專利名稱：帶過濾網(wǎng)式水力旋流器的制作方法
技術領域：
本新型涉及用于固液分離、分級、濃縮等的水力旋流器。
技術背景水力旋流器是一種用途非常廣泛的分離、分級、分選設備。其工作原理是高壓流體沿切向進入旋流器，壓能轉化為動能，流體在旋流器中產(chǎn)生高速旋轉運動，且流體向下運動到水力旋流器圓錐體后，由于旋轉半徑逐漸減小，使得旋流速度和由此產(chǎn)生的離心力越來越高。在離心力的作用下，不同直徑的顆粒沿旋流器徑向呈規(guī)律性分布，其中大直徑顆粒分布在旋流器的外邊緣，而小直徑的細顆粒則分布在中間，再借助旋流器本身特殊的結構，使分離后較清潔的流體從水力旋流器上部溢流口排出，而固相則從水力旋流器下部排出，從而實現(xiàn)固液分離。
目前水力旋流器已在多個領域得到了廣泛的應用，水力旋流器內(nèi)流體的運動可歸納為以下幾種基本形式(1)內(nèi)旋流與外旋流高壓流體沿切向進入旋流器產(chǎn)生高速的旋轉運動，其中在外圍大半徑范圍內(nèi)旋轉的是攜帶有大部分粗顆粒的外旋流，最終進入底流，而細顆粒則隨大部分的流體在小半徑范圍內(nèi)旋轉形成內(nèi)旋流，最終經(jīng)溢流口排出。在內(nèi)旋流與外旋流的轉折點附近，流體軸向運動自下而上發(fā)生了變化，即在轉折點處流體軸向速度為零，所有這些點構成了一個自下而上的圓錐面，一般稱作軸向零速包絡面，它是水力旋流器的一個重要特征，也是分離面。一般來說，軸向零速包絡面以外的流體形成底流，以內(nèi)的形成溢流。
(2)短路流高壓流體進入旋流器，有一部分流體沿著旋流器頂壁繞過溢流管外壁進入溢流管，這部分流體沒經(jīng)分離直接形成溢流，一般稱為短路流。這一部分短路流的存在大大地降低了水力旋流器的分離效果。
(3)循環(huán)流在旋流器柱體與錐體的連接處附近溢流管與旋流器壁之間的區(qū)域內(nèi)存在著一個循環(huán)渦流區(qū)域，稱為循環(huán)流。這一循環(huán)流的存在占據(jù)了旋流器內(nèi)部相當一部分的分離空間，降低了旋流器的分離效率和處理能力。
另外，顆粒的擴散運動也降低了旋流器的分離效率，在高速旋轉的流場中，由于湍流運動的存在，顆粒的運動呈現(xiàn)出明顯的隨機性，有相當一部分顆粒穿過軸向零速包絡面由外旋流進入內(nèi)旋流，經(jīng)溢流口排出，最終影響到旋流器的分離效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供帶過濾網(wǎng)式水力旋流器，該旋流器能從根本上解決短路流、循環(huán)流以及顆粒的擴散運動對旋流器分離效率的影響，從而最終提高水力旋流器的分離效率。
為達到以上目的，本實用新型采用以下技術方案。
帶過濾網(wǎng)式水力旋流器，主要由旋流器本體、進液管、溢流管等組成，其特征在于，在進液管和溢流管的內(nèi)壁之間有一過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)的直徑和形狀與旋流器的軸向零速包絡面一致。
本實用新型中的過濾網(wǎng)，其上部與旋流器的頂壁連接，其下部為敞口，以保證內(nèi)旋流的順利返出。
