[发明专利]一种单体多级式分级分选小锥角水力旋流器

说明书

技术领域

本发明属于矿物分级设备技术领域，是涉及一种单体多级式分级分选小锥角水力旋流器，特别是涉及一种单体多溢流管分级分选小锥角水力旋流器。

背景技术

中国发明专利CN1974024A提出了一种级联式旋流分离装置，该分离装置由两个旋流分离器串联组成，第二级旋流器的导向器入口与一级旋流器底流口直接联结，一级旋流器的底流直接进入二级旋流器进行二次分离；二级旋流器溢流直接进入一级旋流器腔体内经一级旋流器溢流口排出或另接引出管引出。该发明专利涉及的装置实际为两个旋流器连接，在结构布置上还不够紧凑，装置的高度较高。

中国实用新型专利CN200942365Y提出了一种多级旋流分离装置，该分离装置由若干级不同直径的旋流器串联组成，旋流器下面的旋流器筒体和上面的上浮物收集管连通，旋流器筒体与上浮物收集管处于同轴线上，底部的初级旋流器筒体通过旋流导管与进口管连通，并且通过导流耳管连通到中部的次级旋流器筒体，中部的次级旋流器筒体再通过导流耳管连通到上部的末级旋流器筒体，末级旋流器筒体顶端与出口管连接；初级上浮物收集管通入次级旋流器筒体内，并且顶端部分插入到次级上浮物收集管的底部，次级上浮物收集管的上端连接到上浮物出口管。该实用新型专利仍然是通过串联方式实现不同物料的分离，装置的紧凑程度有待进一步优化。

中国实用新型专利CN203124134U提出了一种新型可调同心双溢流管式三产品水力旋流器，该旋流器的溢流管分内侧溢流管和外侧溢流管，其中内侧溢流管和外侧溢流管的轴线重合，外侧溢流管与固定在筒体上的外侧排料管相连接，内侧溢流管插入筒体的长度经传动机构能连续调节。该实用新型专利与双管式溢流管相似，通过两只溢流管联接，经分级可得到三种粗细不同的产品；但是，其对于粒度分布均匀、连续、需多级分离的物料的分级效率仍有待提高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种单体多级式分级分选小锥角水力旋流器。该水力旋流器在结构布置上更为紧凑、节约了制造材料的成本和能源；在不增加旋流器个数、入料装置个数、节省前置搅拌和降低动力消耗的前提下，可实现不同粒度、不同密度组成的物料的多级分级分选；可有效防止旋流器短路流引起的粗颗粒在溢流产品中的混杂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种单体多级式分级分选小锥角水力旋流器，包括上部为圆柱体、下部为倒圆锥体的筒体，在圆柱体的一侧设置有入料口，在倒圆锥体的底端设置有底流口，所述倒圆锥体的锥角小于15°，圆柱体的直径大于25mm；其特点是在圆柱体的顶部设置有两级以上长度不同、直径不同的溢流管，所述各级溢流管按照直径由小到大的顺序依次同轴套装设置；在圆柱体的顶端设置有筒体顶盖，圆柱体与筒体顶盖固定连接；在各级溢流管的顶端均设置有溢流管顶盖，在溢流管顶盖上设置有中心通孔，各级溢流管分别固定在各级溢流管顶盖的中心通孔内，各级溢流管顶盖和筒体顶盖通过丝杠和螺母相连接。

最外侧溢流管的直径为圆柱体直径的0.4～0.6倍，其余溢流管的直径为其相邻外侧溢流管直径的0.5～0.7倍。

最外侧溢流管插入倒圆锥体的深度为圆柱体直径的0.7～1.3倍，且插入深度不超过倒圆锥体高度的0.1倍；其余溢流管插入倒圆锥体的深度为其相邻外侧溢流管插入倒圆锥体的深度的1.1～1.3倍，且最内侧溢流管插入倒圆锥体的深度不超过倒圆锥体高度的0.5倍。

所述各级溢流管的壁厚不超过该级溢流管内径的0.1倍。

在所述溢流管顶盖与溢流管之间设置有密封胶套。

影响旋流器的分离粒度的基本理论主要是旋流器的平衡轨道理论，其中零速包络面法(零轴向速度包络面法)是一种广泛认可的推导分离粒度的方法，且旋流器结构参数固定以后，其零速包络面位置基本不变。持该观点的研究者研究表明：零速包络面为锥形曲面，主要分布于旋流器锥段，柱段则是直径为0.7倍锥体截面以上的部分；或锥底直径为0.43倍旋流器直径，锥体高度为从锥体部分直径为0.7倍旋流器直径的截面至底流口之间的距离。零速包络面以内的流体以螺旋状或扭曲上升形成零速包络面内流场，该流场中仍可有离心力场作用，从而将零速包络面以内的物料进一步分级分选。