一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，屬于旋流器分選分級(jí)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋流器可以根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，單個(gè)使用或者組合使用。所謂的組合使用是指兩 個(gè)或者兩個(gè)以上的旋流器通過(guò)并聯(lián)、串聯(lián)等方式組合到一起以達(dá)到特定的生產(chǎn)目的。常見 的三產(chǎn)品旋流器一般是兩個(gè)旋流器通過(guò)串聯(lián)的形式組合到一起的，其目的有兩種：即對(duì)溢 流產(chǎn)品進(jìn)行再分級(jí)和對(duì)底流產(chǎn)品進(jìn)行再分級(jí)底流產(chǎn)品再分級(jí)主要是針對(duì)底流大密度大直 徑的顆粒進(jìn)行再分級(jí)。常說(shuō)的重介三產(chǎn)品旋流器也可以歸為此類，因?yàn)橹亟槿a(chǎn)品旋流器 是從一段旋流器的側(cè)邊利用懸浮液和顆粒物的切向速度將它們引出到二段旋流器再對(duì)顆 粒物進(jìn)行分選，而一段旋流器外側(cè)的顆粒物通常來(lái)講是大直徑大密度的；而對(duì)溢流產(chǎn)品再 分級(jí)主要是針對(duì)溢流中的細(xì)顆粒物按照工藝要求進(jìn)行再分級(jí)。
[0003] 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)底流再分級(jí)工藝，尤其是重介三產(chǎn)品旋流器進(jìn)行了大量的研宄。然 而對(duì)于旋流器串聯(lián)尤其是對(duì)于溢流產(chǎn)品再分級(jí)工藝的研宄還比較少。Kuo-jen Hwan等對(duì) 采用這種工藝的兩個(gè)微型旋流器進(jìn)行了試驗(yàn)研宄，得出結(jié)論：通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，比之 單個(gè)旋流器，可以有效提高分級(jí)性能，降低能量消耗。然而對(duì)溢流產(chǎn)品再分級(jí)工藝的根本問(wèn) 題是一段旋流器的溢流往往是高速旋轉(zhuǎn)的渦流，而這種渦流會(huì)導(dǎo)致二段旋流器分選分級(jí)效 率低下、跑粗或者細(xì)粒夾帶等現(xiàn)象。為了改善二段旋流器工況、滿足生產(chǎn)需要，特提出本專 利。經(jīng)試驗(yàn)和CFD模擬分析證實(shí)，該發(fā)明能極大提高二段旋流器分選分級(jí)性能，同時(shí)把對(duì)一 段工況的影響降到最低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，用以去除一段溢流來(lái)流的漩渦， 極大提高二段旋流器的分級(jí)或分選效率，同時(shí)盡量減小對(duì)一段旋流器工況的影響。
[0005] 本發(fā)明提供的一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，包括一段旋流和二段旋流，一段旋 流上端為一段溢流口，下端為一段底流口，所述一段溢流口與二段入料口通過(guò)連接管連接， 其特征在于：所述連接管中設(shè)有導(dǎo)流葉片。
[0006] 上述方案中，所述旋流器是水介分選旋流器或水力分級(jí)旋流器，所述連接管為圓 形或方形直管，所述一段旋流器的錐角增大、底流口尺寸縮小。安裝導(dǎo)流葉片后為一段溢流 出流增加了阻力，導(dǎo)致一段旋流器底流出料加大，為了避免一段底流物料過(guò)多，選擇增大錐 角、減小底流口尺寸方式。
[0007] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片上均勻設(shè)置3~8片葉片，所述葉片的厚度為0. 5~5mm ; 所述導(dǎo)流葉片必須具有一定的防止變形的強(qiáng)度，厚度可根據(jù)強(qiáng)度的要求在〇~5mm之間選 擇，越薄越好；葉片長(zhǎng)度為導(dǎo)流葉片安放處連接管內(nèi)徑的1~3倍，葉片寬度小于連接管的半 徑，連接管的內(nèi)徑與導(dǎo)流葉片的外徑的差值< 0. 5mm。
[0008] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片上連接的葉片為直葉片或者螺旋葉片。
[0009] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片中心區(qū)域?yàn)閷?shí)心（葉片中心處直連)、中心管或者空心。
[0010] 上述方案中，所述螺旋葉片外沿曲線起始端切線與管路中軸線呈成一定起始角， 在0~90度之間，隨著旋轉(zhuǎn)角度的加大，該角度逐漸減小，末端切線與管路軸線平行。葉片的 功能面是以外沿曲線和管路中軸線為引導(dǎo)曲線、過(guò)外沿曲線的起點(diǎn)的半徑為母線生成的掃 掠面。需要注意的是所用螺旋葉片安裝時(shí)要讓來(lái)流從帶入口角的一端流入、與管路平行的 一端流出，設(shè)計(jì)時(shí)螺旋的偏轉(zhuǎn)角度與來(lái)流的旋轉(zhuǎn)方向一致。葉片的起始角要小于流體的旋 轉(zhuǎn)角以使得流體能打在葉片的功能面上。