水力旋流器中增加軸向零速包絡面過濾網(wǎng)后，其固有的流態(tài)未發(fā)生明顯變化，但其短路流、顆粒的擴散運動基本消除，其循環(huán)流得到了很好的抑制，其分離效果明顯提高。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果(1)消除或降低短路流對分離效率的影響。增設軸向零速包絡面過濾網(wǎng)主要是對短路流進行直接過濾，使短路流中攜帶的大直徑顆粒被擋在溢流之外，從根本上解決短路流問題；(2)抑制循環(huán)流。過濾網(wǎng)將旋流器流場中的循環(huán)流區(qū)域一分為二，當循環(huán)流出現(xiàn)時，完成一個循環(huán)要兩次垂直通過過濾網(wǎng)，在很大程度上降低循環(huán)流的強度。另外，循環(huán)流中的流體基本上都是未經(jīng)分離的原始液體，攜帶有大量的大粒徑固相顆粒，增設軸向零速包絡面過濾網(wǎng)可以很好地阻止循環(huán)流中攜帶的大粒徑固相進入內(nèi)旋流；(3)消除顆粒的擴散運動對旋流器分離效率的影響。在軸向零速包絡面上設置過濾網(wǎng)可以很好地過濾掉那些因隨機運動而從外旋流擴散到內(nèi)旋流的顆粒，消除外旋流對底流的干擾，從而提高旋流器的分離效果。


圖1是常規(guī)水力旋流器內(nèi)流態(tài)分布圖圖2是本實用新型帶過濾網(wǎng)式水力旋流器的結構示意圖具體實施方式
參看圖1，常規(guī)水力旋流器，主要由旋流器本體1、進液管2、溢流管3等組成，高壓流體經(jīng)進液管2沿切向進入旋流器產(chǎn)生高速旋轉運動，在外圍大半徑范圍內(nèi)旋轉的是攜帶有大部分粗顆?；蚩v向的外旋流4，最終進入底流，而細顆粒則隨大部分的流體在小半徑范圍內(nèi)旋轉形成內(nèi)旋流5，最終經(jīng)溢流管3排出。在內(nèi)旋流與外旋流的轉折點附近，有一軸向零速包絡面6。沿著旋流器頂壁繞過溢流管外壁進入溢流管的短路流7，大大地降低了水力旋流器的分離效果。在旋流器柱體與錐體連接處附近溢流管與旋流器壁之間的區(qū)域內(nèi)存在循環(huán)流8，也降低了旋流器的分離效率和處理能力。
參看圖2，本實用新型帶過濾網(wǎng)式水力旋流器，主要由旋流器本體1、進液管2、溢流管3等組成，其特征在于，在進液管和溢流管的內(nèi)壁之間有一過濾網(wǎng)9，所述過濾網(wǎng)的直徑和形狀與旋流器的軸向零速包絡面6一致。所述過濾網(wǎng)，其上部與旋流器的頂壁連接，其下部為敞口，以保證內(nèi)旋流的順利返出。
權利要求1.帶過濾網(wǎng)式水力旋流器，主要由旋流器本體(1)、進液管(2)、溢流管(3)等組成，其特征在于，在進液管和溢流管的內(nèi)壁之間有一過濾網(wǎng)(9)，所述過濾網(wǎng)的直徑和形狀與旋流器的軸向零速包絡面(6)一致。
2.如權利要求1所述的旋流器，其特征在于，所述過濾網(wǎng)(9)的上部與旋流器的頂壁連接，其下部為敞口。
專利摘要本實用新型涉及用于固液分離、分級、濃縮等的水力旋流器，特別涉及帶過濾網(wǎng)式水力旋流器，該旋流器主要由旋流器本體、進液管、溢流管等組成，其特征在于，在進液管和溢流管的內(nèi)壁之間有一過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)的直徑和形狀與旋流器的軸向零速包絡面一致。所述過濾網(wǎng)上部與旋流器的頂壁連接，下部為敞口，可保證內(nèi)旋流順利返出。該旋流器從根本上解決了短路流、循環(huán)流以及顆粒的擴散運動對旋流器分離效率的影響，從而最終提高水力旋流器的分離效率。
文檔編號B04C5/00GK2684934SQ20042003253
公開日2005年3月16日 申請日期2004年1月13日 優(yōu)先權日2004年1月13日
發(fā)明者任連城, 梁政, 楊志 申請人:西南石油學院