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中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第 11 页
水面水煤600～900mm/s50～75mm/s中煤矸石5～12mm/s5～9mm/s
图2.6 床层运动速度
筛板现代跳汰机多采用取消溢流堤的连续“稳静”排料方式，或者低堰式自动测控排料系统，在一定程度上改善了对入料变化的适应能力。但在操作的过程中仍要注意根据原煤性质的变化随时调整活动溢流堤或阀门的高度，以确保合适的重产物层厚度与稳定的透筛排料。
6．洗水浓度
矿粒在水中的沉降末速是其密度和粒度的函数，大块煤与小块矸石可达相同的沉降末速。水中细粒固体物越多，介质密度相对增大，同效分选的粒度范围越宽。
然而实践经验确是，在清水中洗选总是可以得出更纯净的最终产品。这与上述理论似有矛盾。有人解释是，随着“介质”相对密度的增高，举起矿粒所需要的水速减小。于是相同的水流上升速度，能将更大的矸石升到较高层位上。当然，这一水速不应过大，否则可能污染精煤。
我国多数选煤厂为混合入选，对目前的一些跳汰机型而言，供跳汰用的洗水浓度不宜大于50～80g/L。使用更高浓度的洗水虽然也可以分选，但将使分选变的困难，影响精煤质量，降低分选效率。
3 跳汰机风阀与控制策略
3.1 跳汰机风阀
风阀是跳汰机的关键装置，它控制跳汰机空气室周期性地与风包和大气相通，从而造成周期性的进气和排气，是水流产生合理的脉动，是物料达到较为理想的松散分层。风阀的结构直接影响着水流在跳汰机中的振动特性。因此，此装置在不断地加以改进和发展，从作垂直往复运动的滑动风阀发展到作旋转运动的旋转风阀，而后又发展到用电子数控装置和电磁阀控制的数控风阀。
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1.滑动风阀
滑动风阀的构造见图。它是由顶部封闭的圆筒形壳体1和圆筒形的空心滑阀2组成。壳体固定在跳汰机的空气室之上，其上端进气管与压缩空气源联接，下端则与空气室相通。外壳四周开有三排窗孔（排气孔），滑阀上对应地开有窗孔。滑阀用拉杆与偏心轮联接，偏心轮转动时滑阀上下作往复运动。
当滑阀向下运动时，外壳体上部的进气孔打开，排气孔封闭，压缩空气经空心滑阀进入跳汰机的空气室，这便是进气期。当滑阀向上运动时，关闭进气孔而打开排气孔，空气室的空气被排放至大气中，这就是排气期。为使进气孔与排气孔不致窜通，进气与排气之间有一短时间的间歇，此时进气孔已关闭而排气孔尚未打开，压缩空气在空气室内继续膨胀，故称为膨胀期。在排气后期和进气初期之间同样也有一段短暂的间歇时间，这时排气孔已关闭而进气孔尚未打开，空气室内的空气因水位上升而受到压缩，故称压缩期。
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（a） （b）
图3.1 滑动风阀的构造及工作原理
1—外壳；2—空心滑阀；3—进气管；4—进气孔；5—排气孔；6—拉杆
滑动风阀就是利用滑阀上下作往复运动，使跳汰机空气室周期性的进气、膨胀、排气和压缩，促使在跳汰室产生脉动水流，实现物料在跳汰机中进行分选。调整拉杆的长短可在小范围内改变进气期和排气期的长短。但此结构特别复杂，难以采用。所以目前现有风阀的特性曲线是固定不变的，即在一个周期内，其进气期100°、膨胀期10°、排气期170°、压缩期10°。
在同样的分选条件下，跳汰机使用旋转风阀要比使用滑动风阀的处理量大。所以，滑动风阀现已大多被旋转风阀所代替，仅在一些老厂中尚还使用。
2.旋转风阀
各种跳汰机的旋转风阀，其结构和参数虽有所不同，但其工作原理是基本相同