[0011] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片中心區(qū)域?yàn)閷?shí)心或者中心管時(shí)，葉片與連接管通過(guò)螺 紋、卡鍵、一體鑄造或焊接方式連接。設(shè)有螺紋時(shí)，每片葉片邊緣生成有外螺紋，安裝處連接 管內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)有內(nèi)螺紋，二者通過(guò)螺紋連接；設(shè)有卡鍵時(shí)，每片葉片邊緣的一段設(shè)有卡鍵，安 裝處連接管法蘭上對(duì)應(yīng)的設(shè)有卡槽，導(dǎo)流葉片與連接管卡接。
[0012] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片中心區(qū)域?yàn)橹行墓軙r(shí)，中心管壁厚為0.5~5mm，在滿足 強(qiáng)度要求的條件下，越薄越好。中心管內(nèi)徑r的取值范圍為0-0. 6倍的安放處連接管內(nèi)徑。
[0013] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片中心區(qū)域?yàn)榭招臅r(shí)，葉片在連接管周向均勻分布，葉片 距連接管中心的距離相等，各葉片與連接管焊接或鑄造為一體。
[0014] 上述方案中，所述導(dǎo)流葉片采用防銹耐磨板制成。
[0015] 本發(fā)明的有益效果： 可有效消除一段旋流器和二段旋流器之間連接溢流的渦流，極大提高二段旋流器的分 選分級(jí)效率；同時(shí)通過(guò)采取增大一段旋流器錐角、縮小一段旋流器底流口尺寸、采用合適的 導(dǎo)流葉片等措施，可在保證一段旋流器底流出料量不變的前提下，有效提高溢流直連的三 產(chǎn)品旋流器系統(tǒng)的總體工藝性能。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為導(dǎo)流葉片安裝位置示意圖。
[0017] 圖2為實(shí)施例1導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3為圖2的俯視圖。
[0019] 圖4為實(shí)施例2導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖5為圖4的俯視圖。
[0021] 圖6為實(shí)施例1和實(shí)施例2的安裝方式示意圖。
[0022] 圖7為實(shí)施例3導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖8為圖7的俯視圖。
[0024] 圖9為實(shí)施例3的安裝方式示意圖。
[0025] 圖10為實(shí)施例4導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖11為圖10的正等二側(cè)視圖。
[0027] 圖12為無(wú)葉片與安裝上面4種葉片后二段分級(jí)旋流器分級(jí)效果圖。
[0028] 圖中A為安裝位置1，B為安裝位置2,1為一段溢流口，2為一段底流口，3為二段 入料口，4為連接管，5為二段底流口，6為二段溢流口，7為卡鍵，8為直葉片，9為卡槽，10為 法蘭，11為中心管，12為螺旋葉片，13為螺旋導(dǎo)流葉片入口，14為螺旋導(dǎo)流葉片出口，15為 螺旋導(dǎo)流葉片功能面，16為螺旋葉片外螺紋，17為連接管內(nèi)螺紋，18為連接管。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過(guò)實(shí)施例和附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0030] 如圖1所示，一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，包括一段旋流和二段旋流，一段旋流 上端為一段溢流口 1，下端為一段底流口 2,所述一段溢流口 1與二段入料口 3通過(guò)連接管 4連接，其特征在于：所述連接管4中設(shè)有導(dǎo)流葉片。
[0031] 上述方案中，所述旋流器是水介分選旋流器或水力分級(jí)旋流器，所述連接管盡量 為圓形直管，必要時(shí)可為方形直管。安裝導(dǎo)流葉片后為一段溢流產(chǎn)品增加了阻力，為了避免 一段底流物料過(guò)多，選擇增大一段旋流器錐角、縮小一段底流口尺寸等措施。
[0032] 下面給出五種導(dǎo)流葉片的結(jié)構(gòu)及其安裝方式： 實(shí)施例1 :中心區(qū)域?yàn)閷?shí)心直葉片 有4片葉片在圓周上均勾分布，各葉片在中心區(qū)域直連形成實(shí)心。葉片長(zhǎng)度IOOmrn,葉 片厚度I. 5mm，葉片寬度22. 25mm，安裝在位置2的方管中，方管截面長(zhǎng)和寬均為45mm，見圖 2、3所示。
