CN117642539A - 用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置(1)，包括：至少一个第一水力旋流器(2.1)、至少一个第二水力旋流器(2.2)和公共供给腔(10)，其具有用于将悬浮液给料流引入到公共供给腔(10)中的供给口(10a)和与多个第一和第二水力旋流器(2.1、2.2)相对应的多个流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)，这些流出口用于将相应的悬浮液份额从公共供给腔(10)引出到第一和第二水力旋流器(2.1、2.2)的第一和第二入口(4.1、4.2)中，其中，公共供给腔(10)设计为环形腔，供给口(10a)连接到该环形腔上，以便形成环流。

Description

用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置

本发明涉及一种用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置，包括：至少一个第一水力旋流器，其具有第一分离腔、切向通入第一分离腔中的用于将悬浮液给料流的第一悬浮液份额输入第一分离腔中的第一入口、用于输出分离出的重组分或者说重部分的第一下溢出口和用于输出贫化的悬浮液部分的第一上溢出管；至少一个第二水力旋流器，其具有第二分离腔、切向通入第二分离腔中的用于将悬浮液给料流的第二悬浮液份额输入第二分离腔中的第二入口、用于输出分离出的重组分的第二下溢出口和用于输出贫化的悬浮液部分的第二上溢出管；和公共供给腔，其具有用于将悬浮液给料流引入到公共供给腔中的供给口和与多个第一和第二水力旋流器相对应的多个流出口，这些流出口用于将相应的悬浮液份额从公共供给腔引出到第一和第二水力旋流器的第一和第二入口中。

专利文献WO 2018/091173 A1描述了一种用于净化纤维材料悬浮液的水力旋流器装置，其具有多个圆形截面的水力旋流器腔室，在这些腔室中分别在一端通入有入口和轻成分出口并且在相对置的一端通入有重成分分离器，其中，这些入口通过公共供给腔与公共供给口连接，并且轻成分出口通过单独的并且穿通公共供给腔的出口管路与公共轻成分排出口连接。

专利文献US 3,543,931描述了一种具有多个水力旋流器的旋流器装置，通过公共供给腔给这些水力旋流器供应流体悬浮液。在平行的两排中分别线性并排地布置有多个水力旋流器，其中，供给腔具有两个彼此平行布置的笔直延伸的供给通道，这些供给通道的顶盖高度连续降低。

专利文献DE 828 346描述了一种用于净化不均匀的液体混合物、尤其纸浆的方法。净化通过在垂直的圆柱形旋涡腔中形成所提到混合物的环形的旋涡带实现。多个布置成圆形的圆柱体切向地通过共同的圆形的逐渐变细的管路被供给，并且净化后的纸浆同样通过圆形的扩宽的管路被抽出。在圆柱形旋涡腔的下部中，环形带的向下运动被圆柱体底部挡住。富含重杂质的部分在底部的高度上被抽出，并且混合物的其余部分在该腔室的上部的中央被抽出。利用由旋涡运动产生的离心力将富含重杂质的部分侧向并且向外抽出、优选相对于圆柱形的腔壁切向地抽出。

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置，其可以以较高的可靠性被运行并且结构紧凑。此外必要时也力求改进分离作用。

该技术问题通过一种用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置解决，其包括：

-至少一个第一水力旋流器，其具有第一分离腔、切向通入第一分离腔中的用于将悬浮液给料流的第一悬浮液份额输入第一分离腔中的第一入口、用于输出分离出的重组分(或称为重馏分)的第一下溢出口和用于输出贫化的悬浮液部分(或称为悬浮液馏分)的第一上溢出管；

-至少一个第二水力旋流器，其具有第二分离腔、切向通入第二分离腔中的用于将悬浮液给料流的第二悬浮液份额输入第二分离腔中的第二入口、用于输出分离出的重组分的第二下溢出口和用于输出贫化的悬浮液部分的第二上溢出管；和

