水力旋流器的选定与计算(水力旋流器的特点及工作原理)

Posted 2023-05-30

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水力旋流器的选定与计算(水力旋流器的特点及工作原理)

水力旋流器，也称为旋风分离器，是一种分级装置，利用离心力来加速浆料颗粒的沉降速度，并根据尺寸，形状和比重来分离颗粒。它被广泛用于矿物工业，主要用于矿物加工中作为分级机，事实证明，在精细分离尺寸下，这种方法极为有效。它广泛用于闭路研磨操作中，但也发现了许多其他用途，例如除泥，除砂和增稠。

　　水力旋流器是圆锥形的，在圆柱部分有切向进料入口，在每个轴上都有出口。圆柱形部分的出口称为涡流探测器，并延伸到旋风分离器中，以减少直接来自进口的短路流。锥形端是第二个出口，套管。为了分离尺寸，两个出口通常都向大气开放。水力旋流器通常是垂直运行的，而插口在下端，因此粗产物称为下溢，细产物称为下溢，而旋涡分离器称为溢流。水力旋流器的主要流量和设计特征：两个旋涡，切向进料入口和轴向出口。除了切向入口的直接区域外，旋风分离器内的流体运动具有径向对称性。如果其中一个或两个出口都向大气开放，则低压区域会在内部涡流内沿垂直轴形成气芯。

水力旋流器是一种高通量重力分离设备，用于根据粒径分离浆液颗粒。例如，大小相似但比重不同的颗粒，或大小不同但比重相同的颗粒。由于旋风分离器的吞吐能力比传统的压滤机等替代品要快得多，因此旋风分离器也常用于浆料的脱水。水力旋流器的工作原理是圆锥形涡旋产生室的原理。液体浆液通过涡流探测器进入水力旋流器锥形壁的顶部，该涡流发现器产生切向流，因此在水力旋流器中产生强涡流。旋风分离器中的浆液以高速涡旋旋转。能够保留在悬浮液中的细粉从顶部中央管道排出（溢流）。每个特定的旋风分离器均设计有特定的分离阈值：尺寸过大和尺寸过小（超重和重量不足）之间的临界值。在某些情况下，总固体去除（浆液脱水）是目标。

　　操作原理很简单：携带悬浮颗粒的流体切向进入旋风分离器，向下盘旋并在自由涡流中产生离心场。较大的粒子以螺旋运动的方式通过流体移动到旋风分离器的外部，并与一部分液体一起通过套管流出。由于套管的限制区域，建立了一个与外部涡流相同方向旋转但向上流动的内部涡流，该涡流通过旋涡分离器离开旋风分离器，并携带大部分液体和细颗粒。如果超出栓塞容量，则将空气芯关闭，并且栓塞排出物从伞形喷雾变为“绳子”，而粗料则流向溢流。

　　目前，商用旋液分离器的直径为10 mm至2.5 m，密度为2700 kg m -3的颗粒的分离尺寸为1.5–300μm ，随颗粒密度的增加而减小。工作压降范围从小直径的10 bar到大单元的0.5 bar。为了增加容量，可以从单个进料管线中引入多个小型水力旋流器。

　　尽管操作原理很简单，但对其操作的许多方面仍知之甚少，并且水力旋流器的选择和工业操作的预测在很大程度上是经验性的。

　　水力旋流器广泛用于矿物加工行业中的高通量粗/细颗粒分离，它利用涡旋效应或简单地将浆料脱水。它们不受替代方案的限速步骤的影响：

　　沉淀沉降：限速步骤是沉淀速率。

　　筛分分离：限速步骤是筛网堵塞和清洁。

　　压滤：非常缓慢的过程。

水力旋流器可以处理非常高的泥浆吞吐速率，而且通常在矿物加工设施中可以找到整个电池组的水力旋流器。水力旋流器快速处理的优势在一定程度上被快速移动的磨料浆对水力旋流器内表面衬里的相关高冲击磨损率所抵消。因此，管道的耐磨衬里（进水口和溢流口），旋涡取水器，旋风分离器腔室和出水口（下溢口）需要衬有耐磨材料，通常是氧化铝陶瓷。而且，冲击角对于水力旋流器内的不同区域是变化的。出于实际维修的原因，希望磨损率均匀，

　　水力旋流器的翻新代表了矿物加工行业中氧化铝的最大用量之一。理想情况下，由于矿物加工厂停产的巨大成本，应该尽量不频繁地进行。