2016年12月7日，《浓密机分块吊装和运输方法》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B

如图1至图6所示，一种浓密机分块吊装和运输方法，它包括:

步骤一，将浓密机池体分为4-6个模块，每块包括若干3-4个扇形底板；

步骤二，对分块后的各浓密机池体模块进行加固；

步骤三，设计有专门的吊具，需采用300T汽车吊车配合200T履带进行双车抬吊，确保吊装梁在模块重心上；

步骤四，在轴线车上放置分载梁，将各模块吊装到轴线车上，使分载梁均匀的置于重心两边；

步骤五，将轴线车两两之间进行刚性连接后运输到工地或通过驳转到大型运输船舶运输到业主指定点。

• 实施例

该实施例是西澳SINO铁矿项目,选矿区有4台直径45米精矿浓密机，浓密机池体作为大型钢构件，存在大量的大件组对、焊接、安装工作，如果所有工作均在澳洲进行，受澳洲法律、法规的影响，那将需要大量的人力、物力、财力，工期也遥不可及。由此决定对浓密机施工进行优化，采取“浓密机池体中国国内分块施工技术”。

45米钢池体浓密机作为超大型结构件，不适合于进行整体安装、整体运输，进行分块安装、分块运输也存在防变形的难题。《浓密机分块吊装和运输方法》是为确保浓密机池体模块式运输、模块式安装而创新出的分块技术和加固技术。

浓密机池体的分块

浓密机澳洲现场场地的限制，只能采取吊装的方式就位，使用450吨吊车，吊装半径15米，模块允许的重量约为100吨，因此浓密机池体模块不能做的太大。

浓密机池体有26块弧板、26根横梁，因此可设想浓密机池体可划分的最小模块是26个，通过对浓密机池体进行建模，可知单个最小模块的质量约20吨，考虑加固材料，单个最小模块的质量约22吨。

由此可知能满足澳洲现场安装的最大模块可由4个最小模块组合而成（4块弧板、5根横梁）；浓密机池体能划分的最小模块数为6个（26/5=5.2,取6）；为使模块集成性高、模块通用性强、浓密机池体的模块种类不能多，体积形状要尽量相似，因此假设另一种模块由3个最小模块组成（3块弧板、4根横梁）。

设由4个最小模块组成的模块类型1有X个，由3个最小模块组成的模块类型2有Y个。由此可建立两个函数：4*X 3*Y=26-X-Y；X Y=6，计算得X=2,Y=4，满足浓密机池体的划分。

浓密机池体上有一个溢流水箱及用于桥架安装的立柱，考虑到桥架安装立柱与溢流水箱的位置关系，这两样需置于一个模块内，满足要求的模块只有4弧板的模块类型I。由此将二个模块类型I对称布置，四个模块类型II分布于两模块类型I之间。

将浓密机池体部分分为六大模块：模块A、模块B、模块C、模块D、模块E、模块F（见图1参见图2）。模块间的弧板及连接斜拉在中国国内进行预安装，运输前进行拆除、打包，运至澳洲现场安装。模块化所用散件，在结构制造厂下料加工，制作成单体构件，运到常熟港组装工地拼装成一定的模块，实现浓密机的模块化。

模块类型I（模块A、模块D）尺寸：20.82×25.84×12.01米，重量约80吨。

模块类型II（模块B、模块C、模块E、模块F）尺寸：20.7×21.15×12.01米，重量约60吨，

浓密机池体模块加固

浓密机池体作为钢结构件其本身不适合吊装，为保证模块运输式、模块式安装，需对其进行加固，浓密机池体模块的加固分为：池壁加固、横梁加固和立柱加固。

池壁的加固1

浓密机池体采用模块化运输，因此池壁被分成六部分，单部分的池壁稳定性较差，特别是两端伸出的池壁钢板，在海上运输时极其易发生变形，影响到设备运送至澳洲现场时的模块拼装。因此在浓密机模块化运输中，必需对池壁进行加固，池壁加固见图2，采取焊接形式加固。

横梁的加固2

浓密机模块采取吊装就位，吊耳设置在横梁上，浓密机设计图纸中，横梁是相互独立的，为了保证模块的稳定性，防止吊装及运输中出现变形，需将各横梁固定在一起。横梁间的加固见图2，加固采用焊接形式。（此部分加固材料因不影响设备可以不拆除）。

