切向加速水力旋流器的制作方法

本技术涉及旋流器领域，尤其涉及一种切向加速水力旋流器。

背景技术：

1、水力旋流器是采矿和环保工艺中常见的分离和分级设备。悬浮液被送入一个圆柱形主体，并被迫形成旋转流态。高角速度使颗粒受到离心加速度的作用，从而向水力旋流器壁作径向移动。密度或直径较大的颗粒到达外壁，随后从水力旋流器底部排出。直径较小或密度较低的颗粒则留在悬浮液中，通过溢流排出。

2、颗粒分离的过程中，颗粒在垂直于水力旋流器壁的离心加速度作用下沉降。沉降速度是颗粒质量和形状的函数。较大和较重的颗粒沉降速度较快，但所有颗粒的运动方向相同。沉降速度较高的颗粒与沉降速度较慢的颗粒相撞，沉降力的差异会导致颗粒之间产生摩擦。较小和较轻的颗粒被带入水力旋流器的底流，导致底流小尺寸的颗粒比例增加，水力旋流器的分离切割点随之移动，底流部分的品质和价值也随之降低，这种负面影响在固体浓度较高时更为明显。因此，进料悬浮液中的最大固体浓度是受限的，这会导致较高的用水量和运行成本。

3、现有技术中，公开号为cn102641791a的发明专利申请公开了一种高浓度液固水力旋流器，通过改变旋流器的尺寸、结构来优化旋流器对高浓度悬浮液的分离效果。公开号为cn 114505168 a的发明专利申请公开了一种旋流器式涡电流分选机，包括锥筒及转动驱动机构，转动驱动机构与所述锥筒连接、并用于驱动锥筒转动，锥筒由永磁材料制成，锥筒转动时，会在锥筒内产生变化的磁场，而变化的磁场使导电金属物料内产生感应涡电流，感应涡电流产生的磁场与锥筒产生的磁场相互作用，提高分选效果。该方案中，驱动装置设置在锥筒顶部或者中部，会影响旋流器进料。两种方案均未针对小颗粒的有效分离提出解决办法。

技术实现思路

1、实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种有助于提高高浓度物料中小颗粒分离效果的切向加速水力旋流器。

2、技术方案：本实用新型所述的一种切向加速水力旋流器，包括旋流器的分离室，分离室顶部设有入料口、溢流管，底部设有底流出口，所述分离室底部设有带动分离室往复转动的平台，所述平台中心设有与底流出口适配的通孔。

3、科里奥利力(coriolis force)，简称科氏力，是基于物体惯性引入的一种力。给水力旋流器施加外部加速度可以在颗粒和流体之间叠加速度梯度。如果颗粒沿径向运动，科里奥利力就会垂直于径向运动方向作用在颗粒物上，这种科里奥利力可以克服颗粒之间的摩擦力，改善水力旋流器中的分离和分级效果。在水力旋流器底部增加可以旋转的平台，通过平台带动旋流器来回转动，使旋流器内部的物料产生促进不同粒径颗粒分离的科氏力，通孔或者收集槽用于旋流器底部浓缩物料排出。

4、优选地，当平台中心设置通孔时，所述平台底面居中设置有空心轴，所述空心轴顶端与所述通孔连通，所述空心轴底端与枢轴承转动连接。空心轴用于支撑平台并排出分离室底部浓缩物料，空心轴在轴承中转动。

5、优选地，所述平台下方设置驱动平台转动的驱动装置，所述平台底面偏心设置有的紧固接头，所述紧固接头与驱动装置的输出端连接，驱动装置通过紧固接头带动平台来回转动，所述驱动装置为双向驱动电机。

6、优选地，所述平台的前进方向与水力旋流器内部的循环流动方向相同。平台作往复式旋转，前进时加速度大，后退时加速度小。以地面作为参考系，如果水力旋流器以顺时针流向运行，则平台的前进方向为顺时针方向。如果水力旋流器以逆时针方向流动，则平台的前进方向为逆时针方向。平台向前运动的高加速度会在颗粒和流体之间产生切向速度梯度。切向速度的差异改变了离心加速度，进而导致不同大小或密度的颗粒之间产生径向速度梯度。这样产生的科里奥利加速度为径向速度和角速度乘积的函数。在平台向前加速时，颗粒切向运动的方向与循环流方向相反，径向速度的方向则朝向旋转轴。科里奥利运动会导致颗粒向外壁沉降时产生脉动侧向运动。在该体系中，科里奥利力是颗粒质量和形状的函数，不同直径和密度的颗粒之间会产生力梯度，从而克服了接触颗粒之间的静摩擦力。其结果是将较轻和较小的颗粒从浓度较高的悬浮液中释放到水力旋流器的溢流中，从而克服了通常所说的受阻沉降效应。

