纵轴流风筛式清选装置参数的试验研究
２０１０年８月 农机化研究 第８期
纵轴流风筛式清选装置参数的试验研究
张义峰 ，赵妍 ，衣淑娟 ，汪 春 ，刘海军
（１．黑龙江八一农垦大学工程学院，黑龙江大庆１６３３１９；２．黑龙江省农副产品加工机械化研究所，黑龙江 佳木斯ｌ５４００４）
摘要：为了改善纵轴流水稻收获机清选装置的清选性能，在白行研制了纵轴流风筛式清选装置试验台的基础 上，以曲柄转速、离心风机倾角、离心风机转速和喂人量作为试验因素。以功耗、含杂率和损失率作为评价指标， 通过试验研究，得出这些参数对清选性能的影响规律，这对于指导生产具有重要意义。 关键词：风筛式清选装置；纵轴流；参数；清选性能 中图分类号：ｓ２２６．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１∞３—１８８Ｘ（２０１０）０８—０１４６—０４
Ｏ 引言
风筛式清选装置是联合收割机的重要组成部分，
直接影响到整机的工作性能。清选性能中的籽粒含
杂率、清选损失率是衡量联合收割机产品质量的主要
指标之一。从国家标准的制定来看，清选的损失率及
含杂率为国家强制性标准。根据国家行业标准ＪＢ／Ｔ
５１ｌ７—２ｏｏ６要求，清选损失率≤０．５％，含杂率≤
２．０％。从我国联合收割机的需求和质量现状来看，
１９９６年水稻收获机械化程度为３．８８％，２００７年增为
３０％左右，需求增幅较大。联合收割机的产品质量普
遍不稳定，可靠性低，表现为损失率高和清洁率低等
问题。因此，尽快提高联合收割机的清选质量将是解
决我国水稻生产进一步发展的瓶颈问题。 近几年，国内外关于纵轴流联合收割机的研制已
经取得了一定的成绩，但还不是很完善。在清选装置
的设计研究上显得匮乏，大都是沿用老机型的清选装
置或对老机型的清选装置进行改装。采用纵轴流式
结构，清选部分还是沿用老机型的装置，借用现有的
各种清选装置的结构及理论。这就造成了整个机器
的不协调，造成脱粒性能强与清选负荷大之间的矛 盾。清选效果不佳，难以发挥轴流收获机大喂人量、
高生产率的特点，影响了整机的性能。为使纵置轴流
风筛式清选装置更加完善，提高清选效率和改善清选
质量，确定理想的结构参数和性能参数，在研究纵置
式轴流脱粒与分离装置的基础上，自行研制了纵轴流
风筛式清选装置试验台。该试验台可满足轴流收获
收稿日期：２００９—１１—１０ 作者简介：张义峰（１９７８一），男，黑龙江大庆人，讲师，硕士研究生， （Ｅ—ｍａｉｌ）ｚｈａｎｇ—ｙｉｆｅｎｇ＠１６３．ｃｏｍ。 的要求，通过试验研究合理地选择清选装置的结构参
数和工作参数，以取得最佳的清选效果，可为纵轴流
风筛式清选装置的研究应用提供理论依据，为实际生
产、样机设计和制造提供参考。
１ 清选装置试验台的总体结构
该试验台由进料模拟装置、机架、离心风机及调
整机构、贯流风机及调整机构、振动筛架、筛片、阶状
抖动板、传动机构、接料箱、风速传感器、综合操作柜、
数据采集系统、扭距传感变送器和电机等组成。其结
构和工作参数可调，能通过调整振动筛曲柄半径、曲
柄转速、风机出风口倾角、风机转速、风机的位置、振
动筛倾角和阶状抖动板的长度以及更换不同类型的
筛片等来满足轴流清选装置试验要求。本试验台配
有计算机数据采集系统，系统工作可靠，测试精度高，
结构简单，操作及调整方便。清选装置试验台结构如
图１所示。
２ 工作原理
纵轴流风筛式清选装置试验台工作时，将脱出物
装入给料模拟装置。被清选的脱出物在排料辊的控
制下，与筛面同宽度、同长度且非均匀分布落下，利用
种子与夹杂物的几何尺寸和悬浮速度差异进行清选
和风选。通过风机吹走部分轻杂质（如灰尘和糠秕
等），再流人阶状抖动板和筛体内。阶状抖动板和筛
体在偏心轴驱动下纵向摆动，在筛片往复运动下达到
分离的目的。筛体有两层筛架，脱出物在筛面推力作
用下在筛面上流动，第１层筛面隔除脱出物中的大杂
质，由排大杂ＩＳｌ排出；脱出物流人第２层筛面上继续
筛理，清理后的物料进入接料箱。
２０１０年８月 农机化研究 第８期
３试验装置和试验方法
３．１ 试验装置及相关仪器设备
试验采用自行研制的纵轴流风筛式清选装置试验
台（如图ｌ所示）。在收获试验室内进行试验，试验过
