專利名稱：雙渦自回流分級(jí)旋流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)粒旋流分級(jí)裝置，特別是一種雙渦自回流分級(jí)旋流器。
技術(shù)背景水力旋流器作為一種細(xì)粒分級(jí)設(shè)備，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、處理量大，越 來越被選礦、化工、造紙、環(huán)保等行業(yè)所重視。傳統(tǒng)的水力旋流器是一種柱錐結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)旋流器錐段為20°錐角。由于旋流器的分級(jí)粒度與錐角有關(guān)，錐角 越小分級(jí)粒度越小，反之，分級(jí)粒度越大。因此在要求分級(jí)粒度較小時(shí)通常選 用較小錐角的旋流器，但因此造成底流產(chǎn)率過高，底流中夾帶的細(xì)顆粒含量增 多。而在要求分級(jí)粒度較大時(shí)選用較大錐角的旋流器，此時(shí)又會(huì)造成溢流中夾 帶粗顆粒的現(xiàn)象。為了更好地應(yīng)用水力旋流器進(jìn)行分級(jí)與分離，國(guó)內(nèi)外的許多研究者在優(yōu)化 水力旋流器結(jié)構(gòu)的同時(shí)，已經(jīng)注意到了組合式旋流器的優(yōu)越性。比如芬蘭拉洛 克斯公司研制的雙旋渦(TC)旋流器，實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)旋流器的組合。 一級(jí)旋流器溢流為較純的細(xì)顆粒，二級(jí)旋流器底流為較純的粗顆粒，但二級(jí)旋流器的溢流 產(chǎn)品為部分較粗顆粒與較細(xì)顆粒的混雜物，實(shí)質(zhì)上并未實(shí)現(xiàn)按某一分級(jí)粒度的 精確分離。R.Q. Honaker等人用gMax旋流器進(jìn)行流程組合研究，研究表明通 過多段流程組合，分級(jí)效率較單段分級(jí)效果有明顯提升，但再分級(jí)物料需用集 料裝置匯合再由泵給入下級(jí)旋流器，流程復(fù)雜，操作因素多，且能耗高。專利 申請(qǐng)?zhí)枮?00610156122. 5的"一種級(jí)聯(lián)式旋流分離裝置"由兩個(gè)旋流分離器串 聯(lián)組成，主要用于液-液分離，其二級(jí)入料為軸向進(jìn)料結(jié)構(gòu)，一、二級(jí)旋流器均 為圓柱圓錐型。這種旋流分離裝置一級(jí)旋流分離器釆用圓柱圓錐型，若應(yīng)用于 固-固分級(jí)過程時(shí)不利于溢流中粗粒錯(cuò)配的控制。二級(jí)旋流器釆用軸向進(jìn)料，不 利于達(dá)到最大的切向速度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種能實(shí)現(xiàn)物料多次分級(jí)、 高分級(jí)精度的雙渦自回流分級(jí)旋流器。完成本發(fā)明任務(wù)的技術(shù)解決方案是本發(fā)明的雙渦自回流分級(jí)旋流器包括 一個(gè)圓柱型旋流器和一個(gè)圓柱圓錐型旋流器。所述圓柱型旋流器包含簡(jiǎn)體、溢 流管和法蘭等元件。所述圓柱圓錐型旋流器則主要由柱形簡(jiǎn)體、錐形簡(jiǎn)體、溢 流管和法蘭等構(gòu)成。其特征是所述雙渦自回流分級(jí)旋流器是由圓柱型旋流器與 圓柱圓錐型旋流器串聯(lián)組合而成，兩個(gè)旋流器分體布置，圓柱圓錐型旋流器位 于圓柱型旋流器的側(cè)下部，形成兩段循環(huán)分級(jí)。圓柱型旋流器的矩形底流口與 圓柱圓錐型旋流器的矩形入料口通過矩形斷面連接管固連成一體。圓柱圓錐型 旋流器上的溢流管與圓柱型旋流器上的循環(huán)返回管通過圓形返回連接管連接。所述圓柱型旋流器簡(jiǎn)體上部側(cè)端沿切線方向設(shè)有入料管，簡(jiǎn)體下端同側(cè)開 設(shè)有矩形底流口。溢流管通過法蘭同心且密封地固配于簡(jiǎn)體上端。循環(huán)返回管 通過法蘭同心且密封地固配于簡(jiǎn)體下端。所述圓柱圓錐型旋流器柱形筒體上端沿切線方向開設(shè)有矩形入料口。溢流 管通過法蘭同心且密封地固配于柱形簡(jiǎn)體的上端。錐形簡(jiǎn)體上部通過法蘭與柱 形簡(jiǎn)體的下端連接，在錐形簡(jiǎn)體內(nèi)腔下部中心處開設(shè)有圓形底流口。