立柱的加固3

浓密机池体模块采用轴线车运输，在模块运输时，只有第二圈和最外圈的立柱置于轴线车上，为确保浓密机模块的运输可行性及防止由于运输中的变形扭曲导致立柱下螺孔与澳洲现场的地脚螺栓无法匹配，需对立柱进行连接、加固，见图2，加固采用焊接形式。

浓密机池体模块吊装设计

浓密机池体模块采用双轴线车运输，模块运输前，需先使用吊车将各模块吊至运输车辆上；在澳洲现场安装时，同样需要吊车对浓密机模块进行卸车和模块就位。对于结构件来讲，吊装时易发生变形，吊装的难度比较大。因此对浓密机模块的吊装，做了比较全面的分析，包括：吊车的选择、吊装方法的确定，浓密机池体模块吊装时的强度分析。

吊车

由于浓密机模块体积大（20.82×25.84×12.01米），因此其吊装半径较大，吊装半径为13米，经计算需采用300T汽车吊车配合200T履带进行双车抬吊。

吊装方法

为尽可能的减少浓密机池体模块在吊装时的变形，在浓密机模块的每根横梁上安装吊耳，设计一根专用的吊装梁来对浓密机池体模块进行吊装，见图3。此吊装梁两侧各有一排挂钩，可用于两种不同规格的浓密机模块，见图4。吊耳与吊装梁之间通过特定长度的绳索进行连接，以确保吊装梁在模块重心上，同时使每个吊耳均受力，这样的吊装方法，可使浓密机模块在吊装时稳定、受力均匀、吊装变形小。

浓密机模块重心的确定

通过对浓密机模块分析计算，可以确定模块的重心位置，再通过建模，模拟重心位置，可以精确确定模块的重心，这样便于吊装时稳定，而且受力均衡，

吊梁的设计

根据吊装浓密机的构型及重量，经过详细设计计算，确定采用100吨吊梁4，长度为16.740米，吊梁上设计18个吊钩41，每个吊钩10的起重量为10吨，满足二种模块的吊装，吊梁见图3。

浓密机模块的吊装

根据浓密机模块的不同分别进行吊装，4个弧板模块采用10根长度不一的钢丝绳，进行吊装（参见图4），3个弧板模块采用8根长度不一的钢丝绳进行吊装。

浓密机池体模块吊装时的强度分析

原设计中，浓密机上各横梁之间通过池壁、弧板、最外圈腿柱间的斜拉进行连接，为了吊装及运输的安全，又对各横梁、立柱也进行了连接、加固，这样浓密机模块就形成了一个整体的框架。

对浓密机模块建立一个近似模型，通过软件对其进行有限元分析，通过优化设计和有针对性的加固后，该模型吊装时强度安全系数达到了6.6；最大位移量为6.1毫米。考虑到浓密模块实际吊装时还有弧板、池壁以及斜拉对模块进行加强，其实际吊装安全系数应更大，变形更小，足以满足吊装要求。

浓密机池体模块化运输

在浓密机池体完成模块化组装后，通过两并排同步运行轴线车来实现浓密机模块的运输。为保证模块各支撑腿均落在轴线车上，需在轴线车上放置分载梁，为保证运输车辆的均匀受力，通过三维建模软件计算，找出模块重心，将分载梁较均匀的置于重心两边。在运输时将两轴线车进行刚性连接，软件控制和机械连接使两轴线车在同步上有了双重保证。考虑到浓密机立柱的地面标高不一致（外圈立柱下有抗剪槽），为确保陆运及海运，在立柱下安装辅助材料51、52，保证浓密机立柱地面标高一致，见图5、图6。

1.一种浓密机分块吊装和运输方法，其特征在于，它包括:

步骤一，将浓密机池体分为4-6个模块，每块包括若干3-4个扇形底板；

步骤二，对分块后的各浓密机池体模块进行加固；

步骤三，浓密机模块特定位置上焊有起吊吊耳，设计有专门的起吊吊具，采用300T汽车吊车配合200T履带进行双车抬吊，确保吊装梁在模块重心上；

步骤四，在轴线车上放置分载梁，将各模块吊装到轴线车上，使分载梁均匀的置于重心两边；

步骤五，将轴线车两两之间进行刚性连接后运输到工地或通过驳转到大型运输船舶运输到业主指定点。

2.根据权利要求1所述的浓密机分块吊装和运输方法，其特征在于，所述步骤一中，所述浓密机池体由20个扇形底板构成并将浓密机池体池体沿着圆周按序分为A、B、C、D、E、F六个模块，其中模块A和模块D包括四个扇形板，其余的模块包括3个扇形板。