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 程中各部件的运动参数由电控柜上的旋钮进行调整，
清选时间、转速和扭矩等可用计算机采集，用天平对
清选后的籽粒质量和杂余质量进行称量。试验中所
用的相关仪器和工具有电子天平、角度测量仪、卡尺、
钢直尺、扳手、塑料布、塑料袋、簸箕和筛子等。
１．电控柜２．线盒３．离心风机机架４．离心风机电机５．离心风机６．调速电机７．阶状抖动板８．曲柄连杆驱动机构 ９．给料模拟装置ｌＯ．上振动筛ｌ１．下振动筛ｌ２．排粮辊ｌ３．主体机架ｌ４．接料箱１５．贯流风机１６．贯流风机电机ｌ７．贯流风机机架 图ｌ 清选装置试验台总装图 Ｆｉｇ．１ Ｇｅｎｅｒａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｔｅｓｔ—ｂｅｄ ３．２试验材料
在２００８年ｌ０月开始试验，试验用水稻在大庆市 的农户家中购买，水稻经纵轴流脱粒与分离装置脱粒
后得到清选用物料。 ３．３试验方法 １）先用纵置式轴流脱粒与分离试验台将水稻脱
粒，得到脱出物（籽粒、碎茎秆和颖糠等），并将脱出物
装入给料模拟装置。启动清选试验台，物料由给料装
置按照纵置轴流实际落料情况撒落到阶状抖动板和
清选筛上；落到清选筛上的物料直接清选；落到阶状 抖动板上的由阶状抖动板均匀地抖动到清选筛上进
行风选和筛选；筛选后的谷物（含微量杂质）落到接料
箱里，碎茎秆和颖糠等落人排杂箱；最后，对接料箱和
排杂箱的内容物进行处理，得到试验数据，并对数据
进行分析，得到各参数改变对清选性能的影响。
２）试验数据的获得采用人工计量和工控机数据
采集两种方式：一是通过电子天平称量损失量和每个
接料盒内容物的总量、籽粒质量及杂余质量；二是功
耗以及给料装置的给料量、清选筛的振动频率、风机
的转速等都可以由电气控制与数据采集系统来控制
和记录。 ３）每次试验应重复３次以上。被试验的物料统
一由专用设备进行处理，以消除人为的误差，做到数
据可靠。
４结果与分析 ４．１ 离心风机转速对清选性能的影响
为研究离心风机转速对清选性能的影响，将离心 风机出风口倾角、喂入量、振动筛曲柄转速分别固定
在２５。，２ ｋｇ／ｓ和２００ ｒ／ｍｉｎ，离心风机转速取７００，
８００，９００，１ ０００，１ ｌＯ０ｒ／ｍｉｎ进行试验研究，得含杂率、
损失率和功耗的试验结果如图２和图３所示。
４ 《３ 薰２ 之１ ０ ７００ ８００ ９００ １０００ ｌｌＯ０ 离心 机转速／ｉ’・ｒａｉｎ
图２离心风机转速对清选性能的影响 Ｆｉｇ．２ ｌｍｐａｃｔ ｏｆ ｅｅｎｔｆｉｆｕｇａｌ ｆａｎ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍｅｎｃｅ
ｌ０ ８ ６ ４ ２ Ｏ ７００ ８００ ９００ ｌ０００ ｌｌＯ０ 离心风机转速／／ｒ・ｍｉｎ
图３ 离心风机转速对功耗的影响 Ｆｉｇ．３ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｆａｎ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ 由图２可以看出，随着离心风机转速的增加，含杂
率在降低，损失率在升高。风机转速从７００ｒ／ｍｉｎ变化
到１ ｌＯＯｒ／ｍｉ
ｎ时，含杂率下降１．１％左右，损失率增加 ２０１０年８月 农机化研究 第８期
约２．９％。这表明：离心风机转速对被清选物料在气
流场中受力起着关键性的作用，对清选效果的影响比
较显著。随着风机转速的增大，被清选物料中杂余在
气流场中被吹出机器外的几率增大，使得含杂降低即
清洁率升高；同时，籽粒被吹出机器外的几率也升高，
导致损失率随着风速的增加而增大。
由图３可知，随着离心风机转速的增加，清选的功
耗逐渐增加，风机转速从７００ｒ／ｍｉｎ变化到１ ｌＯＯｒ／ｍｉｎ
时，功耗增加约２ｋＷ。这表明：风机转速增大导致风
机叶片受风阻力增大，从而使风机负载轴扭矩增大，
即消耗功率也随之增大。
４．２离心风机倾角对清选性能的影响 在离心风机风速８００ｒ／ｍｉｎ、喂入量２ ｋｇ／ｓ和振动
筛曲柄转速２００ ｒ／ｍｉｎ的条件下，离心风机出风口倾
角取２０。，２５。，３Ｏ。，３５。，４０。进行试验研究，得含杂率、
