CN219850180U - 一种水力旋流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水力旋流器，包括圆柱筒、锥形圆锥筒和悬浮液进料通道，进料通道与圆柱筒切向连接，圆柱筒顶端设有溢流管；所述圆柱筒上还设有冲洗水注水通道，所述注水通道平行设置在进料通道下方且进水方向与悬浮液旋转方向一致；以水薄膜形式沿预置颗粒层下的壁面注入冲洗水，减少了湍流和垂直方向的交叉混合，提高了清洗效果，降低了较大颗粒的再悬浮，较小的颗粒和密度较低的固体被洗出并随溢流排出，较大的颗粒被浓缩为较高的浓度随底流排出。

Description

一种水力旋流器

技术领域

本实用新型涉及一种颗粒悬浮物分离设备，尤其涉及一种水力旋流器。

背景技术

水力旋流器是一种常见的颗粒悬浮物分离器，典型的水力旋流器由一个圆柱筒和一个圆锥筒结构组成。进料悬浮液在顶部切向注入，固体物质在外壁上积聚，然后从底部排出；涡流探测管周围的中心形成一个空气核心，细小颗粒和较轻的部分随液体通过中心的涡流探测管向上排出。因此，主要的液体流动可以被描述为外壁上快速旋转的液体层，逐渐螺旋式下降，固体颗粒则垂直于外壁沉降；水力旋流器内流体的特点是高重力流和短停留时间，颗粒物迅速形成一个浓缩层，该层夹带着一些较小的颗粒和密度较低的固体。这是造成颗粒截断尺寸不精确的原因，相当于降低了颗粒物的分离效率。

常规的解决这一问题的办法是在水力旋流器底部注入冲洗水，但是在水力旋流器底部浓缩段的注水的方法有一个缺点，就是稀释了底流，导致固体浓度降低，后续处理阶段的体积负荷增加；其另一个缺点是其释放小颗粒，特别是密度较低的固体的能力有限。此外，由于沉淀条件受阻，颗粒往往被夹在悬浮液中。低密度的固体只能用大量的冲洗水来释放。清洗水的点注入方式也会导致高湍流，影响浓缩过程。最后，由于底流排放筒的内径较小，清洗水不可能沿着流动的薄膜均匀分布。这对水力旋流器中复杂的三相流动系统产生了不利影响，导致工作效率低下。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的是提供一种用于提高悬浮液中细小颗粒、低密度固体分离情况的水力旋流器。

技术方案：本实用新型所述水力旋流器，包括圆柱筒、锥形圆锥筒和悬浮液进料通道，进料通道与圆柱筒切向连接，圆柱筒顶端设有溢流管；所述圆柱筒上还设有冲洗水的注水通道，所述注水通道位于进料通道下方且进水方向与悬浮液旋转方向一致。

进一步地，所述溢流管位于圆柱筒中轴线上。

进一步地，所述进料通道高度为H，注水通道高度为h，H:h范围为0.6-1。

进一步地，所述冲洗水与悬浮液流量比值范围为0.2-0.4。

进一步地，所述冲洗水与悬浮液的流速比值范围为1.1-1.3。

进一步地，所述注水通道与进料通道的宽度比为流量比/流速比×高度比。

进一步地，所述注水通道与进料部的高度差a是进料通道的高度H的1～3倍。

进一步地，所述圆锥筒底端设有排放口。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、悬浮液从顶部进入，形成一个快速旋转的层，螺旋式地向下移动，颗粒和固体在离心力作用下迅速向外壁沉降，形成一个固体浓度较高的外层，这种初级沉淀迅速发生，较小的颗粒和密度较低的固体被夹在其中；在圆柱形部分的圆锥筒，冲洗水沿水力旋流器圆柱形部分的外壁切向注入，且注水口与进料口平行，并指向同一流向，注入点位于较低的垂直高度，这样可以使颗粒在与冲洗水接触之前发生一次沉淀，主要的颗粒层位于冲洗水层之上。颗粒必须通过冲洗水沉降，降低了固体浓度，并释放出夹带的小颗粒和密度较低的固体；

