水力旋流器技術(shù)與應(yīng)用內(nèi)容簡介

水力旋流器是用于分離去除污水中較重的粗顆粒泥砂等物質(zhì)的設(shè)備。有時也用于泥漿脫水。分壓力式和重力式兩種，常采用圓形柱體構(gòu)筑物或金屬管制作。水靠壓力或重力由構(gòu)筑物(或金屬管)上部沿切線進入，在離心力作用下，粗重顆粒物質(zhì)被拋向器壁并旋轉(zhuǎn)向下和形成的濃液一起排出。較小的顆粒物質(zhì)旋轉(zhuǎn)到一定程度后隨二次上旋渦流排出。

水力旋流器單元參數(shù)包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)。

結(jié)構(gòu)參數(shù)

(1) 水力旋流器直徑:水力旋流器直徑主要影響生產(chǎn)能力和分離粒度的大小。一般說來，生產(chǎn)能力和分離粒度隨著水力旋流器直徑增大而增大。

(2) 入料管直徑Di:入料口的大小對處理能力、分級粒度及分級效率均有一定影響。入料管直徑增大，分級粒度變粗，其直徑與旋流器直徑呈一定比例，Di=(0.2- 0.26)D。

(3) 錐體角度:增大錐角，分級粒度變粗，減小錐角，分級粒度變細。一般來說對細粒級物料分級，采用較小錐角的旋流器，通常取10~15°;粗粒級分級和濃縮用旋流器一般采用較大的錐角，通常在20~45°。水力旋流器內(nèi)的流體阻力隨著錐角的增大而增大。在同一進口壓力下，由于流體阻力增大，其生產(chǎn)能力要減小。分離粒度隨其錐角的增大而增大，總分離效率降低，而底流中混入的細顆粒較少。

(4) 溢流管直徑:增大溢流管直徑，溢流量增大，溢流粒度變粗，底流中細粒級減少，底流濃度增加。根據(jù)筒體直徑確定溢流管直徑，取值范圍Do=(0.2- 0.4)D，溢流管內(nèi)徑是影響水力旋流器性能的一個最重要的尺寸，它的變化會影響到水力旋流器所有的工藝指標。當進口壓力不變，在一定范圍內(nèi)，旋流器的生產(chǎn)能力近似正比于溢流管直徑。

(5) 溢流管插入深度:溢流管插入深度是溢流管插入到旋流器內(nèi)部一節(jié)長度，指的是溢流管底部到旋流器頂蓋的距離。減小溢流管插入深度，分級粒度變細;增大溢流管插入深度，分級粒度變粗;通常溢流管插入深度h=(0.3-0.7)D。

(6) 溢流管壁厚:研究表明:溢流管壁厚增加，可以在某種程度上提高旋流器的分離效率，并降低其內(nèi)部能量損失，而且還能提高水力旋流器的生產(chǎn)能力。

(7) 進料口斷面尺寸:進料口的形狀和尺寸對其生產(chǎn)能力、分離效率等工業(yè)指標有重要的影響。進料口的作用主要是將作直線運動的液流在柱段進口處轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運動。進料口按照截面形狀可以分為圓形和矩形兩種。

(8) 底流口直徑(d):底流口直徑增大，分級粒度變細，底流口直徑減小，分級粒度變粗。根據(jù)旋流器直徑確定底流口直徑，取值范圍d= (0.15- 0.25)D，底流口是旋流器中最易磨損的部位。底流口直徑的增大，會使水力旋流器的生產(chǎn)能力相應(yīng)的增大，但其影響比進料口尺寸及溢流管直徑的影響相對來說小一些。

(9) 內(nèi)表面粗糙度及裝配精度:水力旋流器的內(nèi)表面粗糙度及裝配精度對其生產(chǎn)能力、分離效率等性能參數(shù)的影響較小，但是在生產(chǎn)實踐及研究發(fā)現(xiàn)，水力旋流器的內(nèi)表面內(nèi)襯鑫海耐磨橡膠，耐磨防腐，比較光滑，將會增大流動阻力，同時分離效率也有所增加，同時采用較粗糙內(nèi)壁的水力旋流器，其流動阻力將會降低，同時底流量增大。

(10) 進料粘度:分離粒徑和進料粘度的平方根成正比，亦即進料粘度的增加會導致分離粒徑的增大。水力旋流器的生產(chǎn)能力和分流比也會隨著粘度的提高而增加。

(11) 錐比:錐比是底流口直徑和溢流口直徑之比，是設(shè)計旋流器的主要參數(shù)，也是操作調(diào)整分級指標的重要因素。錐比大，分級粒度小，錐比小，分級粒度大;錐比取值范圍在0.35~0.65)，由于溢流口直徑是不可調(diào)參數(shù)，所以在生產(chǎn)中主要通過更換不同的底流口來選擇適宜的錐比。

操作參數(shù)

(1) 入料壓力:入料壓力是旋流器工作的重要參數(shù)。提高入料壓力，可以增大礦漿流速，物料所受離心力增大，可以提高分級效率和底流濃度，但通過增大壓力來降低分級粒度收效甚微，動能消耗卻大幅度增加，旋流器整體特別是底流嘴磨損更加嚴重。處理粗物料時采用低壓力(0.05~0.1MPa) 操作，處理細粒及泥質(zhì)物料時采用高壓力 (0.1~0.3MPa) 操作。

(2) 入料量:增大入料量，分級粒度變粗，減小入料量，分級粒度變細。

(3) 濃度:當旋流器尺寸和壓力一定時，入料濃度對溢流粒度及分級效率有重要影響。入料濃度高，流體的粘滯阻力增加，分級粒度變粗，分級效率降低。實踐表明，分級粒度為0.074mm時，入料濃度以10%~20%為宜。

(4) 入料粒度:入料粒度的變化會明顯地影響水力旋流器的分級效果。在其它參數(shù)不變時，入料中小于分級粒度的物料含量少時，則底流中的細粒含量少，濃度高，而溢流中的粗顆粒含量增加，旋流器的分級效率下降;當入料中接近分級粒度的物料多時，則底流中的細粒物料多，溢流中的粗粒物料多，分級效果下降。