水力旋流器 (全面精炼版)课件
水力旋流器PPT课件
• 工艺参数主要有：进口压力、固相粒度特性、 给矿固体含量、矿物组成和固体密度、液相 密度或矿浆密度、液相粘度或矿浆粘度、温 度等。
c= ρd/[ρd/ρc-c(ρd/ρc-1)]
• 密度与质量固-液比之间的关系
c｀= ρd(ρm-ρc)/[ρc(ρd-ρm)]
第二章 水力旋流器的工艺参数
• 2.1水力旋流器的工作原理
• 旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置 。当料浆以一定的速度进入旋流器，遇到旋流器 器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同 ，料浆中的固体粗颗粒所受的离心力大，能够克 服水力阻力向器壁运动，并在自身重力的共同作 用下，沿器壁螺旋向下运动，细而小的颗粒及大 部分水则因所受的离心力小，未及靠近器壁即随 料浆做回转运动。在后续给料的推动下，料浆继 续向下和回转运动，于是粗颗粒继续向周边浓集 ，而细小颗粒则停留在中心区域，颗粒粒径由中 心向器壁越来越大，形成分层排列。
归纳起来，一 般认为水力旋 流器内液体流 动存在四种形 式，即内旋流、 外旋流、盖下 流、循环流。
2.3水力旋流器的分类
分类方法 按分散相类型 按混合物体；分散相固体
液-液旋流器
两相均为液体
轻质分散相旋流器 分散相的密度低
重质分散相旋流器 分散相的密度高
按旋流器结构
• 对于互不相溶的多相液体混合物，不管其为液-液、 液-固、液-气混合物，其中的一相构成流体混合物 中的绝大部分，而且这一相中的流体相互之间都是 以分子间的混合相互连接成一种连续的流动流体， 这一相就成为连续相。多相流中组成比较少的、以 多个颗粒状形态存在的、相互之间没有连接成一体 的那种气泡、液滴或固体颗粒，称其为分散相。
水力旋流器 (全面精炼版)课件
特 点
构造筒单，无活动部分；体积小，占地面积也小；操作方便； 运行可
靠；生产能力大；成本低；分离的颗粒范围较广，易于实现自动控制。但 能耗较高，分离效率较低。 在化工、石油(油水分离、污水处理等)、轻工、环保、采矿、食品、医 药、纺织与染料业、生物工程及建材等众多领域也已经或正在获得富有成 效的实际应用 。 常采用几级串联的方式或与其他分离设备配合应用，以提高其分离效率。
器、尾矿干排专用旋流器进口（进料管） 两个轴向出口(底流管、溢 流管) 底流管
一、水力旋流器的基本概述
二、水力旋流器的工作原理
三、影响分级效率和分离精度的主要原因
工作原理
介质从圆筒上部的切向 进口（进料管）以一定压力 进入器内（产生高速旋转流 场），高速旋转向下流动。
水力旋流器
杨** 2017年4月17日
08:20:20
一、水力旋流器的基本概述
二、水力旋流器的工作原理
三、影响分级效率和分离精度的主要原因
水力旋流器
又称水力旋风分离器、旋液分离器，是 旋流分离器的一种。 是利用离心力来分离 具有一定密度差 以 液体为主(液—液、液—固、液—气等两相或 多相混合物 ) 的悬浮液或乳浊液(液态非均相 混合物)的分离设备。
作 用
悬浮液中固体颗粒的增稠（浓缩）； 悬浮液中固体粒子的分级（按颗粒（相同密度）粒度差分离的作业;
液—液萃取操作中两种不互溶液体的分离；
物料密度差进行分选 （按颗粒密度差分离的作 业 （如分选砂金 、分
选煤 ）；分选旋流器一般给料压力均较低，液流没有太大的旋转速度。)
澄清、脱泥等。
分类
按分散相：固一液旋流器和液一液旋流器；
溢流跑粗的另一个原因。
影响其分离粒度和分级效率的因素：旋流器的结构参数和
水力旋流器分级原理(二)
3.4水力旋流器分级原理水力旋流器最早在20世纪30年代末在荷兰出现。
水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，并也用于浓缩、脱水以致选别。
它的构造很简单，如图3-16(a)、(b)所示。
主要是由一个空心圆柱体1和圆锥2连接而成。
圆柱体的直径代表旋流器的规格，它的尺寸变化范围很大，由50 mm到1000 non，通常为125~500 oun。
在圆柱体中心插入一个溢流管5，沿切线方向接有给矿管3，在圆锥体下部留有沉砂口4。
矿浆在压力作用下，沿给矿管给入旋流器内，随即在圆筒臃器壁限制下作回转运动。
粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出攻为沉砂。
细颗粒向器壁移动舶速度较小，被朝向中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流。
水力旋流器是一种高效率的分级、脱泥设备，由于它的构造简单，便于制造，处理量大，在国内外已广泛使用。
它的主要缺点是消耗动力较大，且在高压给矿时磨损严重。
采用新的耐磨材料，如硬质合金、碳化硅等制作沉砂口和给矿口的耐磨件，可部分地解决这一问题。
此外，当用于闭路磨矿的分级时，因其容积小，对矿量波动没有缓冲能力，不如机械分级机工作稳定。
3.4.2水力旋流器分级原理为明了矿物颗粒在旋流器内的分离过程，有必要先说明液流的运动特性。
矿浆给入旋流器后呈螺旋线状，一面回转一面向中心推移，最后由上下两端排出，如图3-17所示。
矿浆的这种流动属于空间运动体系，为此要查明液流的速度分布，须将旋流器内任一点的速度分解为三个互相垂直的方向，即切线方向、径向方向和平行于轴线的方向。
盖勒萨尔(D.F.Kel阻Ⅱ，1952年)曾以内径76 nun的透明水力旋流器，用光学方法观测加入水中的铝粉运动速度，在给水量约为50 L/min条件下，得到了下述三个方向速度的变化规律。
3.4.2.1切向速度分布及旋流器内压强变化3.4.2.2径向速度分布及颗粒粒度沿径向排列3.4.2.3轴向速度u.的分布及对分级粒度的影响液体进入旋流器的初期沿轴向的运动方向基本是向下的，但由于下面的流动断面愈来愈小，内层矿浆即转而向上流动。
水力旋流器.
