权利要求

1.一种铜矿矿石粉碎研磨装置，其特征在于：包括机壳(1)，所述机壳(1)的顶部中心设置有物料进口(101)，所述机壳(1)的内部由上至下被依次分隔为风机腔(2)、冲击粉碎腔(3)和研磨分离腔(4)，所述机壳(1)的顶部和底部中心竖直贯穿有主轴(13)，所述主轴(13)的上端穿过风机腔(2)的顶部并由位于机壳(1)上方的驱动电机(14)驱动;所述主轴(13)上固定安装有风机叶轮(21);所述风机腔(2)的顶部侧壁开设有进气口(22);铜矿矿石粉碎研磨装置还包括有回流系统，所述回流系统包括蜗壳式惯性分离装置，所述蜗壳式惯性分离装置包括内外嵌套设置的内蜗壳(51)和外蜗壳(52)，且内蜗壳(51)的一端与研磨分离腔(4)内部连通，所述内蜗壳(51)和外蜗壳(52)的顶部通过竖直向上延伸的中心排气管(45)连接有除尘器(41)，除尘器(41)的净气出口通过回风管(42)连通所述风机腔(2)。

2.如权利要求1所述的一种铜矿矿石粉碎研磨装置，其特征在于：所述内蜗壳(51)为蜗壳状锥形筒体，内蜗壳(51)的大端开口作为切向进料口(511)，与研磨分离腔(4)的出口衔接;所述外蜗壳(52)的小端底部开设有合格物料出口(513);所述内蜗壳(51)的锥壁上开设有多个筛分通孔(512);所述外蜗壳(52)和内蜗壳(51)之间形成环形的颗粒收集腔(521);所述内蜗壳(51)的底部开设有颗粒返料口，该颗粒返料口通过返料通道连接返料输送机(54)，所述返料输送机(54)的出口通向冲击粉碎腔(3)的进料区域;所述中心排气管(45)的底端与所述内蜗壳(51)的顶部中心连通。

3.如权利要求2所述的一种铜矿矿石粉碎研磨装置，其特征在于：所述冲击粉碎腔(3)与风机腔(2)之间由一块水平的中间隔板(15)所分隔，所述冲击粉碎腔(3)与研磨分离腔(4)之间由一块筛分板(32)所分隔;所述冲击粉碎腔(3)的上部开设有一个切向的进风通道(31)，该进风通道(31)的另一端向上穿过中间隔板(15)并与所述风机腔(2)相连通，使得风机腔(2)内的高压气流能通过进风通道(31)进入冲击粉碎腔(3);所述筛分板(32)上设有若干筛分孔。

4.如权利要求3所述的一种铜矿矿石粉碎研磨装置，其特征在于：所述筛分板(32)的一端铰接于主轴(13)，另一端铰接有弧形滑板(321);所述冲击粉碎腔(3)侧壁设置有用于容纳弧形滑板(321)的滑动腔(33)，所述滑动腔(33)与弧形滑板(321)底部直接安装有弹簧(34)，主轴(13)在对应于筛分板(32)下方的位置通过锥齿轮安装有凸轮(35);所述主轴(13)在冲击粉碎腔(3)内的部分铰接有多个可自由摆动的冲击锤头(36);所述冲击粉碎腔(3)的周壁内侧固定安装有环形反击衬板(37);所述物料进口(101)通入该冲击粉碎腔(3)的顶部。

5.如权利要求4所述的一种铜矿矿石粉碎研磨装置，其特征在于：所述研磨分离腔(4)包括固定安装于所述主轴(13)上的研磨转子(401)，以及固定安装于所述研磨分离腔(4)内壁的环形研磨衬板(44)，所述研磨转子(401)的外周面与环形研磨衬板(44)的内周面之间形成环形的研磨通道(43)，所述研磨通道(43)的底部出口与所述内蜗壳(51)的切向进料口(511)相连通。

说明书

技术领域

[0001]本实用新型涉及一种铜矿矿石粉碎研磨装置，属于矿石粉碎技术领域。

背景技术

[0002]选矿流程，是表示矿石连续加工的工艺过程，根据先后顺序，大概地分为以下步骤：矿石的破碎、矿石的筛分、磨矿和分级，在磨矿作业中，通常采用分级作业与之配合，以便把粒度合格的物料及时分出，既可避免产品过磨，又能提高磨矿效率。但是传统的磨矿过程中选用的磨矿装置存在以下弊端：

