專利名稱：永磁輥式磁選分離裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及了一種用于非金屬行業(yè)固體廢棄物除鐵提純以及弱磁性礦物、細
顆粒物料干法分選的永磁輥式磁選分離裝置。
背景技術：
近幾年，我國的非金屬礦行業(yè)發(fā)展非常迅速，由此帶來的固體廢棄物堆積、污染以 及資源浪費問題顯得尤為突出，特別是鐵雜質是其最主要同時也是最有害的雜質成份。當 前，應用于處理固體廢棄物現(xiàn)有的干式分選裝置主要為輥式磁選機，從以往的單輥處理發(fā) 展到現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)定型的兩輥平行布置， 一臺輥式磁選機只能完成一次選別作業(yè)，如進行 兩次選別，則需要兩臺磁選機串聯(lián)，工藝繁瑣且浪費空間。且一般的輥式磁選機只是起到預 拋選和精礦的富集，并且只能處理5mm以上的物料，對于細粒度級的物料的分選存在困難。 JK-506550型電磁輥式磁選機(簡稱除鐵器)，它的工作原理是被皮帶輸送機輸 送的散狀物料，通過安裝在尾部支架上的磁選機(即旋轉的直流磁鐵)時，物料中的鐵磁雜 物被吸，由棄鐵膠帶將鐵磁雜物拽至電動滾筒卸下，達到自動除鐵的目的。在實際運行中， 由于皮帶輸送機上的散狀物料堆放不均勻，散狀物設計厚度應在50-100mm。當鐵磁雜物體 積較大且恰好處于散狀物較高部分時，物料厚度將> lOOmm，超過設計范圍，大塊鐵不能被 吸進磁場，而磁選機上的整流控制器只能將電流調整到4. 5A(調整范圍0-10A)，當電流調 整到4. 5A以上時，可控硅(3CI7， 0-1000)被擊穿，快速熔斷器被熔斷，由于電流不能調整到 所需要的激磁功率，大塊鐵跟隨物料進入爐膛，使鏈條爐排經(jīng)常發(fā)生故障。 卡普柯等人研制成功的感應輥磁選機是屬二代干式磁選機，其分選方式有了改 進，可分為偏移式和提升式兩種類型。但它們對物料的分選精度差，且只能用來處理粒度較 粗且磁性較強的的物料，不能滿足實驗型設備且推廣應用的要求。 德國發(fā)明的經(jīng)改進且用于感應輥強磁選機上的鐵軛磁體可以滿足弱磁性物料的 分選要求，其選礦原理是三段感應輥對被分選物料進行強磁選別，分選精度高，但回收率 不高，且大多數(shù)磁選機專用于處理產(chǎn)量很大的菱鏡礦和赤鐵礦，特別是中歐的巨粒褐鐵礦， 仍對細粒物料存在分選弊端。 對其弱磁性礦物例如錳礦、赤鐵礦的磁分選中，多采用電磁感應輥式強磁選機，電 磁磁選機存在耗電高、易堵塞、成本高等問題；因此尋求一種適合非金屬礦固體廢棄物除鐵 去雜且成本低、分選精度高、處理量大、不易堵塞的干式永磁磁選設備已迫在眉睫。 Arvidson B. R.設計的稀土永磁磁選機的主要特點是磁輥由大量很薄的軟鐵盤和 釤鈷(或釹鐵硼交錯選加在一起作為附加磁極，材料尺寸很小且磁化強度很高，致使開梯 度磁選機的磁場梯度特別大，適宜工業(yè)礦物的精選，裝配上按照標準尺寸組裝，節(jié)省空間。 但是這種磁選機只適用用于一些粒度較均勻的弱磁性物料，在給礦粒度較細時，會出現(xiàn)粉 塵現(xiàn)象，所以不宜開展大批量細粒度級實驗。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術中所存在的不足之處而研制一種能夠進行多次選別、具有全封閉防塵裝置及配套系統(tǒng)且滿足細顆粒物料分選要求的可控、全自動化、有推廣價值的實驗型干式永磁輥式磁選分離裝置。