CN219400593U

CN219400593U - 一种阶梯锥型旋流器

Info

Publication number: CN219400593U
Application number: CN202223224876.3U
Authority: CN
Inventors: 姜兰越; 逯宇轩; 谭效宗; 刘培坤; 张悦刊; 李晓宇; 侯端旭
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-07-25
Anticipated expiration: 2032-12-02

Abstract

本实用新型涉及旋流分离技术领域，公开了一种阶梯锥型旋流器，包括旋流器本体、进料管、溢流管和底流口，旋流器本体包括圆柱形筒体和阶梯锥，阶梯锥由自上至下依次排布的至少两级椎体组成；首级椎体的上端与圆柱形筒体的下端相固接；最末级椎体的下端设置有底流口，底流口通过管道与最末级椎体相连通；所述的溢流管固接在圆形筒体上端的中部，溢流管的上端伸出圆柱形筒体，溢流管的下端伸进圆柱形筒体内部；所述进料管的后端采用焊接方式固定于圆柱形筒体外壁的左端。因为阶梯锥结构的变化，使得粗、细颗粒重新获得了足够的分离空间，满足了颗粒二次分级的条件，细颗粒克服流体阻力重新进入了内旋流，减少了进入底流中的细颗粒，提高了分离精度。

Description

一种阶梯锥型旋流器

技术领域

本实用新型涉及旋流分离技术领域，尤其涉及一种阶梯锥型旋流器。

背景技术

水力旋流器是利用离心力场进行两相分离的有效分离设备，作为金属矿磨矿分级作业的重要组成部分，其分级效率的高低直接影响生产工艺的稳定和经济效益。传统旋流器多为柱锥结构，由进料口、溢流管、柱体段、锥体段和底流口组成。物料以一定的速度和压力沿进料口切向进入旋流器，在旋流器内沿壁面向下高速旋转运动，形成外旋流，流体进入锥体段以后由于截面逐渐减小，流速增大，径向压力梯度增大，而流体无法全部从底流口排出，造成一部分流体逐渐脱离外旋流向内运动，以螺线涡的形式向上运动，形成内旋流。由于物料存在密度和粒度差异，所受到的离心力和流体曳力不同，密度大和粒度粗的颗粒克服流体阻力向边壁运动进入外旋流从底流排出，密度小和粒度细的颗粒向中心运动进入内旋流从溢流排出。

磨矿分级作业多处于高浓度工况，传统柱锥结构旋流器因其分离原理，导致颗粒在旋流器器壁高浓度聚集，由于大颗粒的卷吸作用，导致部分细颗粒也沉积在壁面随外旋流向下运动。而当流体运行至锥段中下部时，由于分离空间的减小，高浓度状态下这部分细颗粒难以克服流体和颗粒阻力，只能在后续流体推动作用下从底流排出，造成了底流夹细。由此众多技术人员从结构优化角度提出了全柱段、W型底流口、抛物线型锥等新型旋流器，从流场调控角度提出了锥段加冲洗水或者充气等方式，这些优化改进在一定程度上减少了旋流器底流夹细现象，但因其特殊结构，不可避免的造成了底流夹细、分级效率降低、磨损加剧等问题。

实用新型内容

本实用新型一种阶梯锥型旋流器，解决了传统柱锥结构旋流器因其分离原理，在一定程度上造成旋流器底流夹细、磨损加剧的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种阶梯锥型旋流器，包括旋流器本体、进料管、溢流管和底流口，其特征在于，所述的旋流器本体包括圆柱形筒体和阶梯锥，阶梯锥由自上至下依次排布的至少两级椎体组成；首级椎体的上端与圆柱形筒体的下端相固接；最末级椎体的下端设置有底流口，底流口通过管道与最末级椎体相连通；所述的溢流管固接在圆形筒体上端的中部，溢流管的上端伸出圆柱形筒体，溢流管的下端伸进圆柱形筒体内部；所述进料管的后端采用焊接方式固定于圆柱形筒体外壁的左端。

优选的，所述相邻两级椎体中上一级锥体的下端与下一级锥体的上端通过法兰连接。

优选的，所述所述相邻两级椎体中上一级锥体的下端口径小于下一级锥体的上端口径，下端口径小的上一级锥体与上端口径大的下一级锥体之间形成阶梯台。

优选的，所述阶梯锥由两级椎体组成。

优选的，所述上一级椎体与下一级椎体的总高度为H，上一级锥体高度H₁＝0.5～0.6H；上一级椎体的下段直径为D₃，下一级锥体的上段直径D₂＝(1.25～1.5)D₃，形成的阶梯台半径差

δ＝(0.125～0.25)D₃。

优选的，所述进料管以切线、渐开线或螺旋线型的进料方式与圆柱形筒体外壁相接。

相比现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型一种阶梯锥型旋流器，因为二级阶梯锥的结构变化，使得粗、细颗粒重新获得了足够的分离空间，满足了颗粒二次分级的条件，细颗粒克服流体阻力重新进入了内旋流，减少了进入底流中的细颗粒，提高了分离精度。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型的其他几种实施方式的结构示意图；

