[發明專利]一種具有二次加壓功能的新型水力旋流器

有效

• 申請號: 202011245057.X
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112452564B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 郭小飛;岳翔;艾洪樂;孫銘霏;姜暉
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: B04C5/00
• 分類號: B04C5/00;B04C5/04;B04C5/12;B04C5/14;B04C5/08;B03B5/34
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及一種具有二次加壓功能的新型水力旋流器，其特征在于，包括上筒體、下筒體、給礦管、高壓給水管、溢流導流管、沉砂口和頂蓋；上筒體頂部連接頂蓋，上筒體下部連接下筒體，下筒體的底部設有沉砂口，上筒體上部沿切向設有給礦管和高壓給水管，上筒體內設有溢流導流管與頂蓋固接，溢流導流管的上部圓周設置多個溢流孔，溢流導流管設有下部排出口延伸至下筒體的外部。本發明既能減少傳統技術中待分級物料高速高壓輸送時固體物料對管道的磨損，又能降低待分級物料輸送的能量消耗。

技術領域

本發明涉及礦物加工或冶金化工領域的水力旋流分級技術領域，特別涉及一種具有二次加壓功能的新型水力旋流器。

背景技術

水力旋流器是一種利用流體壓強產生旋轉運動的裝置，可用于對存在粒度差的不同物料進行分級，由于離心力場的加速度遠大于重力加速度，因此水力旋流器的分級效率遠高于普通重力分級設備。水力旋流器因其結構簡單，使用成本低，處理量大，占地面積小等優點廣泛應用于礦物加工的分級、脫泥、濃縮、澄清、洗礦和選別等作業，但由于需要壓力給礦，造成水力旋流器分級系統消耗的動力較大。

影響水力旋流器分級效果的關鍵參數主要包括給料剩余壓強、分散相濃度和安裝角度等。給入物料剩余壓強是水力旋流器最重要的操作參數，直接決定旋流器內流場的壓強分布。對于固定尺寸的旋流器，給入礦漿的剩余壓強越大，旋流器內流體的流速越大，旋流器分級效果提升，相應的工作能耗和磨損也會加劇。

從水力旋流器流場理論分析可知，在水力旋流器半自由渦區域，隨著流動半徑的減小，壓力逐漸轉變為流體動能和能量損失。到了某一半徑處，旋轉流動由半自由渦運動轉變為強制渦運動，當靜壓頭降為零時，流體域內出現負壓區，在水力旋流器中心區域形成空氣柱。空氣柱的形成實質上是從沉砂口吸入空氣，并從溢流口排出，由于負壓溢流口也會產生空氣回流。空氣柱在沉砂管上端發生最大幅度的徑向偏擺，與之對應的是此處中心軸線上軸向速度開始變小。對于水力旋流器內空氣柱的作用，比較流行的觀點是空氣柱本身不參與水力旋流器的分離過程，但卻無謂的消耗能量；同時，由于流場的不穩定和不對稱造成空氣柱位置與形狀的不確定性，會造成旋流器最終分離效果的波動，從而影響后續生產過程的穩定性。

隨著冶金礦業領域對分級作業的愈發重視，科研工作者對水力旋流器分級效率的改進愈發重視。ZL200620084869.X公開了一種平底水力旋流器，在旋流器殼體下方用柱筒體結構取代傳統的錐形筒體，在處理高濃度、粗、重物料時，能夠減少粗重物料在椎體內的堆積，降低溢流跑粗和沉砂夾細，提高分級效率和分級精度。但是存在礦漿輸送能耗高、輸送管道磨損快、分級效率波動大等問題。

研究表明，針對水力旋流器分級的系統能耗和磨損以及穩定運行等問題，研究既能降低能量消耗、減少管道磨損，又能保證分級作業穩定運行的分級方法及新型水力旋流器，對于冶金礦業領域內分級效率的提高非常有利。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有二次加壓功能的新型水力旋流器，通過改進水力旋流器的結構，降低空氣柱對分級穩定性的影響，提高分級效率。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種具有二次加壓功能的新型水力旋流器，包括上筒體、下筒體、給礦管、高壓給水管、溢流導流管、沉砂口和頂蓋；上筒體頂部連接頂蓋，上筒體下部連接下筒體，下筒體的底部設有沉砂口，上筒體上部沿切向設有給礦管和高壓給水管，上筒體內設有溢流導流管與頂蓋固接，溢流導流管的上部圓周設置多個溢流孔，溢流導流管設有下部排出口延伸至下筒體的外部。

所述的給礦管和高壓給水管同向平行設置。

所述的給礦管和高壓給水管設置在同一水平面上時，二者相互垂直。

所述的下筒體為圓柱體。

所述的下筒體為錐形筒體，錐形筒體外壁與豎直方向的夾角為10°-25°。

所述的溢流導流管直徑為上筒體直徑的0.2-0.6倍。