一种微米级金刚石选形方法及设备

摘要

本发明公开了一种微米级金刚石选形方法及设备，通过控制左右两个角度调节器，调节分选盘角度，分选盘通过电磁振动装置使金刚石微粉颗粒混合物在分选盘上按照设定的分选盘角度进行振动，对出料口中的金刚石微粉颗粒的含量值进行判定，若含量值不合格，控制器通过对角度调节器进行调节控制分选盘角度，继续选形；若含量值合格，则循环选形，直到选形结束；本发明可分选目数为400～800(粒径0.038mm～0.016mm) 的金刚石微粉颗粒、分选速度快、时间短，极大地提高了生产效率。

权利要求

1.一种微米级金刚石的选形方法，其特征在于，采用的选形设备结构包括：机架、控制系统、角度调节器、接料斗、分选盘、给料部、振动部、主振弹簧和斜支承缓振装置，所述的控制系统安装于机架上部，角度调节器安装于控制系统上部，斜支承缓振装置安装于角度调节器的上部，接料斗、给料部、分选盘、振动部主振弹簧安装于斜支承缓振装置上，所述给料部包括给料斗、给料振动器和给料位置调节部，给料斗安装于给料振动器上方，给料位置调节部与给料振动器连接；

微米级金刚石选形步骤如下：

（1）初始化控制箱中分选盘电压、给料斗电压、金刚石粉料的目数、分选盘振动频率和给料斗振动频率，接通电源，启动分选设备；

（2）设置待分选的金刚石粉料的目数；根据金刚石粉料的目数调节分选电流；设置给料斗电压，用于调节给料速度；设置分选盘振动频率；设置给料振动频率；

（3）根据待分选的金刚石粉料的目数，控制箱自动控制左右两个角度调节器，调节分选盘角度；

（4）设置给料斗振动频率，配合设置的给料斗电压控制给料速度；

（5）待分选的金刚石粉料从给料斗落入分选盘后，根据步骤第（3）步中所设定的分选盘角度，控制箱驱动电磁振动装置，电磁振动装置通过斜支承缓振装置上的主振弹簧传递振动带动选分盘，使金刚石粉料在分选盘上振动；

（6）分选盘上设有若干个出料口和相对应的接料斗，所述出料口和相对应的接料斗按良品部和次品部进行划分，控制箱自动控制分选盘将符合设定的金刚石粉料颗粒通过良品部和次品部出料口落入相应的接料斗，在每个出料口处设有检测装置，检测装置对出料口中金刚石粉料颗粒的形状进行检测，设置采样周期进行采样，若良品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于含量设定值，则无论次品部出料口分选结果如何，控制器均控制角度调节器减小分选盘角度，重复步骤（5）～（6）循环选形；若良品部全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，则进入以下步骤；

（7）若良品部全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，同时次品部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于含量设定值，则全部出料口分选合格，则重复步骤（5）～（7）循环选形，直至选形结束，停机；若次品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，则进入以下步骤；

（8）若良品部全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，同时次品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，则控制器控制角度调节器增大分选盘角度，重复步骤（5）～（8）循环选形。

2.根据权利要求1所述微米级金刚石的选形方法，其特征在于：所述振动部还包括电磁震动装置，电磁震动装置安装于振动部内，与主振弹簧（8）连接。

3.根据权利要求1所述微米级金刚石的选形方法，其特征在于：步骤（3）中所述分选盘角度调节范围为0°～65°。

4.根据权利要求1所述微米级金刚石的选形方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述角度调节器增大或减小分选盘的角度范围为0°～4°。

5.根据权利要求1所述微米级金刚石的选形方法，其特征在于：所述金刚石粉料目数为400～800目。

说明书

一种微米级金刚石选形方法及设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种微粒选形领域，具体涉及一种微米级金刚石选形方法及设备。

