[发明专利]一种立式复合水力旋流器

说明书

本申请公开了一种立式复合水力旋流器，包括支架(1)、安装于所述支架(1)上的旋流筒(2)、安装于所述旋流筒(2)内且涡轮轴伸出所述旋流筒(2)底部的涡轮叶轮组件(4)、与所述涡轮轴连接的驱动电机(3)，所述旋流筒(2)的侧壁在底部位置设置有入料口，所述旋流筒(2)的顶面在中心轴处设置有轻介质出料口，所述旋流筒(2)的侧壁在上端位置设置有重介质出料口。该立式复合水力旋流器极大增加单台设备的处理能力，降低能耗，极大提高分离效率。

技术领域

本申请涉及选矿设备技术领域，特别是涉及一种立式复合水力旋流器。

背景技术

在矿物及其它原料加工过程中，分级是不可缺少的一个主要作业，包括磨矿回路的分级、选别前的分级、矿泥处理前及尾矿处置前的分级等。分级是根据物料在介质(液体或气体)中的运动差异而实现粗、细颗粒分离的作业。根据物料所处介质的不同可以分为干法分级、湿法分级和超临界分级(介于干法和湿法之间)；按分级力场不同可分为：重力场分级、离心力场分级、惯性力场分级、电场力分级、磁场力分级、热梯度力场分级、色谱分级等；按使用设备类型分可分成旋流式分级(即常用的水力旋流器)干式机械分级(常用的叶轮分级机，涡流分级机等)、碟式分级、卧螺式分级、静电场分级超界分级等。按分级粒度的不同可分为普通分级和超细分级。

旋转流分离是离心力场在分离科技方面的重要应用之一。水力旋流器是旋转流分离方面的代表性设备，是一种用途十分广泛的通用分离分级装备。它不仅可用于固相颗粒分级与分类，还可完成液体澄清、料浆浓缩、固相颗粒洗涤、液相除气与除砂、以及两种非互溶液体的分离等多种过程作业，迄今已经在矿物加工、石油、化工、轻工、环保、食品、医药、纺织与染料、采矿、冶金、机械、建材及煤炭等众多工业部门获得了广泛的应用，而且由于旋转分离器结构及形式的日趋多样化，其应用领域仍在不断拓展。

动态水力旋流器作为旋流分离技术的一个新的分支，具有静态水力旋流器所不具备的优点。它一方面使旋流分离技术提高到一个新的水平，另一方面为旋流技术的发展提供了新的思路。动态水力旋流器与静态水力旋流器相比，具有以下优点：

动态水力旋流器的旋流腔借助外部动力产生高速旋转，转速比静态水力旋流器高几十倍，油滴在旋流腔内被充分分离，极大地提高了旋流器的分离效率。由于动态水力旋流器不是靠液体自身的运动旋转的，故对来液压力及流量的要求不严格，有利于现场操作旋流转速的提高，加大了不同相质的离心力差值，有利于密度差较小的两种不互溶液体的分离。

动态水力旋流器沿转筒长度方向均为主要分离区，其切向与轴向速度基本恒定，流场稳定性好湍流影响极小，这一点较静态水力旋流器在旋流腔及大锥段均有湍流影响要好得多。

转筒的高速旋转由外部动力驱动完成，其分离效率是靠牺牲外部动力来实现，它可在低压下运行，压力损失非常小静态水力旋流器内液体的高速旋转靠液体自身的压力提供，其分离效率是通过牺牲液体自身压力来完成，所需入口压力较高，压力损失相对较大。

复合式水力旋流器是一种高效离心式分离设备，是动态水力旋流器一种新的发展形式，它将动态与静态旋流分离技术有机地结合在一起，具有分离效率高、设备体积及占地面积小、结构简单、操作灵活、运行连续而稳定等特点。它弥补了动态水力旋流器的不足，如使振动大大减弱，机械可靠性及运行寿命得以提高液流旋转由外部动力驱动，其旋流强度明显增加，因而分离效率更高、压力损失更低。

复合式水力旋流器的工作原理是对有密度差的两种不互溶介质在旋流腔内进行离心分离。混合液先进入复合式水力旋流器入口腔，此时电动机通过联轴器带动涡发生器高速转动。待混合液随涡发生器作高速转动，形成高转速涡流，受压力作用进入静态旋流单体的锥体分离段。分离出的轻介质沿中心反向运移，经溢流孔排出。重介质被甩到静态旋流单体内壁，沿静态旋流单体尾部底流腔排出。

复合式水力旋流器综合了旋流动态旋流器和静态旋流器的优点，最大的特点是它克服了静态旋流器入口压力高的要求，且压力损失很低，同时在额定处理量较大的范围内能正常分离，而且还会有很好的分离效果。