CN108380404A - 水力旋流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水力旋流器，圆柱管段上端为顶盖，下端与圆锥管段的大直径端相连，圆柱管段管壁上连有进料管，溢流管自顶盖中部插入至圆柱管段内，圆柱管段内的溢流管中下段设置有罩壳，所述罩壳以弯曲状的第一、二曲线为母线且以溢流管管芯线为旋转中心线构成的回转体，第一、二曲线的结合处距离溢流管最远，第一、二曲线的另一端分别连接到溢流管管身和下端管口处。短路流自第一曲线构成的曲面流至第一、二曲线分别构成的曲面的结合处，短路流远离溢流管管口处，避免短路流与溢流管插入段管口处的内旋流混合从溢流口排出，并且有利于短路流重新进入溢流管外壁与柱管段内壁间分离区域，大大提高水力旋流器的分离效果。

Description

水力旋流器

技术领域

本发明涉及分离设备领域，具体为一种水力旋流器。

背景技术

水力旋流器是用于分离去除污水中较重的粗颗粒泥砂等物质的设备。如图1所示，现有水力旋流器包括柱管段1，柱管段1一端与锥管段2锥底连为一体，另一端为顶盖5，溢流管3自顶盖5中部插置于柱管段1内，柱管段1管壁上连有进料管4且进料管4管口高于溢流管3位于柱管段1内的管口，进料管4管长方向沿着柱管段1管壁的切线方向布置，进料管4中的物料以较高的速度进入柱管段1，物料中密度大的固体颗粒沿着锥管段2管壁旋转向下运动称之为外旋流6，物料中密度小的液体在水力旋流器中部形成向上的旋转运动称之为内旋流7，外旋流6和内旋流7是水力旋流器中物料运动的主要形式，外旋流6和内旋流7的旋转方向相同，二者的运动方向相反，外旋流6携带密度大的物料由底流口排出，内旋流7携带密度小的物料由溢流管3排出。

另外，水力旋流器中流体的运动形式还包括短路流8，即自进料管4给入的两相流体，一部分两相流体会先向上而后沿顶盖5下表面向顶盖5中部移动，接着又沿溢流管3插入段的外壁向下移动，最终该短路流8与溢流管3插入段管口处的内旋流7混合从溢流口排出，由于该部分两相流体未经分离直接成为溢流产物，在一般情况下，短路流约为给矿矿浆的10％～20％，直接导致水力旋流器的分离效果大大降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高分离效果的水力旋流器。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种水力旋流器，包括圆柱管段和圆锥管段，圆柱管段上端为顶盖，下端与圆锥管段的大直径端相连，圆柱管段管壁上连有进料管，溢流管自顶盖中部插入至圆柱管段内，圆柱管段内的溢流管中下段设置有罩壳，所述罩壳以弯曲状的第一、二曲线为母线且以溢流管管芯线为旋转中心线构成的回转体，第一、二曲线的结合处距离溢流管最远，第一、二曲线的另一端分别连接到溢流管管身和下端管口处。

与现有技术相比，本发明的技术效果为：短路流自第一曲线构成的曲面流至第一、二曲线分别构成的曲面的结合处，短路流远离溢流管管口处，避免短路流与溢流管插入段管口处的内旋流混合从溢流口排出，并且有利于短路流重新进入溢流管外壁与柱管段内壁间分离区域，大大提高水力旋流器的分离效果。

附图说明

图1为现有技术中水力旋流器的结构示意图；

图2为本发明第一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明第二种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种水力旋流器，包括圆柱管段10和圆锥管段20，圆柱管段10上端为顶盖11，下端与圆锥管段20的大直径端相连，圆柱管段10管壁上连有进料管12，溢流管30自顶盖11中部插入至圆柱管段10内，圆柱管段10内的溢流管30中下段设置有罩壳40，所述罩壳40以弯曲状的第一、二曲线41、42为母线且以溢流管30管芯线为旋转中心线构成的回转体，第一、二曲线41、42的结合处距离溢流管30最远，第一、二曲线41、42的另一端分别连接到溢流管30管身和下端管口处。

上述方案中，自进料管12给入的两相流体，一部分两相流体会先向上而后沿顶盖11下表面向顶盖11中部移动，接着该部分两相流体又沿溢流管30插入段的外壁向下移动，最后沿着由第一曲线41构成的曲面继续向下移动直至第一、二曲线41、42分别构成的曲面的结合处，第一、二曲线41、42的结合处远离溢流管30管口处，有利于短路流8重新进入溢流管30外壁与圆柱管段10内壁间分离区域，并且避免短路流8与溢流管30插入段管口处的内旋流7混合从溢流管30排出，不仅大大提高水力旋流器的分离效果，而且提高了水力旋流器的分离效率。