背景技术

[0002] 现有的金刚石选形方法，主要是采用沉降法进行选形，其原理是在同一种介质中，物料的沉降速度和物料的直径的平方成正比。即物料的直径越大，沉降速度越快。

[0003] 如申请号为201020670705.1，申请日为2010年12月21日，授权公告日为2011年7月27日的中国实用新型专利公开了一种金刚石微粉自动分级装置，其包括沉降控制装置、沉降容器和水箱，沉降容器依次与水泵、水箱相接，沉降控制装置自动控制水泵的运转。该分级装置可实现金刚石微粉的选形，但沉降时间较长，分选过程中稳定性差，且污染环境，浪费水资源。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种微米级金刚石选形方法及设备，能够解决上述技术存在的不足，可分选目数为400～800(粒径0.038mm～0.016mm) 的金刚石微粉颗粒、分选速度快、时间短，可以提高生产效率。

[0005] 本发明依托用于选形的微米级金刚石选形设备，其包括：机架、控制系统、角度调节器、接料斗、分选盘、给料部、振动部、主振弹簧和斜支承缓振装置，控制系统安装于机架上部，角度调节器安装于调节器上部，斜支承缓振装置安装于角度调节器的上部，接料斗、给料部、分选盘、振动部和主振弹簧安装于斜支承缓振装置上；所述给料部包括给料斗、给料振动器和给料位置调节部，给料斗安装于给料振动器上方，给料位置调节部与给料振动器连接；所述振动部还包括电磁震动装置，电磁震动装置安装于振动部内，与主振弹簧连接。

[0006] 采用以上所述的微米级金刚石选形设备的选形方法，包括以下步骤：

[0007] （1）初始化控制箱中分选盘电压、给料斗电压、金刚石粉料的目数、分选盘振动频率和给料斗振动频率，接通电源，启动分选设备；

[0008] （2）设置待分选的金刚石粉料的目数；根据金刚石粉料的目数调节分选电流；设置给料斗电压，用于调节给料速度；设置分选盘振动频率；设置给料振动频率；

[0009] （3）根据待分选的金刚石粉料的目数，控制箱自动控制左右两个角度调节器，调节分选盘角度；

[0010] （4）设置给料斗振动频率，配合设置的给料斗电压控制给料速度；

[0011] （5）待分选的金刚石粉料从给料斗落入分选盘后，根据步骤第（3）步中所设定的分选盘角度，控制箱驱动电磁振动装置，电磁振动装置通过斜支承缓振装置上的主振弹簧传递振动带动选分盘，使金刚石粉料在分选盘上振动；

[0012] （6）分选盘上设有若干个出料口和相对应的接料斗，所述出料口和相对应的接料斗按良品部和次品部进行划分，控制箱自动控制分选盘将符合设定的金刚石粉料颗粒通过良品部和次品部出料口落入相应的接料斗，在每个出料口处设有检测装置，检测装置对出料口中金刚石粉料颗粒的形状进行检测，设置采样周期进行采样，若良品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于含量设定值，则无论次品部出料口分选结果如何，控制器均控制角度调节器减小分选盘角度，重复步骤（5）～（6）循环选形；若良品部全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，则进入以下步骤；

[0013] （7）若良品部全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，同时次品部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于含量设定值，则全部出料口分选合格，则重复步骤（5）～（7）循环选形，直至选形结束，停机；若次品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，则进入以下步骤；

[0014] （8）若良品部全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，同时次品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于含量设定值，则控制器控制角度调节器增大分选盘角度，重复步骤（5）～（8）循环选形。