[0009] 本實用新型的目的可通過以下技術措施來實現(xiàn) 本實用新型的永磁輥式磁選分離裝置包括機架、由下至上采用階梯式錯位排列的方式依次安裝在機架上的若干層水平設置的由傳動裝置驅動的皮帶輸送機、以及設置在皮帶輸送機進料端上方的給料機構、安裝在皮帶輸送機出料端下方的接料斗；其中位于進料端的每層皮帶輸送機的驅動輥(主動輥)均為磁輥結構。整個裝置采用PID控制柜控制，PID(比例-積分-微分)控制柜是工程應用最為廣泛的調節(jié)器，其控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構、輸入輸出接口 ；PID控制器參數(shù)的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現(xiàn)的；內(nèi)設多組同等規(guī)格的變頻調速器、傳感器、開關控制系統(tǒng)。主要技術參數(shù)控頻范圍O. 00 300Hz ;速度控制精度±5%最高速度；控制電壓220v ;可
控功率0. 75 75KW。所設PID控制柜可方便、快捷的調節(jié)整機全部操作系統(tǒng)，使分選過程均可按照設定程序連續(xù)運行，實現(xiàn)參數(shù)的自動調整。 本實用新型的裝置封裝在設置有透明檢修窗的密封罩內(nèi)；本實用新型所述透明檢修窗框為法蘭式連接固定，并同封閉裝置之間設有密封條，可以防止空氣的進入和粉塵的外出擴散，且同時方便實驗現(xiàn)象的觀察以及設備運行情況的檢修。 本實用新型中所述的驅動輥包括由動力源驅動的傳動芯軸、環(huán)繞傳動芯軸圓周設置的由若干塊采用高性能NdFeB材料制作而成的相同規(guī)格尺寸的梯形截面永磁磁鋼構建成的永磁磁系、封裝在永磁磁系外圓面上的采用導磁材料制作而成的滾筒；且每塊梯形永磁磁鋼沿徑向長度不超過滾筒邊緣。 本實用新型中所述的驅動輥可采用下述方式來實現(xiàn)即本實用新型中所述的傳動芯軸、永磁磁系和滾筒之間以靜配合的結合方式固接在一起。這一結構可使得永磁磁系在傳動芯軸的帶動下與滾筒一起轉動，磁場方向交替變化，磁翻轉現(xiàn)象明顯，并使得磁性物料中夾雜的非磁性物料被有效除去，提升了分選物料的品位。同時，上下相鄰驅動輥與驅動輥的永磁磁系產(chǎn)生的"位錯"滿足磁場區(qū)域磁力線互不干擾，能有效抑制永磁磁系背景場強的減少。 本實用新型中所述的驅動輥還可采用下述方式來實現(xiàn)即本實用新型中所述的永磁磁系以與傳動芯軸和滾筒之間呈動配合的方式結合在一起，所述滾筒通過設置在其兩端的環(huán)形端蓋與傳動芯軸相固接。該結構可在驅動輥轉動時保持永磁磁系的相對靜止不動，從而實現(xiàn)對磁性物料最大程度的充分吸附，提高回收率。 為防止皮帶載料運行時發(fā)生下凹、皮帶跑偏問題，本實用新型在每層皮帶輸送機的上下層輸送帶間并列設置有多根橫向水平托輥。 本實用新型中所述的給料機構包括承接物料下料斗、給料斗、定量給料器、物料密封罩構成；所述給料斗下端通過過盈配合緊固安裝在定量給料器的上方，定量給料器下端以過盈配合的方式安裝在物料密封罩上，物料密封罩下端與承接物料下料斗緊密相連，所有連接形式均為螺釘連接，便于拆卸、更換相應器件；通過定量給料器的調節(jié)，可方便、高效的控制被分選物料的流量處于階段性恒定值，并經(jīng)由物料密封罩時，在不受外界因素干擾