所述循環(huán)返回管位于圓柱型旋流器腔體內(nèi)下部，其上端口封閉。在循環(huán)返 回管上端側(cè)壁設(shè)計(jì)有軸向開口。所述矩形斷面連接管內(nèi)設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)擋板與流量調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明的雙渦自回流分級(jí)旋流器，利用一段圓柱型旋流器底流動(dòng)能實(shí)現(xiàn)二 段圓柱圓錐型旋流器的直接有壓給料；利用二段圓柱圓錐溢流動(dòng)能和一段圓柱 型旋流器中心低壓實(shí)現(xiàn)二段圓柱圓錐型旋流器溢流返回一段圓柱型旋流器進(jìn)行 循環(huán)再分級(jí)。本發(fā)明不但以最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一段分級(jí)產(chǎn)物的再分級(jí)與二段再分級(jí)產(chǎn)物的循環(huán)再分級(jí)，集"粗選-掃選-精選"于一體，大幅度提高了分級(jí) 精度，同時(shí)解決了再分級(jí)物料與循環(huán)返回物料需額外能量輸送問題，最大程度 的減小了能耗。


圖1為雙渦自回流分級(jí)旋流器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為雙渦自回流分級(jí)旋流器入料管示意圖(圖1的A向視圖)。 圖3為雙渦自回流分級(jí)旋流器連接管示意圖(圖1的B向視圖)。 圖4為雙渦自回流分級(jí)旋流器循環(huán)返回管示意圖。 圖5是圖4的C向視圖。圖中1—入料管；2—圓柱型旋流器；3—簡(jiǎn)體；4—下蓋法蘭；5—循環(huán)返 回管；6—返回連接管；7--圓形底流口； 8—錐形簡(jiǎn)體；9一圓柱圓錐型旋流器； 10—連接法蘭；11—柱形簡(jiǎn)體；12—上蓋法蘭；13--溢流管；14—上蓋法蘭； 15--溢流管；16—矩形底流口； 17—連接管；18—流量調(diào)節(jié)裝置；19--矩形入 料口； 20—調(diào)節(jié)檔板；21—循環(huán)返回管頂蓋；22—返回管軸向開口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。圖1給出了本發(fā)明雙渦自回流分級(jí)旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的雙渦自 回流分級(jí)旋流器包括一個(gè)圓柱型旋流器2和一個(gè)圓柱圓錐型旋流器9。所述圓柱 型旋流器2包含簡(jiǎn)體3、溢流管15和法蘭等元件。所述圓柱圓錐型旋流器9則 主要由柱形簡(jiǎn)體ll、錐形簡(jiǎn)體8、溢流管13和法蘭等構(gòu)成。本發(fā)明的雙渦自回 流分級(jí)旋流器是由圓柱型旋流器2與圓柱圓錐型旋流器9串聯(lián)組合而成，兩個(gè) 旋流器分體布置，圓柱圓錐型旋流器9位于圓柱型旋流器2的側(cè)下部，形成兩 段循環(huán)分級(jí)。圓柱型旋流器2的矩形底流口 16與圓柱圓錐型旋流器9的矩形入 料口 19通過矩形斷面連接管17固連成一體.圓柱圓錐型旋流器9上的溢流管13 與圓柱型旋流器2上的循環(huán)返回管5通過圓形返回連接管6連接。所述圓柱型旋流器2的簡(jiǎn)體3為圓形斷面直簡(jiǎn)，其上部側(cè)端沿切線方向設(shè)有入料管1。在圓柱型旋流器簡(jiǎn)體3的下端與入料管1同側(cè)開設(shè)有矩形底流口 16。圓柱型旋流器簡(jiǎn)體3的上端通過上蓋法蘭14與簡(jiǎn)體3同軸心且密封的固配 有溢流管15，簡(jiǎn)體3的下端通過下蓋法蘭4與簡(jiǎn)體3同軸心的固配有循環(huán)返回 管5。該循環(huán)返回管5貫穿下蓋法蘭4的中心并伸入圓柱型旋流器筒體3腔內(nèi)， 循環(huán)返回管5的頂端位置高于圓柱型旋流器矩形底流口 16。所述圓柱圓錐型旋流器9主要由柱形簡(jiǎn)體11、錐形倚體8和溢流管13構(gòu)成。在柱形簡(jiǎn)體ll上端一側(cè)沿切線方向開設(shè)有矩形入料口 19。柱形簡(jiǎn)體ll上端通 過上蓋法蘭12與柱形筒體9同軸心的固配有溢流管13。