3.根据权利要求1所述的浓密机分块吊装和运输方法，其特征在于，所述步骤二包括：在各模块的池体的扇形板和围板之间设置斜撑；在模块的池体下部支撑腿之间设置径向和内外圈圆周向的加强型钢；在模块横梁之间设有3圈加固型钢；加固形式、加固位置及加固材料的选择均是通过有限元分析软件进行模块分析后优化的结果。

4.根据权利要求1所述的浓密机分块吊装和运输方法，其特征在于，所述步骤二还包括所述各模块的支撑腿底部设有高度调节垫块，所述的垫块包括通过螺栓固定在支撑腿底部的H型钢。

5.根据权利要求1所述的浓密机分块吊装和运输方法，其特征在于，所述步骤三中，所述吊装梁包括一个吊梁，吊梁两侧分布有两组挂钩，每个挂钩分别连接有吊绳，各吊绳长度也不相同，从而保证起吊时，所述被起吊的模块保持垂直状态。

6.根据权利要求5所述的浓密机分块吊装和运输方法，其特征在于，所述支撑腿底部带有十字形的抗剪槽，所述H型钢的翼板带有与抗剪槽匹配的缺口。

《浓密机分块吊装和运输方法》涉及超大型设备的吊装和运输方法，尤其涉及浓密机的吊装和运输方法。

图1为《浓密机分块吊装和运输方法》的模块分块示意图；

图2为所述的模块加固示意图；

图3为所述起吊用的吊梁示意图；

图4为模块起吊状态示意图；

图5为所述支撑立柱底下的垫块示意图；

图6为所述带抗剪切槽的支撑立柱下部垫块示意图。

浓密机分块吊装和运输方法专利目的

《浓密机分块吊装和运输方法》旨在解决专利背景中问题，提供一种浓密机分块吊装和运输方法。该发明将浓密机分成若干模块，运输到现场进行组装，能减少现场安装的工期。

浓密机分块吊装和运输方法技术方案

《浓密机分块吊装和运输方法》是这样实现的：一种浓密机分块吊装和运输方法包括:

步骤一，将浓密机池体分为4-6个模块，每块包括若干3-4个扇形底板；

步骤二，对分块后的各浓密机池体模块进行加固；

步骤三，需采用300T汽车吊车配合200T履带进行双车抬吊，确保吊装梁在模块重心上；

步骤四，在轴线车上放置分载梁，将各模块吊装到轴线车上，使分载梁均匀的置于重心两边；

步骤五，将轴线车两两之间进行刚性连接后运输到工地或通过驳转到大型运输船舶运输到业主指定点。

所述的浓密机分块吊装和运输方法，所述步骤一中，所述浓密机池体由20个扇形底板构成并将浓密机池体池体沿着圆周按序分为A、B、C、D、E、F六个模块，其中模块A和模块D包括四个扇形板，其余的模块包括3个扇形板。

所述的浓密机分块吊装和运输方法，所述步骤二包括：在各模块的池体的扇形板和围板之间设置斜撑，在模块的池体下部支撑腿之间设置径向和内外圈圆周向的加强连杆。在模块横梁之间设有3圈加固型钢。加固形式、加固位置及加固材料的选择均是通过有限元分析软件进行模块分析后优化的结果。

所述的浓密机分块吊装和运输方法，所述步骤三中，所述吊装梁包括一个横梁，横梁两侧分布有两组挂钩，每个挂钩分别连接有连个长短不一的吊绳，各钓钩的吊绳长度也不相同，从而保证起吊时，所述被起吊的模块保持垂直状态。