4的情況下，依靠自身重力穩(wěn)定顆粒流速處于區(qū)間內(nèi)變化，從而實現(xiàn)在承接物料下料斗落下 的物料顆粒均勻、有序的平攤于傳動皮帶表面，進入分選區(qū)域，滿足充分選分的必要性。同 時，本實用新型的給料系統(tǒng)可在機架上實現(xiàn)自由滑動，通過物料密封罩與機架上設置的縱 向滑槽實現(xiàn)前后移動機理，并可帶動與之相連的定量給料器和給料斗，從而保證了一機前 后多處給料的方式的實現(xiàn)。 本實用新型所述傳動裝置由電機、減速機組成，所述減速機的輸出軸通過聯(lián)軸器
與通過軸承座安裝在機架上的驅動輥的傳動芯軸相結合；且每層皮帶輸送機的驅動輥由一
套獨立的傳動裝置驅動。 本實用新型的有益效果如下 (1)本實用新型采用多塊高性能NdFeB永磁磁鋼沿傳動芯軸圓周方向排列，通過 擠壓聚磁技術構建永磁磁系，實現(xiàn)多級輥連續(xù)干法分選，且每級磁輥之間形成適當?shù)?位 錯"分布并具有不同的背景場強，其場強范圍^ 0. 5T，對分選物料的磁性物既可通過吸出方 式也可通過吸住方式使其與非磁性物分離，這樣不僅增加了設備的靈活性，同時還提高了 回收率，減少了物料的浪費。 (2)給料系統(tǒng)裝置能在水平方向上移動并設置多個給料口，可根據(jù)不同分選物料 的磁性質差異選擇相應的磁輥，和多級輥的設計相得益彰，實現(xiàn)了分選領域的多層次性。同 時，在定量給料器控制物料流量的情況下，使物料均勻、平穩(wěn)的進入分選區(qū)域得到充分分 選，保證了實驗型輥式磁選機分選精度的大大提高。
(3)各磁輥由獨立減速機拖動、獨立變頻調速，調整范圍寬，特別是更換輸送帶無
須拆卸任何主傳動部件，故障率低，維修方便，可最大限度滿足試驗研究要求。
(4)實驗型輥式磁選機一改以往輥式磁選機分選細顆粒物料的粉塵污染現(xiàn)象，采
用全密封結構設計，進排料均不會出現(xiàn)粉塵飛揚，拓寬分選下限至小于5mm顆粒強、弱磁性
物料的磁選分離，可獲得較高的磁性精礦品位。 (5)透明檢修窗及機內(nèi)的照明燈可方便觀測機器的工作狀況及物料的分選情況， 達到了實驗型設備的要求，具有可推廣的價值。

圖1為本實用新型的結構原理圖。 圖2-1為本實用新型中的單級(層)皮帶輸送機傳動裝置布置圖。 圖2-2為圖2-1A-A剖視圖(簡易視圖)。 圖3-1為單元永磁磁系的結構原理圖。 圖3-2為傳動芯軸、永磁磁系和滾筒之間以靜配合的結合方式固接的結構圖。。 圖3-3為永磁磁系以與傳動芯軸和滾筒之間呈動配合的方式相結合的結構圖。 圖4為給料裝置在移動至第II輥時的示意圖。 圖5為物料分選流程示意圖。 圖中序號1、機架；2、密封罩；3、承接物料下料斗I ;4、給料斗；5、定量給料器；6、 物料密封罩；7、緊固螺釘；8、透明檢修窗；9、驅動輥(主動輥)；10、從動輥；11、上下層輸送 帶；12、接料斗；13、抽屜式料倉；14、減速機；15、軸承座；16、傳動芯軸；17、滾筒；18、托輥； 19、從動輥軸承座；20、永磁磁鋼；21、軸承；22、對開法蘭；23、鍵；24、承接物料下料斗II ;25、磁輥位錯；26、非磁性物；27、磁性物。
具體實施方式
