專利名稱：可調式水力旋流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水力旋流器，具體地說，是涉及一種可以調節分流比的、具有分流道進料方式的、以液體為連續相載體的、用于液/固分離或固/固分級、分選的可調式水力旋流器。
技術背景中國實用新型專利號02221295.7公開了一種可以調節分流比的水力旋流器，如圖1所示，包括溢流管10、旋流筒體20、底流管30、調節桿40、蝶型杯50。
在一定壓力下，被處理懸浮液由進料口210切向進入旋流器柱體部分后作高速旋流運動，在離心力場的作用下迅速完成液/固分離或固/固分級過程，由溢流管10排出含有粒度較細、密度較小顆粒的低濃度溢流產物，由底流管30排出含有粒度較粗、密度較大顆粒的高濃度底流產物。
在水力旋流器內，器壁處存在流動邊界層，并有蓋下邊界層和邊壁邊界層之分。邊界層對顆粒具有“屏蔽”作用，顆粒一旦進入邊界層便很難再脫離其“束縛”。于是，隨頂蓋下邊界層的流動產生溢流跑粗現象，而隨邊壁邊界層的流動則產生底流夾細現象。溢流跑粗和底流夾細均使旋流器的分離、分級性能降低，是影響旋流器效率的關鍵因素之一。
水力旋流器的分流比，即底流產物流量與進料流量之比，是影響旋流器分離、分級效率的另一關鍵因素。生產實際中，常規水力旋流器通常通過更換不同通徑的底流管30來調節水力旋流器的分流比，操作比較麻煩，特別是經過長時間使用后底流管30很難從旋流器主體上拆下來。
水力旋流器內，流向溢流口的內旋流一直延伸到底流口附近，使得底流口附近內、外旋流內已經得到分離、分級的顆粒重新發生部分摻混，降低了常規水力旋流器的分離、分級效率。
上述結構的旋流器通過增加調節桿40和蝶型杯50這兩部分，雖然達到調節旋流器分流比的目的，但該裝置中薄壁蝶型杯50長期處于旋流器底流口附近高濃度粗顆粒流的高速沖刷之下，極易磨損，實際工作中需要頻繁更換該零件。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種可調式水力旋流器，可方便地進行分流比的調節，且抑制底流口已分離、分級顆粒的摻混；同時，這種水力旋流器具有分流道進料方式，可以減少顆粒進入邊界層的機會，從而抑制常規水力旋流器中普遍存在的溢流跑粗和底流夾細現象，提高水力旋流器對顆粒的分離、分級性能。
為了實現上述目的，本實用新型的可調式水力旋流器，包括旋流筒體、進料管、溢流管、調節桿；其中，旋流筒體包括柱體部、錐體部；進料管設置于柱體部上端，并與之相連通；溢流管設置于柱體部上端，并與之相連通；溢流管出口連接溢流外接管；調節桿安裝于旋流筒體內；還設有一調節錐，該調節錐套設于調節桿下部；本實用新型中底流的出口即為錐體部的下出口。
進一步，所述的進料管設有至少兩個通道；所述的進料管兩個通道成內外設置或左右、上下設置；所述的進料管與所述的柱體部成切向連通；使水流能量損失最小。
分流道進料的進口結構形式，使部分純液體由進料管的外流道進入旋流器，而待分離或分級的懸浮液則從進料管的內流道進入旋流器。由于器壁邊界層對顆粒的“屏蔽”作用是雙向的，由外流道進來的純液體在旋流器內壁處形成純液體邊界層，這樣的純液體邊界層對邊界層外的顆粒同樣也具有“屏蔽”作用，使得由內流道隨懸浮液一起進來的顆粒很難再進入邊界層內，而只能于主流區域內在離心力場的作用下發生分離、分級，從而能抑制常規水力旋流器中普遍存在的溢流跑粗和底流夾細現象，提高水力旋流器對顆粒的分離、分級性能。
又，所述的調節錐上部為曲面下部為錐面；所述的調節錐錐面的錐度大于旋流器錐體部的錐度；調節錐的內孔直徑小于調節桿上安裝段的外徑，與調節桿過盈配合固定；所述的調節錐由聚氨脂材料制成。
更進一步，還設有支撐軸承，該支撐軸承固定于錐體部下端，調節桿一端安裝于該支撐軸承內，以防止調節桿在流體的沖擊下擺動；還設有螺母，該螺母固定于溢流外接管上，調節桿與螺母螺紋配合。
所述的柱體部、進料管、溢流管為一體式結構。
當要調節旋流器的分流比時，通過旋動調節桿使調節桿及調節錐在旋流器內上下運動，從而實現調節旋流器底流出口通流面積繼而可以方便地對旋流器的分流比進行調節。
和現有水力旋流器相比，本實用新型具有如下優點1.調節錐限制了內旋流接近底流口，從而達到穩定流動，降低旋流器能耗，提高其分離、分級性能的目的；調節桿通過增設支撐軸承，避免了調節桿的擺動。
2.器壁邊界層內為純液體，減小了常規水力旋流器內普遍存在的由器壁邊界層引起的溢流跑粗和底流夾細現象，從而提高了水力旋流器對顆粒的分離、分級性能；3.由于器壁邊界層內為純液體，其粘度小于懸浮液的粘度，從而可以減小水力旋流器內的流動阻力損失，降低能耗；4.通過旋動調節桿可以方便地對旋流器的分流比進行調節，以使其根據不同的進料情況進行最優的工況控制，從而也可以進一步提高其分離、分級效率；5.調節錐由耐磨性能優良的聚氨脂材料制造，避免易磨損的缺陷；6.通過調節旋流器的分流比、進料管內外流道的截面形狀和通流面積以及各流道內的流速，可以使旋流器適用于各種顆粒的分離、分級過程。
圖1為現有水力旋流器的結構示意圖；圖2為本實用新型的結構示意圖；圖3本實用新型中進料管的結構示意圖；圖3 a、3b、3c為圖3的A-A剖視結構示意圖；圖4為本實用新型中進料管的另幾種結構示意圖；圖4a、4b為圖4的B-B剖視結構示意圖；