[0003]首先，设备布局分散，占地面积大，物料在各设备间转移需复杂的输送系统，导致流程长、能耗高且粉尘逸散严重，工作环境恶劣;其次，传统的破碎与研磨设备往往缺乏高效的内部粒度分级与返料机制，极易造成物料的“过粉碎”与“欠粉碎”现象并存。

实用新型内容

[0004]为了解决现有技术所存在的上述问题，本实用新型提供了一种铜矿矿石粉碎研磨装置，能够有效避免过粉碎和欠粉碎，保证了产品粒度均匀且解决物料转运过程中的粉尘无组织排放问题。

[0005]本实用新型的技术方案如下：

[0006]一种铜矿矿石粉碎研磨装置，包括机壳，所述机壳的顶部中心设置有物料进口，所述机壳的内部由上至下被依次分隔为风机腔、冲击粉碎腔和研磨分离腔，所述机壳的顶部和底部中心竖直贯穿有主轴，所述主轴的上端穿过风机腔的顶部并由位于机壳上方的驱动电机驱动;所述主轴上固定安装有风机叶轮;所述风机腔的顶部侧壁开设有进气口;还包括有回流系统，所述回流系统包括蜗壳式惯性分离装置，所述蜗壳式惯性分离装置包括内外嵌套设置的内蜗壳和外蜗壳，且内蜗壳的一端与研磨分离腔内部连通，所述内蜗壳和外蜗壳的顶部通过竖直向上延伸的中心排气管连接有除尘器，除尘器的净气出口通过回风管连通所述风机腔。

[0007]其中，所述内蜗壳为蜗壳状锥形筒体，内蜗壳的大端开口作为切向进料口，与研磨分离腔的出口衔接;所述外蜗壳的小端底部开设有合格物料出口;所述内蜗壳的锥壁上开设有多个筛分通孔;所述外蜗壳和内蜗壳之间形成环形的颗粒收集腔;所述内蜗壳的底部开设有颗粒返料口，该颗粒返料口通过返料通道连接返料输送机，所述返料输送机的出口通向冲击粉碎腔的进料区域;所述中心排气管的底端与所述内蜗壳的顶部中心连通。

[0008]其中，所述冲击粉碎腔与风机腔之间由一块水平的中间隔板所分隔，所述冲击粉碎腔与研磨分离腔之间由一块筛分板所分隔;所述冲击粉碎腔的上部开设有一个切向的进风通道，该进风通道的另一端向上穿过中间隔板并与所述风机腔相连通，使得风机腔内的高压气流能通过进风通道进入冲击粉碎腔;所述筛分板上设有若干筛分孔。

[0009]其中，所述筛分板的一端铰接于主轴，另一端铰接有弧形滑板;所述冲击粉碎腔侧壁设置有用于容纳弧形滑板的滑动腔，所述滑动腔与弧形滑板底部直接安装有弹簧，所述主轴在对应于筛分板下方的位置通过锥齿轮安装有凸轮;所述主轴在冲击粉碎腔内的部分铰接有多个可自由摆动的冲击锤头;所述冲击粉碎腔的周壁内侧固定安装有环形反击衬板;所述物料进口通入该冲击粉碎腔的顶部。

[0010]其中，所述研磨分离腔包括固定安装于所述主轴上的研磨转子，以及固定安装于所述研磨分离腔内壁的环形研磨衬板，所述研磨转子的外周面与环形研磨衬板的内周面之间形成环形的研磨通道，所述研磨通道的底部出口与所述内蜗壳的切向进料口相连通。

[0011]本实用新型具有如下有益效果：

[0012]本实用新型通过将风机腔、冲击粉碎腔、研磨分离腔沿主轴自上而下同轴集成，并配合由风机叶轮、进风通道、蜗壳式惯性分离装置及回风管构成的闭环气流系统，实现了冲击破碎、气流输送、精细研磨与三级分离的一体化协同作业。

