专利名称：一种高性能水力旋流分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种固-液分离、液-液分离等分离作业用的高效的水力旋流分
离装置。
背景技术：
水力旋流器是ー种应用非常广泛的固-液、液-液等非均相混合物分离设备，是ー种在离心カ场的作用下分离不同粒度(密度)混合物的高效的分离设备。与重力沉降法相比较，水力旋流器分离有着结构紧凑、占地面积小、分离能力强、操作简单方便、分离效率高、设备维护费用低、工作流程易于控制等诸多优点。目前，水力旋流器已经在各大领域的 分离、澄清、浓缩、洗涤、颗粒分级与分选等方面获得广泛的应用。进ー步提高水力旋流器的分离能力和分离效率对进ー步发挥水力旋流器的エ业应用前景有着非常重要的意义。根据目前水力旋流器的研究理论高压液体沿切线方向进入到水力旋流器内部，由于旋流器的特殊结构，液体的压头转变为动水头，液体绕旋流器轴线做高速旋转运动，这时，在离心カ的作用下，粒度(密度)大的分离介质(重相)受到的离心カ也大，优先占据了旋流器整个分离区域的外围空间形成外旋流在重力的作用下沿旋流器壁面慢慢下行最后以底流的形式从底流ロ排出，而密度小的分离介质(轻相)聚拢到中间区域形成内旋流最终以一流的形式从溢流ロ排出，从而实现了分离作用。所以，在旋流器正常工作的时候，内部介质在做宏观的旋转运动的同时，还存在沿旋流器轴线方向的轴向速度(因为介质从进液ロ进入旋流器最终有的从上端的溢流ロ排出而有的从下端的底流ロ排出，所以内部介质存在一个沿旋流器轴线方向的轴向速度)以及沿半径方向的径向速度(因为介质沿切向进液ロ进入旋流器，最終不论从溢流ロ排出还是底流ロ排出都是从旋流器的中心区域排出，所以内部介质存在一个沿旋流器半径方向向里的径向速度)。当水力旋流器正常工作的时候，内部三维速度对旋流器的分离作业有着明确的物理意义其中切向速度的主要作用是产生ー个离心カ场，在这个离心カ场的作用下，固体颗粒(或重相)将沿旋流器半径方向向外运动；于此同时由于介质总体有ー个沿半径方向由外而内的径向速度，这个径向速度的存在必将对在离心力作用下的向外运动的粒子ー个阻力，所以固体颗粒在半径方向由切向速度产生的向外的离心カ以及径向速度产生的向里的粘滞阻力的共同作用，具体规格的固体颗粒最终是向内运动进入内旋流还是向外运动最终进入外旋流将取决于这两个カ的对粒子的影响程度，如果离心力占主要方面则粒子最终进入到外旋流，反之，如果粘滞阻力占主导地位，则最终固体颗粒将进入到内旋流，如果这两个里正好相等，则给粒子将停留在具体半径上沿该半径做圆周运动。总之，根据旋流器的工作原理，介质中的固体颗粒在向外的离心カ和向内的粘滞阻力的共同作用下最終在旋流器的半径方向按照粒子颗粒度的大小呈规律性的分布即沿旋流器半径方向固体颗粒的粒度与其所处的位置的半径成正比，半径越大的区域停留的粒子的粒度也越大。当粒子在离心カ和粘滞阻力相互平衡而停留在具体半径处做圆周运动的时候如果该点的轴向速度向上，则该粒子进入内旋流最终以溢流的形式从溢流ロ排出，如果该点的轴向速度向下，则该粒子最终进入外旋流以底流的形式从底流ロ排出，而当该点的轴向速度恰好为零的时候，则理论上讲该粒子按照概率50%进入溢流、50%进入底流，而该粒子的粒度就是旋流器对应的分离粒度，而该粒子所处的圆周面也就是旋流器溢流和底流的天然分离界面。从理论上讲沿半径方向该分界面是ー个点，在该点以外的粒子粒度都要大于该点对应的粒子粒度，而该点以内的粒子的粒度将小于该点处粒子的粒度。但是在旋流器正常工作的时候，由于旋流器进液压力的波动以及径向速度的波动，沿半径方向内旋流与外旋流的分界点往往不是ー个理想的点，而是ー个波动的区间，在这个区间内，可能应该进入底流的大粒度的粒子会波动到溢流里面，同样本该进入溢流的小粒度的粒子也会波动到底流里面，从而极大的降低了旋流器的分离效率。由此可见，要想提高旋流器的分离效率，降低旋流器内部分离介质的波动是关键。而降低分离界面的波动的关键是要保证旋流器切向速度以及径向速度的稳定。目前在エ业上使用的常规的水力旋流器在结构上存在以下两个问题首先目前エ业上使用的水力旋流器都是采用单方向切向进液结构，采用这样的进液结构简化了供液管路的结构，这种单螺旋形状分布的速度场极大的加剧了分离界面的波动，从而降低了旋流 器应有的分离效率；此外，目前エ业上所用到的水力旋流器液压カ的波动直接导致内部三维速度的波动，从而会加剧分离界面的波动。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足提供一种高效的水力旋流分离装置。一种高效的水力旋流分离装置，包括水力旋流器本体(I)和双向轴对称结构的进液管组(2);双向轴对称结构的进液管组(2)包括两个进液管，两个进液管轴对称，两个轴対称的进液管以并联方式与内置有空气包的稳压装置(3)连接，内置有空气包的稳压装置