在柱形簡(jiǎn)體ll的下端 通過連接法蘭10連接有錐形簡(jiǎn)體8，該錐形簡(jiǎn)體8的下部中心位置開設(shè)有圓形 底流口 7。圖3給出的雙渦自回流分級(jí)旋流器連接管17的結(jié)構(gòu)示意圖，該矩形斷面的 連接管17將圓柱型旋流器2的矩形底流口 16與圓柱圓錐型旋流器9的矩形入 料口 19固連在一起，在連接管17上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)裝置18與調(diào)節(jié)擋板20。圖4、圖5所示為循環(huán)返回管5的結(jié)構(gòu)。循環(huán)返回管5位于圓柱型旋流器2 的腔體內(nèi)下部，其上端口通過循環(huán)返回管頂蓋21封閉，在循環(huán)返回管5上端側(cè) 壁上設(shè)計(jì)有三個(gè)軸向開口 22。三個(gè)軸向開口面積之和與循環(huán)返回管5入口處面 積相等。圓柱圓錐型旋流器9的溢流管13與圓柱型旋流器2的循環(huán)返回管5通 過圓形返回連接管6連接。本發(fā)明雙渦自回流分級(jí)旋流器的工作原理如下所述細(xì)粒物料與水混合成 均勻礦漿以一定壓力(0. 10~0. 15MPa)自入料管1沿切線方向給入圓柱型旋流 器簡(jiǎn)體3，由于簡(jiǎn)體3器壁的阻礙作用，礦漿在簡(jiǎn)體3內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成一次渦流。細(xì) 粒物料在旋轉(zhuǎn)流產(chǎn)生的離心力場(chǎng)中發(fā)生干擾沉降，細(xì)顆粒聚集在簡(jiǎn)體3中部隨 液流由圓柱型旋流器溢流管15排出成為細(xì)粒產(chǎn)品。粒度較粗顆粒隨液流(含有 部分細(xì)粒物料)沿簡(jiǎn)體3的器壁向下旋轉(zhuǎn)，作為圓柱型旋流器2底流自簡(jiǎn)體3下端切向開設(shè)的矩形底流口 16排出圓柱型旋流器2。利用圓柱型旋流器2底流 具有的動(dòng)能，含有較粗顆粒及部分細(xì)粒物料的底流經(jīng)過連接管17自圓柱圓錐型 旋流器9的矩形入料口 19作為二段入料給入柱形簡(jiǎn)體11上部。由于柱形簡(jiǎn)體 11的器壁阻礙作用，在柱形簡(jiǎn)體ll內(nèi)旋轉(zhuǎn)生成二次渦流。粗顆粒及部分細(xì)粒在 二次旋轉(zhuǎn)渦流產(chǎn)生的離心力場(chǎng)中發(fā)生干擾沉降，細(xì)粒及部分較粗顆粒集中在圓 柱圓錐型旋流器9的中心區(qū)域，隨液流作為二段溢流進(jìn)入圓柱圓錐型旋流器溢 流管13，經(jīng)返回連接管6、循環(huán)返回管5自循環(huán)返回管5上端側(cè)壁開設(shè)的軸向 開口 22徑向向外旋轉(zhuǎn)返回圓柱型旋流器簡(jiǎn)體3。在圓柱型旋流器簡(jiǎn)體3內(nèi)一次 渦流的帶動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)返回物料的再次分級(jí)。粗粒物料沿圓柱圓錐型旋流器9 的柱形簡(jiǎn)體ll內(nèi)壁及錐形簡(jiǎn)體8內(nèi)壁向下旋轉(zhuǎn)，由圓柱圓錐型旋流器9下方的 圓形底流口7排出，形成最終粗粒產(chǎn)品。雙渦自回流分級(jí)旋流器在一個(gè)設(shè)備中完成了物料的初次分級(jí)、初次分級(jí)底 流的二次分級(jí)、二次分級(jí)溢流的循環(huán)返回再分級(jí)過程，集三次分級(jí)過程于一體， 實(shí)現(xiàn)了粗選、掃選、精選的有機(jī)結(jié)合。設(shè)備分級(jí)精度遠(yuǎn)高于單段分級(jí)設(shè)備和單 個(gè)分級(jí)設(shè)備的簡(jiǎn)單流程組合的精度。雙渦自回流分級(jí)旋流器最大程度的利用了一段底流動(dòng)能與二段溢流動(dòng)能和 旋流器中心產(chǎn)生的低壓區(qū)等特點(diǎn)，將兩段旋流器有機(jī)的結(jié)合為一體，以普通單 段分級(jí)旋流器同樣的能耗實(shí)現(xiàn)了多次分級(jí)過程。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分級(jí)精度高且 處理量大?？蓮V泛應(yīng)用在選礦與選煤過程中細(xì)粒物料的分級(jí)作業(yè)。