[0013]蜗壳式惯性分离装置则通过离心力、筛分通孔与环形收集腔的配合，在单一部件内连续完成了合格产品收集、未碎大颗粒返料及粉尘分离的三级精准分离，有效避免了过粉碎和欠粉碎，保证了产品粒度均匀且能耗显著降低。

[0014]闭环气流系统将粉尘禁锢在系统内部循环，并由高效除尘器集中处理，结合冲击粉碎腔内气流主动向下输送物料的方式，从源头杜绝了粉尘逸散，达到了避免粉尘外泄的清洁生产效果。

[0015]筛分板与凸轮、弹簧等构成的弹射清堵机构，能周期性地将滞留颗粒抛起，有效防止筛孔堵塞，确保了粉碎流程的连续、稳定和高效运行。

附图说明

[0016]图1为本实用新型整体结构示意图;

[0017]图2为本实用新型蜗壳式惯性分离装置结构示意图。

[0018]图中附图标记表示为：

[0019]1、机壳;2、风机腔;3、冲击粉碎腔;4、研磨分离腔;101、物料进口;13、主轴;14、驱动电机;15、中间隔板;21、风机叶轮;22、进气口;31、进风通道;32、筛分板;33、滑动腔;34、弹簧;35、凸轮;36、冲击锤头;37、环形反击衬板;41、除尘器;401、研磨转子;42、回风管;43、研磨通道;44、环形研磨衬板;45、中心排气管;51、内蜗壳;52、外蜗壳;54、返料输送机;321、弧形滑板;511、切向进料口;512、筛分通孔;513、合格物料出口;521、颗粒收集腔。

具体实施方式

[0020]下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。

[0021]请参阅图1至图2，实用新型提供一种技术方案：

[0022]本实施例的铜矿矿石粉碎研磨装置，包括机壳1，机壳1的顶部中心设置有物料进口101，机壳1的内部由上至下被依次分隔为风机腔2、冲击粉碎腔3和研磨分离腔4，机壳1的顶部和底部中心竖直贯穿有主轴13，主轴13的上端穿过风机腔2的顶部并由位于机壳1上方的驱动电机14驱动;主轴13上固定安装有风机叶轮21;风机腔2的顶部侧壁开设有进气口22;还包括有回流系统，回流系统包括蜗壳式惯性分离装置，蜗壳式惯性分离装置包括内外嵌套设置的内蜗壳51和外蜗壳52，且内蜗壳51的一端与研磨分离腔4内部连通，内蜗壳51和外蜗壳52的顶部通过竖直向上延伸的中心排气管45连接有除尘器41，除尘器41的净气出口通过回风管42连通风机腔2。

[0023]所述机壳1作为整个装置的主体支撑和密封结构，其采用立式圆筒形设计，这种结构能够有效地承受内部作业带来的冲击与振动，同时有利于物料的自上而下顺畅流动。机壳1的内部通过水平设置的隔板被分隔为风机腔2、冲击粉碎腔3和研磨分离腔4，将破碎、研磨、分选、除尘等功能模块集成于一个密闭的机壳1内;

[0024]在机壳1的顶部中心设置的物料进口101，是铜矿矿石的投入通道。其中心位置的设计有助于物料能够均匀地落入下方的冲击粉碎腔3内部，物料在重力和气流作用下依次通过各腔室，流程顺畅且封闭。

[0025]所述的回流系统是本装置实现闭环运行和无尘化作业的关键，它由蜗壳式惯性分离装置、中心排气管45、除尘器41和回风管42共同构成一个完整的气体循环通路。其工作流程为，携带物料和粉尘的气流在完成研磨分离腔4内的作业后，进入蜗壳式惯性分离装置进行气固分离;分离后的含尘气体经由竖直向上延伸的中心排气管45被导出，进入除尘器41，如布袋除尘器等;在除尘器41内，粉尘被高效捕集，净化后的洁净气体则从净气出口排出，通过回风管42返回到风机腔2顶部的进气口22。这一设计使得工作气体在系统内闭环流动，将粉尘完全禁锢在系统内部进行处理，解决了传统开放式粉碎工艺中的粉尘逸散的问题，同时实现了能量的循环利用。