损失率和功耗的试验结果如图４和图５所示。
２．５
２Ｏ ２５ ３Ｏ ３５ ４０ 离心风机Ｉ｛Ｉ Ｅ ｌ倾角／（。）
图４离心风机倾角对清选性能的影响 Ｆｉｇ．４ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｆａｎ ｒａｋｅ ａｎｇｌｅ ｏｎ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍｅｎｃｅ
６．３
｝６．２
６．１ ＾
６．０ ２Ｕ ２５ ３Ｕ ３５ ４Ｕ 离心风机出口倾角／（。）
图５ 离心风机倾角对功耗的影响 Ｆｉｇ．５ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｆａｎ ｒａｋｅ ａｎｇｌｅ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ 由图４可知，随着风机出口倾角的增大，含杂率和
损失率都有先减小后增大的趋势。风机出口倾角从
２０。变化到３０。时，含杂率下降０．３％左右，损失率下降
０．４７％左右；风机出口倾角从３０。变化到４Ｏ。时，含杂
率增加０．８％左右，损失率增加０．６％左右。这表明，
风机角度在２０。左右时，气流主要是吹向下筛下部，对
于含杂率主要是下筛这一“瀑布”起主要作用，使得风
选效果被削弱，致使含杂率略大，而此时筛面对风机
风力没有太多的挡阻，使得风力相对较大，使得籽粒
被吹出去的几率升高，导致损失率略大。风机出口倾 角在２５。～３０。范围左右时，风机吹向两筛之间，上筛 由形成部分风阻，使得风速相对较小，导致损失率较
低，而两筛形成的两“瀑布”都有足够的风力作用，风
选效果较好，使得含杂率较低，清选效果较好。风机出
口倾角在３０。一４０。范围左右时，风机主要吹向上筛筛
面和抖动板之问，风选主要在抖动板和筛面上方这一
“瀑布”进行，与风机角度在２０。左右时情况相似，并且
很明显，削弱了风选效果，使得含杂率和损失率升高。
由图５可知，风机出口倾角的改变对功耗影响不
显著。这表明：风机出口倾角的改变基本不会影响功
耗的变化，功耗有微小的波动主要是由于振动筛的不
规则振动，造成风筛轴所受扭矩大小不恒定所致。 ４．３ 曲柄转速对清选性能的影响
在离心风机角度２５。、喂入量２ ｋｇ／ｓ和离心风机 风速８００ｒ／ｍｉｎ的条件下，进行振动筛曲柄转速（影响
振动频率）为１５０，２００，２５０，３００，３５０ｒ／ｍｉｎ的试验研
究，得含杂率、损失率和功耗的试验结果如图６和图７
所示。
ｌ５０ ２００ ２５０ ３Ｏ０ ３５０ ｝ｆ｝ｌ柄转迷／１’・ｍｉ／＇１
图６ 曲柄转速对清选性能的影响 Ｆｉｇ．６ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｒａｎｋ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍｅｎｅｅ
ｆｆｆｊ枘转速，Ｉｒ・ｍｉｎ 图７ 曲柄转速对功耗的影响 Ｆｉｇ．７ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｒａｎｋ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ 由图６可知，随着曲柄转速的增大，含杂率和损失
干扰床分选机(TBS)分选效果优化研究
287 科学管理2020年第2期重介质旋流器分选下限及浮选机的分选上限均为0.5mm，但在实际生产中，重介质旋流器对细粒级的分选效率低，浮选机对粗粒级分选效率低，导致两者之间的粗煤泥得不到有效分选，容易造成重介产品脱介效果差、精煤回收率低等问题。因此，对粗煤泥分选机（TBS）的分选效果进行优化研究有着十分重要的意义。本次研究采用高河洗煤厂生产数据进行统计分析，本厂（1.5~0.2mm）粒级的粗煤泥采用英国MEP公司的TBS干扰床进行分选。1 干扰床分选机系统检查（1）准备系统。准备系统的主要任务是实现对末煤筛下水中物料的分级。其中，较粗颗粒由TBS进行分选，较细颗粒由浮选机进行分选，为评定分级旋流器的分级效果，同一时间段内对分级旋流器的入料、溢流和底流分别进行了样品采集。