水力旋流器水力旋流器是水力分级设备中的一种。
与筛分设备严格按照几何尺寸分级不同，它是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同进行分级的。
因此分级效果的决定因素有两个方面，一个是自身重量、另一个是形状。
粒度不同的物料，其受到离心力和相对阻挡力不同。
水力旋流器就是根据这个原理，通过提高颗粒的运动速度来实现分级的。
在回转流中颗粒的惯性离心加速度a与同步运动的流体向心加速度方向相反，数值相等。
即：（1-1）式中：r——圆形分选器的半径，m；ω——回转运动的角速度，rad/s；u——回转运动的切向速度，m/s；因此离心力强度为：（1-2）重力选矿中所用的离心力可比重力大数十倍以上，因此大大强化了分选过程。
水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，可以通过调节参数用于分级、浓缩、脱泥。
一它具有结构简单，生产能力大，占地面积小和易于实现自动控制等优点。
现在选煤厂使用的流体分级设备主要为水力旋流器。
一、水力旋流器的结构及工作原理1、水力旋流器的发展据报道，浓缩和脱泥用的水力旋流器最早是在1939-05月发表在世界矿山评论杂志上（比利时里埃芝城），作者德赖森（M.G.Drissen）。
当时被用于浓缩选煤用的黄土悬浮液，结构见图1。
以后经德赖森改进，增设了溢流管。
到1948年传入美国时已具有了现在的结构形式。
我国是在20世纪50年代初开始试验并首先在云锡公司选矿厂获得工业应用。
所有用于分级、浓缩、脱泥的旋流器均是在执行的按颗粒粒度差分离的作业。
给料压力一般在0.06—0.2MPa范围内，在给料口处的流速为5—12m/s。
进入旋流器后由此构成的切线速度将有所降低。
料浆在旋流器内停留时间很短，例如锥觉20°的直径350mm旋流器，内部容积为0.06m³，处理能力为85m³/h,由此可算出料浆在旋流器内的停留时间只有2.5s在如此短的时间内，料浆大约只旋转4—5圈即可排出，而不会象某些资料中介绍的那样做多圈运动（见图2）。
水力旋流器
水力旋流器目录水力旋流器构造及原理：流体运动的基本形式单元参数设计技术参数：水力旋流器简史水力旋流器水力旋流器水力旋流器[1]是利用离心力来加速矿粒沉降的分级设备，它需要压力给矿，故消耗动力大，但占地面积小、价格便宜，处理量大，分级效率高，可获得很细的溢流产品，多用于第二段闭路磨矿中的分级设备。
水力旋流器是用于分离去除污水中较重的粗颗粒泥砂等物质的设备。
有时也用于泥浆脱水。
分压力式和重力式两种，常采用圆形柱体构筑物或金属管制作。
水靠压力或重力由构筑物（或金属管）上部沿切线进入，在离心力作用下，粗重颗粒物质被抛向器壁并旋转向下和形成的浓液一起排出。
较小的颗粒物质旋转到一定程度后随二次上旋涡流排出。
构造及原理：水力旋流器由上部一个中空的圆柱体，下部一个与圆柱体相通的倒椎体，二者组成水力旋流器的工作筒体。
除此，水力旋流器还有给矿管，溢流管，溢流导管和沉砂口。
水力旋流器用砂泵（或高差）以一定压力（一般是0.5～2.5公斤/厘米）和流速（约5～12米/秒）将矿浆沿切线方向旋入圆筒，然后矿浆便以很快的速度沿筒壁旋转而产生离心力。
通过离心力和重力的作用下，将较粗、较重的矿粒抛出。
水力旋流器在选矿工业中主要用于分级、分选、浓缩和脱泥。
当水力旋流器用作分级设备时，主要用来与磨机组成磨矿分级系统；用作脱泥设备时，可用于重选厂脱泥；用作浓缩脱水设备时，可用来将选矿尾矿浓缩后送去充填地下采矿坑道。
水力旋流器无运动部件，构造简单；单位容积的生产能力较大，占面积小；分级效率高（可达80%～90%），分级粒度细；造价低，材料消耗少。
悬浮液以较高的速度由进料管沿切线方向进入水力旋流器，由于受到外筒壁的限制，迫使液体做自上而下的旋转运动，通常将这种运动称为外旋流或下降旋流运动。
外旋流中的固体颗粒受到离心力作用，如果密度大于四周液体的密度（这是大多数情况），它所受的离心力就越大，一旦这个力大于因运动所产生的液体阻力，固体颗粒就会克服这一阻力而向器壁方向移动，与悬浮液分离，到达器壁附近的颗粒受到连续的液体推动，沿器壁向下运动，到达底流口附近聚集成为大大稠化的悬浮液，从底流口排出。
水力旋流器介绍PPT幻灯片
水力旋流管结构与作用
12
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常规水力旋流管结构
巨涛改进后水力旋流管结构
