[发明专利]一种涡旋对称入料水力旋流器

说明书

本发明涉及一种涡旋对称入料水力旋流器。本发明的旋流筒体内设置有等分多入口环形腔，等分多入口环形腔上设有多个相对于腔体中心呈对称且等分分布的倾斜入口流道，入口流道的内壁和外壁呈圆弧线与等分多入口环形腔体内壁相切，从而形成螺旋状流体入料槽体结构的入口流道，通过多个倾斜流道对流体进行导流，使流体进入流道时呈螺旋运动形式，形成涡旋流体。入料在涡旋作用下更加均匀对称，内部流场具有更好的对称性和稳定性，减少了流体对器壁的磨损，有效解决了现有旋流器入口结构分料不均、流场不对称、紊流强度高等问题，大幅度提高细颗粒的分离效率，利于实践应用。

技术领域

本发明涉及水力旋流器技术领域，具体地说，是一种涡旋对称入料水力旋流器。

背景技术

水力旋流器作为工业上物料分离领域重要的设备之一，其利用不同密度或粒径的物质在非均相机械设备中所受的离心力的差异，从而使轻质和重质以零速包络面(LZVV)为界，形成内外旋流，其运动轨迹为螺旋形。重质由于旋流器锥段内径缩小，从而速度加快，向下从底部的底流管排出；轻质分散相以轴线为中心，向轴线附近的低压区移动，并向上从顶部溢流管排出。其结构简单、成本低、生产效率高、占地面积小，在工业上用途广泛，主要运用于医药生产、矿物分选、生物工程等方面。

在过去的理论和实践中，发现入口结构对分离过程中旋流器内部压降、内部流场稳定性、磨损能耗等方面有很大的影响，其优劣是决定水力旋流器寿命、流场分布以及分离效果的关键因素。现有旋流器有很多种类，从入口构造来看，主要以单入口为主，单入口旋流器给料时，入口处磨损程度较大、给料不均匀、不对称，导致内部流场不稳定，严重影响了旋流器的工作性能，降低生产技术指标，增加工业生产成本，不利于旋流器的进一步发展。

发明内容

根据上述提出单入口旋流器存在的给料时入口处磨损程度较大、给料不均匀、不对称，导致内部流场不稳的定技术问题，本发明提供一种涡旋对称入料水力旋流器。本发明主要利用旋流器内设置等分多入口环形腔结构，克服并改善了上述技术问题，在提高旋流器内部给料均匀的基础上，增强内部流场稳定性，显著提高了精细颗粒的分离效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种涡旋对称入料水力旋流器，包括进料单元、旋流筒体、溢流管和底流管，其中：

进料单元，设置于旋流筒体上端，并与旋流筒体相通，进料单元包括进料管和进料腔，进料腔具有内壁切向入口，进料管通过进料腔的切向入口连通进料腔，进料腔连通旋流筒体；溢流管，设置于进料单元顶部，并与进料单元的进料腔及旋流筒体连通；

旋流筒体，包括圆柱腔和圆锥腔，上端与进料单元连接段为圆柱腔，下端为圆锥腔，圆锥腔底部椎体尖端连通底流管；其中圆柱腔上端与进料腔连接处设置有等分多入口环形腔，等分多入口环形腔上设有多个相对于腔体中心呈对称且等分分布的倾斜入口流道，入口流道的内壁和外壁呈圆弧线与等分多入口环形腔体内壁相切，从而形成螺旋状流体入料槽体结构的入口流道，通过多个入口流道对进入旋流筒体的流体进行导流，使流体进入流道时呈螺旋运动形式，形成涡旋流体。

进一步地，所述的等分多入口环形腔的倾斜入口流道，入口流道偏离水幕面向下倾斜，入口流道与水平面的倾斜角度为10°～20°。

进一步地，所述的等分多入口环形腔的入口流道，入口流道表面等宽，使进入旋流器内部的流体流场稳定。

进一步地，所述的旋流筒体为腔体结构，分多入口环形腔外壁为圆柱体，分多入口环形腔内部上端与进料单元连接段为圆柱腔，下端为圆锥腔，圆锥腔底部椎体尖端连通底流管。

进一步地，所述的等分多入口环形腔上设置有不少于三个同规格入口流道。

进一步地，所述的等分多入口环形腔上设置有不少于四个的偶数个同规格的入口流道。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：