[實用新型]雙旋轉(zhuǎn)柵復(fù)合式水力旋流器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520045502.6
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN204866241U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)銳;王衛(wèi)兵;馮靜安;杜晟;張亭;郭德卿;邱艷軍;張秋波;張尚青
• 申請（專利權(quán)）人: 石河子大學(xué)
• 主分類號: B04C5/00
• 分類號: B04C5/00;B04C5/103
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種水力離心分離裝置，特別涉及旋轉(zhuǎn)葉輪式動態(tài)水力旋流器，主要適用于固液相的高效分離或顆粒分級。

背景技術(shù)

水力旋流器是離心分離設(shè)備的一種，它是在離心力的作用下根據(jù)兩相或多相之間的密度差來實現(xiàn)兩相或多相分離的。由于離心力場的強度較重力場大得多，因此水力旋流器比重力分離設(shè)備的分離效率要大得多。從1891年第一臺水力旋流器專利的申請至今，水力旋流器的歷史已經(jīng)過去了1個多世紀(jì)。如今，水力旋流器在礦產(chǎn)、化工、機械、醫(yī)藥、生物、食品等許多行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

目前，水力旋流器總體來說可以分為兩大類：靜態(tài)水力旋流器和動態(tài)水力旋流器。大部分旋流器都屬于靜態(tài)水力旋流器，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、易于安裝、維護(hù)費用低、工作壽命長等特點使得它們被廣泛使用。但其進(jìn)行分離作業(yè)時，物料的動能完全依賴于入口處壓力能的轉(zhuǎn)化，因此壓力損失很大，造成旋流器內(nèi)介質(zhì)的壓差不足而降低旋流器的處理能力。如果選用入口增壓進(jìn)料，除了增大能耗外，還會加劇旋流器內(nèi)部的湍流流動，使其分離精度降低。此外，處理量增加時會降低分離效率，物料濃度過高時也會降低分離效率，都是靜態(tài)水力旋流器的不足方面。

動態(tài)水力旋流器于上世紀(jì)八十年代問世，主要有三種常見形式：全動型，預(yù)旋流型和符合型，其共同的特征是都有一段外界驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動下，介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)速度得到提高，介質(zhì)的入口壓力不需要大量的轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動能，其離心力場就能得到增強，從而使壓降減小，分離效率提高。并且增強的離心力場也能使排液順暢，處理量增加。

但是動態(tài)水力旋流器依舊存在著一些不足：全動型水力旋流器的外轉(zhuǎn)筒在工作時會高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)筒的機械誤差會造成旋流器震動強度過大，旋流器內(nèi)流場會因震動而不穩(wěn)定，出現(xiàn)二次摻混現(xiàn)象，影響旋流器的分離精度。預(yù)旋流型水力旋流器僅靠分離段筒體內(nèi)壁的摩擦力來提高外旋流的旋轉(zhuǎn)強度，但其作用有限，轉(zhuǎn)動組件傳遞轉(zhuǎn)動能的效率較低，因此離心力場的增強效果并不明顯。

復(fù)合型水力旋流器與全動型旋流器相比，其震動強度較低，內(nèi)部的流場相對平穩(wěn)，因而分離效果較好。與預(yù)旋流型旋流器相比，復(fù)合型內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)柵葉片能夠更好的傳遞轉(zhuǎn)動能，使離心力場增強的更加明顯，從而達(dá)到更好的分離效果。由于以上種種原因，使得復(fù)合型水力旋流器成為了當(dāng)今的發(fā)展趨勢。

復(fù)合型旋流器主要以旋轉(zhuǎn)葉輪水力旋流器為代表，其主要由靜止的旋流器外殼和高速旋轉(zhuǎn)的葉輪兩大部分組成。該動態(tài)水力旋流器具有兩大優(yōu)點：一是有效抑制短路流，減少溢流中粗顆粒的混雜。二是強化柱段內(nèi)固相顆粒的離心沉降，使旋流器內(nèi)分離分級過程得到增強。實踐證明，旋轉(zhuǎn)葉輪水力旋流器的分離效率和處理能力都得到了一定程度的提高。

動態(tài)水力旋流器與靜態(tài)水力旋流器相比，主要是通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)件增強其外旋流的離心力場，強化了旋流器內(nèi)的液體在外旋流區(qū)域的離心沉降，但內(nèi)旋流的離心作用并沒有得到有效的增強。并且，動態(tài)水力旋流器的機械振動無法避免只能削弱，機械振動的存在必然會造成一定程度的二次摻混現(xiàn)象，從而降低旋流器的分離精度。動態(tài)水力旋流器的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在高速旋轉(zhuǎn)時，會增大旋流器內(nèi)部流體的湍流強度，過于強烈的湍流也會降低旋流器的分離精度。此外，溢流跑粗現(xiàn)象也會對旋流器的分離作業(yè)產(chǎn)生不利的影響，雖然使用旋轉(zhuǎn)葉輪旋流器可以有效抑制蓋下短路流引起的溢流跑粗，但是旋流器錐段底流口處因空氣柱湍動造成的跑粗現(xiàn)象并沒有消除。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)當(dāng)前動態(tài)旋流器和靜態(tài)旋流器所存在的問題，本實用新型提出了一種分離效率高，分離精度高，處理量大，處理范圍廣的新型動態(tài)水力旋流器。

本實用新型主要由靜態(tài)部分和動態(tài)部分組成，靜態(tài)部分包括：進(jìn)料口(8)，旋流器柱段(16)，旋流器錐段(20)，溢流腔(15)，溢流腔密封蓋(12)；動態(tài)部分包括：外旋轉(zhuǎn)柵(9)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)柵(18)，傳動齒輪(11)。其特征在于：溢流腔(15)安裝在旋流器柱段(16)的頂部并與之密封連接，溢流腔(15)頂部通過密封蓋(12)密封，其側(cè)壁設(shè)置有溢流腔出口(14)。外旋轉(zhuǎn)柵(9)的旋轉(zhuǎn)軸(2)通過軸承(3、5、7)進(jìn)行固定，末端安裝有傳動齒輪(11)，旋轉(zhuǎn)軸(2)為空心軸，其在溢流腔(15)內(nèi)的部位設(shè)置有溢流口(13)。內(nèi)旋轉(zhuǎn)柵(18)通過內(nèi)旋桿(6)嵌套在外旋轉(zhuǎn)柵(9)的旋流腔(17)中，內(nèi)旋桿(6)通過安裝在旋轉(zhuǎn)軸(2)末端的軸承(1、4)進(jìn)行固定，并從旋轉(zhuǎn)軸(2)末端的通道伸出。