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流态模拟对比
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改进后的优点
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巨涛水力旋流管特点
Inlet oil < 2000ppm
没有移动部件，维护工作量小 停留时间很短，占地面积小 适用于重度低于0.92油品 进口压力600kPag以上
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Ou理 控制逻辑与保护 操作与维护程序 问题与讨论
25
问题与讨论
1、生产水进口3寸冲洗管线能否有效解决旋流管堵塞问题？ 2、分离后水相出口无回流管线对操作有什么影响？
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谢 谢！
（2）必须保证足够的背压（ 控制PDV ），以便使油由 溢流口流出。
20
（1）流速的控制
21
（2）差压比PDR控制
水力旋流器应在稳定的排出比条件下工作。排出比太小，分离效 率减低；排出比太大，将导致对排放系统产生不必要的负荷。差压比 主要用来控制排出比，通过控制出口管线上的控制阀（PDV）控制背
影响水力旋流器分离效果的因素
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控制逻辑与保护
结构与工作原理 控制逻辑与保护 操作与维护程序 问题与讨论
19
控制逻辑与保护
水力旋流器在运行中，必须控制好两个主要参数 ：
（1）操作必须控制在最大和最小流速之间（对于泵送 系统，必须保持稳定的流速）
水力旋流器有一个最小速度。最大流速根据进口压力的升高而 增大。若流速太低，小于最小流速，导致离心力低，不能很好的分离 。因此：水力旋流器必须在最大和最小速度之间工作。
在进口流量和压力一定的情况下，通过调节油出口管 线上的调节阀（PDV)，控制合适的差压比，从而保证分 离效率。（分离的油进污油罐，分离后的水进入CFU进行 进一步处理。）
矿山分级设备-水力旋流器
机械之美—神奇的矿冶机械水力旋流器主讲教师：吴彩斌江西理工大学·资源与环境工程学院•水力旋流器的发展历程•水力旋流器的基本功能•水力旋流器的应用范围（一）水力旋流器的发展史传统水力旋流器新型聚氨酯水力旋流器（二）水力旋流器的基本功能◆规格水力旋流器的规格以圆柱体的直径表示。
如FX660，FX710，FX840。
圆锥的锥角可以不同，一般最小为10°、最大为45°。
FX 660-4◆结构其下部是一圆锥形壳体2，上部连接一圆柱形壳体l，圆柱壳体上口封死，中间有一层底板，底板中央插入一短管溢流管5，在底板下部沿圆柱壳面的切线方向连接有给矿管3，在底板之上沿壳体切线方向连接有溢流排出管6，锥体最下端有可更换的沉砂嘴4。
◆工作原理矿浆在0.4-3.5大气压从给矿管沿切线方向给入，在内部高速旋转，因而产生很大的离心力。
在离心力和重力的作用下，较粗的颗粒被抛向器壁，作螺旋运动，最后由下部排砂嘴排出。
较细的颗粒及大部分水分，形成旋流沿中心向上升，至溢流管流出。
✓分级：用来分出800～74（43）微米的粒级✓脱泥：用来脱出74（43）～5微米的细泥。
◆分类✓优点：构造简单、占地面积小、生产率高。
✓缺点：易磨损、工作不稳定、需专门给料砂泵。
◆优缺点与磨机构成闭路磨矿水力旋流器机组✓可用于一段、二段、再磨等磨矿分级工艺。
✓适用于任一系列选矿厂规模。
✓超过3000吨选矿厂一般采用旋流器进行分级。
（三）水力旋流器的应用范围(1)入料压力(2) 入料量(3) 浓度(4) 入料粒度◆操作参数(1)如锥体角度(2)溢流管直径(3)溢流管插入深度(4)底流口直径◆结构参数机械之美—神奇的矿冶机械谢谢观看。
水力旋流器
1．3.2水力旋流器选型结构的确定
在水力旋流器系统中,结构因素中最重要的就是如 何在众多平行运行的水力旋流器中分配浆液。在该系 统中，应该选用一种母管，浆液可以从中心混合室通 过母管呈放射状流入各个水力旋流器。 如果应用“内嵌式”母管，当浆液流经管道时，每 个水力旋流器里的给料都在母管内流动，这样，大质 量的颗粒就会经过第一个水力旋流器而进入最后一个 水力旋流器。因为这些颗粒有足够的能量“拐弯”。 结果导致最后一个水力旋流器中粗糙颗粒的浓度较高。 内嵌式母管的另一个问题是,如果最后一个水力旋流器 关闭的话，母管的末端很可能会由于堵塞而报废。
