基于无动力深锥浓密机的风水造浆系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种矿山充填所使用的尾砂浓密造浆装置，尤其是一种基于无动力深锥浓密机的风水造浆系统，主要用于矿山尾砂造浆。


背景技术：

2.近年来，随着安全环保要求越来越高，充填技术得到了更广泛的应用。随着矿山充填技术的发展，对充填浓度的要求也越来越高。无动力深锥浓密机具有占地面积小、底流浓度大、连续浓密等优点，在矿山得到了广泛的应用，保证了矿山尾砂充填的持续、高效和生产的安全。
3.无动力深锥浓密机生产工艺复杂，整个工艺过程具有大惯性、非线性等特点。公开号为cn212508423u的中国实用新型专利《一种高深锥浓密机风水联动造浆装置》，公开了一种造浆系统，其利用深锥浓密机进行造浆放砂。其缺陷在于：浓密机内环形管路中的喷嘴的方向都是相同的，造成锥体内实际的造浆面积较小，出现造浆死区，造浆效果较差；另一方面，其无法对放砂浓度进行检测和调节，不能保证底流浓度稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型提出了一种基于无动力深锥浓密机的风水造浆系统，其目的是：（1）增大造浆面积，减少造浆死区；（2）实现对放砂浓度的检测与调节。
5.本实用新型技术方案如下：
6.一种基于无动力深锥浓密机的风水造浆系统，包括浓密机，所述浓密机包括位于底部的锥体，所述锥体处安装有若干上下排列设置的环形水管，所述环形水管上连接有位于锥体内侧的喷嘴，所述喷嘴包括与环形水管相连通的管体和圆周均布在管体外圆面上的喷射口，所述锥体的底部连接有输出管路，所述造浆系统还包括用于为环形水管提供造浆水的水泵，所述水泵通过造浆水管路与各环形水管的首端分别相连通，各环形水管的末端还分别与排污管路相连通，所述环形水管至少为四组，所述喷嘴的管体有两种安装方向，一种是管体竖直设置，另一种是管体与所对应的锥体上的锥面部分相垂直，同一环形水管上的喷嘴的安装方向相同，相邻的环形水管上的喷嘴的安装方向不同；
7.所述输出管路包括依次下砂管路和充填管路，所述锥体的底部出口与下砂管路的首端相连通，下砂管路的末端和充填管路的首端相连通，所述水泵还通过调浓水管路与下砂管路的末端相连通；所述下砂管路上设有下砂阀门，所述调浓水管路上设有调浓水调节阀，所述充填管路上设有底流浓度计。
8.作为本造浆系统的进一步改进：所述造浆水管路包括造浆水主管路，以及首端与造浆水主管路相连通、末端与各环形水管的首端一一对应连通的造浆水支管路。
9.作为本造浆系统的进一步改进：所述造浆水主管路上设有造浆水流量计、造浆水调节阀、压力变送器以及造浆水截止阀。
10.作为本造浆系统的进一步改进：各造浆水支管路上分别设有支路调节阀和支路截
止阀。
11.作为本造浆系统的进一步改进：所述排污管路包括排污主管路，以及首端与各环形水管的末端一一对应连通、末端与排污主管路相连通的排污支管路；各排污支管路上分别设有排污阀。
12.作为本造浆系统的进一步改进：所述下砂阀门包括从下砂管路首端向末端依次设置的下砂手动阀门和下砂电动阀门。
13.作为本造浆系统的进一步改进：所述调浓水管路上还设有调浓水流量计以及位于调浓水调节阀后侧的调浓水截止阀。
14.作为本造浆系统的进一步改进：所述充填管路上还设有底流流量计和底流调节阀。
15.作为本造浆系统的进一步改进：还包括安装在浓密机顶端的料位计。
16.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）本系统中相邻的环形水管上所连接的喷嘴安装方向不同，相邻层的喷射方向也相互交错设置，能够有效减少造浆喷射的死区，扩大造浆面积；（2）本系统增加了调浓水管路，通过调浓水调节阀门可以调整放砂浓度，使得输出的底流浓度满足要求，保证了底流浓度的稳定。
附图说明
17.图1为本系统的整体结构示意图；
18.图2为环形水管、喷嘴、造浆管路和排污管路部分的示意图；
19.图3为环形水管安装在浓密机锥体部分的结构示意图；
20.图4为喷嘴在锥体内部的结构示意图，图中对喷嘴部分进行了放大，以明确喷嘴的安装方向。
21.图中标记对应的部件名称：
22.1、浓密机，2、料位计，3、排污阀，4、排污主管路，5、下砂管路，6、下砂手动阀门，7、下砂电动阀门，8、充填管路，9、底流调节阀，10、底流浓度计，11、底流流量计，12、调浓水截止阀，13、控制系统，14、调浓水调节阀，15、调浓水流量计，16、调浓水管路，17、水泵，18、造浆水主管路，19、造浆水流量计，20、造浆水调节阀，21、压力变送器，22、造浆水截止阀，23、支路调节阀，24、支路截止阀，25、环形水管，26、喷嘴。
