[发明专利]一种单入口多通道式进料体水力旋流器

说明书

本发明公开了一种单入口多通道式进料体水力旋流器，包括进料体、旋流腔、溢流管和沉砂口。本发明的进料体为阿基米德螺旋线进料体，包角为360°，螺旋下倾角为0°~10°，其内部设置有若干阿基米德螺旋线分隔板，将进料体分成若干等距的狭长通道，分隔板末端相对于腔体中心呈旋转对称并与腔体内壁相切，从而形成单入口多通道式旋转对称流道。工作时，物料由进料体入口给入，在阿基米德螺旋流分隔板的分割和导流作用下，形成若干流型相似的涡旋流体，并以相切的方式平滑且对称地射入到旋流腔中，解决了单入口结构引起的流场不对称、紊流强度高和分离精度低等问题，降低了进料体磨损速度，增加了水力旋流器处理量和分离精度，便于实践应用。

技术领域

本发明涉及物料分离技术领域，特别是涉及一种单入口多通道式进料体水力旋流器。

背景技术

随着现代工业和科学技术的发展，对各类工业原料和成品的要求日趋严格，分离作为调控和保障各阶段产品质量的关键作业，在各工业领域的重要性不言而喻。水力旋流器作为一种典型的基于离心力场的分离设备，其分离实质是不同密度、不同粒度的颗粒在旋流复合力场中运动行为存在差异，粗而重的颗粒受离心力作用较大，主要随外旋流从底流管排出；细而轻的颗粒受流体曳力和压力梯度力影响较大，主要随内旋流从溢流管排出。自1891年首次工业应用以来，水力旋流器因其结构简单、维护费用低、处理量大、占地面积小等优点已被广泛应用于矿业、化工、医药、环保、石油、生物等行业。但是，在实际应用中，水力旋流器也逐渐显露出一些缺点，例如能耗较高、磨损严重、仅有有限的分离粒度和分离精度。

进料体是水力旋流器的导流装置，其几何结构直接影响着能耗和壁面磨损，同时决定着水力旋流器内部流场的稳定性和对称性。在工业应用中，水力旋流器进料体大多采用单入口单通道形式，以切线、渐开线、阿基米德螺线和相切圆等方式将物料导入到旋流腔中。这种进料体结构简单、布置方便，但也会导致旋流器能耗较高、磨损严重、流场稳定性和对称性均较差。为此，一些研究人员开发了多入口多通道型进料体，极大地提高了流场稳定性和对称性，但又引入了新的问题，即多入口对给料均衡性要求极高，且难以紧凑布置，大大限制了其在工业上的应用。因此，发明一种兼顾上述两种进料方式优点的进料体对旋流器的应用至关重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种单入口多通道式进料体水力旋流器，基于阿基米德螺旋线具有渐缩和等距的特性，在阿基米德螺旋线型单入口进料体内部嵌入若干阿基米德螺旋线分隔板，将单通道均分为多通道对称布置于旋流腔周围，既解决了单通道流场稳定和对称性不足的问题，又克服了多通道给料要求较高和无法紧凑布置的难题；同时，多通道为狭长的横截面，可以有效地降低底流夹细和溢流跑粗等问题，显著提高水力旋流器的分离精度。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种单入口多通道式进料体水力旋流器，包括进料体、旋流腔、溢流管和底流管，其特征在于，所述的进料体设置于旋流腔上端，并与旋流腔相通，进料体由直线进料管和阿基米德螺旋线进料通道组成，直线进料管外侧与阿基米德螺旋线进料通道外侧相切，直线进料管内侧与旋流腔相切，同时阿基米德螺旋线进料通道包裹着旋流腔并在其末端与旋流腔相切；所述的溢流管设置于进料体的顶部，并与旋流腔同轴相通，溢流管一端插入到旋流腔中，另一端引出到旋流腔外；旋流腔为单圆柱腔或圆柱腔和圆锥腔的结合体；底流管设置于旋流腔的底部，并与旋流腔同轴相通。

进一步地，所述阿基米德螺旋线进料通道具有360°超大包角，螺旋下倾角为0°~10°。

进一步地，所述直线进料管内部设置有若干直线分隔板，将流体平均分成若干份，并导入到相应的阿基米德螺旋线进料通道。

进一步地，所述阿基米德螺旋线进料通道内设置有若干等距的阿基米德螺旋线分隔板，将阿基米德螺旋线进料通道分割成多个等宽的狭长通道，并与直线分隔板一一对应。

进一步地，所述直线进料管内部设置有若干直线分隔板数量不少于1个。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：