1．3水力旋流器的选型
1．3.1水力旋流器选型参数的确定 水力旋流器选型的主要任务就是选择水力旋 流器的入口压力和直径。 对于水力旋流器分离分级效果的好坏，主 要取决于分离粒度D50，当水力旋流器的入口压 力一定时，尽量选用小直径的设备，这样必须 增加旋流子的数量和相应的管件、阀门、仪器 仪表等设备，从而增加一次投资。
在石膏一级脱水中，旋流器的目的是浓缩石膏浆液。 旋流器入口浆液的固体颗粒含量一般为15%左右，底流 液固体颗粒物含量可达50%以上，而溢流液固体颗粒物 含量为4%以下，分离浆液的浓度大小取决于石膏颗粒 尺寸分布。底流液送到二级脱水设备真空皮带过滤机 进一步脱水。大部分溢流液返回吸收塔，少部分送至 废水旋流器再分离出较小的颗粒。采用旋流器进行脱 水的另一个特点是，浆液中没有反应的石灰石颗粒的 粒径比石膏小，它倾向进入旋流器的溢流部分再返回 吸收塔，使没有反应的石灰石进一步反应。因此，吸 收塔浆液固体物中石灰石含量略高于最终产物石膏中 的石灰石含量，这样，既有利于获得高脱硫效率，又 可以是副产物中的石灰石含量降到最低程度，提高石 灰石利用率。
水力旋流器1PPT课件
• 1. 概述 • 2. 工作原理 • 3. 结构组成 • 4. 主要技术参数 • 5. 设备的易损件 • 6. 旋流器内衬更换 • 7. 水力旋流器的操作维护 • 8. 常见问题和解决办法
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1.概述
• 用于选矿工艺流程的分级设备，常用的有螺旋分级机、 水力旋流器和细粒筛分机，我矿采用的分级设备为水 力旋流器。
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8.3 分选出的颗粒不够精细
• 可以增加浆液稀释水。如果进料已被稀释或者稀释是不可能的，可增大旋流子的压降。后者需要增加进料 泵的转速和安装小口径的溢流嘴。如果分选仍然不理想，则需要更换小口径的旋流器。
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8.4 底流浆液过稀
• 这是沉沙嘴过大的反映。应该减小沉沙嘴的口径直到出现30 度角锥型排放，不要过度减小以至出现‘绳’ 形排放。可调式沉沙嘴可以旋紧夹子来减小口径，固定式可以更换一个小口径的沉沙嘴。
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8.2 压降波动过大
• 这是进料箱中液位不稳或者进料浆液中有气泡存在的反映。如 果泵的出料量大于给料量，进料箱的液位就会下降，最后会出 现泵排空现象和压降不稳定现象。可以通过降低泵的排出速度 或者增大稀释水的流量来保持进料箱液位的稳定。
• 由于给料口与给料泵直接连接，因此空气会出现泵中。可以改 变上游进料口的位置，使其斜倚在箱壁上或者如安装部分中提 到的在上游进料箱中加装折流板来解决。
施。 • 8.什么是水力旋流器工作中的“拉稀”和“拉干”现象？会造
成什么后果？
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感谢您的观看！
第23页/共23页
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• （2）加强产品质量检查。主要是检查沉砂和溢流的浓度、 粒度是否符合生产要求。若溢流浓度突然增大，应首先观 察进入浮选机的矿浆量是否变少。若矿浆量没有变少，而 沉砂又正常，若是第二段分级用的旋流器，说明一段磨矿 处理量增得太多，应及时与一般磨矿联系，保持稳定的处 理量。如果进入下一作业的矿浆量减少，应检查补加水是 否变化，同时可适当增加补加水量。
【采矿课件】实验十八分级效率的测定——水力旋流器法
实验十八分级效率的测定——水力旋流器法一、目的要求1．熟悉水力旋流器的操作过程，并通过采用选矿工艺中测定微细物料粒度组成的常用方法——淘析法来检验水力旋流器的分级效果；2．了解影响水力旋流器分级效率的主要因素，同时掌握淘析法。
二、原理矿浆在压力作用下，沿给矿管方向给入旋流器内，随即在圆筒形器壁限制下作回转运动，粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出成为沉砂产品，细颗粒向器壁移动的速度较小，被中心流动的液体带动由中心溢流管排出，成为溢流产品，从而使物料进行粗细分级。
