水力旋流器是一種非運(yùn)動(dòng)型分離設(shè)備,其主要原理是利用離心力來進(jìn)行分級(jí)或分離。以下是關(guān)于水力旋流器原理的詳細(xì)解釋:
1.離心沉降原理
當(dāng)待分離的料漿以一定的壓力從旋流器周邊進(jìn)入旋流器后,被迫作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同,料漿中的固體粗顆粒能夠克服水力阻力向器壁運(yùn)動(dòng),并在自身重力的共同作用下,沿器壁螺旋向下運(yùn)動(dòng)。相比之下,細(xì)而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小,未及靠近器壁即隨料漿做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)水力旋流器。
2.渦旋產(chǎn)生室的原理
水力旋流器通常是垂直運(yùn)行的,液體漿液通過渦流探測器進(jìn)入旋流器錐形壁的頂部,該渦流探測器產(chǎn)生切向流,因此在旋流器中產(chǎn)生強(qiáng)渦旋。旋流器中的漿液以高速渦旋旋轉(zhuǎn),能夠保留在懸浮液中的細(xì)粉從頂部中央管道排出,稱為溢流。每個(gè)特定的旋流器均設(shè)計(jì)有特定的分離閾值:尺寸過大和尺寸過小(超重和重量不足)之間的臨界值。
3.外旋流和內(nèi)旋流的分離原理
在外旋流中,固體顆粒受到離心力作用,如果密度大于四周液體的密度(這是大多數(shù)情況),水力旋流器所受的離心力就越大,一旦這個(gè)力大于因運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的液體阻力,固體顆粒就會(huì)克服這一阻力而向器壁方向移動(dòng),與懸浮液分離。到達(dá)器壁附近的顆粒受到連續(xù)的液體推動(dòng),沿器壁向下運(yùn)動(dòng),到達(dá)底流口附近聚集成為大大稠化的懸浮液,從底流口排出。而水力旋流器則攜帶細(xì)而輕的固體物料由溢流口排出。
4.水力旋流器的工作過程
水力旋流器的工作過程包括以下幾個(gè)步驟:首先,礦漿在壓力作用下經(jīng)給礦管沿柱體切線方向進(jìn)入殼體,在殼內(nèi)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);其次,礦漿中的粗顆粒(或密度大的顆粒)因受到較大的離心力而進(jìn)入回轉(zhuǎn)流的外圍,并同時(shí)隨礦漿流向下流動(dòng),終由底部沉砂嘴排出成為沉砂;然后,細(xì)顆粒所受離心力較小,處于回轉(zhuǎn)流中間并隨液流上運(yùn)動(dòng),由溢流管排出成為溢流。
綜上所述,水力旋流器的工作原理主要是利用離心沉降和渦旋產(chǎn)生室的原理,結(jié)合外旋流和內(nèi)旋流的分離原理,通過礦漿在旋流器內(nèi)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和離心力作用,實(shí)現(xiàn)粗細(xì)顆粒的分離。