结果显示，旋流器分级效果较好，溢流无跑粗发生，底流-0.125mm含量占产品产率的19.00%，灰分为29.68%，底流夹细较严重，特别是-0.074mm粒级仍占10.92%，灰分高达37.32%。此部分细粒级物料在TBS中不会得到有效分选，大部分将进入TBS溢流。（2）分选系统。分选系统的主要任务是实现末煤（1.5-0.25mm）粒级的按密度分选，为评定洗煤厂TBS分选效果，同一时间段内对TBS的入料、溢流和底流分别进行了样品采集。从各粒级物料在TBS中的分配率可以看出，作为按密度分选的TBS干扰床分选机，其存在较严重的按粒度分级效果，特别是>1mm粒级有约50%分配入底流中，这是导致TBS底流粗粒级灰分偏低的根本原因。（3）产品后处理系统。尾矿通过高频筛脱水后混入混煤销售，溢流精矿通过浓缩旋流器分级后，与重介精煤合并作为精煤产品，其灰分的高低在一定程度上影响总精煤产品质量。末精煤产品灰分的高低主要取决于TBS干扰床分选机效果的好坏，同时在一定程度上也与TBS干扰床分选机溢流的脱泥效果相关，由前述试验结果可以看出，TBS溢流产品中存在22.60%产率灰分为28.27%的较高灰分细粒（<0.125mm）。若脱除效率较低，此部分物料必定严重影响末精煤产品质量。2 干扰床分选系统优化与效果评定（1）顶水量对分选结果的影响。在入料量基本相同情况下，把TBS分选机在密度设定为1.27g/cm3条件下，改变顶水量，采集溢流、底流样品进行筛分。实验发现对于相同粒级物料，由不同顶水量对各粒级分配曲线的影响可以看出：随顶水量增加，各粒级分选密度均有减小趋势，粗粒级表现更加明显，顶水量由90m3/h增加至100m3/h时分选密度降低较少，顶水量由100m3/h增加至110m3/h时分选密度降低较多；各顶水量下粗粒级损失均较大，特别是顶水量为110m3/h时粗粒级损失更加严重。（2）设定密度对分选结果的影响。入料量基本相同情况下，保持顶水量不变，设定不同的密度，并分别采集溢流、底流样品进行分选效果评定得出：随密度设定值增大，各粒级实际分选密度增大；密度设定值在1.27g/cm3及以下时，低密度粗粒损失较大，密度设定值为1.29g/cm3时，细粒级分选密度偏高，但>0.125mm合粒级灰分仍合格；综合现场情况，分选密度设定值应为1.28g/cm3左右。（3）TBS分选效果跟踪结果。通过上述分析，对TBS分选机分选参数进行优化，并完成部分管网改造。优化改造后，TBS分选效果明显改善。首先是粗精煤泥灰分降低，优化改造前，+0.125mm平均灰分为11.15%，高于现场要求的产品质量指标；粗精煤泥灰分降低约2个百分点，符合工艺要求，产品质量稳定。同时，TBS尾煤灰分从44.35%提高至70%以上，精煤损失减少，分选精度明显改善。3 干扰床分选机流场的数值模拟（1）计算初始条件和边界条件。本次数值模拟利用Fluent软件提供的前处理软件Gambit 2.4.6，按照高河洗煤厂使用的干扰床分选机（TBS）结构参数进行物理模型构建，计算中选取液相为20℃时水，密度为998.2kg/m3，粘度为1.003×10-3Pa·s；固-液多相流计算时，根据实际情况假设煤颗粒的粒度和密度，并与连续相介质水按一定比例混合后给入到干扰床分选机。进口边界条件：矿浆流量175m3/h，顶水流量取100m3/h。出口边界条件：关闭下部尾矿排放口，以此来研究流态化床层形成过程中流体的干扰床分选机的分布规律。重力场条件：计算过程考虑到重力对干扰床分选机内部流场的影响，设置重力加速度为-9.81m/s2。（2）固-液多相流矿浆密度分布。由干扰床分选机内部矿浆密度分布可以看出，高密度区主要集中在顶水分布板上方和尾矿排放口附近，沿顶水分布板向干扰床分选机（TBS）分选效果优化研究李江鹏山西高河能源有限公司 山西 长治 047100摘要：为了改善干扰床分选机（TBS）的动态分选环境，使分选机具有良好的分选效率。利用Fluent软件对TBS结构参数进行模型构建，分析系统存在问题，针对问题结合流体动力学有关公式计算，对分选机的顶水量、设定密度进行优化，同时结合物料的筛分实验，对相关结构参数进行数值模拟分析。改进后的分选机经过试验验证，分选效率显著提高，能够有效的确保设备正常运行。关键词：TBS 干扰床 分选 筛分 模拟