本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步描述 如圖1所示，本實用新型的永磁輥式磁選分離裝置包括機架1、由下至上采用階梯式錯位排列的方式依次安裝在機架上的若干層水平設置的由傳動裝置驅動的皮帶輸送機、以及設置在皮帶輸送機進料端上方的給料機構、安裝在皮帶輸送機出料端下方的接料斗12、位于接料斗12的出料口正下方的抽屜式料倉13 ;其中位于進料端的每層皮帶輸送機的驅動輥9 (主動輥)均為磁輥結構。整個裝置采用PID控制柜控制，PID (比例-積分-微分)控制柜是工程應用最為廣泛的調節(jié)器，其控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構、輸入輸出接口。 PID控制器參數(shù)的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現(xiàn)的。內(nèi)設同類型號的多組變頻調速器、傳感器、開關控制系統(tǒng)。主要技術參數(shù)控頻范圍0. 00 300Hz ;速度控制精度±5%最高速度；控制電壓220v ;可控功率0. 75 75KW。所設PID控制柜可方便、快捷的調節(jié)整機全部操作系統(tǒng)，使分選過程均可按照設定程序連續(xù)運行，實現(xiàn)參數(shù)的自動調整。 本實用新型的裝置封裝在設置有透明檢修窗8的密封罩2內(nèi)；本實用新型所述透明檢修窗框為法蘭式連接固定，并同封閉裝置之間設有密封條，可以防止空氣的進入和粉塵的外出擴散，且同時方便實驗現(xiàn)象的觀察以及設備運行情況的檢修。[0036] 本實用新型中所述的給料機構包括承接物料下料斗3、給料斗4、定量給料器5、物料密封罩6構成；所述給料斗4下端通過過盈配合緊固安裝在定量給料器5的上方，定量給料器5下端以過盈配合的方式安裝在物料密封罩6上，物料密封罩6下端與承接物料下料斗3緊密相連，所有連接形式均為螺釘連接，便于拆卸、更換相應器件；通過定量給料器5的調節(jié)，可方便、高效的控制被分選物料的流量處于階段性恒定值，并經(jīng)由物料密封罩6時，在不受外界因素干擾的情況下，依靠自身重力穩(wěn)定顆粒流速處于區(qū)間內(nèi)變化，從而實現(xiàn)在承接物料下料斗3落下的物料顆粒均勻、有序的平攤于傳動皮帶11表面，進入分選區(qū)域，滿足充分選分的必要性。同時，本實用新型的給料系統(tǒng)可在機架1上實現(xiàn)自由滑動，通過物料密封罩6與機架上設置的縱向滑槽實現(xiàn)前后移動機理，并可帶動與之相連的定量給料器5和給料斗4，從而保證了一機前后多處給料的方式的實現(xiàn)。如圖3所示，當給料系統(tǒng)移至驅動輥(磁輥)II位置時，此時的承接物料下料斗3要拆卸更換為承接物料下料斗24，此時的物料顆粒直接從第II磁輥所連接的傳動皮帶表面11進行預分選，具有根據(jù)物料性質的靈活變動性，在某種程度上大大減少了物料的浪費以及能源的損耗。 如圖2-1， 2-2所示，本實用新型所述傳動裝置由電機、減速機14組成，所述減速機的輸出軸通過聯(lián)軸器與通過軸承座15安裝在機架1上的驅動輥的傳動芯軸16相結合；且每層皮帶輸送機的驅動輥9由一套獨立的傳動裝置驅動，即各驅動輥(磁輥)9由獨立減速機拖動、獨立變頻調速，更換輸送帶無須拆卸任何主傳動部件，故障率低，維修方便；為防止皮帶載料運行時發(fā)生下凹、皮帶跑偏問題，本實用新型在每層皮帶輸送機的上下層輸送帶11間并列設置有多根橫向水平托輥18。 如圖3-1所示，本實用新型中所述的驅動輥包括由動力源驅動的傳動芯軸16、環(huán)繞傳動芯軸圓周設置的由若干塊采用高性能NdFeB材料制作而成的相同規(guī)格尺寸的梯形截面永磁磁鋼20構建成的永磁磁系、封裝在永磁磁系外圓面上的采用導磁材料制作而成
的滾筒17 ;且每塊梯形永磁磁鋼20沿徑向長度不超過滾筒邊緣；所述永磁磁鋼20通過環(huán)
