水力旋流器

水力旋流器分级原理

水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现。水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，并也用于浓缩、脱水以致选别。它的构造很简单，如图3-16(a)、(b)所示。主要是由一个空心圆柱体1和圆锥2连接而成。圆柱体的直径代表旋流器的规格，它的尺寸变化范围很大，由50 mm到1000 non，通常为125~500 oun。在圆柱体中心插入一个溢流管5，沿切线方向接有给矿管3，在圆锥体下部留有沉砂口4。矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒臃器壁限制下作回转运动。粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出攻为沉砂。细颗粒向器壁移动舶速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。

水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备，由于它的构造简单，便于制造，处理量大，在国内外已广泛使用。它的主要缺点是消耗动力较大，且在高压给矿时磨损严重。采用新的耐磨材料，如硬质合金、碳化硅等制作沉砂口和给矿口的耐磨件，可部分地解决这一问题。此外，当用于闭路磨矿的分级时，因其容积小，对矿量波动没有缓冲能力，不如机械分级机工作稳定。

为明了矿物颗粒在旋流器内的分离过程，有必要先说明液流的运动特性。矿浆给入旋流器后呈螺旋线状，一面回转一面向中心推移，最后由上下两端排出，如图3-17所示。矿浆的这种流动属于空间运动体系，为此要查明液流的速度分布，须将旋流器内任一点的速度分解为三个互相垂直的方向，即切线方向、径向方向和平行于轴线的方向。盖勒萨尔(D.F.Kel阻Ⅱ，1952年)曾以内径76 nun的透明水力旋流器，用光学方法观测加入水中的铝粉运动速度，在给水量约为50 L/min条件下，得到了下述三个方向速度的变化规律。

液体进入旋流器的初期沿轴向的运动方向基本是向下的，但由于下面的流动断面愈来愈小，内层矿浆即转而向上流动。

将轴向速度方向的转变点u.=0连接起来，可得到一个空间圆锥面，即图3-21中虚线AB所围成的锥形面。此面称做轴向零速包络面。包络面外的矿浆向下运动，除一部;分因形成回流转入到内层外，多数是由沉砂口排出。内层矿浆则基本向屯由溢流管排出。只是在溢流管口以上的液体因不能从顶部排出而向下回流。如果溢流管插入深度过小，这部分矿浆即构成短路流出，结果一些粗颗粒也被带入溢流中。除这一情况外，进入溢流的基本为零速包络面以内的矿浆。故该包络面的空间位置在很大程度上决定了分级粒度的大小。

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水力旋流器的结构参数如何?

水力旋流器是利用离心力场进行两相流体分离的有效分离设备，它是山上部筒体 和下部锥体两大部分组成的非运动分离设备。

其原理是待矿浆以切线、渐开线或螺旋线方式山给矿管射入筒体后；

介质和颗粒的混合体产生旋转形成离心力场，不同粒度、不同密度的颗粒(或液 相)产生不同的运动轨迹；

在离心力、介质阻力和等力场的作用下，粗颗粒和大密度的颗粒向周边运动，通 过锥形体从沉砂口排出；

细颗粒和密度低的颗粒(或液相)向中心运动，山溢流管排出，终实现固体颗粒 的粗细分级和不同密度流体的分离。

旋流器结构参数

水力旋流器的结构参数：

(1) 水力旋流器直径：水力旋流器直径主要影响生产才能和别离粒度的大小。

(2) 入料管直径Di：入料口的大小对处置才能、分级粒度及分级服从均有肯定影

响。

(3) 锥体角度：增大锥角，分级粒度变粗，减小锥角，分级粒度变细。

(4) 溢流管直径： 7

增大溢流管直径，溢流量增大，溢流粒度变粗，底流中细粒级减少，底流浓度添 加。

(5) 溢流管插入深度：

溢流管插入深度是溢流管插入到旋流器内部一节长度，指的是溢流管底部到旋流 器顶盖的间隔。

减小溢流管插入深度，分级粒度变细；增大溢流管插入深度，分级粒度变粗。

(6) 溢流管壁厚：

研讨表明：溢流管璧厚添加，能够在某种水平上进步旋流器的别离服从；

并低落其内部能量丧失，并且还能进步水力旋流器的生产才能。

(7) 进料口断面尺寸：

进料口的外形和尺寸对其生产才能、别离服从等产业忖标有紧张的影响。

进料口的作用主要是将作直线活动的液流在柱段进口处变化为圆周活动。

进料口按照截面外形能够分为圆形和矩形两种。

(8) 底流口直径(d)：

底流口直径增大，分级粒度变细，底流口直径减小，分级粒度变粗。

(9) 内表面粗糙度及拆卸精度：

水力旋流器的内表面粗糙度及拆卸精度对其生产才能、别离服从等功能参数的影 3

响较小;