流体力学实验
实验一 流体流动阻力的测定
一、 实验目的和任务
1.了解流体流过管路系统的阻力损失的测定方法；
2.测定流体流过圆形直管的阻力，确定摩擦系数λ与流体Re的关系；
3.测定流体流过管件的阻力，局部阻力系数ξ；
4.学会压差计和流量计的使用方法；
5.识别管路中各个管件、阀门，并了解其作用；
二、实验原理
流体的流动性，即流体内部质点之间产生相对位移。真实流体质点的相对运动表现出剪切力，又称内摩擦力，流体的粘性是流动产生阻力的内在原因。流体与管壁面的摩擦亦产生摩擦阻力，统称为沿程阻力。此外，流体在管内流动时，还要受到管件、阀门等局部阻碍而增加的流动阻力，称为局部阻力。因此，研究流体流动阻力的大小是十分重要的。
1．直管摩擦系数λ测定
流体在管道内流动时，由于流体粘性作用和涡流的影响产生阻力。阻力表现为流体的能量损失，其大小与管长、管径、流体流速等有关。流体流过直管的阻力计算公式，常用以下各种形式表示：
(1) 2L h2fud＝
)2( 2gudLH2f＝
或 )3( 2LPPP221fud＝－＝－
式中hf ——以能量损失表示的阻力，J／kg；
Hf ——以压头损失表示的阻力，m液柱；
△Pf——以压降表示的阻力，N／m2
L——管道长，m
d——管道内径，m；
u——流体平均流速，m/s；
P——流体密度，kg／m3；
λ——摩擦系数，无因次； g——重力加速度，g一9.81m/s2。．
λ为直管摩擦系数，由于流体流动类型不同，产生阻力的原因也不同。层流时流体流动主要克服流体粘性作用的内摩擦力。湍流时除流体的粘性作用外，还包括涡流及管壁粗糙度的影响，因此λ的计算式形式各不相同。层流时，利用计算直管压降的哈根－泊谡叶公式：
干扰床分选机分选粗煤泥的试验研究
２００６年第５期 煤 炭 工 程
干扰床分选机分选粗煤泥的试验研究
陈子彤，刘文礼，赵宏霞，路迈西 （中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３） 摘要：文章介绍了干扰床分选机试验系统及试验方案，并对新汶矿业集团汶南煤矿不同 粒度级别的粗煤泥进行了干扰床分选试验，探讨了干扰床分选机分选粗煤泥的一般规律，证明 了干扰床分选技术是一项分选精度高、简单可靠富有发展潜力的可行技术。 关键词：干扰床分选机；上升水流速；分选密度；可能偏差 中图分类号：ＴＤ９４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—０９５９（２００６）０５—００６９—０２ 在文献［１］中，对干扰床分选机的工作原理及分选理 论进行了研究。指出了干扰床分选机颗粒干扰沉降速度的 计算方法，及干扰床分选机分选粗煤泥的理论基础。本文 在上述基础上，以新汶矿业集团汶南矿不同粒度级别的粗 煤泥为研究对象，进行了干扰床分选机的分选试验研究， 分析了干扰床分选机分选粗煤泥的一般规律。 ｌ干扰床分选系统 试验室所用的干扰床分选系统图如图１所示，系统由 三部分组成：给料系统、上升水系统和分选系统。
精
泵 图１ 干扰床分选机分选系统图 样阀
１）给料系统：由给料漏斗和下导管组成。粗煤泥和水 预先混合均匀，然后以一定的速度连续给入干扰床分选 机中。 ２）上升水系统：由水箱、泵、流量计及液体分布器组 成。水箱中的水由泵打入到分选机底部的上升水分配器， 流量计用以计量进入分选机的水量，通过阀门和流量计的 配合使用来控制进入干扰床的水量；液体分布器使进入干 扰床的水在横断面上呈均匀分布，保证分选机内干扰床具 有良好、稳定的流态化状态 。 ３）分选系统：即干扰床分选机主体，粗煤泥在干扰床 分选机中依据其干扰沉降速度差异完成分选。 ２试验总体方案 本次研究煤样来自新汶矿业集团汶南选煤厂的粗煤泥。 煤样采集后分别用标准套筛进行筛分，获得各个窄粒度级 别的粗煤泥作为试验煤样。 各粒级粗煤泥在干扰床分选机中分选规律的研究步骤 如下［３，４］： １）对各粒级粗煤泥进行浮沉试验，确定其可选性。 ２）根据可选性资料和假定的精煤灰分确定理论分选密 度，进而确定出预测的实际分选密度。 ３）根据预测的实际分选密度及干扰沉降速度经验式， 确定上升水流速。 ４）根据确定的上升水流速，进行干扰床分选试验。 ５）对精矿、尾矿的浮沉组成进行分析。 ６）评定干扰床分选机的分选效果。 ３分选效果的评定 评定重选设备分选效果的指标通常包括可能偏差Ｅ。、 不完善度ｊ、数量效率口和错配物总量。对于以水为分选介质 的分选设备（如跳汰机）的分选效果通常以不完善度 来评 定，而以重介质悬浮液为分选介质的分选设备（如重介旋流 器）的分选效果通常以可能偏差Ｅ 来评定。干扰床分选过程 中，粗煤泥实际上是在由水和悬浮颗粒形成的悬浮液中进行 收稿日期：２００５—１２—２０ 作者简介：陈子彤（１９５６），男，湖南长沙人，教授级高工，现于中国矿业大学（北京）攻读博士学位，从事洁净煤技 术应用研究。
第2章：跳汰选煤
第二章 跳汰选煤
第一节 跳汰选煤原理
2－1（A）跳汰机的工作原理是什么？
答：跳汰是在交替上升和下降的水流中，使受分选的物料按颗粒密度不同进行分离的过程，跳汰机是实现这种过程，且使这种操作得以连续进行的设备。
跳汰机由箱体、隔板、风阀、筛板及自动控制系统组成。隔板是未达机底的垂直隔板，将机箱分成两个部分，带有筛板的工作室和空气室。由于风阀的进、排气作用，在空气室中造成交替上升和下降的脉动水流，受分选的物料中各种不同密度和形状的颗粒，就是在这样的水流中进行分离。
当水流向上冲击时，筛面上的物料被扬起，并呈悬浮状态，轻重、大小不同的矿粒具有不同上升和下沉的速度。互相移动位置，在上升水流末期，不同密度和粒度的颗粒开始按各自的沉降速度下沉，高密度的粗颗粒沉降得最快，位于下层，低密度的细颗粒位于上层，当水流下降时，又产生吸啜作用，高密度的细颗粒在吸啜力下，穿过粗粒间的间隙，透过筛板落入机体下部，称谓“透筛”排料，低密度的细粒煤由于沉降速度慢，覆盖在上层。
在连续跳汰过程中，入料一方面在上升下降交变的水流中按密度分层，另一方面又在水平流的作用下，物料由入料端向排料端移动，上层的轻产物将与水一起，流过溢流堰，排出机外，中煤与矸石分别从矸石段和中煤段的排料闸门排放到机体下部，并与透筛物料一起被斗式提升机运走。
2－2（A） 物料在跳汰机中是如何分层的？
答：选煤工作者对跳汰分选的过程作了大量研究，提出了不少理论见解，但因影响跳汰过程的因素很多，这些理论只能反应跳汰过程某些方面的规律性，而不能概括全过程的实质，尽管如此，这些理论对生产还是起到一定的指导意义。跳汰分层机理的研究有不少理论假说，可归纳为两大类：
第一类：速度理论。速度理论研究床层中不同粒度和密度的矿粒在脉动水流运动中，在各种力的作用下运动的速度和加速度，并认为不同矿粒运动的速度和加速度的区别是分层的原因。
第二类：粒群--统计理论。粒群--统计理论是从床层整体的内在不平衡因素（位能差、悬浮体密度差）来研究分层过程。
振动筛设计 2
中国石油大学胜利学院 第I页
2YAH1548型圆振动筛设计
摘要
目前我国各种选煤厂使用的设备中,振动筛（筛分机）是问题较多、维修量较大的设备之一。这些问题突出表现在筛箱断梁、裂帮、稀油润滑的箱式振动器漏油、齿轮打齿、轴承温升过高、噪声过大等问题,同时伴有传动带跳带、断带等故障。这类问题直接影响了振动筛（筛分机）的使用寿命,严重影响了生产。2YAH1548型圆振动筛可以很好的解决此类问题，因此本次设计的振动筛为2YAH1548型圆振动筛，该系列振动筛主要用于煤炭行业中物料分级、脱水、脱泥、脱介等作业。其工作可靠，筛分效率高，但设备自身较重。设计分析论述了设计方案，包括振动筛的分类与特点和设计方案的确定；对物料的运动分析；对振动筛的动力学分析及动力学参数的计算；合理设计振动筛的结构尺寸；进行了激振器的偏心块等设计与计算，包括原始的设计参数，电动机的设计与校核；进行了主要零部件的设计与计算，皮带的设计计算与校核，弹簧的设计计算，轴的强度计算，轴承的选择与计算，然后进行了设备维修、安装、润滑及密封的设计，最后进行了振动筛的环保以及经济分析。
关键词：振动筛；激振器；圆振动筛
中国石油大学胜利学院 第II页
Abstract
At present, China's coal preparation plant all the equipment used in
the shaker is more problems, maintenance of one of the larger equipment.