[0026]内蜗壳51为蜗壳状锥形筒体，内蜗壳51的大端开口作为切向进料口511，与研磨分离腔4的出口衔接;外蜗壳52的小端底部开设有合格物料出口513;内蜗壳51的锥壁上开设有多个筛分通孔512;外蜗壳52和内蜗壳51之间形成环形的颗粒收集腔521;外蜗壳52的底部开设有颗粒返料口，该颗粒返料口通过返料通道连接返料输送机54，返料输送机54的出口通向冲击粉碎腔3的进料区域;中心排气管45的底端与内蜗壳51的顶部中心连通。

[0027]所述内蜗壳51是本分离装置实现物料分级的部件。其独特的蜗壳状锥形筒体结构具备了惯性分离和导向流动的双重功能。大端开口作为切向进料口511，此设计使得从研磨分离腔4出来的物料与气流混合流能够以切线方向高速进入内蜗壳51内部，从而立即在筒体内形成高速旋转的涡流，为基于离心力的惯性分离提供初始条件。筒体呈锥形，其截面面积从大端向小端逐渐减小，这种结构有利于维持和加速旋转气流的速度，增强离心力场。小端底部开设的合格物料出口513，用于收集和排出在离心力作用下被甩向筒壁并沿壁面下滑的、粒度合格(质量较大)的最终产品。

[0028]在内蜗壳51的锥壁上开设的多个筛分通孔512，是本装置实现二级分离，即分离未完全碾碎的大颗粒的结构。这些通孔均匀分布，当物料在内蜗壳51内旋转运动时，已合格的细颗粒在强大离心力作用下紧贴壁面并通过通孔进入颗粒收集腔521，而粒度更大的颗粒，在内部气流压力和离心力的综合作用下，进入颗粒返料口并通过返料输送机54返回;具体的，返料输送机54可为任意现有的送料结构，如螺旋输送机或气力输送装置，能够实现将物料送返即可。

[0029]此系统确保了未达标物料能被自动、连续地送回前道工序进行再粉碎，直至其粒度合格，从而极大地提高了整体粉碎效率和产品粒度的一致性。

[0030]所述中心排气管45的底端与内蜗壳51的顶部中心连通，这一位置是旋转气流涡核(即低压中心)所在区域。在强大的离心力场中，质量极轻的粉尘颗粒所受到的离心力不足以使其到达筒壁，因此被束缚在气流中心并随上升气流运动。

[0031]冲击粉碎腔3与风机腔2之间由一块水平的中间隔板15所分隔，冲击粉碎腔3与研磨分离腔4之间由一块筛分板32所分隔;冲击粉碎腔3的上部开设有一个切向的进风通道31，该进风通道31的另一端向上穿过中间隔板15并与风机腔2相连通，使得风机腔2内的高压气流能通过进风通道31进入冲击粉碎腔3;筛分板32上设有若干筛分孔。

[0032]具体的，所述“高压气流”是一个相对于系统自身阻力和功能需求的相对概念，特指由所述风机腔2内的风机叶轮21旋转所产生、其动压和静压值足以克服整套装置内部气流路径阻力并有效完成物料输送与分选任务的气流。该气流必须具有足够的能量(动压)以能够进入冲击粉碎腔3后穿透下落的料幕，充分裹挟已破碎的合格物料颗粒，使其形成气固两相流，并推动该两相流稳定地通过筛分板32、研磨通道43，最终进入蜗壳式惯性分离装置;同时，其静压需能克服沿程的摩擦阻力、局部阻力(如筛板、研磨腔等)以及除尘器41的过滤阻力。

[0033]筛分板32的一端铰接于主轴13，另一端铰接有弧形滑板321;冲击粉碎腔3侧壁设置有用于容纳弧形滑板321的滑动腔33，滑动腔33与弧形滑板321底部直接安装有弹簧34，主轴13在对应于筛分板32下方的位置通过锥齿轮安装有凸轮35;主轴13在冲击粉碎腔3内的部分铰接有多个可自由摆动的冲击锤头36;冲击粉碎腔3的周壁内侧固定安装有环形反击衬板37;物料进口101通入该冲击粉碎腔3的顶部。