(3)上安装有压カ表(4)，变量泵(8)经调压阀￠)、流量计(5)与内置有空气包的稳压装置
(3)连接，溢流管经溢流回液管组(7)将溢流引入回液箱。整个装置工作的时候，根据分离作用供液压カ的具体要求，通过调压阀调节供液压力，使得稳压装置内部压カ等于进液压力，锁定调压阀，此时动カ泵通过稳压装置向双向轴对称的进液管以恒定的压カ供液，由于进液管式双向轴对称结构的，此时，水力旋流器内部是ー个双螺旋结构的流场，而且进液压力基本是稳定的，所以内部流场的波动性非常小，所以可以极大的提高旋流器的分离效率。
图I是本实用新型的整体装置的工作原理示意图。图中1.双向轴对称进液结构旋流器本体，2.双向轴对称结构的进液管组，3.稳压装置，4.压カ表，5.流量计，6.调压阀、
7.溢流回液管组、8.变量泵。图2是双向轴对称进液结构旋流器的进液管轴对称结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。參考图I和图2，本实用新型所涉及的高效的水力旋流分离装置，包括水力旋流器本体I和双向轴对称结构的进液管组2 ;双向轴对称结构的进液管组2包括两个进液管，两个进液管轴对称，两个轴対称的进液管以并联方式与内置有空气包的稳压装置3连接，内置有空气包的稳压装置3上安装有压カ表4，可以直接显示稳压装置内部压力，变量泵8经调压阀6、流量计5与内置有空气包的稳压装置3连接，溢流管经溢流回液管组7将溢流引入回液箱。两个进液管在结构、尺寸以及与旋流器本体的联接方式上都完全一祥，而且两组完全対称的进液管经进液管组2与稳压装置3想联接，保证了两个进液管以相同的压カ想旋流器内部供液，从而极大的减小了旋流器内部流场径向速度的波动，提高了旋流器的分离效率；稳压装置3内置有充有压缩空气的空气包，空气包内的压缩空气可以对动カ泵8的压カ波动起到稳压的作用，从而保证了旋流器两个进液口供液压カ的稳定，从而降低了旋流器内部切向速度的波动，从而提高了旋流器的分离效率。本实用新型具体的工作原理如下当本实用新型工作的时候，首先启动变量动カ泵8，并根据分离作业工作条件要求，通过调节变量泵8的流量，使得流量计5的流量正好等于工作要求的流量，然后再调节调压阀6，使得压カ表4显示压力等于分离作业要求的供液压カ，此时，动カ泵8经稳压装置3缓冲稳压后经进液管组2向双向轴对称进液结构旋流器本体I稳定的输入一定压カ的分离介质，分离介质在双向进液结构的旋流器内部做稳定的双螺旋组合涡运动，切向速度、径向速度波动很小，所以前面所述的内旋流与外旋流分界面的波动也要比传统的实カ旋流器内部流场波动小，所以本实用新型可以极大的提高旋流器的分离效率。根据前面的分析，本实用新型涉及的实カ旋流器采用的双向轴对称结构的进液管，把原来单螺旋形状的组合涡改变为対称的双螺旋结构的组合涡，极大的降低了径向速度的波动，从而提高旋流器的分离效率；同样，根据前面的分析，本实用新型涉及的旋流器采用的稳压装置，使得进液口供液压カ更为稳定，从而保证的内部流场切向速度的稳定，进一歩降低了内部流场的波动，从而进ー步提高了水力旋流器的分离效果。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.ー种高性能水力旋流分离装置，其特征在于，包括水力旋流器本体(I)和双向轴对称结构的进液管组(2);双向轴对称结构的进液管组(2)包括两个进液管，两个进液管轴对称，两个轴対称的进液管以并联方式与内置有空气包的稳压装置(3)连接，内置有空气包的稳压装置(3)上安装有压カ表(4)，变量泵(8)经调压阀￠)、流量计(5)与内置有空气包的稳压装置(3)连接，溢流管经溢流回液管组(7)将溢流引入回液箱。
专利摘要本实用新型公开了一种高效的水力旋流分离装置，包括水力旋流器本体(1)和双向轴对称结构的进液管组(2)；双向轴对称结构的进液管组(2)包括两个进液管，两个进液管轴对称，两个轴对称的进液管以并联方式与内置有空气包的稳压装置(3)连接，内置有空气包的稳压装置(3)上安装有压力表(4)，变量泵(8)经调压阀(6)、流量计(5)与内置有空气包的稳压装置(3)连接，溢流管经溢流回液管组(7)将溢流引入回液箱。本实用新型提供了一种高效的旋流分离装置，对提高常规水力旋流器分离效率有着重要的实用价值。
文档编号B04B5/04GK202516699SQ20112055241
公开日2012年11月7日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者任连城, 孟江, 雷贞贞, 魏昌祥 申请人:重庆科技学院