These issues in sieve outstanding performance me off beam, crack help,
KYZ浮选柱液位测量装置的应用研究
・５６・ 有色金属（选矿部分） ２０１２年第１期
ＫＹＺ浮选柱液位测量装置的应用研究
崔岩
（北京矿冶研究总院，北京１０００７０）
摘 要：研究了ＩＦＭ隔膜压力传感器应用于浮选柱液位测量的可行性。通过在云南磷化集团海Ｅｌ磷矿浮选厂进行适 应性工业试验，将ＩＦＭ隔膜压力传感器、激光液位计、超声波液位计的测量结果进行比较，压力传感器的各项性能指标 最优，可以大大提高液位控制的稳定性。 关键词：液位检测；浮选柱 中图分类号：ＴＤ４５６；ＴＤ９２８．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—９４９２（２０１２）０１—００５６—０３
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｌｅｖｅｌ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｅｎｓｏｒ ｉｎ ＫＹＺ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｃｏｌｕｍｎ
Ｃ ｎ （ＢｅＯ＇ｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＩＦＭ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ ｔｈａｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ＫＹＺ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｆ／ｏｔａｔｉｏｎ Ｃｏｌｕｍｎ ｉＳ ｓｔｕｄｉｅｄ ｊｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＩＦＭ ｐｒｅｓｓｕｒｅ南ｎｓｏｒ．ＢＦＬＣ—ｌａｓｅｒ】ｅｖｅ】 ｍｅｔｅｒ．ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｌｅｖｅｌ ｍｅｔｅｒ ｉｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｂｙ ａｄａｐｔｉｖｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｔｅｓｔｓ ｉｎ Ｈａｉｋｏｕ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉＳ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ａｎｄ ｃａｎ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋｅｖ ｗｏｒｄｓ：ｌｅｖｅｌ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ；ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ
《选矿学》实验指导
《选矿学》实验指导
目录
一、细粒物料粒度组成筛分分析二、物料可磨度测定
三、松散物料密度组成测定及数据分析四、异类粒群悬浮分层的规律研究五、细粒物料螺旋分选六、摇床分选七、物料的静电分选八、磁性物料的分选回收九、散体物料磁性物含量测定十、材料表面润湿接触角测定十一、最大泡压法测定液体的表面张力十二、小浮选实验十三、微细矿物油团分选十四、悬浮液絮凝沉降特性研究十五、悬浮液过滤特性试验十六、简振系统动力学试验
附件：实验报告编写提纲
一、试验目的
细粒物料粒度组成筛分分析
学习使用振筛机对松散细粒物料进行干法筛分的方法；学习筛分数据的处理及分析方法，研究、确定、分析物料的粒度组成及分布特性；学习、训练利用筛分试验结果数学分析及粒度特性曲线分析。二、基本原理
松散物料的筛分过程主要包括两个阶段：
1.易于穿过筛孔的颗粒和不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面；
2.易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。
实现这两个阶段，物料在筛面上应具有适当的相对运动，一方面使筛面上的物料层处于松散状态，物料层将按粒度分层，大颗粒位于上层，小颗粒位于下层，易于到达筛面，并透过筛孔；另一方面，物料和筛子的运动都促使堵在筛孔上的颗粒脱离筛面，有利于其它颗粒透过筛孔。
松散物料中粒度比筛孔尺寸小得多的颗粒在筛分开始后，很快透过筛孔落到筛下产物中，粒度与筛孔尺寸愈接近的颗粒（难筛粒），透过筛孔所需的
时间愈长。振筛机一般，筛孔尺寸与筛下产品最大粒度具有如下关系
d最大KD（1-1）
式中d
最大
——筛下产品最大粒度，mm；
D——筛孔尺寸，mm；K——形状系数。
K值表孔形K值圆形0.7方形0.9长方形1.2~1.7通常用筛分效率E来衡量筛分效果，其表示如下：
E
()()（1-2）
式中E——筛分效率，％；
——入料中小于规定粒度的细粒含量，％；
——筛下物中小于规定粒度的细粒含量，％；——筛上物中小于规定粒度的细粒含量，％。
化工原理实验教案
实验一 雷诺实验
一、实验目的
1. 了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。
2. 观察圆直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动型态。观察流体层流流动的速度分布。
