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水力旋流器的工作原理

2025-03-06

水力旋流器是一種常見(jiàn)的分離分級(jí)設(shè)備，其工作原理基于離心沉降，以下從不同方面詳細(xì)介紹 當(dāng)待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力從給礦口切線方向（或漸開線）進(jìn)入旋流器后，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的三維橢圓型強(qiáng)旋轉(zhuǎn)剪切旋流流動(dòng)。由于粗顆粒（或重相）與細(xì)顆粒（或輕相）之間存在粒度差（或密度差），在離心力、向心力、浮力、流體阻力等作用下，大部分粗顆粒（或重相）按螺旋軌跡下旋到底部，作為沉砂從沉砂口排出；細(xì)顆粒（輕相）在中心形成內(nèi)螺旋礦流向上運(yùn)動(dòng)，作為溢流從溢流管排出。

水力旋流器是一種常見(jiàn)的分離分級(jí)設(shè)備，其工作原理基于離心沉降，以下從不同方面詳細(xì)介紹：

基本原理

當(dāng)待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力從給礦口切線方向（或漸開線）進(jìn)入旋流器后，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的三維橢圓型強(qiáng)旋轉(zhuǎn)剪切旋流流動(dòng)。由于粗顆粒（或重相）與細(xì)顆粒（或輕相）之間存在粒度差（或密度差），在離心力、向心力、浮力、流體阻力等作用下，大部分粗顆粒（或重相）按螺旋軌跡下旋到底部，作為沉砂從沉砂口排出；細(xì)顆粒（輕相）在中心形成內(nèi)螺旋礦流向上運(yùn)動(dòng)，作為溢流從溢流管排出。

詳細(xì)過(guò)程

礦漿進(jìn)入

礦漿在給料泵作用力下從切線方向高速進(jìn)入旋流器本體。原礦料漿以高速狀態(tài)從進(jìn)料管口沿切線方向進(jìn)入直筒內(nèi)，受到筒壁的約束限制和自身重力的影響，筒壁構(gòu)造內(nèi)有導(dǎo)流渦旋引導(dǎo)液體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通常稱這種自上而下的運(yùn)動(dòng)為外旋流或下降旋流運(yùn)動(dòng)。

顆粒分離

  • 大顆粒運(yùn)動(dòng)：料漿中粒徑大的顆粒在克服液體各種阻力后向器壁運(yùn)動(dòng)，持續(xù)向筒體周邊聚集。料漿顆粒物受到離心力、自身重力的作用，粒徑越大離心力就越大，沿器壁向下旋流移動(dòng)，受到連續(xù)料漿流體的推動(dòng)，在底流口聚集后通過(guò)旋流器底部的沉砂嘴排出去。
  • 小顆粒運(yùn)動(dòng)：粒徑較小的顆粒和大部分液體則因所受的離心力和重力都小，停留在筒體縱軸中心線并增大匯集。細(xì)顆粒料漿繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入錐體后，分離器內(nèi)徑逐漸縮小，壓力越大，速度加快，沿徑向方向的壓力不均，越接近軸線中心處離心力越小，細(xì)小粒徑的顆粒液相無(wú)法從底流口快速排出，料漿推動(dòng)形成向上的回旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋流碰到頂蓋從溢流口流出，形成合格溢流礦漿產(chǎn)品1。

流體運(yùn)動(dòng)形式

內(nèi)、外旋流

內(nèi)旋流、外旋流是水力旋流器里流體運(yùn)動(dòng)中最主要的兩種運(yùn)動(dòng)形式，它們的旋轉(zhuǎn)方向相同，都是順時(shí)針或者都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這決定于進(jìn)料管切進(jìn)方向；但這兩種旋流運(yùn)動(dòng)方向卻是相反的，外旋流是自上而下，內(nèi)旋流是自下而上。

短路流（蓋下流）

進(jìn)入旋流器的料漿，可以視為兩相流體，由于離心力和筒體內(nèi)壁的摩擦阻力共同作用下，其中一小部分受到進(jìn)料管口（設(shè)計(jì)缺陷或磨損）、壓力、能量損失的影響突然釋放，這部分先向上碰到旋流器頂蓋再向下運(yùn)動(dòng)，最后匯集從內(nèi)旋流來(lái)的溢流柱匯合從溢流口排出，這就是短路流，這部分料漿沒(méi)有經(jīng)過(guò)分離，直接摻和匯入溢流，是非常有害的。

 

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