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的。旋转风阀主要是由水平放置的铸铁外壳——定子、带有手柄可以转动的进、排气调整套和转子组成。定子下部有两个矩形开口，一个开口与风箱接通——进气口，另一个开口用管子穿过风箱与跳汰机空气室相联——排气口。转子是一个中间被隔板分成进气和排气两部分的空心铸铁圆筒，在这两部分的相背方向分别开有矩形的进气孔和排气孔；转子套在转子轴上，转子轴分别装在左右两端堵盖的滚动轴承上；进气端的堵盖用螺钉固定在外壳端部，并构成封密；排气端的堵盖是通的，只是用以支持轴承，从跳汰室排出的压缩空气可以通过这个堵盖排到大气中。在定子与转子之间套着用来调整风阀进、排气口面积的调整套。调整套上开有矩形孔口，并装有手柄以转动调整套位置。为了不使调整套被转子所带动，手柄上有固定爪，固定爪嵌合在外壳的扇形齿板上。并用压紧螺钉固定。进气和排气调整套可以分别独立地进行调整。风阀进、排气口面积是指定子与转子进、排气孔相遇的开口面积。
当转子的进气孔与定子的进气孔相遇时，从进气导管通入的压缩空气进入空气室，这时排气孔被关闭，形成进气期；转子继续转动，当定子的进气孔被转子盖住，而排气孔仍未与转子的排气孔相遇，压缩空气在空气室内继续推动水面，这就是所谓的膨胀期；直到转子的排气孔与定子的排气孔相遇时，膨胀过的压缩空气才从转子的排气孔沿排气端堵盖排至大气中，这就是排气期。多数旋转风阀没有压缩期，即转子的排气孔一离开定子的排气孔时，转子的进气孔与定子的进气孔就马上相遇。
在跳汰室中水流的上升期常常滞后于风阀的进气期，这是因为只有当跳汰室的气压上升超过下降水流的动能以及两室间的液位差所形成的压力时，跳汰室内的水流才能回升。所以需要在空气室里有一段升压的时间，这段时间的长短取决于风压的大小、空气室的容积和风阀的结构特点（特别是风阀的进、排气面积）等因素。利用电子示波器测试筛侧空气室跳汰机的滞后角度为40°～60°，筛下空气室跳汰机的滞后角为700°～100°。
跳汰室中水流下降期开始的时间一般都发生在排气孔打开之后，若风阀的膨胀期较长，下降水则与排气孔打开同时发生；若风阀特性没有膨胀期或膨胀期较短，则下降水稍有滞后。这是因为水流运动具有惯性的缘故。
风阀进气孔的面积要保证跳汰机空气室的气压在进气初期能迅速上升到所需的压力，使脉动水流具有所需要的最大速度和加速度。因此，风阀进气孔面积大小与使用的风源压力、跳汰机的结构和入选物料粒度等因素有关。在其他条件不变的情况下，风源压力高，开口可小些；跳汰机空气室和水的沿程阻力大，进气孔面积也要求大些。块煤分选机比末煤分选机所需要的进气孔面积大。风阀进气面积差别很大，大约为跳汰机面积的。由于排气时压力比进气时压力低，所以排气孔面积比进气孔面积大些，特别是筛侧空气室跳汰机，进气孔面积约为排气孔面积的50～90%。
风阀进气孔的弧线长度占其圆周的度数称为风阀开口角。由风阀特性曲线可
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知，在风阀进气孔面积不变的情况下，开口角度愈小，曲线上升就愈陡，跳汰机空气室压力上升愈快，上升水流更强有力（加速度较大），对提高分选效果有时会有某些好处。但是在风阀进气孔面积不变的情况下，减小风阀开口角度，必然要增大风阀半径，导致风阀体积和重量都要作相应增大。风阀的这些参数通常是在调查研究的基础上由试验来确定的。
旋转风阀与滑动风阀比较有以下几个特点：
①用旋转风阀的跳汰机处理能力较高，一般在6～17 t/h?m2范围。当处理具有相同可选性的煤时，其处理量比用滑动风阀高2 t/h?m2左右。
②旋转风阀结构较轻巧，转动平稳，制作快，投资少，所起的作用大。 ③用旋转风阀的跳汰周期适于选不分级煤，因此可以把入选上限提高到150～200mm。
④对细粒级的精选一般是滑动风阀有效，分选下限达0.3mm，这给用简单办法回收煤泥的精选创造条件。
⑤旋转风阀的周期可随煤质变化进行适当的调整。 3.数控风阀
数控风阀是二十世纪七十年代设计的用电子数控装置和电磁风阀控制进、排气的一种新型的跳汰机风阀。
操作时，其频率和风阀特性曲线可以作任意调整。数控风阀按阀体形式的不同，有盖板阀和滑动阀两种；滑动阀又按其滑阀安装方式不同分为卧式滑阀和立式滑阀。
数控风阀整个系统由三部分组成：
①电子数控装置：通过电子脉冲计数控制系统控制电磁风阀的通电和断电时间，从而控制跳汰频率和周期。
②控制风动部分：这部分由高压风管、气动三联体（过滤器、油雾器、调压器）、电磁阀和气缸构成。其作用是将高压风滤清、调压、油雾后送入气缸，驱动进气阀活塞上下运动。
③工作风动部分：主要由板阀或滑阀、管路、低压风箱和排气风箱等几部分装在工作风包上，排气阀装在气箱上，排气箱与消音包相连，消音包与大气相通。