所述的浓密机分块吊装和运输方法，所述步骤二还包括所述各模块的支撑腿底部设有高度调节垫块，所述的垫块包括通过螺栓固定在支撑腿底部的H型钢。

述的浓密机分块吊装和运输方法，所述支撑腿底部带有十字形的抗剪槽，所述H型钢的翼板带有与抗剪槽匹配的缺口。

浓密机分块吊装和运输方法改善效果

模块化施工技术在中国国内处于起步阶段，处于模块化施工中间环节的模块吊装、运输对模块化施工的可行性、施工质量起着至关重要的作用，《浓密机分块吊装和运输方法》的积极效果有以下几点：

1.钢结构吊装易变形，通过软件分析，找出薄弱点重点加固，有效的控制吊装变形，满足模块安装的要求。

2．浓密机池体模块为不规则图形，吊耳分布在锥体上，采用多股吊装，要实现多股均匀受力，需从理论上计算出各股绳索长度，再进行较高精度的制作，确保吊具的实际长度跟理论值尽量相似。实际吊装时模块平稳、各吊绳受力良好，说明此方法是可行的。

3．浓密机池体模块的运输采用轴线车，能有效的保证运输过程中模块的稳定性，预防运输变形。

4．在浓密机池体模块运输支撑面的选择上，采用三维建模技术，找出模块重心，将支撑面对称分布在重心两侧，这样可确保运输的稳定性。

浓密机作为矿产企业的设备，具有体积大重量大结构复杂的特点。通常浓密机直径达到几十米，重量数百吨。如果所有零部件全部到现场组装，将耗费大量的人力和财力，整个工期将拖延得很长，无法满足业主要求。若在厂家预先组装完毕，则由于体积巨大，无法运输，且由于浓密机大多为钢结构，在吊装运输中，容易产生变形。

浓密机按其传动方式分主要有三种，其中前两种较常见：

1.中心传动式。通常此类浓密机直径较小，一般在24米以内居多。

2.周边辊轮传动型，较常见的大中型浓密机。因其靠传动小车传动得名。直径通常在53米左右，也有100米的。

3.周边齿条传动型。此种基本直径在53米以上，但现在所用较少。

浓密机耙式浓密机

目前中心传动耙式浓密机的最大直径为183 m，由Dorr—oliver公司生产。周边传动浓密机最大直径为200 m，由Eimeo公司生产。这两家公司均生产钢绳牵引浓密机，当耙子负荷超重时，绳索可以拉耙臂升起。

我国沈阳矿山机械厂生产了Φ100 m的周边齿轮传动浓密机。这是国内最大的浓密机，Φ100 m浓密机占地面积达上万平方米，因此占地面积大、缺点突出。

为了提高传统浓密机的效率，这几年一些选厂对浓密机进行了技术改造，例如南芬选矿厂，对Φ50 m大型浓密机提出了检测给矿干矿量，根据浓密机给矿和排矿平衡关系控制其底流浓度，并采用了独特的γ射线矿量计量，使系统运行稳定，浓密机底流浓度提高4.2个百分点。河南洛阳栾川钼业公司对NT一30浓密机进行改造，改变了传统的给料方式，即矿浆经澄清区、浑浊区，再到浓相区，改进后是将给料口直接插入浓密机的浓相区，均匀缓慢地进入加快了物料的沉降速度，与传统设备相比，处理能力提高8%～10%，同时为防止底流管道堵塞问题，在浓密机中心底部增加了搅拌装置，并在底流管道上加浓度计与电动阀门，可以控制底流浓度。

浓密机高效浓密机

传统浓密机的缺点主要是占地面积较大，因为浓密机处理量首先取决于其面积，而与其深度关系不大。

近年来，不同设备制造商已经生产出了称为“高能力”或“高速率”的浓密机。浓密机形式多样，其特点是与传统浓密机相比单位处理能力的投资减少。

环境技术公司开发的一种“高效”浓密机是一典型代表（图1）。

给矿通过空心驱动轴给人，并由此添加絮凝剂，矿浆因间歇机械搅拌而被迅速分散。由于间歇搅拌有效利用了絮凝剂，从而改善了浓密效果。已絮凝的矿浆离开混合室并被注入矿浆覆盖层，给矿中的固体通过接触之前絮凝的物料进一步絮凝。对于大多数浓密机来说上升水流和沉降固体的直接接触是很常见的，但通过物料注入矿浆覆盖层就可加以避免。径向安装的斜板部分浸没在矿浆覆盖层中，并且其中沉降的固体沿着斜板向下滑落，其浓密效果相比垂直下降要好，并且速度较快。通过使用液面传感器，矿浆覆盖层的高度可以自动调节。

