专利名称：带过滤网式水力旋流器的制作方法
技术领域：
本新型涉及用于固液分离、分级、浓缩等的水力旋流器。
技术背景水力旋流器是一种用途非常广泛的分离、分级、分选设备。其工作原理是高压流体沿切向进入旋流器，压能转化为动能，流体在旋流器中产生高速旋转运动，且流体向下运动到水力旋流器圆锥体后，由于旋转半径逐渐减小，使得旋流速度和由此产生的离心力越来越高。在离心力的作用下，不同直径的颗粒沿旋流器径向呈规律性分布，其中大直径颗粒分布在旋流器的外边缘，而小直径的细颗粒则分布在中间，再借助旋流器本身特殊的结构，使分离后较清洁的流体从水力旋流器上部溢流口排出，而固相则从水力旋流器下部排出，从而实现固液分离。
目前水力旋流器已在多个领域得到了广泛的应用，水力旋流器内流体的运动可归纳为以下几种基本形式(1)内旋流与外旋流高压流体沿切向进入旋流器产生高速的旋转运动，其中在外围大半径范围内旋转的是携带有大部分粗颗粒的外旋流，最终进入底流，而细颗粒则随大部分的流体在小半径范围内旋转形成内旋流，最终经溢流口排出。在内旋流与外旋流的转折点附近，流体轴向运动自下而上发生了变化，即在转折点处流体轴向速度为零，所有这些点构成了一个自下而上的圆锥面，一般称作轴向零速包络面，它是水力旋流器的一个重要特征，也是分离面。一般来说，轴向零速包络面以外的流体形成底流，以内的形成溢流。
(2)短路流高压流体进入旋流器，有一部分流体沿着旋流器顶壁绕过溢流管外壁进入溢流管，这部分流体没经分离直接形成溢流，一般称为短路流。这一部分短路流的存在大大地降低了水力旋流器的分离效果。
(3)循环流在旋流器柱体与锥体的连接处附近溢流管与旋流器壁之间的区域内存在着一个循环涡流区域，称为循环流。这一循环流的存在占据了旋流器内部相当一部分的分离空间，降低了旋流器的分离效率和处理能力。
另外，颗粒的扩散运动也降低了旋流器的分离效率，在高速旋转的流场中，由于湍流运动的存在，颗粒的运动呈现出明显的随机性，有相当一部分颗粒穿过轴向零速包络面由外旋流进入内旋流，经溢流口排出，最终影响到旋流器的分离效果。
发明内容
本实用新型的目的在于提供带过滤网式水力旋流器，该旋流器能从根本上解决短路流、循环流以及颗粒的扩散运动对旋流器分离效率的影响，从而最终提高水力旋流器的分离效率。
为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案。
带过滤网式水力旋流器，主要由旋流器本体、进液管、溢流管等组成，其特征在于，在进液管和溢流管的内壁之间有一过滤网，所述过滤网的直径和形状与旋流器的轴向零速包络面一致。
本实用新型中的过滤网，其上部与旋流器的顶壁连接，其下部为敞口，以保证内旋流的顺利返出。
水力旋流器中增加轴向零速包络面过滤网后，其固有的流态未发生明显变化，但其短路流、颗粒的扩散运动基本消除，其循环流得到了很好的抑制，其分离效果明显提高。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果(1)消除或降低短路流对分离效率的影响。增设轴向零速包络面过滤网主要是对短路流进行直接过滤，使短路流中携带的大直径颗粒被挡在溢流之外，从根本上解决短路流问题；(2)抑制循环流。过滤网将旋流器流场中的循环流区域一分为二，当循环流出现时，完成一个循环要两次垂直通过过滤网，在很大程度上降低循环流的强度。另外，循环流中的流体基本上都是未经分离的原始液体，携带有大量的大粒径固相颗粒，增设轴向零速包络面过滤网可以很好地阻止循环流中携带的大粒径固相进入内旋流；(3)消除颗粒的扩散运动对旋流器分离效率的影响。在轴向零速包络面上设置过滤网可以很好地过滤掉那些因随机运动而从外旋流扩散到内旋流的颗粒，消除外旋流对底流的干扰，从而提高旋流器的分离效果。
图1是常规水力旋流器内流态分布图图2是本实用新型带过滤网式水力旋流器的结构示意图具体实施方式
参看图1，常规水力旋流器，主要由旋流器本体1、进液管2、溢流管3等组成，高压流体经进液管2沿切向进入旋流器产生高速旋转运动，在外围大半径范围内旋转的是携带有大部分粗颗粒或纵向的外旋流4，最终进入底流，而细颗粒则随大部分的流体在小半径范围内旋转形成内旋流5，最终经溢流管3排出。在内旋流与外旋流的转折点附近，有一轴向零速包络面6。沿着旋流器顶壁绕过溢流管外壁进入溢流管的短路流7，大大地降低了水力旋流器的分离效果。在旋流器柱体与锥体连接处附近溢流管与旋流器壁之间的区域内存在循环流8，也降低了旋流器的分离效率和处理能力。
参看图2，本实用新型带过滤网式水力旋流器，主要由旋流器本体1、进液管2、溢流管3等组成，其特征在于，在进液管和溢流管的内壁之间有一过滤网9，所述过滤网的直径和形状与旋流器的轴向零速包络面6一致。所述过滤网，其上部与旋流器的顶壁连接，其下部为敞口，以保证内旋流的顺利返出。
权利要求1.带过滤网式水力旋流器，主要由旋流器本体(1)、进液管(2)、溢流管(3)等组成，其特征在于，在进液管和溢流管的内壁之间有一过滤网(9)，所述过滤网的直径和形状与旋流器的轴向零速包络面(6)一致。
2.如权利要求1所述的旋流器，其特征在于，所述过滤网(9)的上部与旋流器的顶壁连接，其下部为敞口。
专利摘要本实用新型涉及用于固液分离、分级、浓缩等的水力旋流器，特别涉及带过滤网式水力旋流器，该旋流器主要由旋流器本体、进液管、溢流管等组成，其特征在于，在进液管和溢流管的内壁之间有一过滤网，所述过滤网的直径和形状与旋流器的轴向零速包络面一致。所述过滤网上部与旋流器的顶壁连接，下部为敞口，可保证内旋流顺利返出。该旋流器从根本上解决了短路流、循环流以及颗粒的扩散运动对旋流器分离效率的影响，从而最终提高水力旋流器的分离效率。
文档编号B04C5/00GK2684934SQ20042003253
公开日2005年3月16日 申请日期2004年1月13日 优先权日2004年1月13日
发明者任连城, 梁政, 杨志 申请人:西南石油学院