[0033] 該直葉片的葉片外側(cè)一端設(shè)有卡鍵，連接管上安裝位置2處設(shè)有法蘭，如圖6所 示，法蘭上生成有與葉片卡鍵對(duì)應(yīng)的卡槽，直葉片從法蘭處插入管道后，卡鍵卡接在卡槽 中，葉片與連接管活動(dòng)連接。
[0034] 實(shí)施例2 :中心區(qū)域?yàn)橹行墓苤比~片 導(dǎo)流葉片為直葉片，中間設(shè)有中心管，中心管外側(cè)均勻分布有四片直葉片，見圖4、5所 不O
[0035] 葉片長(zhǎng)度IOOmrn,葉片厚度I. 5mm，葉片外徑44. 5mm,中心管內(nèi)徑13. 5mm，中心管 壁厚2. 25mm，安裝在位置2的方管中，方管截面長(zhǎng)和寬均為45mm。
[0036] 該直葉片的葉片外側(cè)一端設(shè)有卡鍵，連接管上安裝位置2處設(shè)有法蘭，如圖6所 示，法蘭上生成有與葉片卡鍵對(duì)應(yīng)的卡槽，直葉片從法蘭處插入管道后，卡鍵卡接在卡槽 中，葉片與連接管活動(dòng)連接。
[0037] 實(shí)施例3 :中心區(qū)域?yàn)橹行墓苈菪~片 葉片為螺旋葉片，螺旋葉片起始角30度，90度旋轉(zhuǎn)，中心管內(nèi)徑13. 5mm，中心管壁厚 2. 25mm、葉片厚度I. 5mm、葉片長(zhǎng)度100mm，圖7、8所示。
[0038] 螺旋葉片的三維曲妹卞田的縣加下報(bào)才. 其中，Z ( Θ )是點(diǎn)到起妬f囬的垂且距尚
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，包括一段旋流和二段旋流，所述一段溢流口與二段 入料口通過(guò)連接管連接，其特征在于：所述連接管中設(shè)有導(dǎo)流葉片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述旋流器是水介 分選旋流器或水力分級(jí)旋流器，所述連接管為圓形或方形直管，所述一段旋流的錐角增大、 底流口尺寸縮小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片上均 勻設(shè)置3~8片葉片，所述葉片的厚度為0. 5~5mm，葉片長(zhǎng)度為導(dǎo)流葉片安放處連接管內(nèi)徑的 1~3倍，葉片寬度小于連接管的半徑，連接管的內(nèi)徑與導(dǎo)流葉片的外徑的差值< 0.5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片上連 接的葉片為直葉片或者螺旋葉片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述螺旋葉片外沿 曲線起始端切線與管路中軸線呈〇~90度，隨著旋轉(zhuǎn)角度的加大，該角度逐漸減小，末端切 線與管路軸線平行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片中心 區(qū)域?yàn)閷?shí)心、中心管或者空心。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片中心 區(qū)域?yàn)閷?shí)心或者中心管時(shí)，葉片與連接管通過(guò)螺紋、卡鍵、一體鑄造或焊接方式連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片中心 區(qū)域?yàn)橹行墓軙r(shí)，中心管壁厚為0. 5~5mm，中心管內(nèi)徑r的取值范圍為0-0. 6倍安放處連接 管內(nèi)徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片中心 區(qū)域?yàn)榭招臅r(shí)，葉片在連接管周向均勻分布，葉片距連接管中心的距離相等，各葉片與連接 管焊接或鑄造為一體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，其特征在于：所述導(dǎo)流葉片采用 防銹耐磨板制成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，包括一段旋流器和二段旋流器，所述一段溢流口與二段入料口通過(guò)連接管連接，其特征在于：所述連接管中設(shè)有導(dǎo)流葉片。試驗(yàn)研究和CFD數(shù)值模擬分析表明，該導(dǎo)流裝置可有效消除一段旋流器和二段旋流器之間連接溢流的渦流，極大提高二段旋流器的分選分級(jí)效率；同時(shí)通過(guò)選取適當(dāng)?shù)囊欢涡髌鹘Y(jié)構(gòu)尺寸、采用合適的導(dǎo)流葉片等措施，可有效提高溢流直連的三產(chǎn)品旋流器系統(tǒng)的總體工藝性能。
【IPC分類】B04C5-26
【公開號(hào)】CN104624406
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510062797
【發(fā)明人】樊民強(qiáng), 張明, 張大衛(wèi), 張鈺
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日