權(quán)利要求
1、一種雙渦自回流分級(jí)旋流器，包括一個(gè)圓柱型旋流器(2)和一個(gè)圓柱圓錐型旋流器(9)，所述圓柱型旋流器(2)包含筒體(3)、溢流管(15)和法蘭等元件；所述圓柱圓錐型旋流器(9)則主要由柱形筒體(11)、錐形筒體(8)、溢流管(13)和法蘭等構(gòu)成；其特征在于所述雙渦自回流分級(jí)旋流器是由圓柱型旋流器(2)與圓柱圓錐型旋流器(9)串聯(lián)組合而成，兩個(gè)旋流器分體布置，圓柱圓錐型旋流器(9)位于圓柱型旋流器(2)的側(cè)下部，圓柱型旋流器(2)的矩形底流口(16)與圓柱圓錐型旋流器(9)的矩形入料口(19)通過矩形斷面連接管(17)固連成一體；圓柱圓錐型旋流器(9)上的溢流管(13)與圓柱型旋流器(2)上的循環(huán)返回管(5)通過圓形返回連接管(6)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙渦自回流分級(jí)旋流器，其特征在于在連接管 (17)上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)裝置(18)與調(diào)節(jié)擋板(20)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙渦自回流分級(jí)旋流器，其特征在于所述循環(huán) 返回管(5)位于圓柱型旋流器(2)的腔體內(nèi)下部，其上端口通過循環(huán)返回管 頂蓋(21)封閉，在循環(huán)返回管(5)上端側(cè)壁上設(shè)計(jì)有軸向開口 (22)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙渦自回流分級(jí)旋流器，其特征在于所述圓柱 型旋流器(2)的簡(jiǎn)體(3)為圓形斷面直簡(jiǎn)，其上部側(cè)端沿切線方向設(shè)有入料 管(1),在筒體(3)的下端與入料管(1)同側(cè)開設(shè)有矩形底流口 (16)，簡(jiǎn)體(3 )的上端通過上蓋法蘭(l4 )與簡(jiǎn)體(3 )同軸心且密封的固配有溢流管(l5 ), 簡(jiǎn)體(3 )的下端通過下蓋法蘭(4 )與簡(jiǎn)體(3 )同軸心的固配有循環(huán)返回管(5 )。 該循環(huán)返回管(5)貫穿下蓋法蘭(4)的中心并伸入圓柱型旋流器簡(jiǎn)體(3)腔 內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙渦自回流分級(jí)旋流器，其特征在于所述圓柱 圓錐型旋流器(9)的柱形簡(jiǎn)體(11)的上端一側(cè)沿切線方向開設(shè)有矩形入料口(19),柱形簡(jiǎn)體(11)上端通過上蓋法蘭(12)與柱形簡(jiǎn)體(9)同軸心的固 配有溢流管(13)，在柱形簡(jiǎn)體(11)的下端通過連接法蘭(10)連接有錐形簡(jiǎn) 體(8),該錐形簡(jiǎn)體(8)的下部中心位置開設(shè)有圓形底流口 (7)。
全文摘要
一種雙渦自回流分級(jí)旋流器，包括一個(gè)圓柱型旋流器(2)和一個(gè)圓柱圓錐型旋流器(9)。圓柱型旋流器(2)與圓柱圓錐型旋流器(9)串聯(lián)組合，兩個(gè)旋流器分體布置，圓柱圓錐型旋流器(9)位于圓柱型旋流器(2)的側(cè)下部。圓柱型旋流器(2)的矩形底流口(16)與圓柱圓錐型旋流器(9)的矩形入料口(19)通過矩形斷面連接管(17)固連成一體。圓柱圓錐型旋流器(9)上的溢流管(13)與圓柱型旋流器(2)上的循環(huán)返回管(5)通過圓形返回連接管(6)連接。本發(fā)明的以最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一段分級(jí)產(chǎn)物的再分級(jí)與二段再分級(jí)產(chǎn)物的循環(huán)再分級(jí)，大幅度提高了分級(jí)精度，最大程度的減小了能耗。
文檔編號(hào)B04C5/04GK101590452SQ20091007385
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者劉愛榮, 宇 張, 楊宏麗, 樊民強(qiáng), 董連平 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)