CN103008122B - 旋流器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋流器，它至少包括：本体、分离罩、端盖、进料口、溢流口和排砂装置；其特征是：本体内部是中空腔体结构，本体上部是端盖，本体内部的中空腔体上端固定有分离罩，分离罩的侧壁位置固定有溢流口，溢流口穿过本体延伸至本体外，本体侧部上端的渐开线或者切线方向固定有进料口，本体的等径圆锥状小端面接有排砂装置。它是一种减少磨损，有一个稳定、长效、确定的分级效果，并且节能的一种旋流器。
Description
技术领域
本发明涉及旋流器，特别是一种将液体、固体、气体中的两相或三相混合物按颗粒大小、比重大小进行分级时使用的旋流器。
背景技术
旋流器是一种广泛应用于矿山、石油、环保、化工等行业的混合浆体分级设备，在矿山通常与球磨机配套使用，一起构成磨矿—分级闭路循环系统。它的基本结构是由上部一个圆柱体，下部一个圆锥体构成的柱锥空腔体，外加一个进料管口、一个溢流出口和一个沉沙管嘴，因其结构简单，无运转部件，在很多行业得到大量运用。
现有的旋流器的原理是：浆体用较高扬程的砂泵打入旋流器的给矿进口，气-固混合物则用风机，给矿是沿着柱体上部切线方向给入的，这样压力转化成流速沿柱体和下部的锥体高速旋转，能量被不断消耗，高浓度的粗颗粒从下部沉砂嘴排出，细颗粒及比重小液体、气体能量较小，在向下旋转过程中逐渐向柱体中心部运动，先下旋、后上旋，最后从主体上部中心溢流管口排出，达到分级的目的。
在矿山，底流沉砂进入球磨机，溢流进入选别系统。因此，旋流器的效果也决定了磨矿和选矿的效果。
该设备虽然结构简单，无运转部件，但是，自诞生近百年来，一直存在如下问题：分级粒径不确定，忽大忽小；能耗高，磨损严重，为了达到较高的旋流速度，需要有高达0.06～0.16mpa的给矿压力，一般运行压力为0.065～0.08mpa。在这样的给矿压力下，泵、管道、和旋流器本身的磨损很严重，尤其以下部的沉砂嘴磨损尤为严重。磨损后的沉砂嘴腔体直径扩大，旋流器参数改变，分级效果很快变差，沉砂浓度下降，分级效果变差。进而影响到后续工艺的效果。一台新旋流器运行大约一周到10天以后，分级效果就开始下降。三个月后就几乎不能正常分级需要更换旋嘴。
另外，旋流器中存在着空气柱，旋流的浆体使空气积聚于旋流器的中心部位，空气的可压缩性使得空气柱很不稳定，压力的改变使空气柱被压缩-释放，不稳定的空气柱使得分级过程不稳定，空气柱消耗的能量有大约50％，这些能耗损失于无用功。
短路流是普通旋流器存在的另一个问题，大约有15％～30％的流体未经分级经进口直接流入到出口形成短路流，影响分级效率。
发明内容
本发明的目的是克服背景技术中现有的旋流器中的空气柱、短路流、磨损严重和分级效果下降的问题，提供一种减少磨损，有一个稳定、长效、确定的分级效果，并且节能的旋流器。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：设计一种旋流器，它至少包括：本体、分离罩、端盖、进料口、溢流口和排砂装置；其特征是：本体内部是中空腔体结构，本体上部是端盖，本体内部的中空腔体上端固定有分离罩，分离罩的侧壁位置固定有溢流口，溢流口穿过本体延伸至本体外，本体侧部上端的渐开线或者切线方向固定有进料口，本体的等径圆锥状小端面接有排砂装置。
所述的端盖上开有若干通孔。
所述的本体是立式结构。
所述的本体是由圆柱状腔体和圆锥状腔体这两部分连接而成的中空腔体结构，圆柱状腔体的下端与圆锥状腔体大端面等径固定连接，排砂装置连接在本体圆锥状腔体的小端面处。
所述的进料口的上下沿水平高度均不高于分离罩的上下沿水平高度，位于分离罩上、下沿之中的位置。
所述的圆锥形分离罩是一流线型空腔锥体，分离罩侧壁处开有若干通孔或无孔，分离罩与本体同一轴心，固定连接在上部端盖内。
所述的排砂装置包括排料器和排料器下端连接的排砂口，排砂器是一圆柱状腔体内装能够转动的排砂转子
所述的排砂器与本体的圆锥状腔体下端偏心或者中心对正固定连接。
所述的本体的柱体高度与锥体高度比为1：0.1～1：10之间、直径与柱高比为1：0.1～1；10之间。
所述的本体圆锥状腔体的为锥角为60°～5°椎体，或者无角度的内球面体。
本发明的有益效果是：
1、进料流需要在分离罩外面环流后向下旋流，实现完整的旋流运动，粗细分离后，粗粒向下，从沉砂口排出。细粒因能量不足，从分离罩内部经过溢流管口排出。分离罩的阻断了进料流直接进入溢流管所形成的短路流。减少了粗细混杂，从而提高了物料的分级效率。
2、本设计底流沉砂采用专用的排砂装置，自动排砂或者机械排砂，排砂稳定。分级粒径确定，分级粒径大、小可以调节。给矿压力小，节能。稳定的旋流分离的效果。
附图说明
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
图1是排砂器3与本体1的圆锥状腔体下端偏心固定连接结构示意图；