图中，1-进料管；2-溢流管；3-圆柱筒体；4-上一级椎体；5-下一级椎体；6-底流口。

具体实施方式

下面结合附图做进一步说明。如图1所示，一种阶梯锥型旋流器包括旋流器本体、进料管1、溢流管2和底流口6，所述的旋流器本体包括圆柱形筒体3和阶梯锥，阶梯锥由自上至下依次排布的至少两级椎体组成；首级椎体的上端与圆柱形筒体3的下端相固接；最末级椎体的下端设置有底流口6，底流口6通过管道与最末级椎体相连通；所述的溢流管2固接在圆形筒体3上端的中部，溢流管2的上端伸出圆柱形筒体3，溢流管2的下端伸进圆柱形筒体3内部；所述进料管1的后端采用焊接方式固定于圆柱形筒体3外壁的左端。所述相邻两级椎体中上一级锥体4的下端与下一级锥体5的上端通过法兰连接。所述相邻两级椎体中上一级锥体4的下端口径小于下一级锥体5的上端口径，下端口径小的上一级锥体4与上端口径大的下一级锥体5之间形成阶梯台。如图1所示，两级椎体组成的二级阶梯锥，所述上一级椎体4与下一级椎体5的总高度为H，上一级锥体4高度H₁＝0.5～0.6H；上一级椎体4的下段直径为D₃，下一级锥体5的上段直径D₂＝(1.25～1.5)D₃，形成的阶梯台半径差δ＝(0.125～0.25)D₃。所述进料管1以切线、渐开线或螺旋线型的进料方式与圆柱形筒体3的外壁相接。

以二级阶梯锥为例，二级阶梯锥型旋流器工作时，物料以一定的速度和压力沿进料口切向进入旋流器，在旋流器圆柱筒内沿壁面向下高速旋转运动，形成外旋流，流体进入上锥体以后由于截面逐渐减小，流速增大，径向压力梯度增大，而流体无法全部从底流口6排出，造成一部分流体逐渐脱离外旋流向内运动，以螺线涡的形式向上运动，形成内旋流。由于物料存在密度和粒度差异，所受到的离心力和流体曳力不同，密度小和粒度细的颗粒向中心运动进入内旋流从溢流排出，而密度大和粒度粗的颗粒携带部分细颗粒克服流体阻力向边壁运动进入外旋流。当高浓度矿浆从上一级锥体4进入下一级锥体5后，由于边界结构的突变，导致沉降在壁面的颗粒群受到扰动，颗粒群在扰动作用下松散，而被大颗粒卷吸的小颗粒被释放出来。同时由于二级阶梯锥的结构变化，使得粗、细颗粒重新获得了足够的分离空间，满足了颗粒二次分级的条件，细颗粒克服流体阻力重新进入了内旋流，减少了进入底流中的细颗粒，提高了分离精度。

结合图2所示，阶梯锥由三级、四级、五级、六级椎体组成三级阶梯锥、四级阶梯锥、五级阶梯锥、六级阶梯锥，所述相邻两级椎体中上一级锥体4的下端与下一级锥体5的上端通过法兰连接，所述相邻两级椎体中上一级锥体4的下端口径小于下一级锥体5的上端口径，下端口径小的上一级锥体4与上端口径大的下一级锥体5之间形成阶梯台。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种阶梯锥型旋流器，包括旋流器本体、进料管、溢流管和底流口，其特征在于，所述的旋流器本体包括圆柱形筒体和阶梯锥，阶梯锥由自上至下依次排布的至少两级椎体组成；首级椎体的上端与圆柱形筒体的下端相固接；最末级椎体的下端设置有底流口，底流口通过管道与最末级椎体相连通；所述的溢流管固接在圆形筒体上端的中部，溢流管的上端伸出圆柱形筒体，溢流管的下端伸进圆柱形筒体内部；所述进料管的后端采用焊接方式固定于圆柱形筒体外壁的左端。

2.根据权利要求1所述的一种阶梯锥型旋流器，其特征在于，相邻两级椎体中上一级锥体的下端与下一级锥体的上端通过法兰连接。

3.根据权利要求1所述的一种阶梯锥型旋流器，其特征在于，相邻两级椎体中上一级锥体的下端口径小于下一级锥体的上端口径，下端口径小的上一级锥体与上端口径大的下一级锥体之间形成阶梯台。

4.根据权利要求1所述的一种阶梯锥型旋流器，其特征在于，所述阶梯锥由两级椎体组成。

5.根据权利要求4所述的一种阶梯锥型旋流器，其特征在于，所述上一级椎体与下一级椎体的总高度为H，上一级锥体高度H₁＝0.5～0.6H；上一级椎体的下段直径为D₃，下一级锥体的上段直径D₂＝(1.25～1.5)D₃，形成的阶梯台半径差δ＝(0.125～0.25)D₃。

6.根据权利要求1所述的一种阶梯锥型旋流器，其特征在于，所述进料管以切线、渐开线或螺旋线型的进料方式与圆柱形筒体外壁相接。