2、冲洗水以水薄膜的形式沿外壁注入，在相同数量级的速度下，以水薄膜形式注入的冲洗水减少了湍流和垂直方向的交叉混合，这提高了清洗效果，减少了较大颗粒的再悬浮，较小的颗粒和密度较低的固体被洗出并随溢流排出，较大的颗粒被浓缩，并以较高的浓度随底流排出。

附图说明

图1为本实用新型的旋流器整体结构示意图；

图2为本实用新型的旋流器侧视示意图；

图3为本实用新型的旋流器俯视示意图；

图4为本实用新型的旋流器原理剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1～4所示，一种水力旋流器，其圆柱筒1自上而下依次装配有悬浮液进料通道2和冲洗水的注水通道3，所述进料通道2和注水通道3相对平行设置，且分别与圆柱筒1的侧壁相切；圆柱筒1顶端中部插设溢流管6，用于排放溢流液；圆柱筒1的底端安装有锥形筒4，且锥形筒4底部开设用于排放高密度物料的排放口5；所述进料通道2的高度H与注水通道3的高度h比值范围是0.6～1；所述注水通道3顶部到圆锥筒1顶部的高度差a是进料通道2的高度H的1～3倍；进料通道2和注水通道3进口处之间呈180°夹角设置；所述清洗水与悬浮液的流量比值范围是0.2～0.4；所述冲洗水的流速Vw与悬浮液的流速Vs的比值范围是1.1～1.3所述注水通道3与进料通道2的宽度比为流量比/流速比×高度比。

工作原理：如图3-4所示将悬浮液由进料通道2引入，沿圆柱筒1的侧壁螺旋式向下移动，形成进料悬浮层7，固体颗粒在离心力作用下沉降，形成初级沉淀层10；与此同时，将冲洗水由注水通道3引入，同样沿圆柱筒1的侧壁注入且方向与悬浮液旋转方向一致的冲洗水形成冲洗水膜8进入圆柱筒1内，并且螺旋式向下移动形成清洗水层11；由于进料通道2与注水通道3的高度差，使得初级沉淀层10在清洗水层11之上，冲洗水对固体颗粒进行二次悬浮；二次悬浮沉淀之后在圆锥筒4侧壁形成洗涤后的沉淀层12较小或密度较低的固体颗粒与清洗水混合形成轻组分层13，并沿着空气核心9上行进入溢流管6向外排出，较大或密度较高的固体颗粒在重力作用下进入排放口5，被压缩后以较高浓度向外排出。

Claims (8)

1.一种水力旋流器，包括圆柱筒(1)、圆锥筒(4)和悬浮液进料通道(2)，进料通道(2)与圆柱筒(1)水平相切，圆柱筒(1)顶端设有溢流管(6)；其特征在于，所述圆柱筒(1)上还设有冲洗水的注水通道(3)，所述注水通道(3)平行设置在进料通道(2)下方且进水方向与悬浮液旋转方向一致。

2.根据权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于，所述溢流管(6)位于与圆柱筒(1)中轴线上。

3.根据权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于，所述进料通道(2)高度为H，注水通道(3)高度为h，H:h范围为0.6-1。

4.根据权利要求3所述的水力旋流器，其特征在于，所述冲洗水与悬浮液流量比值范围为0.2-0.4。

5.根据权利要求4所述的水力旋流器，其特征在于，所述冲洗水与悬浮液的流速比值范围为1.1-1.3。

6.根据权利要求5所述的水力旋流器，其特征在于，所述注水通道(3)与进料通道(2)的宽度比为流量比/流速比×高度比。

7.根据权利要求6所述的水力旋流器，其特征在于，所述注水通道(3)顶端距离圆柱筒(1)顶端的高度差a是进料通道(2)的高度H的1～3倍。

8.根据权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于，所述圆锥筒(4)底端设有排放口(5)。