形擠壓、相鄰永磁磁鋼相反充磁組裝構建的，擠壓聚磁技術使得每組磁系表面背景場強都
> 0. 55T。 如圖3-2所示，本實用新型中所述的驅動輥可采用下述方式來實現(xiàn)即本實用新型中所述的傳動芯軸16、永磁磁鋼20構建成的永磁磁系和滾筒17之間以靜配合的結合方式固接在一起。這一結構可使得永磁磁系在傳動芯軸的帶動下與滾筒一起轉動，磁場方向交替變化，磁翻轉現(xiàn)象明顯，并使得磁性物料中夾雜的非磁性物料被有效除去，提升了分選物料的品位。同時，上下相鄰驅動輥與驅動輥的永磁磁系產(chǎn)生的"位錯"滿足磁場區(qū)域磁力線互不干擾，能有效抑制永磁磁系背景場強的減少。 如圖3-3所示，本實用新型中所述的驅動輥還可采用下述方式來實現(xiàn)即本實用新型中所述的永磁磁鋼20構建成的永磁磁系以與傳動芯軸和滾筒之間呈動配合的方式結合在一起，所述滾筒通過設置在其兩端的環(huán)形端蓋(通過對開法蘭22和鍵23)與傳動芯軸相固接，隨傳動芯軸16 —起轉動；更具體講，永磁磁系通過軸承與傳動芯軸相結合，與滾筒間呈間隙配合。該結構可在驅動輥轉動時保持永磁磁系的相對靜止不動，物料中的磁性顆粒通過內(nèi)置靜止的磁系產(chǎn)生的高背景場強吸附于順時針轉動的傳動皮帶11表面，從而實現(xiàn)對磁性物料最大程度的充分吸附，提高回收率。 圖3-2、3-3所示兩中布置方式都是使主動輥吸附磁性顆粒于傳動皮帶11表面，并
由皮帶帶到下一選別磁場區(qū)域，磁性顆粒繼續(xù)被吸附，而非磁性顆粒隨著皮帶的轉動帶至
從動輥10，由于重力和離心力作用進入非磁性物料斗。吸附過程中，由于垂直高度限制，磁
翻轉現(xiàn)象明顯，有利于磁性顆粒的充分分選。 本實用新型具體操作步驟如下所述 (1)打開PID控制柜電源，檢查開機狀態(tài)是否正常。 (2)如圖4、5所示，將被分選物料由給料斗4給入，經(jīng)可控型定量給料器5均勻、平穩(wěn)的控制物料流速及物料流量，在物料密封罩6中以自重運動經(jīng)承接物料下料斗3落至第一級傳動皮帶11表面，開始磁性物物料和非磁性物料的預分選。 (3)通過電機啟動，并由減速器14調節(jié)控制一級主動輥以某一恒定速度順時針方
向轉動，在主動輥上設置的永磁磁系產(chǎn)生的磁場區(qū)域，對給入傳動皮帶表面的、水平運動方
向的物料產(chǎn)生磁場力，使分選區(qū)域的磁性物料27和非磁性物料26進行分離。 (4)磁性物料27被二級磁輥吸附在二級皮帶上表面進行二次分選，非磁性物料26
靠自身重力和離心力離開皮帶脫落至排料斗12并最終在抽屜式料倉13中聚集為精礦；依
據(jù)分選物料情況，調控二級磁輥以合適、穩(wěn)恒速度順時針轉動，在二級磁輥表面依一級磁輥
分選原理進行連續(xù)分選。 (5)依次調節(jié)磁輥轉速，控制分選速度，使物料充分選分，直到五級強磁輥分選物
料結束時，得到最終的精礦；對各個排料斗中所得的磁性物料和非磁性物料進行稱量，計算
其回收率和品位，衡量磁選機分選性能，一次選別流程結束，關閉控制柜電源。 (6)根據(jù)物料磁性差異，所需磁輥數(shù)量為4時，如圖3所示，將給料口移至第二級磁
輥上端，并將承接物料下料斗3要拆卸更換為承接物料下料斗22，其分選流程如上(1) 、 (2)
(3)、 (4)、 (5)步驟。