圖5本實用新型中進料管的其它幾種結構示意圖；圖5a～5d為圖5的C-C剖視結構示意圖。
具體實施方式
參見圖2，本實用新型的可調式水力旋流器，包括旋流筒體1、進料管2、溢流管3、調節桿4；其中，旋流筒體1包括柱體部101、錐體部102，通過卡箍8聯結在一起；進料管2設置于柱體部101上端并與之切向相連通，溢流管3設置于柱體部101上端并軸向相連通，溢流管3與溢流外接管10連結；所述的柱體部101、進料管2、溢流管3為一體式結構；調節桿4安裝于旋流筒體1內；還設有一調節錐5、支撐軸承6、螺母7；該調節錐5套設于調節桿4下部，由聚氨脂材料制成，調節錐5上部為曲面下部為錐面，其錐面的錐度大于錐體部102的錐度，調節錐5的內孔直徑小于調節桿4上安裝段的外徑，與調節桿4過盈配合固定；該支撐軸承6通過卡套11、卡箍12固定于錐體部102下端，調節桿4一端安裝于該支撐軸承6內；螺母7固定于溢流外接管10上，調節桿4與螺母7螺紋配合，螺母7和調節桿4之間的環隙由密封圈9密封；分離后液體從錐體部102的下出口流出。
再請參見圖3、圖3a、3b、3c，所述的進料管2設有兩個通道201、202；該兩通道201、202成內外設置或上下設置；部分純液體由進料管2的外通道202進入旋流器，而待分離或分級的懸浮液則從進料管2的內通道201進入旋流器。
圖4、圖4a、b所示，所述的進料管2設有兩通道201、202成內外或左右設置，部分純液體由進料管2的外通道(或右通道)202進入旋流器，而待分離或分級的懸浮液則從進料管2的內通道(或左通道)201進入旋流器。
圖5、圖5a～5d所示，所述的進料管2設有兩個通道201、202成內外設置，部分純液體由進料管2的外通道202進入旋流器，而待分離或分級的懸浮液則從進料管的內通道201進入旋流器。
當要調節旋流器的分流比時，通過旋動調節桿4使調節桿4及調節錐5在旋流器內上下運動，從而實現調節旋流器底流出口通流面積繼而可以方便地對旋流器的分流比進行調節。
權利要求1.可調式水力旋流器，包括，旋流筒體，包括柱體部、錐體部；進料管，設置于柱體部上端，并與之相連通；溢流管，設置于柱體部上端，并與之相連通；調節桿，安裝于旋流筒體內；其特征在于，還設有一調節錐，該調節錐套設于調節桿下部。
2.如權利要求1所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的進料管內設有至少兩個通道。
3.如權利要求2所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的進料管的至少兩個通道成內外設置或上下設置。
4.如權利要求1或2或3所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的進料管與所述的柱體部成切向連通；
5.如權利要求1所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的調節錐上部為曲面下部為錐面。
6.如權利要求5所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的調節錐錐面的錐度大于旋流器錐體部的錐度。
7.如權利要求1或5所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的調節錐的內孔直徑小于調節桿上安裝段的外徑，與調節桿過盈配合固定。
8.如權利要求1或5或6所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的調節錐由聚氨脂材料制成。
9.如權利要求1所述的可調式水力旋流器，其特征在于，還設有支撐軸承，該支撐軸承固定于錐體部下端，調節桿一端安裝于該支撐軸承內。
10.如權利要求1所述的可調式水力旋流器，其特征在于，還設有螺母，該螺母固定于溢流外接管上，調節桿與螺母螺紋配合。
11.如權利要求1所述的可調式水力旋流器，其特征在于，所述的柱體部、進料管、溢流管為一體式結構。
專利摘要可調式水力旋流器，包括旋流筒體、進料管、溢流管、調節桿；其中，旋流筒體包括柱體部、錐體部；進料管、溢流管設置于柱體部上端，并相連通；調節桿安裝于旋流筒體內；還設有調節錐、支撐軸承、螺母；調節錐套設于調節桿下部；進料管設有至少兩個通道，且成內外或上下設置；支撐軸承固定于錐體部下端，調節桿一端安裝于該支撐軸承內；螺母固定于溢流外接管上。通過調節桿及調節錐在旋流器內上下運動，以調節旋流器底流出口通流面積繼而可方便地對旋流器的分流比進行調節；同時，分流道進料方式可以減少顆粒進入邊界層的機會；通過改變進料管形狀和各流道通流面積以及各流道內進料的流速，使旋流器適用于各種顆粒的分離、分級過程。
文檔編號B04C5/103GK2628149SQ0323248
公開日2004年7月28日 申請日期2003年6月24日 優先權日2003年6月24日
發明者鄒寬, 林高平, 胡利光, 楊茉, 章立新, 林宗虎 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 上海理工大學