[发明专利]一种水力旋流器进料器多通道分隔板的确定方法

说明书

本发明涉及一种水力旋流器进料器多通道分隔板的确定方法，包括进料器的中空圆柱和连通在中空圆柱中部周侧的进料体，在所述的中空圆柱上下端均设有法兰，所述的进料体具有矩形横截面，矩形横截面的边壁由通道分隔板构成；其特征在于，所述的通道分隔板个数为n，将进料口分为n个通道，且通道分隔板为具有渐缩特性的阿基米德螺旋线形，逆时针设置，首端起始于各通道等分点P_2i‑1，末端与中空圆柱相切于P_2i，1≤i≤n。本发明的优点是：1)可用于所有尺寸和类型的水力旋流器。2)通道分隔板曲线与圆柱体相切，有助于旋流的形成，满足均匀光滑、无凸起、无台阶的要求。3)各通道宽度相同，有助于提高流场的对称性，提高旋流器分离精度。

技术领域

本发明属于水力旋流器设计技术领域，具体涉及一种水力旋流器进料器多通道分隔板的确定方法。

背景技术

水力旋流器由于结构简单，无运转部件，占地面积小，加之操作简单，是广泛应用于化工、矿物分选、环保、石油工程和生物工程等工业上的物料分级和分离的主要设备之一。水力旋流器的分级原理是利用离心沉降原理实现物料按其沉降速度不同而分成不同的粒度级别产品，即物料在一定压力下由旋流器入口进入旋流器后产生强旋转运动，在离心力的作用下粗而重的颗粒向外运动进入外旋流由沉砂口排出；在流体曳力和向心浮力作用下，细而轻的颗粒向内迁移进入内旋流由溢流口排出，从而完成颗粒的分级与分离。

进料器是物料进入水力旋流器的首要通道，研究结果表明，进料器结构对旋流器分离过程的影响主要有3点：1、旋流器的工作能耗；2、旋流器的物理磨损；3、旋流器的流场稳定性。可以说进料器结构的优劣是决定水力旋流器的寿命、流场分布及分离性能的关键因素之一。当前工业中广泛应用的进料器为单入口单通道形式，其优点是简单易加工、现场配置方便，其缺点是能耗高、磨损大、给料不均匀导致流场稳定差；研究中被广泛认可的进料器形式为对称入口形式，如双入口、四入口水力旋流器，其优点是能有效解决单入口旋流器存在的问题，但缺点是各个入口对给料均衡性要求极高，这给对称入口水力旋流器的实际应用带来了困难。在进料器设计方法上，单入口单通道形式进料器通常采用切线法、渐开线法或阿基米德螺线法三种方法，对称入口形式进料器则是将单入口进行圆对称设计。当前水力旋流器进料器设计方法都存在着一些问题，如切线法虽然加工简单，但旋流器分级性能差；阿基米德螺线法虽然加工复杂一些，也仍然存在给料分布均匀性差的问题，但旋流器分级性能好一些；而渐开线法介于二者之间。因此，有必要开发一种更好的水力旋流器进料器的设计方法，既能避免单入口单通道和对称入口进料器存在的问题，又能弥补当前进料器设计方法的不足。

发明内容

针对旋流器进料器结构和设计方法存在的不足，本发明的目的在于提供一种水力旋流器进料器多通道分隔板的确定方法，提高旋流器给料口处给料的均衡性，从而显著提高旋流器内流场稳定，提高水力旋流器分离精度。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种水力旋流器进料器多通道分隔板的确定方法，包括进料器的中空圆柱和连通在中空圆柱中部周侧的进料体，在所述的中空圆柱上下端均设有法兰，所述的进料体具有矩形横截面，矩形横截面的边壁由通道分隔板构成；其特征在于，所述的多通道分隔板的设计方法包括以下步骤：

步骤1、确定相关参数

确定中空圆柱半径R、进料体的入口宽度w、进料体的延伸长度L_i、进料体的通道数n和进料体的包角θ；

步骤2、建立xoy直角坐标系

以中空圆柱横截面的圆心作为原点o，以原点o与进料体与中空圆柱的相切点P₀的连线为X轴，以原点o与进料体延伸方向为Y轴，建立xoy直角坐标系；

步骤3、确定通道等分点位置