三、设备、试样及用具1．φ50mm水力旋流器一台；2．立式砂泵一台；3．试样：采用-200目石英砂1.2公斤（供旋流器分级用）；4．淘析用具：搪瓷盘、桶、脸盆、秒表、扳手、天平、毛刷等。
四、实验步骤1．测量沉砂口直径和溢流口直径；图18-1水力漩流器结构图a-水力漩流器构造；b-水力漩流器的工作情形1-圆柱体，2-锥体，3-给矿管，4-沉砂口，5-溢流管，6-溢流管口2．将1.2公斤试样配成浓度为10%的矿浆，倒入泵池内；3．开动砂泵，待矿浆循环压力稳定后，同时分别接取溢流和沉砂两份样（每份样接取时间为3~5秒钟）；4．停泵，清洗砂泵的循环系统；5．将接取的溢流和沉砂样分别进行淘析；6．将淘析产品分别沉清、烘干、称重，将数据记入表中。
五、数据处理按下式计算物料的分级效率（18-1）（18-2）式中：h —分级效率（%）；a —给料中小于分离粒度（-0.37mm ）的含量（%）；b —溢流中小于分离粒度（-0.37mm ）的含量（%）； q —沉砂中小于分离粒度（-0.37mm ）的含量（%）； g —溢流产率（%）表18-1检验分级效率记录表产品名称 重量（克） 产率（%）-0.37mm实验条件重量（克） 含量（%）溢流 试料： 溢流口直径 沉砂口直径： 矿浆浓沉砂 原矿六、思考题影响水力旋流器分级效率有哪些主要因素？。
水力旋流器与水力旋流器组
水力旋流器与水力旋流器组Hydrocyclone & Hydrocyclone Assembly1 水力旋流器HydrocycloneAll courtesy of FLSmidth Krebs①gMax水力旋流器gMax hydrocyclone1.压力表pressure gauge2.人料feed3.溢流overflow4.进料头inlet head5.漩涡溢流管vortex finder6.圆筒部分cylinder section7.圆锥部分cone section8.可更换的内衬replaceable liners9.空气柱air core10.沉砂口apex11.底流underflow②D26B型水力旋流器D26B type hydrocyclone12.进料管接头inlet adapter13.圆锥cone14.密封垫gasket15.沉砂口壳体apex housing16.沉砂口支撑板apex retainer plate17.溢流管接头overflow adapter18.顶盖板top cover plate19.顶盖板衬板top cover plate liner20.进料头衬板inlet head liner21.进料头(可互换)inlet head ( reversible )22.圆筒(体) cylinder23.圆筒衬板cylinder liner24.圆锥衬板cone liner25沉砂口嵌入件apex insert26.防溅裙板splash skirt2 水力旋流器组Hydrocyclone AssemblyCourtesy of FLSmidth Krebs1.具有环形中央给料管布置的旋流器组hydrocyclone assembly with circularmanifold feed arrangement 2.旋流器组剖面图cutaway of hydrocyclones assembly3.旋流器组俯视图top view of hydrocyclones assembly 4.旋流器组仰视图bottom view of hydrocyclones assembly。
水力旋流器
◆溢流管直径
◆在一定范围内增加溢流口直径会导致生产能力的
增加以及分离粒度的增大。溢流口直径应该稍大 于进料口直径，一般地取Do=(1～2)Di (入口直径)。
◆大部分水力旋流器都设计了直径大于溢流管直径
的溢流引出管，发现扩径的溢流引出管(相对于溢 流管直径)会引起切向速度的减小，使得对溢流引 出管磨损的减小，从而增加管道的使用寿命。
◆随着安装倾角的增大(垂直安装时倾角定为90。， 水平安装时定为180。)，水力旋流器的生产能力有 所提高，分离粒度也有所增大。旋流器的高度通 常为三米左右，而这将对旋流器沉砂口产生相当 大的压头。与水平成45 。安装旋流器可大大降低 对沉砂口的压头。以这样安装角度的旋流器的沉 砂口部件的使用寿命比竖直安装的旋流器约长一 倍。
◆内衬磨损
◆由于料浆颗粒对内衬的磨损,在磨机系统,还有一些
