[发明专利]一种变入口段管道截面积水力旋流器

说明书

技术领域

本发明属于水力旋流器技术领域，具体涉及一种变入口段管道截面积水力旋流器。

背景技术

水力旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置，可使不同粒径颗粒或存在密度差的两相或多相介质进行分离。虽然水力旋流器结构简单，但是其内部的流体流动为三维强旋转和高度湍流的多相流动，流动规律十分复杂。

水力旋流器基本工作原理如图1所示，工作介质以一定速度沿切线方向进入旋流器，此时流体静压力转化为流体的旋转运动。流体中携带的固体颗粒在离心力的作用下重新分布，其中粗颗粒或密度大的介质由于所受的离心力大，分布在半径较大的外旋流，最终以底流的形式由底流口排出；而细颗粒或密度小的介质则分布在旋流器中心区域，形成内旋流，最终以溢流的形式由溢流管排出。

水力旋流器入口结构主要包括两个方面，一是入口段的横截面形状，主要分矩形和圆形两种；二是入口段与旋流器柱段相贯的形式，分渐开线型，切线型，弧线型，螺旋线型。但采用上述入口结构的旋流器只能在柱段及锥段实现介质的分离。

发明内容

本发明的目的是提供一种变入口段管道截面积水力旋流器，该结构可提高介质在入口段的流速，使粗细颗粒或轻重介质在入口段即可发生初步分离，为介质在旋流器柱段及锥段内的分离建立良好的基础。

本发明采用的技术方案为：

该水力旋流器的入口段与柱段相切，且入口段的上表面与柱段的上表面齐平；沿介质运动方向，旋流器入口段内侧表面前半段向外侧表面的方向倾斜，使入口段前半部分管道截面积渐缩，旋流器入口段内侧表面后半段的倾斜方向与旋流器入口段内侧表面前半段相反。

所述旋流器入口段内侧表面前半段与外侧表面之间的夹角为15°到20°。

所述旋流器入口段内侧表面后半段与旋流器入口段内侧表面前半段之间的夹角为120°到130°

所述旋流器入口段内侧表面前半段与旋流器入口段内侧表面后半段长度比为3到3.5。

本发明具有的优点为：

（1）采用该入口结构，可促使介质在入口段实现初步分离；

（2）增大细颗粒或密度小介质在柱段的停留时间；

（3）提高水力旋流器的分离效率；

（4）结构简单，容易实现大批量生产。

附图说明

图1为现有的水力旋流器基本工作原理示意图；

图2为本发明提供的变入口段管道截面积水力旋流器的结构示意图；

图3为本发明提供的变入口段管道截面积水力旋流器柱段的俯视图。

图中标号：

1-溢流管；2-入口段；3-柱段；4-锥段；5-出口；6-旋流器入口段内侧表面前半段；7-旋流器入口段内侧表面后半段；8-外侧表面。

具体实施方式

本发明提供了一种变入口段管道截面积水力旋流器，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图2和图3所示，溢流管1设置在柱段3的中心位置，柱段3的下端与锥段4连接，锥段4的底部设置出口5。该水力旋流器的入口段2与柱段3相切，且入口段2的上表面与柱段3的上表面齐平；沿介质运动方向，旋流器入口段内侧表面前半段6向外侧表面8的方向倾斜，使入口段前半部分管道截面积渐缩，旋流器入口段内侧表面后半段7的倾斜方向与旋流器入口段内侧表面前半段6相反。

本实施例中，旋流器入口段内侧表面前半段6与外侧表面8之间的夹角为17°，旋流器入口段内侧表面后半段7与旋流器入口段内侧表面前半段6之间的夹角为125°，旋流器入口段内侧表面前半段6与旋流器入口段内侧表面后半段7长度比为3.2。

介质在渐缩管道中流动时，流动速度增大，当介质通过倾斜的旋流器入口段内侧表面前半段6时，由于惯性作用，粗颗粒或密度大的介质会沿旋流器入口段内侧表面前半段6方向向柱段3的外表面运动，形成紧贴柱段3外表面向下运动的外旋流；而细颗粒或密度小的介质会在旋流器入口段内侧表面前半段6与旋流器入口段内侧表面后半段7交界处向柱段3的中心区域运动，达到不同介质初步分离的目的。