关节的结构剖面图及煤泥药剂流动混合示意图；

附图3为多个限流环叠加的结构透视示意图；

附图4为加药喷头的结构剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1-4所述的一种选煤浮选自动控制加药装置及其自动控制加药方法，包括捕收剂药罐1，所述捕收剂药罐1通过若干第一计量阀2连通至第一加药管节3，所述第一加药管节3串接于粗煤泥输送管路4中，所述粗煤泥输送管路3用于连通粗煤泥稀释装置5至浮选机6；所述捕收剂药罐1通过若干第二计量阀7连通至第二加药管节8，所述第二加药管节8串接于细煤泥输送管路9中，所述细煤泥输送管路9用于连通细煤泥稀释装置10至所述浮选机6；还包括起泡剂药罐11，所述起泡剂药罐11通过若干第三计量阀12连通至所述第一加药管节3，所述起泡剂药罐11通过若干第四计量阀13连通至所述第二加药管节8，所述起泡剂药罐11通过第五计量阀14连通至加药喷头15，若干所述加药喷头15设置于所述浮选机6的底部；还包括加药控制系统16，所述加药控制系统16反馈信号接收于第一流量阀17以及第二流量阀18，所述加药控制系统16控制信号输出于所述第一计量阀2、第二计量阀7、第三计量阀12、第四计量阀13以及第五计量阀14。

粗煤泥药剂自动控制加药流程：首先通过加药控制系统16根据分别从第一流量阀17获得的粗煤泥流流量检测反馈信号，分别向连通于第一加药管节3的多个计量阀发送相应控制信号，来调节各计量阀对应加药管路内的对应药剂流量，再通过第一加药管节3将由多条加药管路添加的对应药剂分段送入到流经第一加药管节3的粗煤泥流中；

粗煤泥捕收剂自动控制加药流程具体步骤如下：

步骤A1，通过加药控制系统16根据从第一流量阀17获得的粗煤泥流流量检测反馈信号，分别向多个第一计量阀2发送相应控制信号，来调节对应加药管路内的捕收剂流量；

步骤A2，通过第一加药管节3将由多条加药管路添加的捕收剂分段送入到流经第一加药管节3的粗煤泥流中。

粗煤泥起泡剂自动控制加药流程具体步骤如下：

步骤B1，通过加药控制系统16根据从第一流量阀17获得的粗煤泥流流量检测反馈信号，分别向多个第三计量阀12发送相应控制信号，来调节对应加药管路内的起泡剂流量；

步骤B2，通过第一加药管节3将由多条加药管路添加的起泡剂分段送入到流经第一加药管节3的粗煤泥流中。

细煤泥药剂自动控制加药流程：首先通过加药控制系统16根据分别从第二流量阀18获得的细煤泥流流量检测反馈信号，分别向连通于第二加药管节8的多个计量阀发送相应控制信号，来调节各计量阀对应加药管路内的对应药剂流量，再通过第二加药管节8将由多条加药管路添加的对应药剂分段送入到流经第二加药管节8的细煤泥流中；

细煤泥捕收剂自动控制加药流程具体步骤如下：

步骤C1，通过加药控制系统16根据从第二流量阀18获得的细煤泥流流量检测反馈信号，分别向多个第二计量阀7发送相应控制信号，来调节对应加药管路内的捕收剂流量；

步骤C2，通过第二加药管节8将由多条加药管路添加的捕收剂分段送入到流经第二加药管节8的细煤泥流中。

细煤泥起泡剂自动控制加药流程具体步骤如下：

步骤D1，通过加药控制系统16根据从第二流量阀18获得的细煤泥流流量检测反馈信号，分别向多个第四计量阀13发送相应控制信号，来调节对应加药管路内的起泡剂流量；

步骤D2，通过第二加药管节8将由多条加药管路添加的起泡剂分段送入到流经第二加药管节8的细煤泥流中。

其中，所述第一加药管节3与所述第二加药管节8结构一致，均包括管节本体19，所述管节本体19的管壁内同轴设置有加药环腔20，若干所述加药环腔20沿管壁轴向等距间隔排列设置，所述加药环腔20外圆面设置有若干用于连通所述捕收剂药罐1以及所述起泡剂药罐11的管节药罐接口21，所述加药环腔20在所述管节本体19的内壁面上开设有加药口；

所述加药口通过内活动套22小口径端的锥面管壁22-1抵紧封闭设置，所述内活动管2贴合于所述管节本体19内壁面沿轴向滑动设置，所述内活动套22大口径端设置有卡环22-2，所述卡环22-2沿轴向滑动设置于环槽23内，所述卡环22-2通过弹性环片22-3与所述环槽23远离于所述加药口的端面弹性连接设置；

所述管节本体19的出料端沿轴向排列设置若干限流环24，所述限流环24中心限流孔包括沿环向交替设置的聚流锥面24-1以及直流通槽24-2，相邻所述限流环24上的所述聚流锥面24-1与所述直流通槽24-2对应设置。

加药管节分段加药方法：

首先，煤泥流由进料端向出料端贯穿流经管节本体19内腔，药剂流由管节药罐接口21接入到加药环腔20内，再通过一端时间内的持续加药，使得加药口的药剂流对锥面管壁22-1施加压力，从而推动内活动套22移动使得加药口打开实现加药过程，接着通过控制关闭对应计量阀使得内活动套22移动复位关闭加药口来实现停止加药，停止加药一段时间后重复上述加药过程，以此往复实现持续间隔加药，间隔时长按单位体积内煤泥流经单个内活动套的时长设置，多个内活动套22同步动作且间隔时长保持一致；