-公共供给腔，其具有用于将悬浮液给料流引入到公共供给腔中的供给口和与多个第一和第二水力旋流器相对应的多个流出口，这些流出口用于将相应的悬浮液份额从公共供给腔引出到第一和第二水力旋流器的第一和第二入口中，其中

i.公共供给腔设计为环形腔，供给口连接到该环形腔上，以便形成环流，其中，供给腔(10)布置在水力旋流器(2.1、2.2)之上，并且径向延伸量小于水力旋流器(2.1、2.2)的共同的径向延伸量。

供给口可以偏心地连接，以便形成环流。供给口的偏心的布置或定向在此意味着，通过供给口流入环形腔中的悬浮液给料流不是径向地指向中心地流入，而是偏心流入、尤其偏离中心地流入。尤其地，供给口可以以切向定向连接到供给腔上，以便形成环流。在这方面，流入环形腔中的悬浮液给料流可以切向流入。

水力旋流器本身设计用于从悬浮液中分离出至少一个重组分。悬浮液包括载体液体、如水，固体颗粒分散在该载体液体中。根据固体颗粒在载体液体中的流动特性可以将重组分在水力旋流器的下溢出口处分离出。分离掉重组分的剩余悬浮液可以被称为贫化的悬浮液部分。因此，在重组分被分离出后，贫化的悬浮液部分包括载体液体和必要时残留的固体颗粒。贫化的悬浮液部分可以含有残余的固体颗粒，也可以不含固体颗粒。

基本上，在水力旋流器的第一运行方式中，贫化的悬浮液部分可以构成合格材料。就这点而言，合格材料是要被用作产品或中间产品的那个部分。在这种第一种运行方式中，分离出的重组分则构成重成分废料。重成分废料可以相对于表示合格材料的贫化悬浮液部分被丢弃或进行进一步过程处理。例如在水力旋流器用在造纸中的情况下，重组分例如可能包括要被挑拣出的沙粒、玻璃碎片或金属部件。在剩余的贫化悬浮液部分中构成合格材料的固体颗粒可以包括希望的纤维颗粒，这些纤维颗粒可以用于示例性提到的造纸。

与此相反，在水力旋流器的不同的第二运行方式中，分离出的重组分可以构成合格材料。在该第二运行方式中，就这点而言，合格材料是要被用作产品或中间产品的那个部分。在这种第二运行方式中，贫化的悬浮液部分则构成所谓的轻成分废料。轻成分废料可以相对于表示合格材料的分离出的重组分被丢弃或者进行进一步过程处理。例如在水力旋流器用在造纸中的情况下，可能希望的是，将粒度小于适合用于造纸的粒度分布的最细颗粒分离出。

无论水力旋流器在空间中的实际定向如何，重组分的输出机构一般被称为下溢出口(或称为下流器)，并且剩余的贫化悬浮液部分、即包含合格材料的剩余悬浮液的输出机构一般被称为上溢出口(或称为上流器)。

在分离腔中使通过入口引入到水力旋流器中的悬浮液形成涡流，因此重组分可以在分离腔的壁附近积聚并且可以从那里被输出。分离腔通常具有朝下溢出口的方向逐渐变细的锥形形状，即，至少分离腔的内壁设计为锥形。但具有圆柱形的分离腔壁的设计也是可行的。

水力旋流器装置包括至少两个水力旋流器、即至少一个第一水力旋流器和至少一个第二水力旋流器。但一般来说，水力旋流器装置可以具有任意数量的单个水力旋流器。环形布置能够实现特别紧凑的构造方式。例如具有三个单个水力旋流器或四个环形布置的单个水力旋流器的水力旋流器装置尤其有利。

