水力旋流器短路流消除方法概述

1、水力旋流器短路流消除方法概述旋流分離技術(shù)包括旋流分離器及其與z配套的技術(shù)與設(shè)備，如供料系統(tǒng)一動(dòng)力源（泵與 風(fēng)機(jī)）、流程系統(tǒng)、檢測(cè)和控制系統(tǒng)等。旋分離技術(shù)的關(guān)鍵是旋流分離器，簡(jiǎn)稱(chēng)旋流器。根 據(jù)使用介質(zhì)的不同（氣體或液體），旋流分離可分為干法與濕法兩大類(lèi)。前者為旋風(fēng)分離， 后者為旋液分離，相應(yīng)的有旋風(fēng)分離器和旋流分離器。干法旋流分離中的氣體可以是氣體, 也可以是英他任何氣體。液體可以是水，也可以是其他任何液體，如油、甲苯等。介質(zhì)為水 的旋液分離器也稱(chēng)為水力旋流器。由于旋風(fēng)分離和旋液分離具有相同的工作原理，而且旋液 分離應(yīng)用范圍更廣，因此，我以介紹旋液分離為主。水力旋流器是一種用途廣泛的分離、分級(jí)、

2、分選設(shè)備。它適用于以液體為連續(xù)相載體的 固液分離、固固分級(jí)、液氣分離和液液分離的單元操作過(guò)程，因而不僅廣泛應(yīng)用于礦物、化 學(xué)及石油化工工程領(lǐng)域，而且在輕工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥及紡織等工業(yè)部門(mén)也得到應(yīng)用。水力旋流器由溢流管、進(jìn)料口、錐段、底流管、柱段和頂蓋組成，見(jiàn)圖1。以液體為連 續(xù)相載體的被處理料液由進(jìn)料管進(jìn)入柱段或錐段后，在離心力場(chǎng)的作用下，迅速完成其分離 過(guò)程,從溢流管得到粒度細(xì)或密度小的溢流產(chǎn)物，從底流管得到粒度粗或密度大的底流產(chǎn)物。它的主要優(yōu)點(diǎn)為：物料在器內(nèi)停留時(shí)間短,效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,占地少，投資少,沒(méi)有轉(zhuǎn) 動(dòng)部件，故容易制造、維護(hù)及修理，易于連續(xù)化操作及口動(dòng)控制。但旋流器內(nèi)部的流

3、場(chǎng)非常復(fù) 雜，不僅內(nèi)部流體高速旋轉(zhuǎn),而且還存在著渦流、短路流。短路流分頂蓋下短路流和側(cè)壁短路 流。雖然側(cè)壁短路流也影響旋流器的分離性能，但側(cè)壁邊界層中存在著徑向脈動(dòng)，使被短路的 物料有機(jī)會(huì)返冋分離區(qū)，從而削弱了它的影響。而蓋下邊界層中的流體基本上不存在再返冋 的機(jī)會(huì)，因而其在對(duì)旋流器性能影響的因素屮占有重要地位。當(dāng)被處理料液進(jìn)入水力旋流器后，其中一部分沿蓋的內(nèi)表面向中心運(yùn)動(dòng)到旋流器溢流 管的外壁后，又沿溢流管的外壁向溢流管的進(jìn)口運(yùn)動(dòng)，最后與內(nèi)旋流匯合，經(jīng)溢流管排出。 這部分沿蓋內(nèi)表面經(jīng)溢流管外壁流出的被處理料液就是短路流，通常占被處理料液的 10 %20 %由于短路流直接進(jìn)入了溢流產(chǎn)物，未經(jīng)分

4、離，因而降低了分離效率。為緩解短路流的不良影響，許多學(xué)者從多方而進(jìn)行了努力和探索，褚良銀等發(fā)明了錐齒 型水力旋流器，徐繼潤(rùn)提出了具有厚壁溢流管的水力旋流器，王光風(fēng)提出了一種外帶環(huán)流旁 路的溢流管，周先桃提出了用螺旋溢流管消除水力旋流器短路流的解決方案，有的學(xué)者甚至 采用在內(nèi)部增加旋轉(zhuǎn)葉輪的辦法來(lái)緩解短路流問(wèn)題。但這些發(fā)明僅增加了短路流的阻力或結(jié) 構(gòu)復(fù)雜實(shí)施困難，都沒(méi)有徹底解決問(wèn)題，以致短路流成為現(xiàn)有水力旋流器內(nèi)固有的流動(dòng)特性。v （底流）pressure gauge 壓力裹fcod 進(jìn)料 cytindar 鋼體cone sections 銳體vortexfinder 溢流口molded, replaceable ,ncrs襯墊空氣柱hoad分料頭apex沉沙嘴undcrfbw底流krebsh emginee rs王光風(fēng)。環(huán)流旁路旋流器的分級(jí)試驗(yàn)與理論研究j?；C(jī)械，1991, 18(6)： 319-325o希里亞耶夫a a。利用渦輪旋流器提高細(xì)磨鐵礦石分級(jí)效率j。萬(wàn)起。國(guó)外金屬礦山,1989 ,(2) : 78-80o周先桃,雷明光，陳