当多个内活动套同步动作时，由于内活动套的移动，在打开对应加药口的同时，锥面管壁的内壁在移动过程中带动靠近内活动套内壁的煤泥流向弹性环片对应内腔内，与此同时，由前一内活动套小口径端端口喷出的煤泥流以及前一加药环腔喷出的药剂，同样流向该内活动套的弹性环片对应内腔内，三股对流在该区域相冲混合，实现一段加药混合，在由加药控制系统控制关闭对应计量阀后，药剂流施加于锥面管壁的压力减弱，在弹性环片复位以及煤泥流的推动下，使得内活动套移动复位，重新堵住加药口，从而短暂结束加药，在此过程中，弹性环片复位将外围与药剂混合的煤泥流向中心煤泥流挤压，混入中心煤泥流中，随中心煤泥流向前推进，待下一次加药时，该部分混合煤泥会在内活动套移动下由小口径端端口喷入下一个内活动套内重复上述的加药混合过程，进而实现将单位体积内煤泥流所要添加的药剂分成多份，随着煤泥流的输送过程分批加入，且每次加入都进行一次混合，在管节的最后，经过多次加药的煤泥穿过多个限流环，聚流锥面可使得对应区域的外围煤流向中部汇聚，完全通过和中部混合煤流再向外围扩散，而直流通槽则使得对应区域的外围煤流直流通过，多个限流环错位叠加，可使得外围煤流交替向内汇聚混合再扩散，保证药剂与煤泥的充分混合；

通过流量阀来检测煤泥流进入加药管节前的流量，通过加药控制系统自动计算出每一次加药的加药量，并通过控制对应计量阀流量来实现对每一次加药加药量的控制，进而在煤泥穿过加药管节后，能够实现预计的煤泥与药剂的比例混合，其中，这阶段的混合包括预计的全部捕收剂与煤泥的混合，以及预计的部分起泡剂与煤泥的混合，剩余的部分起泡剂则通过在气浮机底部与空气一同加入的形式进行加药。

气浮机底部发泡剂自动控制加药流程具体步骤如下：

步骤E1，通过加药控制系统16根据从第一流量阀17获得的粗煤泥流流量检测反馈信号，以及从第二流量阀18获得的细煤泥流流量检测反馈信号，向第五计量阀14发送相应控制信号，来调节底部加药管路内的起泡剂流量；

步骤E2，通过多个加药喷头15将由底部加药管路添加的起泡剂与空气一同从浮选机6的底部均匀布送到浮选机6内的混合煤泥中。

其中，所述加药喷头15包括外管15-1以及与其同轴套设的内管15-2，所述外管15-1与所述内管15-2之间构成喷药通道25，所述喷药通道25一端设置有若干喷头药罐接口25-1，所述内管15-2内轴向设置有阀杆15-3，所述内管15-2与所述阀杆15-3之间构成喷气通道26，所述喷气通道26的一端设置有气路接口26-1，所述阀杆15-3靠近所述气路接口26-1一端设置气口阀块27，所述气口阀块27通过弹性件28相对所述气路接口26-1抵紧设置，所述气口阀块27通过弹性件28相对导向套15-4内端面弹性连接，所述导向套15-4相对所述内管15-2内壁同轴固定设置，所述阀杆15-3相对所述导向套15-4内端面导向孔滑动设置，所述阀杆15-3靠近所述喷药通道25以及所述喷气通道26的喷出口的一端设置有喷口阀块29，所述喷口阀块29的锥形导面与所述喷药通道25以及所述喷气通道26的喷出口之间构成锥形喷口30。

加药喷头喷药方法：

起泡剂由喷头药罐接口接入到喷药通道内，流经整个喷药通道后，在喷出口位置对喷口阀块的锥形导面施加压力，同时空气由气路接口接入，给气口阀块施加压力，两个压力对阀杆的共同作用推动阀杆移动，使得锥形喷口打开，空气则立即接入喷气通道内，最终由锥形喷口携带起泡剂一同喷出，在气浮机底部形成锥形药剂面，同时，有利于起泡剂的快速起效，加快气泡的产生，气泡携带药剂上升与混合于煤泥中的药剂再接触，产生更多的气泡，从而携带精煤上浮，达到更好的浮选效果，且弹性件所提供的抵紧力需通过起泡剂与空气提供的共同压力来抵消才能将阀杆推动，使得锥形喷口打开，当药剂或空气中任意一个发生供应不足时，阀杆都会在弹性件作用下复位，保证药剂与空气的配比，另外药剂施加压力的位置在喷口阀块，空气施加压力的位置在气口阀块，且喷药通道环绕于喷气通道外侧，即喷气通道的阀口位置要低于喷药通道的阀口，当断药时，在阀杆复位的过程中，空气任在持续供应，直至锥形喷口关闭前喷口周围都保持至锥形空气屏障，避免煤泥的回流造成喷口的堵塞，当断气时，同理会形成药剂屏障，避免煤泥回流，同时，气口阀块断绝气路接口与通气通道的连通，通气通道内留有空气，可防止药剂回流至气路内对气管造成污染。

以上描述仅为本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明上述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也同样视为本发明的保护范围。