当将多个水力旋流器组合成共同的水力旋流器装置时，使用公共供给腔并且必要时也使用公共出口，在该公共出口中将各个水力旋流器的各个贫化悬浮液部分汇合成共同的合格材料流。水力旋流器装置的用于汇合的合格材料流的公共出口可以尤其设计为出口腔，各个水力旋流器的上溢出管在流动技术上连接到该出口腔上。在出口腔中，多个贫化悬浮液部分被汇集成共同的合格材料流并且例如通过在流动技术上连接到出口腔上的出口管接头被导引离开水力旋流器装置。为实现特别紧凑的构造形式，公共出口径向居中地布置在水力旋流器之间。

在特别紧凑的实施方式中，公共出口或出口腔径向布置在供给腔内。优选地，供给腔和出口腔至少部分轴向重叠地布置在水力旋流器之上。因此，供给腔布置为通过轴向区段在径向外部同轴地包围出口腔。

当将多个水力旋流器组合成共同的水力旋流器装置时，也可以使用公共供给腔，公共供给口、例如供给管接头在流动技术上连接到该公共供给腔上，通过该公共供给口将悬浮液给料流、即从中要分离出重组分并且必要时也要分离出轻部分的那个初始悬浮液输入到水力旋流器装置中。在这种情况下，通入各个水力旋流器的入口中的多个流出口、例如流出管接头远离公共供给腔，以便将给料悬浮液流尽可能均匀地分成各个悬浮液份额并且分配或引出到所有水力旋流器中。

公共供给腔设计为环形腔，供给口尤其偏心地或以切向定向连接到该环形腔上以便形成环流，由此实现一种用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置，该水力旋流器装置可以以高可靠性被运行并且此外必要时也可以具有改善的分离作用。

通过将悬浮液给料流尤其偏心地或以切向定向输入到环形腔中以便形成环流，将悬浮液给料流以定义的环形通道流输送，该环形通道流被依次引导至水力旋流器装置的所有水力旋流器的所有入口处。由此防止悬浮液给料流如由现有技术已知的那样在流动技术方面不受控或不确定地进入大空腔中。即，一方面在悬浮液给料流从供给口进入空腔时，由于流动横截面的突然扩大，这样的大空腔会造成较高的压力损失，并且另一方面，进入的悬浮液给料流会在该大空腔中不受控制地扩散开，这伴随着相应的局部旋涡和/或死区，在这些死区中，流动可能几乎或完全停滞。就这点而言不希望的涡流和/或死区会造成和促进沉积物和结块，这些沉积物和结块可能堵塞水力旋流器装置中的流动路径，从而会导致水力旋流器装置中的不希望的干扰和故障。通过公共供给腔设计为环形腔，供给口以切向定向连接到该环形腔上，可以防止或者至少显著减少突然的流动横截面扩大和因此高的压力损失、防止局部旋涡和/或在很大程度上或完全避免死区。因此，水力旋流器装置中出现沉积物和结块的风险降低，并且水力旋流器装置中出现干扰和故障的可能性因此降低。由此提高运行可靠性。此外，由于沉积物和结块较少并且压力损失较小可以改善希望的分离作用。特别是在所提到的造纸中，悬浮液给料流可能具有形状明显偏离球形的固体颗粒、如小棍子或丝线，这些固体颗粒意味着较高的沉积、结块和/或堵塞的风险。

公共供给腔可以设计为圆形的环形腔，其具有环形的主流动通道壁。具有环形主流动通道壁的圆形环形腔不仅有利于悬浮液给料流在供给腔中均匀、无阻碍地流动，而且还促进悬浮液给料流尽可能均匀地分布到水力旋流器装置的各个水力旋流器的各个入口上。悬浮液给料流的均匀分布的这种改进还使得各个水力旋流器处的分离作用被改善，因为所有存在的水力旋流器在至少大致相同的通过量的情况下被施加以至少大致相同的悬浮液份额。环形的主流动通道壁防止在供给腔中出现中央死区。

