水力旋流器

水力旋流器（hydroclone），是利用離心力來加速礦粒沉降的分級設備。它需要壓力給礦，故消耗動力大，但占地麵積小、價格便宜，處理量大，分級效率高，可獲得很細的溢流產品，多用於第二段閉路磨礦中的分級設備。

優缺點介紹

水力旋流器是一種效率高的分級，脫泥設備，由於它的構造簡單，便於製造，處理量大，在國內外已廣泛使用。它的主要缺點是消耗動力較大，且在高壓給礦時磨損嚴重.采用新的耐磨材料，如硬質合金，碳化矽等製作沉砂口和 給礦口的耐磨件，可部分地解決這一問題，此外，當用於閉路磨礦的分級時，因其容積小，對礦量波動沒有緩衝能力，不如機械分級機工作穩定。

結構組成

水力旋流器由上部一個中空的圓柱體，下部一個與圓柱體相通的倒椎體，二者組成水力旋流器的工作筒體。除此，水力旋流器還有給礦管，溢流管，溢流導管和沉砂口。

工作原理

原理懸浮液以較高的速度由進料管沿切線方向進入水力旋流器，由於受到外筒壁的限製，迫使液體做自上而下的旋轉運動，通常將這種運動稱為外旋流或下降旋流運動。外旋流中的固體顆粒受到離心力作用，如果密度大於四周液體的密度（這是大多數情況），它所受的離心力就越大，一旦這個力大於因運動所產生的液體阻力，固體顆粒就會克服這一阻力而向器壁方向移動，與懸浮液分離，到達器壁附近的顆粒受到連續的液體推動，沿器壁向下運動，到達底流口附近聚集成為大大稠化的懸浮液，從底流口排出。分離淨化後的液體(當然其中還有一些細小的顆粒)旋轉向下繼續運動，進入圓錐段後，因旋液分離器的內徑逐漸縮小，液體旋轉速度加快。由於液體產生渦流運動時沿徑向方向的壓力分布不均，越接近軸線處越小而至軸線時趨近於零，成為低壓區甚至為真空區，導致液體趨向於軸線方向移動。同時，由於旋液分離器底流口大大縮小，液體無法迅速從底流口排出，而旋流腔頂蓋中央的溢流口，由於處於低壓區而使一部分液體向其移動，因而形成向上的旋轉運動，並從溢流口排出。

運動形式

在正常生產的水力旋流器中，流體的運動形式分為以下幾種。

外旋流和內旋流

外旋流和內旋流是水力旋流器運動的主要形式，它們的旋轉方向相同，但其運動方向相反。外旋流攜帶粗而重的固體物料由沉砂口排出，為沉砂產物；內旋流攜帶細而輕的固體物料有溢流口排出，為溢流產物。

短路流

給入旋流器的兩相流體，由於其器壁的摩擦阻力作用，其中一部分先向上再沿頂蓋下表麵向內，又沿旋渦溢流管外壁向下運動，最後同內旋流匯合由溢流管的溢流口排出。這部分蓋下流就是通常所說的短路流，由於其直接進入溢流產物，未經分離作用，故而直接影響分離效果。

循環流

從外旋流以螺線渦形式內遷到內旋流的兩相流體，由於溢流管的溢流口來不及將其全部排出，其中未被排出的部分流體將在旋流器的旋渦溢流管與器壁之間的空間，作由下而上再由上而下的循環運動，形成循環流。

零速包絡麵

由於外旋流和內旋流的流體運動方式不同，而且內旋流是由外旋流運動過程中逐漸內遷形成，那麽其中必有軸向速度等於零的跡點。旋流器正常分離過程中，流體軸向速度為零的軌跡叫零速包絡麵。零速包絡麵是循環流的中心線，也是內旋流和外旋流的分界線。結構參數一定的旋流器，其零速包絡麵的形狀和大小基本不變。

最大切線速度軌跡麵

給入旋流器的兩相流體，以外旋流以螺線渦形式向內旋流內遷的過程中，其流體質點的切線速度有一最大值，即最大切線速度。正常工作時，旋流器中流體質點最大切線速度的軌跡叫最大切線速度軌跡麵。

空氣柱

給入旋流器的兩相流體，以螺線渦運動時，隨著旋轉半徑的逐漸減小，其質點切線速度越來越大，當達到某一數值時將形成低於外部空間壓力的負壓區。進入負壓區的流體將會從中析出空氣，與此同時外部空間的空氣亦會通過排出口 （沉砂口和溢流口） 進入負壓區形成空氣柱。

來源：礦機之家

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