图2是排砂器3与本体1的圆锥状腔体下端中心对正同轴固定连接示意图。
图中：1、本体；2、分离罩；3、排砂器；4、端盖；5、进料口；6、溢流口；7.排砂口。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的旋流器主要由本体1、分离罩2、端盖4、进料口5、溢流口6和排砂装置组成，本体1采用立式布置。
本体1是由上端的圆柱状腔体和下端圆锥状腔体两部分连接而成，圆锥状的大端面与圆柱状等径固定连接，上柱下等径锥状的本体1内部是中空腔体结构，本体1上部是端盖4，本体1内部的中空腔体上端固定有分离罩2，分离罩2的侧壁位置固定有溢流口6，溢流口6穿过本体1延伸至本体1外，本体1侧部上端的渐开线-切线方向固定有进料口5，本体1的等径圆锥状小端面接有排砂装置。
本装置的具体工作过程是：将液体、固体、气体三者中的两种或三种构成的混合物料用砂泵(气体用风机)由进料口5沿本体1的渐开线-切线方向打入本体1内，与现有技术相比，本旋流器可在小于0.06Mpa的给矿压力下实现浆体(或者气体)的分级；浆体进入本体1内后沿上部圆柱形柱体高速旋转，体浆的能量被不断消耗，浆体(或气体)中高浓度的粗颗粒从下部运动，进入本体1下部圆锥体中的沉砂口，再经沉砂口进入密封排砂装置排出，给入下一道工序；矿浆(或者气体)中的细颗粒由于能量较小，在旋转过程中向柱体中心轴部位运动，由于压力差细颗粒和水一起运动至主体中心上部的分离罩2内，并最终从与分离罩2侧部的溢流口6排出，完成分级。
本旋流器由于在上部加装有分离罩2，因此矿浆压力进入本体1内时，未分级的原矿浆将不能进入分离罩内与已经分级的细粒级稀浆混合。阻止了原矿浆由给矿口进入溢流口直接排出造成的“短路”。同时，也阻止了一部分矿浆在沿接近旋流器中浆体运动。一般旋流器中有部分中等颗粒的矿浆流在接近中心的位置先向上、再向外、向下、再向上循环流动，被称为“内环流”，能量被无用消耗，在本发明中，内环流不存在。
本旋流器在0.01mpa<p<0.16mpa给矿压力下运行的，旋流速度较低，从而减小了麽损，也减小了能耗损失。在提高分级效率的同时，也达到节能的目的，无内环流、无矿浆“短路”，运行平稳。
实施例2
上述实施例的排砂装置包括排料器3和排料器3下端连接的排砂口7，排砂器3是一圆柱状腔体内装可以转动的排砂转子，排砂器3与本体1的圆锥状腔体下端偏心固定连接，见图1；或者排砂器3与本体1的圆锥状腔体下端中心对正同轴固定连接，见图2。
根据分级物料的不同可以选择同轴形式或偏心形式的排砂器3，偏心形式的排砂器3由于其偏心设置可以实现自动排料，适用于较小粒径的物料，而较大粒径的物料使用偏心形式则容易产色堵塞，因此需要同轴形式的排砂器3，可以进行人工排砂。
旋流器的柱体高度与锥体高度比为1：0.1～1：10之间、直径与柱高比为1：0.1～1；10之间，根据需要分级的原料和分级要求来调节。下部为锥角为60°～5°椎体，或者无角度的内球面体。
圆锥形分离罩2是一流线型空腔锥体，分离罩2侧壁处开有若干通孔或无孔，分离罩2与本体1同一轴心，固定连接在上部端盖4内，端盖4上同样开有若干通孔或无孔。
进料口5的上沿水平高度不高于分离罩2的上沿水平高度，位于分离罩2上、下沿之中的位置。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (1)
1.旋流器，它至少包括：本体（1）、分离罩（2）、端盖（4）、进料口（5）、溢流口（6）和排砂装置；其特征是：本体（1）内部是中空腔体结构，本体（1）上部是端盖（4），本体（1）内部的中空腔体上端固定有分离罩（2），分离罩（2）的侧壁位置固定有溢流口（6），溢流口（6）穿过本体（1）延伸至本体（1）外，本体（1）侧部上端的渐开线或者切线方向固定有进料口（5），进料口（5）处的给矿压力p为：0.01MPa<p<0.16MPa；所述的端盖（4）上开有若干通孔；所述的本体（1）是立式结构；所述的本体（1）是由圆柱状腔体和圆锥状腔体这两部分连接而成的中空腔体结构，圆柱状腔体的下端与圆锥状腔体大端面等径固定连接，排砂装置连接在本体（1）圆锥状腔体的小端面处；所述的本体（1）的柱体高度与锥体高度比为1：0.1~1：10之间、柱体的直径与柱高比为1：0.1~1；10之间；所述的本体（1）圆锥状腔体是锥角为600～5°的锥体，所述的进料口（5）的上下沿水平高度均不高于分离罩（2）的上下沿水平高度，位于分离罩（2）上、下沿之中的位置；所述分离罩（2）是一流线型圆锥形空腔锥体，分离罩（2）侧壁处开有若干通孔或无孔，分离罩（2）与本体（1）同一轴心，固定连接在上部端盖（4）内；所述的排砂装置包括排料器（3）和排料器（3）下端连接的排砂口（7），排砂器（3）是一圆柱状腔体内装能够转动的排砂转子；所述的排砂器（3）与本体(1)的圆锥状腔体下端偏心或者中心对正固定连接。
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