下面第一、二曲线41、42结合处的位置有两种具体方案：

其一是，所述第一、二曲线41、42的结合处低于第一曲线41和溢流管30管身的连接处且高于溢流管30下端管口；

其二是，所述第一、二曲线41、42的结合处低于溢流管30下端管口。

第一曲线41的曲率中心位于靠近圆柱管段10管壁一侧或靠近溢流管30管芯线一侧。

第二曲线42的曲率中心位于靠近圆柱管段10管壁一侧或靠近溢流管30管芯线一侧。

第一曲线41和/或第二曲线42的曲率为零。

上述方案中，即第一曲线41的形状有三种方案，具体如下。

其一是，第一曲线41的曲率中心位于靠近圆柱管段10管壁一侧；

其二是，第一曲线41的曲率中心位于靠近靠近溢流管30管芯线一侧；

其三是，第一曲线41的曲率为零，即第一曲线41为直线。

第二曲线42的形状有三种方案，具体如下。

其一是，第二曲线42的曲率中心位于靠近圆柱管段10管壁一侧；

其二是，第二曲线42的曲率中心位于靠近靠近溢流管30管芯线一侧；

其三是，第二曲线42的曲率为零，即第二曲线42为直线。

第一、二曲线41、42结合处位置的两种方案、第一曲线41形状的三种方案以及第二曲线42形状的三种方案能够分别任意组合，本申请图2和3仅是分别给出了两种优选的组合方式。

如图2所示，为本发明优选的方案，即所述第一、二曲线41、42的结合处低于第一曲线41和溢流管30管身的连接处且高于溢流管30下端管口，第一曲线41的曲率中心位于靠近溢流管30管芯线一侧且第二曲线42的曲率中心位于靠近圆柱管段10管壁一侧，第一、二曲线41、42分别在第一、二曲线41、42结合处的切线方向相互垂直。

短路流8能够快速地自溢流管30管壁流至第一、二曲线41、42结合处，由于第一、二曲线41、42分别在第一、二曲线41、42结合处的切线方向相互垂直，确保短路流8和未能及时进入溢流管30的内旋流7重新进入溢流管30外壁与圆柱管段10内壁之间的分离区域，第二曲线42的曲率中心位于靠近圆柱管段10管壁一侧，这样更加有利于内旋流7快速进入溢流管30，大大降低内旋流7进入分离区的流量，进一步提高水力旋流器的分离效率。

第一曲线41上与溢流管30管壁连接处的切线与溢流管30管芯线所呈的角度β为20°～50°。

优选的，所述第一曲线41上与溢流管30管壁连接处的切线与溢流管30管芯线所呈的角度β为30°～40°。

Claims (9)

1.一种水力旋流器，包括圆柱管段(10)和圆锥管段(20)，圆柱管段(10)上端为顶盖(11)，下端与圆锥管段(20)的大直径端相连，圆柱管段(10)管壁上连有进料管(12)，溢流管(30)自顶盖(11)中部插入至圆柱管段(10)内，其特征在于：圆柱管段(10)内的溢流管(30)中下段设置有罩壳(40)，所述罩壳(40)以弯曲状的第一、二曲线(41、42)为母线且以溢流管(30)管芯线为旋转中心线构成的回转体，第一、二曲线(41、42)的结合处距离溢流管(30)最远，第一、二曲线(41、42)的另一端分别连接到溢流管(30)管身和下端管口处。

2.根据权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于：所述第一、二曲线(41、42)的结合处低于第一曲线(41)和溢流管(30)管身的连接处且高于溢流管(30)下端管口。

3.根据权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于：所述第一、二曲线(41、42)的结合处低于溢流管(30)下端管口。

4.根据权利要求2或3所述的水力旋流器，其特征在于：第一曲线(41)的曲率中心位于靠近圆柱管段(10)管壁一侧或靠近溢流管(30)管芯线一侧。

5.根据权利要求2或3所述的水力旋流器，其特征在于：第二曲线(42)的曲率中心位于靠近圆柱管段(10)管壁一侧或靠近溢流管(30)管芯线一侧。

6.根据权利要求2或3所述的水力旋流器，其特征在于：第一曲线(41)和/或第二曲线(42)的曲率为零。

7.根据权利要求2所述的水力旋流器，其特征在于：第一曲线(41)的曲率中心位于靠近溢流管(30)管芯线一侧且第二曲线(42)的曲率中心位于靠近圆柱管段(10)管壁一侧，第一、二曲线(41、42)分别在第一、二曲线(41、42)结合处的切线方向相互垂直。

8.根据权利要求7所述的水力旋流器，其特征在于：第一曲线(41)上与溢流管(30)管壁连接处的切线与溢流管(30)管芯线所呈的角度β为20°～50°。

9.根据权利要求8所述的水力旋流器，其特征在于：所述第一曲线(41)上与溢流管(30)管壁连接处的切线与溢流管(30)管芯线所呈的角度β为30°～40°。