[发明专利]一种改进结构水力旋流器

说明书

【技术领域】

本发明涉及水力旋流器技术领域，具体地说，是一种改进结构水力旋流器。

【背景技术】

水力旋流器是工业上应用广泛的高效分离设备，是在离心力的作用下，利用物料之间的密度差或粒径差进行两相或多相分离的非均相机械设备，具有操作方便、分离效率高、生产能力大等优点。在选矿、采矿工业、化学工业、石油工业、轻工、环保、食品、医药、纺织等许多工业领域应用广泛。

水力旋流器结构简单，但内部流场却十分复杂，分析旋流器内部多相流流场分布规律，掌握旋流器参数与流场分布之间的关系，是旋流器设计和应用的关键所在。一般而言，进入旋流器内部的是两相或三相的多相流体，属于复杂的多相流运动，同时旋流器的进料呈高速的剪切旋转流，最终构成了旋流器内部高剪切力场下的复杂多相流场。

当两相或者三相混合介质由入口切向进入旋流腔后，在旋流腔内高速旋转，产生强烈的涡流。在后面连续而来的液体推动下，旋流腔内的液体边旋转边向上、向下运动，其运动路径呈螺旋形。旋转的液体向下进入锥段，旋流器的内径逐渐缩小，液体旋转速度相对加快。由于两相介质存在密度差或粒度差，使两相介质所受的离心力不同，轻质分散相向轴线附近的低压区移动，聚集在轴线附近，边旋转边向上移动，从顶部溢流管排出；分离出的重相则由底部的底流管排出，从而达到分离的目的。

目前，工业应用水力旋流器越来越要求节能降耗，提高分离效率，对分离粒径要求更精细，本发明针对这些需求，改进了传统旋流器的结构。新型的旋流器压降小、节能、流场稳定，适合于选矿、化工、环保、钾肥工业、生工等行业应用。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进结构水力旋流器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种改进结构水力旋流器，其包含溢流管，进料管，圆柱段，连接结构，注水结构，圆锥段和底流管；溢流管与圆柱段通过焊接方式连接，进料管与圆柱段通过焊接方式连接，圆柱段，连接结构和圆锥段之间通过法兰连接，注水结构的数目为两个，分别设置在圆锥段的中部和下部，底流管与圆锥段通过螺纹连接。

所述的注水结构由外圆柱体和内圆柱体组成，在内圆柱周边布有切线进水孔，外圆柱体通过管道与水源相连；水以一定压力从内圆柱壁上的孔注入旋流器中。进水口的面积一定，随着旋流器处理量的不同，采用不同的流速强化分离效果；这些改进可以稳定旋流器内部流场，减小压差阻力，同时大大提高细颗粒的分级效率。

所述的连接结构为光滑圆弧面，其结构符合旋流器内部高速旋流液体的流线，有助于流场的稳定；这样的结构可以稳定流场，防止流场紊乱，有助于提高颗粒分级；

进料管与圆柱段在加工过程中通过焊接连接，使之成为一体化结构；圆柱段、特殊连接结构和圆锥段之间通过法兰连接，上下法兰通过法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成连接；溢流管与圆柱段在加工过程中根据要求焊接，连接一体；底流管与圆锥段通过螺纹连接。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)通过旋流器柱段和锥段光滑圆弧面连接，可以避免流体在旋流器内轴向运动时由于突变角度的存在而出现的非贴体运动，从而减小过渡部分对流场造成的紊流影响；得到的稳定流场降低了内部摩擦阻力，减小了压降。

(2)注水结构则主要针对旋流器高雷诺数情况下在壁面附近形成的边界层，边界层的存在会导致部分流体直接沿壁面进入底流，从而导致这部分流体内的细颗粒得不到分离，影响旋流器的分离效果。通过锥段中部和下部的注水孔，破坏边界层，使其中小颗粒重新得到分离。下部的注水孔则充分保证细颗粒的高分离效率，提高分离精度。

(3)改进结构可以提高旋流器的使用寿命和减小设备的腐蚀。由于旋流器柱段和锥段光滑圆弧面代替原有的直线相交结构，可以避免原有过渡结构产生的低压区，从而减小低压区产生的冲击力。

(4)该发明通过水力旋流器结构创新，达到提高细颗粒分离效率，结构紧凑、操作方便。

【附图说明】

图1本发明的结构示意图；

附图中的标记为：1溢流管，2进料管，3圆柱段，4连接结构，5注水结构，6圆锥段，7底流管。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种改进结构水力旋流器的具体实施方式。

实施例1