[0034]所述冲击粉碎腔3是本装置进行矿石初级破碎的核心功能单元。其位于风机腔2之下、研磨分离腔4之上，负责将投入的块状铜矿矿石破碎至适合后续研磨的粒度。冲击粉碎腔3的上部设有进风通道31以引入气流，周壁内侧固定安装有环形反击衬板37，底部设有具备特殊清堵功能的筛分板32。主轴13贯穿腔室中心，驱动冲击锤头36高速旋转。整个腔室构成了一个集冲击破碎、反击碰撞、气流输送与动态筛分于一体的高效破碎空间。

[0035]在冲击粉碎腔3内，所述主轴13上铰接安装有多个可自由摆动的冲击锤头36。这种铰接设计使得冲击锤头36在高速旋转时能在离心力作用下甩开，对物料进行猛烈冲击;而当遇到极硬或不可破碎物时，冲击锤头36可以产生摆动以退让，起到过载保护的作用，避免损坏设备。所述固定安装于腔周壁的环形反击衬板37，与冲击锤头36协同工作。被冲击锤头36初步冲击后获得高速的物料颗粒被抛向环形反击衬板37，发生二次破碎。之后物料从环形反击衬板37反弹，可能再次落入锤头的运动轨迹中接受多次冲击，或与其他下落物料发生碰撞形成层压破碎，从而极大地提高了破碎效率和破碎比。

[0036]所述筛分板32是冲击粉碎腔3的底部封闭件和粒度控制部件，其上的筛分孔用于筛出已达标的颗粒。筛分板32的一端铰接于主轴13，使得筛分板32可以绕此铰接点进行一定角度的摆动。另一端则铰接有弧形滑板321，该弧形滑板321被容纳于冲击粉碎腔3侧壁专门设置的滑动腔33内。在滑动腔33底部与弧形滑板321之间直接安装有弹簧34。同时，主轴13在筛分板32下方通过一套锥齿轮机构安装有凸轮35。当主轴13旋转时，通过锥齿轮改变传动方向，驱动凸轮35转动。凸轮35的轮廓周期性地压下弧形滑板321，压缩弹簧34积蓄能量;当凸轮35转过最高点后，弹簧34迅速释放能量，推动弧形滑板321及筛分板32绕铰接点急速弹起。这一周期性弹跳动作能有效地将滞留于筛分板32板面上的大颗粒物料抛起，使其重新进入上方的冲击区域接受破碎，并同时震落堵塞筛孔的颗粒，解决了筛分板32的堵塞难题，同时再次粉碎保证了物料输送的连续性和稳定性。

[0037]研磨分离腔4包括固定安装于主轴13上的研磨转子401，以及固定安装于研磨分离腔4内壁的环形研磨衬板44，研磨转子401的外周面与环形研磨衬板44的内周面之间形成环形的研磨通道43，研磨通道43的底部出口与内蜗壳51的切向进料口511相连通。

[0038]值得一提的是，传统筛网仅能依据物料的二维几何尺寸进行机械拦截分离，但无法区分密度不同的颗粒;例如，一小块密度大的有用金属矿物与一大片密度小的脉石，可能在筛网上被归为同一类，导致分选不精，有用矿物损失或产品品位下降。而本方案的蜗壳式惯性分离装置则引入了质量和惯性这第三个维度，当经研磨的物料与气流混合后，以高速切向进入蜗壳式惯性分离装置的环形空间，立即形成强烈的旋转流场。在此流场中，每个颗粒都会受到强大的离心力，其中m为颗粒质量，ω为角速度，r为旋转半径;以及气流曳力的共同作用。密度大、质量大的合格铜矿物颗粒(如黄铜矿)，由于质量m值大，所受到的离心力远大于气流曳力，因此会被猛烈地甩向蜗壳的外壁，并沿壁面螺旋下滑，最终作为精矿从合格物料出口513排出。相反，密度小、质量极轻的粉尘颗粒，其质量m值极小，所受离心力不足以抵抗气流曳力，因此会被气流“裹挟”着，停留在旋转流场的中心低压区，并随上升气流从顶部的中心排气管45被抽出，实现粉尘的高效分离，同时，粒度合格但密度稍低、或粒度略大但密度较高的颗粒，其受到的离心力与气流曳力处于临界平衡点，它们会在蜗壳内进行复杂的螺旋运动，从而有更长的停留时间和更多的碰撞机会，实现二次解离或最终被精确分选至相应出口。

[0039]以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

说明书附图(2)