高效浓密机是高能力浓密机的一个扩展，使用较深的泥床增加处理能力以及底流密度。高效无耙浓密机具有较大的桶高度和下部锥度，以增大底流密度，从而消除了耙以及耙驱动的影响。在这些应用中，高密度浓密机和无靶浓密机均产生了较稠的底流矿浆。然而针对底流矿浆一些厂家开发了深锥浓密机，但表面尾矿需要处理，一般进行湿堆或者地下膏体充填。桶的高径比通常为1：1或者更大。

浓密机深锥浓密机

这是一种特殊形式的浓密机，形状类似沉降漏斗，其锥角为45°～60°，总高8～16 m，直径5～10 m，底部设有耙料装置，可为螺旋推料式或刮板式。由于高度大，底部物料受到较大的液体静压力，物料停留时间也增大，可以得到充分的压缩，故底流浓度很高，甚至可以用皮带运输机来输送，该机首先在英国，前苏联、前西德采用，如前苏联巴尔霍敏克机械厂生产的C—YD深锥浓密机，直径10 m，高19.5 m，用于选煤厂尾煤泥水处理，人料浓度50 g/L，底流浓度200～800 g/L，溢流浓度小于1 g/L，其处理量为300 m³/h。中国矿业大学研制的Φ5m×8 m深锥浓密机用于洗煤厂，当给料浓度为40 g/L时，处理量达70 m³/h，比普通浓密机高6—8倍。核工业北京化工冶金研究院设计了Φ2 000×6 800 mm及Φ4 000×6 800mm两种规格的深锥浓密机，当用于铀尾矿浓缩时，进料浓度11%～30%，底流浓度47%～58%，溢流浓度50～100 ppm，处理能力5～9.8 t/（m²·d），溢流回收利用，底流可做尾砂堆坝。

20世纪80年代有的深锥浓密机还添加絮凝剂，英国煤炭局在选煤厂的深锥浓密机上添加了300～500 g/t絮凝剂，可以得到浓度很高，甚至达伪塑状，可直接用皮带运输机运送底流，设备处理能力可达3～4 m³/（m²·h），但溢流的固体浓度偏高。法国奈尔技术公司的高效浓密机实际是一种深锥浓密机，其直径为5 m，上部为圆筒形，高6 m，下部为圆锥形，高5 m，上下部之间有筛网和孔板相隔，入料连同絮凝剂切向从筛网下给入机内，机内有搅拌装置，浓缩效果好，溢流浓度低于0.1 g/L，底流浓度252 g/L，澄清速度45 m/h，处理量为850m³/h，用于澄清煤泥水。 2100433B

浓密机（又叫浓缩机）是氰化厂广泛用于浸出洗涤的设备，它具有浓缩洗涤、缓冲的作用。按照传动方式的不同，浓密机可分为中心传动式和周边传动式两种。

浓密机的规格，中心传动式一般用浓密机池的内直径表示，周边传动式用环形轨道的直径表示。

中心传动式浓密机主要由圆环形的池子、耙子和传动机构等部分组成。池子底部为缓倾斜的圆锥形，底面与水平面的倾角为6°～12°，池子一般采用混凝土结构，直径较小的，也可用钢板焊制，在池子的内壁上缘有排出溢流的环形溢流槽。位于池子中央的竖轴与耙子机构联结。耙子机构由耙臂、耙齿及加固用的拉条组成。两条放射状布置的耙臂互相垂直成十字形。为了能把整个池底沉积下来的浓缩产品都由排料口排出，耙齿是以与耙臂约成30°的倾角安装在耙臂上的，竖轴安装在蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮内孔中，两者呈滑动配合，因连接键的定位作用，它只能在蜗轮中沿轴向下移动。

浓密机的发展可以分为 4 个阶段：

1） 没有絮凝剂之前的浓密机面积很大，沉降效率很低。

2） 早期添加絮凝剂的浓密机面积减小，沉降速度加快。

3） 高效浓密机与早期添加絮凝剂的浓密机相比，在沉降原理上发生了质的变化。面积大幅度减小。

4） 膏体深锥浓密机不仅面积大幅度减小，底流浓度也大幅度提高，底流达到膏体状态。