7、优选地，所述平台上设有用于支撑分离室的空心支架，所述空心支架顶部通过第一进料管与旋流器顶部切向入料口连通。空心支架内部也作为进料通道。

8、优选地，为了防止进料管道影响旋流器转动，所述底流出口通过出料通道与所述通孔连通，所述空心支架底部连接第二进料管，第二进料管进料端穿入所述出料通道，从经通孔从所述平台底部穿出，所述第二进料管和出料通道之间形成用于出料的环形通道，进料管随着平台同步运动，不影响旋流器转动。

9、优选地，所述第一进料管与所述旋流器顶部溢流管出口处于相对两侧。维持旋流器转动平衡。

10、优选地，为了便于收集顶部的液体，所述旋流器外部环绕设置液体收集槽，所述收集槽与旋流器顶部溢流管连通，所述收集槽底部设有排水管。

11、优选地，所述分离室腰部设有环形支架，所述分离室通过环形支架与空心支架连接。

12、优选地，为了平衡气压差，使底流出口浓缩物料顺利排出，所述出料通道为顶部开口的漏斗状通道。

13、有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：1、利用科氏力强化分离度，减少微小颗粒包藏在底部浓缩的大颗粒物料中；2、分离效率高，结构简单；3、进料、出料流畅。

技术特征：

1.一种切向加速水力旋流器，包括旋流器的分离室(101)，分离室(101)顶部设有入料口(102)、溢流管(104)，底部设有底流出口(103)，其特征在于，所述分离室(101)底部设有带动分离室(101)往复转动的平台(201)，所述平台(201)中心设有与底流出口(103)适配的通孔(207)。

2.根据权利要求1所述的切向加速水力旋流器，其特征在于，当平台(201)中心设置通孔(207)时，所述平台(201)底面居中设置的空心轴(205)，所述空心轴(205)顶端与所述通孔(207)连通，所述空心轴(205)底端与枢轴承(206)转动连接。

3.根据权利要求2所述的切向加速水力旋流器，其特征在于，所述平台(201)下方设置驱动平台(201)转动的驱动装置(204)，所述平台(201)底面偏心设有用于与驱动装置(204)的输出端(203)连接的紧固接头(202)。

4.根据权利要求2所述的切向加速水力旋流器，其特征在于，所述平台(201)上设有用于支撑分离室(101)的空心支架(106)，所述空心支架(106)顶部通过第一进料管(304)与分离室(101)顶部切向入料口(102)连通。

5.根据权利要求4所述的切向加速水力旋流器，其特征在于，所述底流出口(103)通过出料通道(309)与所述通孔(207)连通，所述空心支架(106)底部连接第二进料管(307)，第二进料管(307)进料端穿入所述出料通道(309)，经所述通孔(207)从空心轴(205)穿出，所述第二进料管(307)、出料通道(309)和空心轴(205)之间形成用于出料的环形通道。

6.根据权利要求4所述的切向加速水力旋流器，其特征在于，所述第一进料管(304)与所述溢流管(104)出口与处于相对两侧。

7.根据权利要求1所述的切向加速水力旋流器，所述分离室(101)外部环绕设置收集槽(313)，所述收集槽(313)与分离室(101)溢流管(104)连通，所述收集槽(313)底部设有排水管(314)。

8.根据权利要求4所述的切向加速水力旋流器，所述分离室(101)腰部设有环形支架(107)，所述分离室(101)通过环形支架(107)与空心支架(106)连接。

9.根据权利要求5所述的切向加速水力旋流器，其特征在于，所述出料通道(309)为顶部开口的漏斗状通道。

技术总结本技术公开了一种切向加速水力旋流器，旋流器的分离室顶部设有入料口、溢流管，底部设有底流出口，所述分离室底部设有带动分离室往复转动的平台，所述平台中心设有与底流出口适配的收集槽或通孔。通过平台带动旋流器的旋流器来回转动，使旋流器内部的物料产生科氏力，促进不同粒径的颗粒分离，通孔用于旋流器底部的高浓度物料排出。技术研发人员：付思特,杨苗,梁军受保护的技术使用者：柏中环境科技（上海）股份有限公司技术研发日：20231211技术公布日：2024/7/23