專利名稱：一種用于高密度窄級別的粒子分級裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種粒子分級設備，適用于高密度窄級別粒子分級。
技術背景在粒子沖擊鉆井技術中，將在0. 5 3mm之間的鋼球粒子中任意選擇一種直徑的粒子作為鉆井時使用的粒子。從井底返回的鋼球粒子會有一部分表面破損，因此需要把破損的粒子和完好的粒子分離，以便將破損粒子剔除，使完好粒子重新進入鉆井循環(huán)系統(tǒng)。但是要將破損粒子中體積不足完好粒子體積1/2的破損粒子和完好粒子分離卻是一個非常難的工作。目前，粒子分離通常有以下3種方法(1)振動篩分分離振動篩是依靠顆粒直徑大小來分離的，由于從井底返回的破損粒子中的表面破損體積不足完好粒子體積1/2的粒子的最大截面直徑和完好粒子的截面直徑是相同的，因此不適合振動篩分離。(2)離心或重力分離如旋流器、離心機等是依靠顆粒在流體中受到的離心力大小不同來進行分離的，而重力分離設備是依靠顆粒密度不同或大小不同在流體中的沉降速度不同來實現(xiàn)分級的。但是粒子沖擊鉆井用的粒子是鋼質粒子，其密度是相同的，它們在離心或重力分級設備中不能被流體有效的拖動，因此分級就難以實現(xiàn)。(3)慣性分級一般的慣性分級裝置是根據(jù)顆粒的質量不同，運動慣性不同，當受到外力作用運動軌跡不同來分級的，由于我們要分離的粒子之間差別微小，單純使用此方法也難以有效的分級
實用新型內容
本實用新型的目的是要提供一種用于高密度窄級別的粒子分級裝置，用于解決粒子沖擊鉆井過程中具有相同直徑的完好鋼粒子和表面破損體積不足完好鋼粒子體積1/2 的鋼粒子的分級問題，并同樣適用于其他高密度窄級別顆粒的分級。本實用新型為達上述目的所采用的技術方案是在由接料斗、流量調節(jié)板和進料筒構成的進料裝置下方安裝一個圓錐形分級錐面，在圓錐形分級錐面上用支撐架固定圓錐形的分料盤，圓錐形分級錐面的下方連接空心轉軸，該轉軸通過皮帶與電動機連接。在空心轉軸下端通過軸承再連接一個空心鋼管。并在空心鋼管的一側連接引風機，空心鋼管的下端插入集料水池中。所述圓錐形分級錐面與水平面的夾角為30° 60。圓錐形分級錐面和分料盤的垂直距離為A，分料盤與進料筒的距離為B，距離A和B保持相等，其大小是所分離的粒子直徑的2 5倍。本實用新型的有益效果是待分離的好壞粒子混合物在分級錐面上主要受到離心力和由于引風機的作用沿斜面向下的氣流的拖拽力的作用。大顆粒即完好顆粒將從斜面向上，而小顆粒也即破損顆粒將沿斜面向下，實現(xiàn)好壞顆粒的分離。

[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為粒子在分級錐面上的受力示意圖。圖3為粗料集中裝置的頂視圖。圖4為粗料擋板的底視圖。圖5為支撐座的頂視圖。圖6為支架的底視圖。
具體實施方式
以下結合附圖來詳細說明本實用新型。圖1所示，由接料斗1、控制粒子流量的流量調節(jié)板2和進料筒3構成的進料裝置的下方安裝一個圓錐形分級錐面5，在圓錐形分級錐面上用支撐架20固定圓錐形分料盤4， 圓錐形分級錐面5的下方連接空心轉軸7，該空心轉軸7通過皮帶8與電動機10連接。法蘭套筒16通過軸承9與空心轉軸7連接，同時被緊固在支撐座12上面。在空心轉軸7下端通過軸承9再連接一個空心鋼管15，處在支撐座12下部空心鋼管15的一側連接引風機 13，空心鋼管15的下方插入破損粒子集料水池14中。