[0015] 以上步骤（3）中所述分选盘角度调节范围为0°～65°。

[0016] 以上在步骤（3）中，所述角度调节器增大或减小分选盘的角度范围为0°～4°。

[0017] 以上所述金刚石粉料目数为400～800目。

[0018] 本发明的有益效果是：可以从微粉金刚石混合物中自动分选等积形、完整晶体的金刚石颗粒，分选速度快、时间短，极大地提高了生产效率。

附图说明

[0019] 图1是本发明所依托的微米级金刚石选形设备的结构示意简图。

[0020] 图2是分选盘受力坐标系图。

[0021] 图3是本发明的金刚石粉料颗粒的受力分析坐标示意图。

[0022] 图4是本发明的电磁力激振方向示意图。

[0023] 图5是本发明的电磁力激振方向另一种示意图。

[0024] 图中标号及名称如下：

[0025] 1、机架，2、控制系统，3、角度调节器，4、接料斗，5、分选盘，6、给料部，7、振动部，8、主振弹簧，9、斜支承缓振装置。

[0026] 参见图1，所述的微米级金刚石选形设备，其包括：机架1、控制系统2、角度调节器3、接料斗4、分选盘5、给料部6、振动部7、主振弹簧8和斜支承缓振装置9，控制系统2安装于机架1上部，角度调节器3安装于控制系统2的上部，斜支承缓振装置9安装于角度调节器3的上部，接料斗4、给料部6、分选盘5、振动部7和主振弹簧8安装于斜支承缓振装置9上；所述给料部6包括给料斗、给料振动器和给料位置调节部，给料斗安装于给料振动器上方，给料位置调节部与给料振动器连接；所述振动部7还包括电磁震动装置，电磁震动装置安装于振动部7内，与主振弹簧8连接。

具体实施方式

[0027] 微米级金刚石选形的选形方法的具体选形步骤和原理如下：

[0028] S1.初始化控制箱中分选盘电压、给料斗电压、金刚石粉料的目数、分选盘振动频率和给料斗振动频率，接通电源，启动分选设备；

[0029] S2. 设置所需金刚石粉料的目数为400-800(粒径0.038mm-0.016mm)，根据目数设置分选电流为0.64A-0.69A，对应关系如表1所示；设置给料斗电压，用于调节给料速度；设置分选盘振动频率为50Hz；设置给料振动频率为50Hz；

[0030] 表1 待分选金刚石粉料的目数和分选电流对应关系

[0031]目数 分选电流
400目 0.64A
600目 0.67A
800目 0.69A

[0032] S3.根据所需金刚石粉料的目数，控制箱自动控制左右两个角度调节器，调节分选盘角度；

[0033] S4.设置给料斗振动频率，配合设置的给料斗电压控制给料速度；

[0034] S5. 待分选的金刚石粉料从给料斗落入分选盘后，根据步骤S3中所设定的分选盘角度，控制箱驱动电磁振动装置，电磁振动装置通过斜支承缓振装置上的主振弹簧传递振动带动选分盘，使金刚石粉料在分选盘上振动；

[0035] 分选盘的分选角度由盘体的左右方向角度和前后方向角度组成。其中：

[0036] 1.不同粒度级别金刚石的选形角度要求是：粒度粗，分选角度小；粒度细，分选角度大。

[0037] 2.相同粒度级别金刚石的选形角度按分选盘的左右角度和前后角度来组成，其要求是：

[0038] (1)左右方向角度：倾角过小，晶形好的金刚石颗粒在盘内会向高端运动;倾角过大，晶形差的金刚石颗粒在盘内会向低端运动。

[0039] (2)前后方向的角度：倾角过小，金刚石颗粒在分选盘上停留的时间过长，会集结到分选盘的两个盘边；倾角过大，金刚石在分选盘上走动过快，混料还没充分分离或散开就运动到接料斗中去。

[0040] 分选盘表面粗糙，振动时电磁激振力方向与分选盘形成一定夹角，利用弹簧的储能作用，以正反两个方向作用于分选盘。

[0041] 现设一坐标系,X-Y系为水平面，如图2至图5所示，假设电磁激振力在原点O发出，方向在此轴X-Z系内，则：

[0042] 待分选的金刚石粉料颗粒落到分选盘上时，受到电磁振动力F、摩擦力f及重力G的共同作用；当电磁激振力F分别为F（+）、F（-）时，盘上颗粒受到X轴方向的合力P+、P-分别为：

[0043] (1)

[0044] (2)

[0045] α——电磁激振力方向与分选盘面的夹角。

[0046] β——分选盘面与水平面的夹角。

[0047] μ——摩擦系数

[0048] f——金刚石颗粒在分选盘面上受到的摩擦力。

[0049] 当盘面粗糙度一定时，颗粒受到X轴方向的合力与金刚石的运动特性有关，滚动时μ小，滑动时μ大。近似圆形的颗粒以滚动为主，μ值小；扁平状的颗粒以滑动为主，μ值大；