供给口的流动横截面的高度与环形腔的环形区段中的流动横截面的高度相符，在该环形区段处，供给口连接到环形腔上。这意味着，供给管的顶盖壁区段例如可以齐平地过渡到环形腔的顶盖壁区段。同样地，供给管的底部壁区段也可以齐平地过渡到环形腔的底部壁区段。在某些情况下在结构设计上无法避免的微小高度差可以通过逐渐的壁过渡来缓解。由此也可以防止或至少在很大程度上避免不希望的旋涡。将悬浮液给料流偏心地、尤其切向地输入环形腔中避免突然的流动偏转并且还有助于避免不希望的旋涡。

环形腔可以设计为从供给口开始沿悬浮液的流动方向具有逐渐减小的流动横截面。

逐渐减小的流动横截面可以适应于水力旋流器的悬浮液份额的连续分离。在这方面，逐渐减小的流动横截面可以如此调整，使得在悬浮液给料流通过环形腔的环形通道流动的过程中，在悬浮液份额被分离出到水力旋流器的入口中期间或之后，流动横截面根据残留的、未分离的剩余悬浮液份额被减小，使得至少在很大程度上保持或者完全保持流速。

因此，流动横截面的减小可以与环形通道中的悬浮液的体积流量的减小相适应，该体积流量的减小是由于悬浮液给料流的悬浮液份额分别分流到相对于(或者说导向)第一和第二水力旋流器的第一和第二入口的流出口之一中。

环形腔可以设计为沿悬浮液的流动方向通过如下方式具有逐渐减小的流动横截面，即，沿流动方向连续或分步降低环形腔的流动横截面的高度。

环形腔的流动横截面的高度可以沿流动方向通过如下方式被降低，即，环形腔的顶盖壁区段设计为沿流动方向连续或逐步下沉。

环形腔的流动横截面的高度的降低可以通过环形腔的顶盖壁区段变低来实现。在这方面，环形腔的顶盖壁区段也可以是螺旋形的。

备选地或补充地，环形腔的流动横截面的高度可以沿流动方向通过如下方式被降低，即，环形腔的底部壁区段设计为沿流动方向连续或分步上升。

此外，作为环形腔的顶盖壁区段的下沉和/或环形腔的底部壁区段的上升设计的备选或补充，必要时也可以连续或分步减小环形腔的相对置的侧壁区段的距离，以便沿流动方向连续或分步减小环形腔的流动横截面。

环形腔可以具有再循环通道区段，该再循环通道区段沿悬浮液在环形腔中的流动方向位于该最后一个流出口的下游，该最后一个流出口用于将最后一个悬浮液份额从公共供给腔引出到最后一个水力旋流器中，其中，该再循环通道区段将残留在环形腔中的剩余悬浮液引回到环形腔的环形区段中，供给口连接在该环形区段上。

通过再循环通道区段可以将杂质、尤其不属于合格材料的重组分和/或轻部分引入到新流入的悬浮液给料流中并且使这些杂质重新悬浮在其中并且将这些杂质从顶盖区域中引开，这些杂质在其他情况下可能积聚在环形通道的顶盖区域中。

环形腔的再循环通道区段可以设计为将残留的剩余悬浮液作为底层置于悬浮液给料流之下。

通过将残留的剩余悬浮液作为底层置于新的悬浮液给料流之下，特别容易将杂质与新的悬浮液给料流混合并且尤其特别容易将杂质从环形通道的顶盖区域引开。

供给口可以连接在环形腔的位于通入第一和第二水力旋流器的两个入口中的两个直接相邻的流出口之间的环形区段上。这种布置方式使得悬浮液给料流在第一悬浮液份额从环形通道被分流出之前先在第一环形区段中被偏转为环形流。就这点而言，通过将供给口布置在通入第一和第二水力旋流器的两个入口中的两个直接相邻的流出口之间，防止悬浮液给料流在圆环流形成之前就直接被排出到第一水力旋流器中。

流出口可以以彼此间隔均等的周向距离并且从环形腔分支出的方式布置在供给腔上。通过流出口布置为彼此间隔均等的周向距离，悬浮液份额在环形流动路径中以彼此均等的距离分别分流。这进一步有助于各个水力旋流器中的一致的分离。在环形通道的位于两个流出口之间的相应流动区段中，悬浮液给料流或剩余的悬浮液给料流在流过一个流出口后可以再次变均匀，在此之后在下一个流出口处分离出新的悬浮液份额。

