一种带有冲洗水的水力旋流器并联公共液斗

1.本实用新型属于水力旋流器技术领域，具体涉及一种带有冲洗水的水力旋流器并联公共液斗。


背景技术：

2.水力旋流器一种多相流分离设备。分离工作原理是应用物料各个相密度不同，导致旋流过程中离心力不同，实现不同相的分离，广泛应用于矿业，环保，食品，化工等行业。为了增大处理量，经常将小尺寸的水力旋流器并联，保证大处理量，高分离效率。但多个水力旋流器周圈形式并联时，往往会使分离效率下降，且并联时单个旋流器的性能波动就会引起整体性能的较大波动。且对于并联旋流器组分流比的调节，需要对所有旋流器同时作用，才能保证性能的稳定。这些都对水力旋流器周圈形式并联应用造成了限制。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决水力旋流器并联后，相较于单体时总效率有所下降，且并联公共空间内流场不稳定，一旦个别单体旋流器的分离效率产生波动，会较大的影响总体的分离性能的问题，进而提供一种带有冲洗水的水力旋流器并联公共液斗。
4.本实用新型所采取的技术方案是：一种带有冲洗水的水力旋流器并联公共液斗，包括公共液斗以及均布安装在公共液斗上的多个旋流器；固液混合液由所述多个旋流器分离后进入公共液斗内，所述公共液斗上端采用圆形腔体结构，该圆形腔体为旋流扩散腔，用于提升多个旋流器内的分离稳定性，公共液斗下端采用圆锥形腔体结构，该圆锥形腔体为汇流腔，用于排出液体，公共液斗上端沿其圆形切线方向安装有两个冲洗水装置，所述冲洗水装置用于调节各个旋流器的进出口压力和调节旋流器底流产品的粒度组成。
5.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
6.本实用新型可以增加周圈并联旋流器的分离效率、提高工作稳定性与可靠性；可以通过底流冲洗水调节并联整体的分流比，避免单独调节引起的性能波动，使并联旋流器组有更广的高效率适用范围；且带有冲洗水功能，能够根据需要调节底流产品的粒度组成；有很高的实用价值与指导意义。
附图说明
7.图1是本实用新型主视图；
8.图2是本实用新型俯视图；
9.图3是本实用新型进料斗和出料斗结构示意图；
10.其中：1、旋流器；2、橡胶垫片；3、定位螺栓；4、公共液斗；5、旋流扩散腔；6、汇流腔；7、公共液斗出口；8、旋流器底流出口；9、固定架；10、定位橡胶头；11、公共液斗入口；12、冲洗水装置；13、电动推杆；14、推杆通道；15、尖头杆；16、出料斗；17、进料管；18、溢流管；19、弹簧；20、进料斗；22、连接管；23、折叠软管部；24、外延板；25、球座；26、支撑架；27、球体；
28、连接柱。
具体实施方式
11.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的做进一步详细的描述。
12.结合图1，多个旋流器1组成周圈并联旋流器组，以四个周圈并联旋流器组为例，说明本实用新型的实施方式。本装置作用过程主要包括，混合液旋转阶段，混合液自稳定阶段，混合液排出阶段。
13.具体为：一种带有冲洗水的水力旋流器并联公共液斗，包括公共液斗4以及均布安装在公共液斗4上的多个旋流器1；固液混合液由所述多个旋流器1分离后进入公共液斗4内，所述公共液斗4上端采用圆形腔体结构，该圆形腔体为旋流扩散腔5，用于提升多个旋流器1内的分离稳定性，公共液斗4下端采用圆锥形腔体结构，该圆锥形腔体为汇流腔6，用于排出液体，公共液斗4上端沿其圆形切线方向安装有两个冲洗水装置12，所述冲洗水装置12用于调节各个旋流器1的进出口压力和调节旋流器1底流产品的粒度组成。
14.其中：多个所述旋流器1安装在公共液斗4的顶盖上，且每个旋流器1和公共液斗4的顶盖之间均安装有固定架9，固定架9为设置中心孔的架体结构，每个固定架9上均通过定位螺栓3与定位橡胶头10紧固旋流器1底流出口，使旋流器1与公共液斗入口11对应。并在旋流器1下端设置橡胶垫片2进行旋流器1和公共液斗4之间的密封，组成的封闭的内环境，此外，橡胶垫片2具有缓冲摩擦的作用。两个所述冲洗水装置12绕公共液斗4的圆心中心对称设置，两个冲洗水装置12的圆管沿公共液斗4上方切向进入公共液斗4。
15.工作过程：混合液由周圈并联旋流器组分离后，经过旋流器底流出口8，由公共液斗入口11进入公共液斗4。
16.分离后的固液混合液进入公共液斗4后，在旋流扩散腔5进行扩散，不对旋流分离产生阻力，且并行的旋流场会形成涡系自稳定效应，从而提升周圈并联旋流器组内的分离稳定性。
17.混合液在重力作用下经由汇流腔6汇流，从公共液斗出口7排出，由于公共液斗出口7处混合液从旋流状态转变为直线流动状态，使旋流中心负压场消失，阻止空气进入公共液斗4，从而阻止了空气从旋流器底流出口8进入周圈并联旋流器组，增大了周圈并联旋流器组内的分离区域，削弱空气柱的形成，从而提升了分离效率。
18.该装置带有冲洗水装置12。如图2所示，冲洗水通过两个对称布置的冲洗水装置12圆管沿公共液斗4上方切向进入沿公共液斗4。在冲洗水所产生的剪力作用下，对液斗内部以及周圈并联旋流器组底流进行冲洗。调节冲洗水流量的大小，可以调节公共液斗4内部压力分布，从而改变并联水力旋流器1整体的底流口压力，这样就达到了无需单独调节各个旋流器1的进出口压力的情况下调整并联旋流器组分流比的效果。避免了各个旋流器1分流比偏差，引起整体性能下降。