小钢球。由于旋流器不同部位的衬里的磨损速率 不一样，一般沉砂口和下锥体的磨损最大，其次 为给矿口，然后才是中间柱体
◆用优质陶瓷材料制造沉砂口和下锥体，以便让其
内衬的使用寿命与给矿口内衬寿命相近。理想的 情形是让所有衬里同一时间磨损完。
◆安装角度
◆柱体长度
◆ 旋流器的柱体长度对旋流器的处理能力影响几乎不大，仅对旋流器的 分选效果有一定的影响，柱体较长，则物料分级时间较长，分级较为 完善。但同时也增加了液体的能耗，影响在锥段的分离效率。简体柱 段长度为H=(0．7—2．0)D。固液分离用水力旋流器的筒体柱段长度 应适当选取大值。
◆短路流
◆当被处理料液进入水力旋流器后，其中一部分沿盖的内表面向中心运
控制要素
◆进料固含
◆
进料固含越高，黏度相对较大,固体颗粒间相互分 离的难度变大，造成“溢流跑粗”、再加上其比 重大,沉降速度快，细颗粒来不及分离就进入底流 了，会造成严重的“底流夹细”现象,影响细粒级 的回收率。当分解氢氧化铝粒度一44μm≥ 25％ 时， 分级已很难保证其底流氢氧化铝粒度合格 。 分级进料密度的调节是通过控制加入到分级进料 料浆中的稀释母液流量来进行的。
水力旋流器介绍
水力旋流管结构与作用
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13
常规水力旋流管结构
巨涛改进后水力旋流管结构
14
流态模拟对比
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改进后的优点
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巨涛水力旋流管特点
Inlet oil < 2000ppm
没有移动部件，维护工作量小 停留时间很短，占地面积小 适用于重度低于0.92油品 进口压力600kPag以上
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PDV 旁通
PSV下游 去闭排罐 管线
PDV
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污油去 污油罐
水力旋流器剖视图
核心部 件水力 旋流管
9
10
水力旋流器工作原理
水力旋流器是重力聚结器的一种，它利用两种液体的 密度差，借助于离心力，使油滴从水中分离出去。 含油污水沿切线方向进入圆筒涡旋段后形成旋流，进 入缩径段后由于截面的改变，使流速增大形成螺旋流态， 由于油和水的密度差，水附着于旋流管壁而油滴向中心移 动。流体进入细锥段后，截面不断缩小，流速继续增加， 离心力也随着增大，小油滴被挤入锥管中心聚合形成油心， 在净化水沿着旋流管壁呈螺旋线向前流动的同时，低压区 的油芯向后流动并从溢流口排出，而净化水则由集水腔流 出，从而完成了油水分离。 （如下图所示）
生产人员内部集中培训
水力旋流器简介
目录
结构与工作原理
控制逻辑与保护
操作与维护程序 问题与讨论
2
结构与工作原理
水力旋流器剖视图
3
HC-3001A
4
过滤后 生产水 进口
冲洗管 线
5
油相 PDT取 压点
PI
污油出口 管线
6
取样点
处理后的水 相出口
去开排的管线
橇内去开排 的管线
水力旋流器
水力旋流器水力旋流器是一种连续作业的分级设备，利用离心力来加速颗粒的沉降速度。
水力旋流器是选矿工业中最重要的设备之一，在选矿中主要用作分级设备，尤其在细粒分级作业中极为有效。
它广泛用于闭路磨矿作业（Napier-Munn 等，1996）但也可用于脱泥、除砂和浓密等其他作业。
在许多场合水力旋流器可代替机械式分级机，其优势在于操作简便及与其尺寸相比有较高的处理能力。
它的变体“水介质旋流器”已经用于煤（Osborne ，1985）和其他矿物的精选。
典型的水力旋流器（图9.13）由一个圆锥形容器构成，其底部（沉砂口）敞开，锥体上连接一个筒体，筒体上部有一个切向给料口。
圆筒顶部有盖板，一个轴向溢流管穿过盖板。
轴向溢流管有一段插入筒体内，该管段可拆卸，称之为旋流器溢流管，用以防止给矿短路而直接进入溢流。
矿浆在一定压力下通过切向给料口给入，这使矿浆产生漩涡运动，进而使其在旋流器内产生旋流运动，并沿垂直轴形成一个低压区。
沿垂直轴还形成空气柱，通常通过沉砂口同大气相连接；但一部分空气柱是由从低压区溶液中析出的溶解空气所产生的。
水力旋流器作用的经典理论是，旋流器内颗粒的流动方式受到两个反向作用力：一个是向外的离心力，另一个是向内的拉力（图9.14）。