分别从环形腔到流出口的过渡区域可以具有倒圆的轮廓。这种倒圆轮廓可以由环形腔的壁区段的过渡曲面处的大半径来形成。这还最大限度地减少潜在的流动分离或旋涡，从而可以减少或者完全防止流动路径中的突然的压力损失。此外避免或防止硬边缘，以便不产生硬入流，由于该硬入流，悬浮的杂质在某些情况下可能积聚和沉积。

过渡区域的倒圆轮廓具有在5至50mm之间、尤其在20至30mm之间的半径。

供给口、环形腔和/或流出口的内壁可以尤其设计为光滑壁和/或无内装部件、无凸起和/或无阶部。这可以额外防止潜在的流动分离或旋涡，从而不必担心流动路径中的突然的压力损失。

环形腔可以包围中央的轴向通道，在该轴向通道中布置有水力旋流器装置的公共出口，至少一个第一水力旋流器和至少一个第二水力旋流器的贫化悬浮液部分均通过该公共出口被共同排出。

在这种布置方式中，不必将多个水力旋流器的多个单独出口导引穿过环形腔，这会造成环形腔中的不利的内装部件。而是将各个水力旋流器的上溢出管汇合成公共出口，其中，该公共出口、例如公共出口管沿着环形腔的外部导引，更确切地说在中央穿过环形腔的壳体中的在实心环体的耳状柄开口意义上的就这点而言存在的孔、即穿过轴向通道。

出口的外周壁区段和/或至少一个第一水力旋流器和至少一个第二水力旋流器的上溢出管的偏转装置、即管件的外周壁区段可以分别构成环形腔的内壁区段。

在这方面，环形腔可以由多件式的腔壳体构成。在此，腔壳体的上半部分可以按盖子的样式设计。螺旋形的顶盖面可以构造在这样的盖子中。腔壳体的下半部分和/或内半部分可以如此成形，使得就这点而言在环形腔的内侧，一个或多个内壁区段同时构成出口的外周壁和/或上溢出管的管件的外周壁区段。

本发明的具体实施例在以下描述中参照附图进行了详细解释。这些示范性实施例的具体特征可以与提及这些特征的具体背景无关地构成本发明的一般性特征，必要时也可以单独地或者在其他组合中被考虑。

在附图中：

图1示出根据本发明的水力旋流器装置的具体实施方式的剖面图；

图2示出从斜上方观察根据图1的水力旋流器装置的局部剖切的立体图，其中，环形腔被剖开；

图3在侧视图中示出根据图2的水力旋流器装置的局部立体图，其中示出闭合的环形腔；

图4示出环形腔的展开的示意图，其具有沿流动方向连续减小的流动横截面；和

图5表格式地示出在环形腔的示例实施方式中的具体数值，该环形腔的流动横截面沿流动方向连续减小。

图1示出用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置1。水力旋流器装置1包括至少一个第一水力旋流器2.1，其具有第一分离腔3.1、切向通入第一分离腔3.1中的用于将悬浮液给料流的第一悬浮液份额输入第一分离腔3.1中的第一入口4.1、用于输出分离出的重组分的第一下溢出口5.1和用于输出贫化的悬浮液部分的第一上溢出管6.1。

水力旋流器装置1还包括至少一个第二水力旋流器2.2，其具有第二分离腔3.2、切向通入第二分离腔3.2中的用于将悬浮液给料流的第二悬浮液份额输入第二分离腔3.2中的第二入口4.2、用于输出分离出的重组分的第二下溢出口5.2和用于输出贫化的悬浮液部分的第二上溢出管6.2。