19.当并联旋流器组用于固体颗粒分级时，冲洗水可以将大一些的细颗粒冲出粗颗粒群，从旋流器底流出口8返回内旋流核心区域，达到了调节底流产品的粒度组成的功能。
20.冲洗水装置12能够起到上述功能的原理与旋流器1的原理相似，冲洗水沿切线进入公共液斗4，在公共液斗4内做回转运动，公共液斗4内的液体，公共液斗4内的混合物中密
度大的组分在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达锥体段沿器壁向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋涡流场；密度小的组分向中心轴线方向运动，并在轴线中心形成一向上运动的内涡旋，然后由公共液斗入口11排出，重新回到旋流器1内，公共液斗4在冲洗水装置12的配合下，形成了一个大的旋流器。
21.如图1所示，每个所述旋流器1的旋流器底流出口8处各设置有至少一个防堵组件。用于防止旋流器1堵塞。
22.每个所述防堵组件均包括尖头杆15及电动推杆13；每个所述旋流器1的旋流器底流出口8处均沿其径向开设穿孔，每个所述穿孔与旋流器底流出口8处外接的套筒形成推杆通道14，所述尖头杆15设置在推杆通道14内，尖头杆15的尖端朝向旋流器1内腔设置，尖头杆15的尾端安装在电动推杆13的伸缩端上，电动推杆13的壳体安装在橡胶垫片2上。
23.电动推杆13伸长带动尖头杆15插向旋流器底流出口8处的物料，在尖头杆15的往复穿刺的过程中，能够将物料捣碎，起到防堵的作用。
24.此处，电动推杆13可设置间隔启动，即在旋流器1开始工作时，每隔一段时间启动，起到防堵作用，也可以在旋流器1堵住的时候启动，起到疏通的作用。
25.如图3所示，所述带有冲洗水的水力旋流器并联公共液斗还包括出料斗16、进料斗20、支撑架26及多个连接管22；多个所述旋流器1的溢流管18均与出料斗16连通，分离后的轻物料进入出料斗16内，并由出料斗16排出，且出料斗16通过多个溢流管18架设在旋流器1上方，多个所述旋流器1的进料管17均通过连接管22与进料斗20连通，固液混合液由进料斗20和连接管22进入旋流器1的进料管17内，所述进料斗20通过支撑架26架设在出料斗16的内腔内。采用此种方式节省空间。
26.所述进料斗20底面设置为尖端朝上的锥面，使进料斗20的内腔底部形成w型结构，便于固液混合液的排出，进料斗20的多个出口设置在进料斗20w型结构的侧壁底部处，所述多个连接管22一端与对应的进料斗20出口连接，多个连接管22另一端与对应的旋流器1的进料管17连通。采用此种结构能够有效避免进料斗20内的物料残留，并且能够将物料均匀的输出。
27.所述进料斗20的外底面通过连接柱28安装在球体27上，球体27安装在球座25内，所述球座25固定在支撑架26上，球铰实现了进料斗20的自由转动，多方向的自由度，因旋流器1的溢流管18喷出分离后的轻物料，这部分物料会对进料斗20进行冲击，当进料斗20能够转动时，会借助这部分冲击力晃动进料斗20，摇匀进料斗20内的固液分离液，避免固体沉积，同时能够使物料更加均匀，在此基础上，连接管22设置在出料斗16内的一部分设置为折叠软管部23，使连接管22具有可伸缩和能够弯折的功能，能够随着进料斗20的晃动变形，避免刚性连接，影响进料斗20，同时，为了对进料斗20进行缓冲，在进料斗20和出料斗16之间设置多个弹簧19。
28.支撑架26是多根支撑柱均匀间隔排布组成的架体结构，使固液混合液能够从出料斗16的出口排出。
29.沿着进料斗20底部的锥面设置外延板24，形成散型结构罩设在球体27和球座25上。能够减少球体27和球座25接触物料。
30.本实用新型主要解决的技术问题如下：
31.主要问题：
32.水力旋流器并联后，相较于单体时总效率有所下降，且并联公共空间内流场不稳定，一旦个别单体旋流器的分离效率产生波动，会较大的影响总体的分离性能。本实用新型在并联水力旋流器的下方加装一个带有冲洗水功能的公共液斗。周圈并联水力旋流器组下端的沉沙口接入公共液斗中，可以通过调节冲洗水的流量大小，减少空气进入旋流器，实现了稳定并联水力旋流器流场，减少窜流返混，提高了流量，促进了分离效率的效果。
33.次要问题：
34.一、并联水力旋流器组整体的分流比调节困难，一般情况下需单独调节各个旋流器的进出口压力，操作繁琐，且容易造成各个旋流器分流比偏差，引起整体性能下降。本实用新型通过底流冲洗水调节并联整体的分流比，避免单独调节引起的性能波动。
35.二、当并联旋流器组用于固体颗粒分级时，底流产品的粒度组成是固定的，无法调节，一旦原料粒度分布发生变化，或者产品粒度需要调整，现有的水力旋流器并联组都难以实现。本实用新型带有冲洗水功能，能够根据需要调节底流产品的粒度组成。
36.主要性能指标：该装置适用于固液分离水力旋流器周圈并联排布形式，适用的单体旋流器个数从4个到10个以上，根据单体旋流器数量确定液斗的直径与连接孔个数。该装置能够有效提升并联旋流器的分离效率与稳定性，扩大高效工作范围，并具有调节底流产品的粒度组成的功能。
37.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。