二、实验内容
1. 以红墨水为示踪剂，观察圆直玻璃管内水为工作流体时，流体作层流、过渡流、湍流时的各种流动型态。
2. 观察流体在圆直玻璃管内作层流流动的速度分布。
3. 观察孔板前后压差与流量的关系，计算不同雷诺准数时的孔板系数C0
原理： 以秒表和1000mL量筒测体积流量，计算雷诺准数，观察相应的流型；记录孔板前后压差，计算孔板系数C0 ；改变流量，重复操作。
计算公式如下：
qv = uA = u0A0 , Re =ud,
R ：孔板前后液柱差。
要求：从层流到湍流测8组数据。
三、实验装置
实验装置流程如图7-1所示。
图7-1 雷诺实验装置
1 溢流管；2 墨水瓶；3 进水阀；4示踪剂注入管
5水箱；6 水平玻璃管；7 流量调节阀
实验管道有效长度: L＝600 mm 外径: Do＝30 mm
内径: Di＝24.5 mm
孔板流量计孔板内径: do＝9.0 mm 002()igRuc
四、实验步骤
1. 实验前的准备工作
(1) 实验前应仔细调整示踪剂注入管4的位置，使其处于实验管道6的中心线上。
(2) 向红墨水储瓶 2 中加入适量稀释过的红墨水，作为实验用的示踪剂。
(3) 关闭流量调节阀7，打开进水阀3，使水充满水槽并有一定的溢流，以保证水槽内的液位恒定。
(4) 排除红墨水注入管4中的气泡，使红墨水全部充满细管道中。
2. 雷诺实验过程
(1) 调节进水阀，维持尽可能小的溢流量。轻轻打开阀门7，让水缓慢流过实验管道。
(2) 缓慢且适量地打开红墨水流量调节阀，即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况（层流流动如图7-2所示）。用体积法（秒表计量时间、量筒测量出水体积）可测得水的流量并计算出雷诺准数。因进水和溢流造成的震动，有时会使实验管道中的红墨水流束偏离管的中心线或发生不同程度的摆动；此时, 可暂时关闭进水阀3，过一会儿，即可看到红墨水流束会重新回到实验管道的中心线。
振动筛工艺参数的计算方法
振动筛工艺参数的计算方法
振动筛工艺参数是指振动筛在特定工艺条件下的操作参数，包括筛面倾角、筛分效率、筛下物料含水率等。合理的振动筛工艺参数有助于提高筛分效率，降低能耗，提高生产效益。下面将介绍一些常见的振动筛工艺参数的计算方法。
1.筛面倾角的计算方法：
筛面倾角是指筛面相对水平面的倾斜角度，一般用于确保物料在筛面上的顺畅流动和最佳的筛分效果。
筛面倾角的计算方法：
-根据物料的流动性质和筛分效果要求，初步确定筛面倾角范围，一般为0°-10°。
-根据实际工艺条件和设备参数，进一步优化筛面倾角。
-根据振动筛的设计规范和经验数据，选择合适的筛面倾角。
2.筛分效率的计算方法：
筛分效率是指筛分过程中通过筛孔的物料占总物料的比例，是衡量振动筛筛分效果的重要指标。
筛分效率的计算方法：
-根据筛分实验数据，统计通过筛孔的物料重量或体积，并计算通过筛孔的物料占总物料的比例。
-根据筛分效果要求和物料特性，确定合理的筛分效率。 3.筛下物料含水率的计算方法：
筛下物料含水率是指通过振动筛后的物料的含水量，该参数对于一些湿度敏感的物料很重要。
筛下物料含水率的计算方法：
-根据振动筛操作前后物料的含水量，计算筛下物料的含水率。
-根据实验数据或经验公式，计算筛下物料的含水率。
4.筛分率的计算方法：
筛分率是指通过筛孔的物料中特定粒径的物料占通过筛孔总物料的比例。
筛分率的计算方法：
-根据筛分实验数据，统计通过筛孔的特定粒径物料的重量或体积，并计算通过筛孔的特定粒径物料占通过筛孔总物料的比例。
-根据筛分效果要求，确定特定粒径物料的筛分率。
5.振动参数的计算方法：
振动参数包括振幅和振频，是振动筛的重要工艺参数。
振动参数的计算方法：
-根据物料特性和筛分效果要求，初步确定振幅和振频范围。
-根据实际工艺条件和设备参数，进一步优化振幅和振频。
-根据振动筛的设计规范和经验数据，选择合适的振幅和振频。 需要注意的是，以上计算方法只是提供了一些常见的计算思路和方法，具体的计算方法还需根据实际情况和需求来确定。
直线振动筛开题报告
中国矿业大学银川学院
本 科 毕 业 设 计
（ 10 届）
题 目 ZKX1530型振动筛毕业设计
系 别 机械工程与信息自动化
专 业 机械工程与自动化
年 级 10级机械2班
学生姓名 赵全超
指导教师 任众
年 月 日
毕业设计任务书
设计题目 ZKX1530型振动筛毕业设计 选题方向 矿用机械
学生姓名 赵全超 所学专业 机械工程与自动化 班 级 10机械2班
指导教师姓名 任众 从事专业 职 称
一、毕业设计基本要求（教师填写：主要包括毕业设计相关环节的任务要求、主要技术参数或指标、主要遵循的学术规范、毕业设计所体现的本专业的训练要求等）。
1.设计要求
ZKX-1530型单轴振动筛的设计应达到如下技术要求：
(1) 能对所选定的矿物物料进行有效的分级；
(2) 具有运转平稳、工作可靠结构简单、易损件少、筛网更换方便以及筛分效率高和筛分效果好；
(3) 设备操作简单，维护方便；
(4) 主要技术指标：
筛面尺寸：长度3000mm，宽度1500mm；
筛面层数：1层；
筛面倾角：0°；
筛孔尺寸：0.5~13；
振动频率：25Hz；
双振幅：8.5~11mm；
电机功率及转速：7.5kW，1440r/min。
指导教师签名： 年 月 日
二、学生学术诚信承诺书：
郑重承诺：本设计在选题、写作、修订完稿过程中将保守学术诚信之要，由本人在指导教师指导下独立完成；设计所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，凡引用他人观点、材料将注明出处，保证不剽窃或不正当引用他人学术成果。如有违反上述内容者，本人愿承担一切后果。
学生签名： 年 月 日 三、毕业设计合作者及分工