權利要求一種永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于該裝置包括機架(1)、由下至上采用階梯式錯位排列的方式依次安裝在機架(1)上的若干層水平設置的由傳動裝置驅動的皮帶輸送機、以及設置在皮帶輸送機進料端上方的給料機構、安裝在皮帶輸送機出料端下方的接料斗(12)；其中位于進料端的每層皮帶輸送機的驅動輥(9)均為磁輥結構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于所述裝置封裝在設置有透明檢修窗的密封罩內(nèi)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于所述的驅動輥(9)包括由動力源驅動的傳動芯軸(16)、環(huán)繞傳動芯軸圓周設置的由若干塊采用高性能NdFeB材料制作而成的相同規(guī)格尺寸的梯形截面永磁磁鋼(20)構建成的永磁磁系、封裝在永磁磁系外圓面上的采用導磁材料制作而成的滾筒(17);且每塊永磁磁鋼(20)沿徑向長度不超過滾筒邊緣。
4. 根據(jù)權利要求3所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于所述的傳動芯軸(16)、永磁磁系和滾筒(17)之間以靜配合的結合方式固接在一起。
5. 根據(jù)權利要求3所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于所述的永磁磁系以與傳動芯軸(16)和滾筒(17)之間呈動配合的方式結合在一起，所述滾筒通過設置在其兩端的環(huán)形端蓋與傳動芯軸相固接。
6. 根據(jù)權利要求1所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于在每層皮帶輸送機的上下層輸送帶間并列設置有多根橫向水平托輥。
7. 根據(jù)權利要求1所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于所述的給料機構包括承接物料下料斗(3)、給料斗(4)、定量給料器(5)、物料密封罩(6)構成；所述給料斗(4)下端通過過盈配合緊固安裝在定量給料器(5)的上方，定量給料器(5)下端以過盈配合的方式安裝在物料密封罩(6)上，物料密封罩(6)下端與承接物料下料斗(3)緊密相連；所述物料密封罩(6)與機架上設置的縱向滑槽相配合。
8. 根據(jù)權利要求1所述的永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于用于驅動皮帶輸送機運轉的傳動裝置是由電機、減速機組成；所述減速機的輸出軸通過聯(lián)軸器與通過軸承座安裝在機架上的驅動輥的傳動芯軸相結合；且每層皮帶輸送機的驅動輥由一套獨立的傳動裝置驅動。
專利摘要一種永磁輥式磁選分離裝置，其特征在于該永磁輥式磁選分離裝置包括機架、由下至上采用階梯式錯位排列的方式依次安裝在機架上的若干層水平設置的由傳動裝置驅動的皮帶輸送機、以及設置在皮帶輸送機進料端上方的給料機構、安裝在皮帶輸送機出料端下方的接料斗；其中位于進料端的每層皮帶輸送機的驅動輥均為磁輥結構。整個裝置采用PID控制柜控制，所設PID控制柜可方便、快捷的調節(jié)整機全部操作系統(tǒng)，使分選過程均可按照設定程序連續(xù)運行，實現(xiàn)參數(shù)的自動調整。
文檔編號B03C1/16GK201529567SQ200920224340
公開日2010年7月21日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者史長亮, 焦紅光, 路陽, 馬嬌, 黃定國 申請人:河南理工大學