离心力可加速颗粒的沉降速度，因而可按粒度、形状和密度对颗粒进行分离。
沉降较快的颗粒被抛向器壁（此处速度最慢），之后逐步流向沉砂口。
由于拉力的作用，沉降较慢的颗粒流向垂直轴线周围的低压区，并向上运动，最终经由溢流管进入溢流。
图9.13 水力旋流器（Napier-Munn 等，1996；朱利叶斯克鲁特施尼特矿物研究中心（JKMRC ），昆士兰大学）图9.14 水力旋流器中圆周运动颗粒所受的力 由于存在着一个向下料流的外区和一个向上料流的内区，势必有一个垂直速度为零的区域。
这见之于旋流器的大部分，因此在整个旋流器内应存在着一个垂直速度为零的包络面（图9.15）。
受较大离心力作用而被抛出垂直速度为零的包络面以外的颗粒将进入沉砂，而受较大的拉力作用而进入旋流器中心的颗粒则进入溢流。
1.17分级设备-水力旋流器
水力旋流器
工 作
工原 作理 原
理
矿浆以0.04~0.35 MPa大气压从给矿 管沿切线方向送入给矿管。
在内部高速旋转产生很大的离心力。
在离心力和重力作用下，较粗的粒 级被抛向器壁，作螺旋向下运动，最后 由沉砂嘴排除。
较细的粒级及大部分液体(水)，形 成旋流，沿中心向上升起，至溢流管流 出。
旋流器底流不同排出状况示意图
1伞状2绳状(底流口很小时) 3大锥角伞状(底流口很大时)
水力旋流器
K优点
(1)分级效率较高(可达60％~70％)；
(2)占地面积小，生产率高；
优
(3)构造简单， 没有运动部件。
点 L缺点
缺
(1)有压给矿，能耗高；
点 (2)设备磨损大(给矿嘴，沉砂嘴)；
(3)需严格隔渣和粗粒；
优越。
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水力旋流器
水力分级和筛 分的比较
类别 原理
产物 特征
工作 效率
应用 范围
筛分 粒度 screen 分级
同级产物中粒度大小比 对细粒物料
较均匀，
筛分效率低
平均粒度相同
大于 2~3mm 物料
分级 classify
沉降速度 同级产物中主要是同降 对细粒物料
(4)工作不稳定，指标波动大。
水力旋流器
第一种最为理想，但多数选 厂难以有这种工作条件。
第三种是人为造成第一种条
给
件，照样可以保持压头稳定
矿
，但只能在低压给矿时使用
方
，因为设置稳压箱的厂房难
式
得有很大高差。
第二种给矿方式可有效地利
用动力，管路少，便于维护
什么是水力旋流器？
什么是水力旋流器？水力旋流器（Hydrocyclone），简称旋流器，是一种分离液固和液液混合物的设备。
其结构类似于圆锥形漏斗，又称为锥形分离器或液固分离器。
水力旋流器是一种高效、经济的液固分离设备，广泛应用于矿山、化工、石油、制药、环保等工业领域。
旋流器的构成旋流器主要由圆锥形的分离器和管道组成。
分离器通常包括进水管、液固分离锥体、溢流管、底流管和出口管。
进水管将含固体颗粒或液体混合物送到旋流器内部，进入分离锥体后受到离心力的作用，固体颗粒向外部壁移动，后沉积在底部并排出旋流器，而清洁的液体则从溢流管流出。
旋流器的工作原理水力旋流器的工作原理是利用旋流器内液体的离心力和分离作用。
液体混合物沿进口管以高速旋转的方式进入锥形分离器，液固混合物在旋流器内部受到高速旋转时，液体向中心聚集并沿着溢流管排出，而固体颗粒由于密度大，被离心力作用到分离器的壁上，最终沉积在底部并通过出口管排除。
旋流器的优点水力旋流器可以高效地分离含有固体颗粒和液体的混合物，并且其操作过程简单、自动化程度高，所需维护和保养较少。
与其他液固分离设备相比，旋流器具有以下优点：1.分离效率高：由于液体在旋流器内的高速旋转，能够以较高的速率将固体颗粒分离出来，提高了分离的效率。
2.适用范围广：旋流器适用于不同种类和大小的固体颗粒和液体的分离，适用于多个不同的工业领域。
3.占地面积小：相对于其他分离设备，旋流器较小，占地面积较小，可节省生产厂房的空间。
4.维修保养简单：旋流器的工作维护和保养相对简单，不需要占用太多维修人员的时间和精力。
应用领域水力旋流器在矿山、化工、石油、制药、环保等工业领域有着广泛的应用。
以下列举几种典型的应用场景。
1.矿山：旋流器可用于分离矿石、选矿、磨矿、降尘、废水处理等工艺过程。
2.化工：旋流器可用于化学反应、催化剂回收、化工废水处理及晶体分离等工艺过程。
3.石油：旋流器可用于钻井液固液分离、提取粘土、深度过滤等工艺过程。
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特 点