[0050] 当电磁激振力F为正时，根据式（1），颗粒受到的摩擦力很小，可以忽略不计，则合力 ，颗粒沿电磁力x分量方向运动。

[0051] 当电磁激振力F为负时，根据式（2），摩擦力 ，颗粒运动状态取决于 与摩擦力 的相对大小。

[0052] 当 时，颗粒沿电磁力x分量的反向方向运动，差值越大，运动越快；反之，差值越小，运动越慢，直至两者相等，不再反向运动。

[0053] 颗粒的运动状态由电磁激振力往复作用时的两种状态组成，当F=F(+)时，不同形状颗粒所受的力相同（忽略摩擦力），因而颗粒沿着分选盘向上运动；当F=F(-)时，摩擦力不能忽略，非等积形、连聚晶体受到的摩擦力比圆球形状的大，因而非等积形、连聚晶体颗粒向下滑行距离小，会在振动作用下沿着分选盘向上运动，通过盘面后从高端落入接料斗；而等积形、完整晶体颗粒则向下滚动距离长，会在振动作用下沿着分选盘向下运动，最后从分选盘的低端落入接料斗；

[0054] 金刚石在轴Y-Z系内受力为：重力和摩擦阻力，当分选盘面与Y轴形成的倾角过小，金刚石颗粒在分选盘上停留的时间就会过长，会集结到分选盘的两个盘边；当分选盘面与Y轴形成的倾角过大，金刚石在分选盘上走动过快，混料还没充分分离或散开就运动到接料斗中去;

[0055] S6.分选盘上设有若干个出料口和相对应的接料斗，其中，1-5号出料口和对应的接料口为良品部，6-9号出料口和对应的接料口为次品部，控制箱自动控制分选盘将符合设定的金刚石粉料颗粒通过出料口落入相应的接料斗，在每个出料口中设有检测装置，检测装置对出料口中金刚石粉料颗粒的形状进行检测，设置采样周期，若良品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于表2中含量设定值，则无论次品部出料口分选结果如何，控制器均控制角度调节器减小分选盘角度，重复步骤S5～S6循环选形；若良品部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量都大于表2中含量设定值，则进入步骤S7；

[0056] S7.若良品部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量都大于表2中含量设定值，同时次品部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量都小于表2中含量设定值，则全部出料口分选合格，则重复步骤S5～S7循环选形，直至选形结束，停机；若次品部任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，则进入步骤S8；

[0057] S8.若良品部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量都大于表2中含量设定值，同时次品部出料口任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，控制器控制角度调节器增大分选盘角度，重复步骤S5～S8循环选形。

[0058] 表2 金刚石在各出料口等积形、完整晶体颗粒的百分含量（%）

[0059]出料口序号 百分含量
1 ≥97
2 ≥95
3 ≥90
4 ≥80
5 ≥65
6 ＜50
7 ＜30
8 ＜10
9 ＜3

[0060] 实施例1

[0061] 选形方法步骤如下：

[0062] S1.初始化控制箱中分选盘电压、给料斗电压、金刚石粉料的目数、分选盘振动频率和给料斗振动频率，接通电源，启动分选设备；

[0063] S2. 设置所需金刚石粉料的目数为400 (粒径0.038mm)；调节分选电流至0.64A；设置给料斗电压，用于调节给料速度；设置分选盘振动频率为50Hz；设置给料振动频率为
50Hz；

[0064] S3.根据所需金刚石粉料的目数，控制箱自动控制左右两个角度调节器，调节分选盘角度；

[0065] S4.设置给料斗振动频率，配合设置的给料斗电压控制给料速度；

[0066] S5.待分选的金刚石粉料从给料斗落入分选盘后，根据步骤S3中所设定的分选盘角度，控制箱驱动电磁振动装置，电磁振动装置通过斜支承缓振装置上的主振弹簧传递振动带动选分盘，使金刚石粉料在分选盘上振动；