具体实施方式
23.下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
24.如图1，一种基于无动力深锥浓密机1的风水造浆系统，包括浓密机1，浓密机1顶端设有重锤式料位计2。
25.如图1至3，所述浓密机1包括直桶体和位于底部的锥体，所述锥体处安装有四组上下排列设置的环形水管25，从下往上依次为第一层、第二层、第三层和第四层。所述环形水管25上连接有位于锥体内侧的喷嘴26。
26.如图4，所述喷嘴26包括与环形水管25相连通的管体和圆周均布在管体外圆面上的喷射口。喷嘴26的管体有两种安装方向，其中第一层和第三层的喷嘴26是管体竖直设置，第二层与第四层是管体与所对应的锥体上的锥面部分相垂直。当使用五组环形水管25或更
多组的环形水管25时，同样需要遵循以下准则：同一环形水管25上的喷嘴26的安装方向相同，相邻的环形水管25上的喷嘴26的安装方向不同。
27.交错式的设计可以减小造浆的死区，扩大造浆面积，提高造浆效果。之所以选择竖直和垂直锥面两个方向，主要是考虑施工过程中方便定位方向。
28.如图1，所述造浆系统还包括用于为环形水管25提供造浆水的水泵17，所述水泵17通过造浆水管路与各环形水管25的首端分别相连通。具体的，所述造浆水管路包括造浆水主管路18，以及首端与造浆水主管路18相连通、末端与各环形水管25的首端一一对应连通的造浆水支管路。所述造浆水主管路18上设有造浆水流量计19（电磁式）、造浆水调节阀20、压力变送器21以及造浆水截止阀22。各造浆水支管路上分别设有支路调节阀23和支路截止阀24。
29.各环形水管25的末端还分别与排污管路相连通。所述排污管路包括排污主管路4，以及首端与各环形水管25的末端一一对应连通、末端与排污主管路4相连通的排污支管路；各排污支管路上分别设有排污阀3。
30.所述锥体的底部连接有输出管路。具体的，所述输出管路包括依次下砂管路5和充填管路8，所述锥体的底部出口与下砂管路5的首端相连通，下砂管路5的末端和充填管路8的首端相连通、所述水泵17还通过调浓水管路16与下砂管路5的末端相连通。
31.所述下砂管路5上设有下砂阀门，所述下砂阀门包括从下砂管路5首端向末端依次设置的下砂手动阀门6和下砂电动阀门7。所述调浓水管路16上设有调浓水调节阀14，还设有调浓水流量计15以及位于调浓水调节阀14后侧的调浓水截止阀12。所述充填管路8上设有底流浓度计10，还设有底流流量计11和底流调节阀9。
32.优选的，上述调节阀和排污阀3均为与控制系统13相连接的电动阀门，当然也可以是普通的手动阀门，依靠人工控制，但是其控制效率与精度明显逊于依靠控制系统13进行控制。
33.本系统的工作过程如下（以基于控制系统13的自动化控制为例，人工控制过程、原理与之类似）：
34.1、未充填时，料位计2测量出无动力深锥浓密机1内砂位信息，反馈给控制系统13，自动开启造浆系统。
35.s1:开启第一层造浆喷嘴26，先开启造浆水调节阀20、第一层的支路调节阀23，启动水泵17，高压水通过造浆管路和喷嘴26进入浓密机1内部，活化到达设定时间后，关闭第一层的支路调节阀23，打开第一层的排污阀3，将环形水管25中的水通过排污主管路4排入地沟；排污完毕后，关闭第一层的排污阀3。
36.s2：开启第二层造浆系统，打开第二层的支路调节阀23，高压水通过喷嘴26进入到浓密机1内部进行造浆，料位计2检测浓密机1内砂位信息，传输到控制系统13中，依此调节第二层的支路调节阀23的开关大小，到达时间后，关闭第二层的支路调节阀23，打开第二层的排污阀3，将环形水管25中的水通过排污主管路4排入地沟，最后关闭第二层的排污阀3。
37.s3：开启第三层造浆系统，与第二层过程类似，通过支路调节阀23调节造浆水流，达到预设时间后关闭并排污。
38.s4：开启第四层造浆系统，与第二层和第三层过程类似，通过支路调节阀23调节造浆水流，达到预设时间后关闭并排污。
39.2、充填时，先关闭底流调节阀9，打开下砂电动阀门7和调浓水调节阀14，用高压水将底部尾砂顶起，起到活化左右，时间由控制系统13控制，到达时间后关闭调浓水调节阀14，打开底流调节阀9，底流浓度计10测定充填管路8中的放砂浓度，反馈给控制系统13：当底流浓度计10测定的放砂浓度低于充填浓度要求时，自动开启第一层造浆系统；当放砂浓度到达设定浓度时，关闭第一层造浆系统；当底流浓度计10检测的放砂浓度高于充填浓度要求时，自动开启调浓水调节阀14，进行补加水，调节放砂浓度，直至到达设定的放砂浓度，关闭调浓水调节阀14。