水力旋流器

水力旋流器是水力分级设备中的一种。与筛分设备严格按照几何尺寸分级不同，它是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同进行分级的。因此分级效果的决定因素有两个方面，一个是自身重量、另一个是形状。粒度不同的物料，其受到离心力和相对阻挡力不同。水力旋流器就是根据这个原理，通过提高颗粒的运动速度来实现分级的。

在回转流中颗粒的惯性离心加速度a与同步运动的流体向心加速度方向相反，数值相等。即：

（1-1）

式中： ——圆形分选器的半径，m；

ω——回转运动的角速度，rad/s；

u——回转运动的切向速度，m/s；

因此离心力强度为：

（1-2）

重力选矿中所用的离心力可比重力大数十倍以上，因此大大强化了分选过程。水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，可以通过调节参数用于分级、浓缩、脱泥。一它具有结构简单，生产能力大，占地面积小和易于实现自动控制等优点。现在选煤厂使用的流体分级设备主要为水力旋流器。

一、水力旋流器的结构及工作原理

1、水力旋流器的发展

据报道，浓缩和脱泥用的水力旋流器最早是在1939-05月发表在世界矿山评论杂志上（比利时里埃芝城），作者德赖森（M.G.Drissen）。当时被用于浓缩选煤用的黄土悬浮液，结构见图1。以后经德赖森改进，增设了溢流管。到1948年传入美国时已具有了现在的结构形式。我国是在20世纪50年代初开始试验并首先在云锡公司选矿厂获得工业应用。所有用于分级、浓缩、脱泥的旋流器均是在执行的按颗粒粒度差分离的作业。给料压力一般在0.06—0.2MPa范围内，在给料口处的流速为5—12m/s。进入旋流器后由此构成的切线速度将有所降低。料浆在旋流器内停留时间很短，例如锥觉20°的直径350mm旋流器，内部容积为0.06m³，处理能力为85m³/h,由此可算出料浆在旋流器内的停留时间只有2.5s在如此短的时间内，料浆大约只旋转4—5圈即可排出，而不会象某些资料中介绍的那样做多圈运动（见图2）。

水力旋流器：水力旋流器操作及注意问题

水力旋流器是一种通过液体的旋转运动来分离固体颗粒和液体的装置。它常用于水处理、油气分离和精矿等行业，具有设备成本低、处理效率高的优点。但是，在使用水力旋流器时，需要注意一些操作问题和注意事项。本文将介绍水力旋流器的操作方法及注意问题。

水力旋流器操作方法

1. 准备工作

在使用水力旋流器前，需要对其进行以下准备工作：

1. 确保水力旋流器的启动方式正确，如手动或自动控制。

2. 根据操作要求，设置合适的旋流器进出口水位和泵的启动顺序。

3. 打开水力旋流器的排污阀和进口阀，检查旋流器内部是否清洁，防止起动过程中出现异常。

2. 操作过程

在进入正式操作前，需要确保水力旋流器的系统运转正常。在操作时，通常需要以下步骤：

1. 启动水力旋流器。在启动前，检查旋流器是否运转自如，防止因机械故障引起操作难度。

2. 调整进口水流。根据需要对进口水流速进行调整以获得最佳的旋流分离效果。

3. 调整排污阀和排污管。在操作中，必须随时调整排污阀和排污管以确保水力旋流器内部的清洁。

4. 监听旋流器声音。在正常操作过程中，水力旋流器应该是非常安静的。如果有异常噪音，需要马上停止运转检查设备。

5. 监控系统压力。随时监控水力旋流器系统压力，如果压力过高则需要立即停止操作检查问题。

6. 定期清洗。使用水力旋流器后，一定要及时对旋流器进行清洗，防止产生二次污染。 注意问题

使用水力旋流器需要注意以下问题：

1. 排污阀和排污管的清洁。这是水力旋流器最重要的清洁工作。在使用过程中，排污阀和排污管必须随时清洁，以免污物堆积。

2. 进行定期维护。水力旋流器设备需要定期维护，比如更换损坏的旋流器内部零部件和检查管道是否存在堵塞等。

3. 设备报警功能。为了确保水力旋流器正常运转，设备需要具备报警功能。当设备出现故障时，及时通知操作人员。

4. 严格按照操作流程进行。在操作过程中，一定要按照标准操作流程进行。不要随意调整电器控制参数和进出水流量大小。