旋流器分离的对象是两相流体。两相流体是由固相和液相(通常为水)、固相和气相(通常为空气)和密度不同而又互不相溶的两种液体组成。分离固—液两相流体的旋流器叫水力旋流器,分离固—气两相流体的旋流器叫风力旋流器,分离液—液两相流体的旋流器叫液—液旋流分离器或液—液旋流分离管,它们的工作原理和分离过程相同,结构形式也大同小异。
工作原理
旋流器作为一种常见的分离分级设备,其工作原理是离心沉降。当待分离的两相(或三相)混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后,产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒(或重相)与细颗粒(或轻相)之间存在着粒度差(或密度差),其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同,受离心沉降作用,大部分粗颗粒(或重相)经旋流器底流口排出,而大部分细颗粒(或轻相)由溢流管排出,从而达到分离分级的目的。
旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置。当料浆以一定的速度进入旋流器,遇到旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同,料浆中的固体粗颗粒所受的离心力大,能够克服水力阻力向器壁运动,并在自身重力的共同作用下,沿器壁螺旋向下运动,细而小的颗粒及大部分水则因所受的离心力小,未及靠近器壁即随料浆做回转运动。在后续给料的推动下,料浆继续向下和回转运动,于是粗颗粒继续向周边浓集,而细小颗粒则停留在中心区域,颗粒粒径由中心向器壁越来越大,形成分层排列。
随着料浆从旋流器的柱体部分流向锥体部分,流动断面越来越小,在外层料浆收缩压迫之下,含有大量细小颗粒的内层料浆不得不改表方向,转而向上运动,形成内旋流,自溢流管排出,成为溢流,而粗大颗粒则继续沿器壁螺旋向下运动,形成外旋流,***终由底流口排出,成为沉砂。
悬浮液以较高的速度由进料管沿切线方向进入水力旋流器,由于受到外筒壁的限制,迫使液体做自上而下的旋转运动,通常将这种运动称为外旋流或下降旋流运动。外旋流中的固体颗粒受到离心力作用,如果密度大于四周液体的密度(这是大多数情况),它所受的离心力就越大,一旦这个力大于因运动所产生的液体阻力,固体颗粒就会克服这一阻力而向器壁方向移动,与悬浮液分离,到达器壁附近的颗粒受到连续的液体推动,沿器壁向下运动,到达底流口附近聚集成为大大稠化的悬浮液,从底流口排出。分离净化后的液体(当然其中还有一些细小的颗粒)旋转向下继续运动,进入圆锥段后,因旋液分离器的内径逐渐缩小,液体旋转速度加快。由于液体产生涡流运动时沿径向方向的压力分布不均,越接近轴线处越小而至轴线时趋近于零,成为低压区甚至为真空区,导致液体趋向于轴线方向移动。同时,由于旋液分离器底流口大大缩小,液体无法迅速从底流口排出,而旋流腔顶盖*的溢流口,由于处于低压区而使一部分液体向其移动,因而形成向上的旋转运动,并从溢流口排出。
旋流器主要技术参数
规格 (FX) |
溢流管经 (mm) |
底流口径 (mm) |
锥角 |
给料粒度 (mm) |
给料压力 (MPa) |
处理能力 (m3/h) |
分割粒度 (μm) |
710 |
240.260.280 |
120.140.160 |
20 |
16 |
0.03-0.4 |
400-550 |
74-250 |
660 |
180.200.200.220.240 |
80.110.150 |
20 |
16 |
0.03-0.4 |
250-360 |
74-220 |
610 |
160.180.200.220 |
90.100.110 |
20 |
12 |
0.03-0.4 |
200-260 |
74-200 |
500 |
130.140.150.160.180. 220 |
35.45.50.65.70.80.90.100 |
10 20 25 |
10 |
0.03-0.4 |
140-220 |
74-200 74.200 74-150 |
350 |
80.90.105.115.120 |
30.35.40.45.50.60.70 |
15 20 25 |
6 |
0.03-0.4 |
65-105 |
50-150 50-150 50-120 |
300 |
55.65.80.100.120 |
20.25.30.35.40 |
15 20 25 |
5 |
0.05-0.4 |
45-90 |
50-120 50-150 50-150 |
250 |
60.75.80.100.120 |
16.18.20.25.30.35.40 |
10 15 20 |
3 |
0.05-0.4 |
40-65 |
40-100 40-100 30-100 |
200 |
40.50.55.60 |
16.20.24.28.32 |
15 20 |
2 |
0.05-0.4 |
25-40 |
40-100 10-100 |
165 |
40.50.55.60 |
30.35.40.45.50 |
20 6 |
1.5 |
0.05-0.4 |
20-30 |
40-90 |
150 |
30.35.40.45.50 |
8.10.12.14.16.18.20.22 |
8 15 20 |
1.5 |
0.05-0.4 |
11-20 |
30-74 30-74 20-74 |
125 |
25.30.35.40 |
8.10.12.14.16.18 |
7 8 |
1 |
0.05-0.4 |
8-15 |
20-100 20-74 20-100 |
100 |
20.25.30.40 |
8.10.12.14.16.18 |
8 15 20 |
1 |
0.05-0.4 |
5-12 |
10-100 10-74 |
75 |
15.17.20 |
4.5.6.7.8.10.12 |
7 15 |
0.6 |
0.1-0.5 |
2-5 |
20-74 5-40 |
50 |
11.1*.18 |
3.6.8.10.12 |
6 15 |
0.3 |
0.1-0.5 |
1.5-3 |
10-74 5-30 |
40 |
10.12.14.16 |
1.2.3.4.5.8.10.12 |
4 5 |
0.3 |
0.1-0.5 |
1-2 |
10-50 |
25 |
5.6.7.8 |
2.3.4.5 |
3 5 |
0.2 |
0.1-0.5 |
0.3-1 |
3-10 2-10 |
10 |
2.3.4 |
1.2 |
4 |
0.1 |
0.1-0.6 |
0.05-0.1 |
1-5 |
|
|
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|
|
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