在所示实施例中，水力旋流器装置1包括公共出口7，该出口既用于至少一个第一水力旋流器2.1的贫化的悬浮液部分又用于至少一个第二水力旋流器2.2的贫化的悬浮液部分。

第一上溢出管6.1和第二上溢出管6.2分别配有偏转装置8.1、8.2，该偏转装置设计为，将沿轴向溢出的贫化悬浮液部分偏转到具有径向方向分量的方向上，以便将所述贫化悬浮液部分分别以这些径向方向分量引入到公共出口7中。

在本实施例中，偏转装置8.1、8.2设计为，将分别在相应的上溢出管6.1、6.2的轴向延伸的插入管区段9.1、9.2中导引的贫化悬浮液部分从轴向朝径向偏转至少90度。

如同尤其在图2中所示的那样，水力旋流器装置1具有公共供给腔10，其具有用于将悬浮液给料流引入到公共供给腔10中的供给口10a。供给腔10还具有与多个第一和第二水力旋流器2.1、2.2相对应的多个流出口11.1、11.2、11.3、11.4，这些流出口用于将相应的悬浮液份额从公共供给腔10引出到第一和第二水力旋流器2.1、2.2的第一和第二入口4.1、4.2中。

如图2所示，供给口10a连接在环形腔的位于通入第一和第二水力旋流器2.1、2.2的两个入口4.1、4.2中的两个直接相邻的流出口11.1、11.2、11.3、11.4之间的环形区段上。

流出口11.1、11.2、11.3、11.4以彼此间隔均等的周向距离并且从环形腔分支出的方式布置在供给腔10上。

如图2所示，分别从环形腔到流出口11.1、11.2、11.3、11.4的多个过渡区域具有倒圆的轮廓。过渡区域的倒圆轮廓具有在5至50mm之间、尤其在20至30mm之间的半径。

供给口10a、环形腔和/或流出口11.1、11.2、11.3、11.4的内壁优选设计为光滑壁和/或无内装部件、无凸起和/或无阶部。

如同尤其在图1中示出的那样，环形腔包围中央的轴向通道14，在该轴向通道中布置有水力旋流器装置1的公共出口7，至少一个第一水力旋流器2.1和至少一个第二水力旋流器2.2的贫化悬浮液部分均通过该公共出口被共同排出。

出口7的外周壁区段和/或至少一个第一水力旋流器2.1和至少一个第二水力旋流器2.2两者的上溢出管6.1、6.2的偏转装置8.1、8.2、即管件的外周壁区段分别构成环形腔的内壁区段。

在本实施例中，公共供给腔10设计为环形腔，供给口10a以切向定向连接到该环形腔上。

公共供给腔10设计为圆形的环形腔，其具有环形的主流动通道壁。环形腔或环形腔的壳体外罩的形状可以偏离环面的理想形状。由于必要时存在附加的可选特征，环形腔的形状也可能偏离理想的环面。例如如同在本实施例中那样，环形腔的顶盖壁12可以构造为螺旋形，如同尤其在图3中可以看到的那样，因此，环形腔的横截面轮廓不是圆，这也在图1中示出。

供给口10a的流动横截面的高度与环形腔的环形区段中的流动横截面的高度相符，在该环形区段处，供给口10a连接到环形腔上。因此，环形腔设计为从供给口10a开始沿悬浮液流动方向具有逐渐减小的流动横截面。

流动横截面的减小与环形通道中的悬浮液的体积流量的减小相适应，该体积流量的减小是由于悬浮液给料流的悬浮液份额分别分流到相对于第一和第二水力旋流器2.1、2.2的第一和第二入口4.1、4.2的流出口11.1、11.2、11.3、11.4之一中。

在本实施例中，环形腔设计为沿悬浮液的流动方向通过如下方式具有逐渐减小的流动横截面，即，沿流动方向连续降低环形腔的流动横截面的高度。图4中示意性地示出环形通道内沿流动方向的流动路径的展开图。