[0067] 所述分选盘表面粗糙，振动时电磁激振力方向与分选盘形成一定夹角，利用弹簧的储能作用，以正反两个方向作用于分选盘，如图2所示。

[0068] 待分选的金刚石粉料颗粒落到分选盘上时，受到电磁振动力F、摩擦力f及重力G的共同作用，如图3、图4所示，当电磁激振力F分别为F（+）、F（-）时，盘上颗粒受到X轴方向的合力P+、P-分别为：

[0069] (1)

[0070] (2)

[0071] α——电磁激振力方向与分选盘面的夹角。

[0072] β——分选盘面与水平面的夹角。

[0073] μ——摩擦系数

[0074] f——金刚石颗粒在分选盘面上受到的摩擦力。

[0075] 当盘面粗糙度一定时，颗粒受到X轴方向的合力与金刚石的运动特性有关，滚动时μ小，滑动时μ大。近似圆形的颗粒以滚动为主，μ值小；扁平状的颗粒以滑动为主，μ值大；

[0076] 当电磁激振力F为正时，根据式（1），颗粒受到的摩擦力很小，可以忽略不计，则合力 ，颗粒沿电磁力x分量方向运动。

[0077] 当电磁激振力F为负时，根据式（2），摩擦力 ，颗粒运动状态取决于 与摩擦力 的相对大小。

[0078] 当 时，颗粒沿电磁力x分量的反向方向运动，差值越大，运动越快；反之，差值越小，运动越慢，直至两者相等，不再反向运动。

[0079] 颗粒的运动状态由电磁激振力往复作用时的两种状态组成，当F=F(+)时，不同形状颗粒所受的力相同（忽略摩擦力），因而颗粒沿着分选盘向上运动；当F=F(-)时，摩擦力不能忽略，非等积形、连聚晶体受到的摩擦力比圆球形状的大，因而非等积形、连聚晶体颗粒向下滑行距离小，会在振动作用下沿着分选盘向上运动，通过盘面后从高端落入接料斗；而等积形、完整晶体颗粒则向下滚动距离长，会在振动作用下沿着分选盘向下运动，最后从分选盘的低端落入接料斗；分选盘设有9个出料口，分别对应9个接料斗，其中，1-5号出料口和对应的接料口为良品部，6-9号出料口和对应的接料口为次品部，良品部1～5号接料斗用于接入分选盘低端落入的等积形、完整晶体颗粒，次品部6～9号接料斗用于接入分选盘高端落入的非等积形、连聚晶体；

[0080] S6. 分选盘上设有1-9号出料口和相对应的1-9号接料斗，控制箱自动控制分选盘将符合设定的金刚石粉料颗粒通过出料口落入相应的接料斗，在1-9号出料口中设有检测装置，检测装置对出料口中金刚石粉料颗粒的形状进行检测，设置采样周期为2分钟，即对每2分钟的出料情况进行检测，若1-5号任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于表2中含量设定值，则无论6-9号出料口分选结果如何，控制器均控制角度调节器减小分选盘角度0°～1°，重复步骤S5～S6循环选形；若1-5号全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，则进入步骤S7；

[0081] S7.若1-5号全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，同时6-9号全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量小于表2中含量设定值，则1-9号出料口分选合格，则重复步骤S5～S7循环选形，直至选形结束，停机；若6-9号任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，则进入步骤S8；

[0082] S8.若1-5号全部出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，同时6-9号任意一个出料口中金刚石粉料颗粒的等积形、完整晶体含量大于表2中含量设定值，控制器控制角度调节器增大分选盘角度1°～4°，重复步骤S5～S8循环选形。

[0083] 表2 金刚石在各出料口等积形、完整晶体颗粒的百分含量（%）

[0084]出料口序号 百分含量
1 ≥97
2 ≥95
3 ≥90
4 ≥80
5 ≥65
6 ＜50
7 ＜30
8 ＜10
9 ＜3

[0085] 需要说明的是，以上所述以及实施例并非对本发明的限定，在不脱离本发明的权利要求范围内，任何显而易见的改进或者替换均在本发明的保护范围之内。