圓環(huán)形完好粒子集中裝置6通過支撐桿11焊接在支撐座12上，完好粒子集中裝置6的下方設置完好粒子集料筒17，空心轉軸 7的內部為破損粒子出口 18，支撐座12上焊接有用于固定進料裝置的支架19，防止完好粒子飛出的完好粒子擋圈21通過支架19的凸起柱體22和支架19焊接在一起。工作時，完好鋼粒子和表面破損體積小于1/2的鋼粒子由分級機的接料斗1進入分級機，并落在分料盤4上，在分料盤4的旋轉作用下，實現(xiàn)物料的分散和離心作用后沖到分級錐面5上，此時， 在分級錐面5上將受到復雜的作用力。圖2所示；主要包括重力G、錐面對鋼粒子的支持力 N、離心力f以及摩擦力。進行力的分解后，在平行錐面方向上，受到離心力分力fa，重力分力(isina，引風機氣流拖拽力fl，以及摩擦力(可忽略不計)。由于所要分級的粒子的最大直徑是相同的，即它們的截面積可以認為是相同的，所以它們所受到的氣流的拖拽力也是相同的。粒子的分級完全依靠沿斜面上下兩個方向的力的大小來分級。大于臨界質量的鋼粒子，如完好粒子由于沿斜面向上的離心力分力大于氣流的拖拽力和重力的分力，因此將沿斜面向上移動被收集。小于臨界質量的鋼粒子，如表面破損體積小于1/2的鋼粒子由于沿斜面向上的離心力分力小于氣流的拖拽力和重力的分力，因此將沿斜面向下移動最終通過集料池被收集。在其他條件不變的情況下，可以調節(jié)電動機的轉速和引風機的引風量從而調節(jié)分級的顆粒粒徑的大小，利用支架和進料裝置的螺紋連接可調節(jié)進料的高度，抽動流量調節(jié)板可控制流量，從而調整分級的效率。
權利要求1. 一種用于高密度窄級別的粒子分級裝置，其特征是在由接料斗(1)、流量調節(jié)板(2) 和進料筒C3)構成的進料裝置下方安裝一個圓錐形分級錐面(5)，在圓錐形分級錐面(5)上用支撐架00)固定圓錐形的分料盤G)，圓錐形分級錐面(5)的下方連接空心轉軸(7)，該空心轉軸通過皮帶(8)與電動機(10)連接，在空心轉軸(7)下端通過軸承(9)再連接一個空心鋼管(15)，并在空心鋼管的一側連接引風機(13)，空心鋼管(15)的下端插入集料水池 (14)中，圓環(huán)形完好粒子集中裝置(6)通過支撐桿(11)焊接在支撐座(1 上，完好粒子集中裝置(6)的下方設置完好粒子集料筒(17)，空心轉軸7的內部為破損粒子出口(18)， 支撐座(1 上焊接有用于固定進料裝置的支架(19)，防止完好粒子飛出的完好粒子擋圈 (21)通過支架(19)的凸起柱體0 和支架(19)焊接在一起；所述圓錐形分級錐面與水平面的夾角為30° 60°，圓錐形分級錐面和分料盤的垂直距離為A，分料盤與進料筒的距離為B，A和B保持相等，其大小是所分離的粒子直徑的2 5倍。
專利摘要本實用新型公開了一種用于高密度窄級別的粒子分級裝置，用于粒子沖擊鉆井過程中表面破損粒子與完好粒子分離，解決方案是在進料裝置下方安裝一個圓錐形分級錐面，在圓錐形分級錐面上用支撐架固定圓錐形的分料盤，圓錐形分級錐面的下方連接空心轉軸，該轉軸通過皮帶與電動機連接。在空心轉軸下端通過軸承再連接一個空心鋼管，并在空心鋼管的一側連接引風機，鋼管的下端插入集料水池中。待分離混合粒子在分級錐面上主要受到離心力和由于引風機的作用沿斜面向下的氣流的拖拽力的作用。大顆粒即完好顆粒將從斜面向上，而小顆粒也即破損顆粒將沿斜面向下，實現(xiàn)好壞顆粒的分離。
文檔編號B07B13/04GK202079034SQ20112007546
公開日2011年12月21日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2011年3月11日
發(fā)明者徐依吉, 毛炳坤, 趙健 申請人:中國石油大學(華東)