构造筒单，无活动部分；体积小，占地面积也小；操作方便； 运行可
靠；生产能力大；成本低；分离的颗粒范围较广，易于实现自动控制。但 能耗较高，分离效率较低。 在化工、石油(油水分离、污水处理等)、轻工、环保、采矿、食品、医 药、纺织与染料业、生物工程及建材等众多领域也已经或正在获得富有成 效的实际应用 。 常采用几级串联的方式或与其他分离设备配合应用，以提高其分离效率。
旋流器结构参数：旋流器柱段直径D、进料口直径d，溢流管直径d，沉砂口直径d、溢流
管插入深度h、圆柱体高度H及锥角a的大小。（已经安装的旋流器可以调整的参数，只有溢流管直
径和沉砂口直径。）
旋流器的结构越好，分离性能越好！
水力旋流器的选择
1、粗分级。 应采用较大直径和较大锥角旋流器。并可在较高给料浓度和较低压力下工 作。由于旋流器的高度较小，离心力较低，较粗颗粒亦可进入到溢流中。 2、细分级和超细分级。
水力旋流器
杨** 2017年4月17日
08:20:20
一、水力旋流器的基本概述
二、水力旋流器பைடு நூலகம்工作原理
三、影响分级效率和分离精度的主要原因
水力旋流器
又称水力旋风分离器、旋液分离器，是 旋流分离器的一种。 是利用离心力来分离 具有一定密度差 以 液体为主(液—液、液—固、液—气等两相或 多相混合物 ) 的悬浮液或乳浊液(液态非均相 混合物)的分离设备。
应采用直径小、锥角亦小的旋流器，以增大颗粒的离心加速度(与半径成
反比)和在器内的停留时间。并采取低的给料浓度和高的给料压力。 3、在满足分离能力的条件下，应该采用尽可能大直径的旋流器。 4、防止大块物料的堵塞，在进料之前加滤网，处理量大时可用并联小旋流 器组。
谢
谢
溢流跑粗的另一个原因。
影响其分离粒度和分级效率的因素：旋流器的结构参数和
操作参数
操作参数主要是指给料浓度和给料压力。
给料浓度 越低，分级效率越高，溢流颗粒越细。（在稀薄浆液中颗粒 的离心沉降速度增大，颗粒间的干扰减小），反之亦然。 给料压力 越大，处理量越大， 溢流颗粒越细。
影响其分离粒度和分级效率的因素：旋流器的结构参数和操作参数
工作原理
介质从圆筒上部的切向 进口（进料管）以一定压力 进入器内（产生高速旋转流 场），高速旋转向下流动。
一、水力旋流器的基本概述
二、水力旋流器的工作原理
三、影响分级效率和分离精度的原因
影响水力旋流器分级效率和分离精度的主要原因
1、溢流跑粗：指溢流中夹带的粗颗粒过多。 2、底流夹细：指底流中夹带的细颗粒过多 底流夹细：在运动中有极少数细颗粒本应该向上运动从溢流口排出， 但受到各种强烈的随机作用的干扰而改变方向，甚至是折返运动，进入了外 旋流而从底流口排出。 溢流跑粗 ：一些颗粒进入旋流器的位置恰好是在进料管的中心位置 （溢流管外壁以及溢流管管端附近），进入旋流器后受到盖下流或二次 涡流的影响下，直接溢流排出，从而形成颗粒的短路流运动。从而造成 分离过程的溢流跑粗，降低分离效率。溢流管插入旋流器一定深度以防 止由短路流引起的溢流跑粗和降低压力。（改变溢流管的结构形状） 在此过程中，原本应该向下运动的大粒径颗粒在随机力的作用下突然 改变方向向上进入内旋流，做螺旋运动，最终从溢流口排出，这是形成
器、尾矿干排专用旋流器。
溢流管
进料管
基本构造
一个柱锥形腔体 一个切向进口（进料管） 两个轴向出口(底流管、溢 流管) 底流管
一、水力旋流器的基本概述
二、水力旋流器的工作原理
三、影响分级效率和分离精度的主要原因
工作原理
介质从圆筒上部的切向 进口（进料管）以一定压力 进入器内（产生高速旋转流 场），高速旋转向下流动。
作 用
悬浮液中固体颗粒的增稠（浓缩）； 悬浮液中固体粒子的分级（按颗粒（相同密度）粒度差分离的作业;
液—液萃取操作中两种不互溶液体的分离；
物料密度差进行分选 （按颗粒密度差分离的作 业 （如分选砂金 、分
选煤 ）；分选旋流器一般给料压力均较低，液流没有太大的旋转速度。)
澄清、脱泥等。
分类
按分散相：固一液旋流器和液一液旋流器；
按混合物组分密度：轻质分散相旋流器和重质分散相旋流器；
按结构：单锥旋流器、双锥旋流器和圆柱形旋流器； 按分散相浓度：普通旋流器和分离浓稠介质用旋流器； 按有无运动部件：静态旋流器和动态旋流器； 按用途：澄清旋流器、增稠旋流器、固体颗粒浓度分级旋流器、固体颗粒 分选旋流器、颗粒冲洗旋流器、油水分离旋流器以及液体的脱气旋流器等。 按功能：分级旋流器、脱水旋流器、脱泥旋流器、除渣旋流器、浓缩旋流