为了减小环形腔的流动横截面，供给腔10的顶盖壁12沿流动方向向下倾斜。流动通道宽度在此可以保持恒定。

在第一流出口11.1的上游、即在箭头P1的区域中，流动通道具有最初的流动横截面。在箭头P2的区域中在第一流出口11.1的高度上，流动横截面开始减小并且越过第二流出口11.2、第三流出口11.3和第四流出口11.4沿着通过箭头P3和P4的区域的流动均匀地进一步被减小。如箭头P5所示，在第四流出口11.4之后留有剩余流动横截面，剩余悬浮液通过该剩余流动横截面被引回到环形腔的环形区域中，在所示的具有共四个水力旋流器的水力旋流器装置中，第四流出口是最后一个出口。

在这方面，环形腔具有再循环通道区段13，该再循环通道区段沿悬浮液在环形腔中的流动方向位于该最后一个流出口的下游，该最后一个流出口用于将最后一个悬浮液份额从公共供给腔10引出到最后一个水力旋流器2.1、2.2中，并且该再循环通道区段将残留在环形腔中的剩余悬浮液引回到环形腔的环形区段中，供给口10a连接在该环形区段上。

在本实施例中，环形腔的再循环通道区段13设计为将残留的剩余悬浮液作为底层置于悬浮液给料流之下。

在图5中，基于具有结构尺寸确定的四个水力旋流器4.1、4.2、4.3和4.4的水力旋流器装置1的具体实施例，结合环形腔的展开的流动通道的示意图表格式示出主要的过程参量。

环形腔的流动通道的横截面积在第一流出口11.1上游的供给口处为1830mm³并且连续减小到第四流出口11.4上游的840mm³。据此，环形腔的流动通道的横截面积在第二流出口11.2的上游例如为1740mm³并且在第三流出口11.3的上游例如为1290mm³。

由于该具体实施例的水力旋流器装置1的结构设计上的给定条件，环形腔的流动通道在第一流出口11.1上游的供给口处具有61mm的高度。在这种情况下，流动通道的高度连续减小到第四流出口11.4上游的28mm。据此，环形腔的流动通道的高度在第二流出口11.2的上游例如为58mm并且在第三流出口11.3的上游例如为43mm。

在水力旋流器装置1被施加以较低通过量的情况下，环形腔的流动通道中的体积流量在第一流出口11.1上游的供给口处例如为450l/min并且连续减小到第四流出口11.4上游的150l/min，该较低的通过量例如仅为一半并且可以意味着较高的分离质量。据此，环形腔的流动通道中的体积流量在第二流出口11.2的上游例如为350l/min并且在第三流出口11.3的上游例如为250l/min。在第四流出口11.4之后，再循环通道区段13中的体积流量例如为50l/min。在这种情况下，环形腔的流动通道中在第一流出口11.1上游的供给口处产生例如4.1m/s的流速，该流速连续减小到第四流出口11.4上游的3.0m/s。据此，环形腔的流动通道中的流速在第二流出口11.2的上游例如为3.35m/s并且在第三流出口11.3的上游例如为3.25m/s。

Claims (17)

1.一种用于从悬浮液中离心分离固体的水力旋流器装置，包括：

-至少一个第一水力旋流器(2.1)，其具有第一分离腔(3.1)、切向通入第一分离腔(3.1)中的用于将悬浮液给料流的第一悬浮液份额输入第一分离腔(3.1)中的第一入口(4.1)、用于输出分离出的重组分的第一下溢出口(5.1)和用于输出贫化的悬浮液部分的第一上溢出管(6.1)；

-至少一个第二水力旋流器(2.2)，其具有第二分离腔(3.2)、切向通入第二分离腔(3.2)中的用于将悬浮液给料流的第二悬浮液份额输入第二分离腔(3.2)中的第二入口(4.2)、用于输出分离出的重组分的第二下溢出口(5.2)和用于输出贫化的悬浮液部分的第二上溢出管(6.2)；和

