[发明专利]一种细颗粒分离用水力旋流器

说明书

本发明涉及一种细颗粒分离用水力旋流器，属于固液分离技术领域。本发明装置将液体以一定压力从入口管道处进入环形管，环形管与圆锥段连接处开设有进水孔，进水孔沿圆锥段内壁切线方向，液体进入一级旋流器后在圆锥段旋转，在离心作用下质量较大微颗粒聚集在一级旋流器的内壁附近，而质量较小的水聚集在中心经溢流管排出，分离后的混合物经圆锥段下方进入环形管，在环形管和二级旋流器中重复分离，最终得到分离产物。本发明装置可减少旋流器分离所需能源，降低能耗，提高分离效率。

技术领域

本发明涉及一种细颗粒分离用水力旋流器，属于固液分离技术领域。

背景技术

水力旋流器是一种应用非常广泛的液体非均相混合物的分离设备，其基本原理是将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心作用下进行分离，分离效率高、分离设备占用空间小，并且可连续操作。由于两相或多相液体混合物的分离在各种行业里都是一种非常普遍的现象，因此水力旋流器在化工、石油、选矿、环保、制药、食品、轻工、城市废水处理、造纸等诸多行业都有非常广阔的潜在应用市场。其中固-液水力旋流器发展的比较早，目前已经应用于液体的除砂、澄清、浓缩、颗粒分级、矿粒分选等多种用途，技术上相对比较成熟，但在小尺寸固-液水力旋流器及小粒度旋流分级器等方面还有待于技术上的进一步完善；液-液水力旋流器则发展得相对晚些，产品品种也相对单调。

当然，水力旋流器的自身缺陷主要表现在以下几方面：

（1）对运行条件要求高

虽然各种水力旋流器的结构相似、分离原理相同，但其应用都需根据处理介质的

性质、进料浓度和流量等的不同而专门设计，并确定其操作条件。它们的分离特性在很大程度上受到进料的压力和混合物的性质等因素的影响。

（2）分离过程同样为不完全分离

水力旋流器和其它许多分离装置一样是不完全分离。同样是固-液分离，当颗粒直径过小时就很难分离，但只要合理确定切割值，完全可满足工艺规定的要求。

（3）水力旋流器内部的高速旋转运动会对分散相液滴产生剪切破碎而不利于分离，水力旋流器中介质的分离是依靠液体在其内部高速旋转所产生的涡流的作用下实现的。液体在高速旋转运动时产生剪切力，这种剪切力会使絮凝体或聚结团块破裂，加大分离的难度。

（4）高速旋转对旋流器内壁会产生一定的磨损

在固-液水力旋流器中，固体颗粒在其内部高速旋转是，可能会对水力旋流器的内壁产生严重的磨损，影响分离效果及使用寿命。如在用水力旋流器处理钻井泥浆时，坚硬的岩屑会极大地损伤水力旋流器内壁，这曾是水力旋流器使用中的一大难题。当然，这一问题现在可以通过新型耐磨高硬度材料的研制而加以改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对对运行条件要求水力旋流器分离过程不完全分离、高速旋转对旋流器内壁会产生一定的磨损的问题，提供了一种细颗粒分离用水力旋流器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种细颗粒分离用水力旋流器，包括一级旋流器和二级旋流器，所述的一级旋流器上方为圆柱段，下方为圆锥段，一级旋流器上方为溢流管，圆锥段外侧设置有环形管，环形管连接进口管道，环形管与圆锥段连接处开设有进水孔，一级旋流器通过环形管道与二级旋流器相连接，二级旋流器和一级旋流器结构相同。

一种细颗粒分离用水力旋流器的应用方法是：将液体以设定压力从入口管道处进入环形管，环形管与圆锥段连接处开设有进水孔，进水孔沿圆锥段内壁切线方向，液体进入一级旋流器后在圆锥段旋转，在离心作用下质量较大微颗粒聚集在一级旋流器的内壁附近，而质量较小的水聚集在中心经溢流管排出，分离后的混合物经圆锥段下方进入环形管，在环形管和二级旋流器中重复分离，最终得到分离产物。