-公共供给腔(10)，其具有用于将悬浮液给料流引入到公共供给腔(10)中的供给口(10a)和与多个第一和第二水力旋流器(2.1、2.2)相对应的多个流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)，这些流出口用于将相应的悬浮液份额从公共供给腔(10)引出到第一和第二水力旋流器(2.1、2.2)的第一和第二入口(4.1、4.2)中，其特征在于，

公共供给腔(10)设计为环形腔，供给口(10a)连接到该环形腔上，以便形成环流，其中，供给腔(10)布置在水力旋流器(2.1、2.2)的上方，并且径向延伸量小于水力旋流器(2.1、2.2)的共同的径向延伸量。

2.根据权利要求1所述的水力旋流器装置，其特征在于，公共供给腔(10)设计为圆形的环形腔，其具有环形的主流动通道壁。

3.根据权利要求1或2所述的水力旋流器装置，其特征在于，供给口(10a)的流动横截面的高度与环形腔的环形区段中的流动横截面的高度相符，在该环形区段处，供给口(10a)连接到环形腔上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔设计为从供给口(10a)开始沿悬浮液的流动方向具有逐渐减小的流动横截面。

5.根据权利要求4所述的水力旋流器装置，其特征在于，所述流动横截面的减小与环形通道中的悬浮液的体积流量的减小相适应，该体积流量的减小是由于悬浮液给料流的悬浮液份额分别分流到相对于第一和第二水力旋流器(2.1、2.2)的第一和第二入口(4.1、4.2)的流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)之一中。

6.根据权利要求4或5所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔设计为沿悬浮液的流动方向通过如下方式具有逐渐减小的流动横截面，即，沿流动方向连续或分步降低环形腔的流动横截面的高度。

7.根据权利要求6所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔的流动横截面的高度沿流动方向通过如下方式被降低，即，环形腔的顶盖壁区段设计为沿流动方向连续或分步下沉。

8.根据权利要求6所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔的流动横截面的高度沿流动方向通过如下方式被降低，即，环形腔的底部壁区段设计为沿流动方向连续或分步上升。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔具有再循环通道区段(13)，该再循环通道区段沿悬浮液在环形腔中的流动方向位于最后一个流出口(11.4)的下游，该最后一个流出口用于将最后一个悬浮液份额从公共供给腔引出到最后一个水力旋流器(2.1、2.2)中，并且该再循环通道区段将残留在环形腔中的剩余悬浮液引回到环形腔的环形区段中，供给口(10a)连接在该环形区段上。

10.根据权利要求9所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔的再循环通道区段(13)设计为将残留的剩余悬浮液作为底层置于悬浮液给料流之下。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，供给口(10a)连接在环形腔的位于通入第一和第二水力旋流器(2.1、2.2)的两个入口(4.1、4.2)中的两个直接相邻的流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)之间的环形区段上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，所述多个流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)以彼此间隔均等的周向距离并且从环形腔分支出的方式布置在供给腔(10)上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，分别从环形腔到流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)的过渡区域具有倒圆的轮廓。

14.根据权利要求13所述的水力旋流器装置，其特征在于，所述过渡区域的倒圆轮廓分别具有在5至50mm之间、尤其在20至30mm之间的半径。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，供给口(10a)、环形腔和/或流出口(11.1、11.2、11.3、11.4)的内壁设计为光滑壁和/或无内装部件、无凸起和/或无阶部。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的水力旋流器装置，其特征在于，环形腔包围中央的轴向通道(14)，在该轴向通道中布置有水力旋流器装置(1)的公共出口(7)，至少一个第一水力旋流器(2.1)和至少一个第二水力旋流器(2.2)的贫化悬浮液部分均通过该公共出口被共同排出。

17.根据权利要求16所述的水力旋流器装置，其特征在于，所述出口(7)的外周壁区段和/或至少一个第一水力旋流器(2.1)和至少一个第二水力旋流器(2.2)的上溢出管(6.1、6.2)的偏转装置(8.1、8.2)的外周壁区段分别构成环形腔的内壁区段。