等，本实施例的溢流管I及进料管2均为圆管。旋流器的器壁上设有螺旋槽6，该螺旋槽6为旋流器的器壁由上至下沿圆周方向按螺旋状向外凸出，螺旋槽6的上端与进料管2相连通，下端连通有底流管8，螺旋槽6的下端是在圆锥段4的底部位置与底流管8相连通的。即，进料管2进入圆柱段3后与水平线成15?60°夹角继续向下沿旋流器的器壁延伸并且成圆弧形外凸出于器壁，即为螺旋槽6 ;该螺旋槽6由进料管2在圆柱段3上的进口处向下沿圆周方向延伸至圆锥段4的底部。螺旋槽6向外凸出的高度为3?15mm，宽度与进料管2的直径相等(即与进料管2保持一致)，本实施例螺旋槽6的截面形状为半圆状。在底流管8上安装有控制重介质排出流量的调节阀7，根据所需要的排出颗粒粒度(重介质)，通过控制调节阀7的开度，可以得到不同的分离效果。
[0022]实施例二
[0023]如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于:本实施例的进料管2进入圆柱段3后与水平线成15?60°夹角继续向下沿旋流器的器壁延伸并且成方形外凸出于器壁，即为螺旋槽6 ;S卩，本实施例螺旋槽6的截面形状为矩形。其他均与实施例一完全相同。
[0024]本发明的工作原理为:
[0025]当待分离介质(物料)由进料管2进入旋流器时，依靠轻重两相的密度差异或粗细颗粒之间的粒度差异所受到离心力、曳力的不同，在旋流器中形成内外两漩涡，重相被甩向螺旋槽6内。螺旋槽6的存在，束缚和归整了滑落入外凸螺旋槽6内的重介质的运动，使其不再做强旋流运动而快速聚集并缓慢沉降，重介质聚集和运动的方向性增强，轻重介质在不同流域运动，减小了重介质分离后被夹带入轻流体的可能，最终从螺旋槽6底部连通的底流管8全部排出。根据所需要的排出颗粒粒度和浓度，通过调节调节阀7的开度，可以得到不同的分离效果。轻介质经内漩涡由上部的溢流管I排出，实现轻重介质的分离。
[0026]本发明旋流器的螺旋槽6是器壁向外凸出而成，并且底部是圆锥而不是圆台，即底流口不在传统旋流器的圆台底部，重介质是由螺旋槽6的底部出口排至底流管8内。外凸出的螺旋槽6的存在可使重介质在几乎不干扰内部流场的情况下实现分离，可以大大提高重介质的分级效率和分割直径；此外，外凸出的螺旋槽6为重介质的运动及其被捕捉提供了合适的轨道，起到了很好的分流作用，使重介质在外凸出的螺旋槽6处几乎静止的流体中离心沉降，然后缓缓滑落至底部；径向轨道的增加大大降低了重介质在较大离心力作用下碰撞器壁引起弹性碰撞导致其反弹至未分离流场从而被卷入顶流的机率，更利于重介质流体的分离。最后，底部使用圆锥体而非圆台，完全避免了旋流器因底流设计不合适而导致轻介质在旋流器底部强制反转而造成重介质的夹带，再加上外凸出的螺旋槽6的导流设计，被分离的重介质完全失去了被夹带的机会，从而提高旋流器的分离效率；底流管8处的调节阀7可以调节底流流量，达到理想的分离和分级效果。
【主权项】
1.一种外凸出螺旋槽式旋流器，该旋流器为中空结构，上部为中空的圆柱段、下部为中空的圆锥段，所述圆柱段上连通有进料管；其特征在于:所述进料管(2)连通于所述圆柱段(3)的上端，该进料管(2)相对于所述圆柱段(3)向下倾斜并与所述圆柱段(3)相切，所述圆柱段(3)上插有溢流管(I)，所述圆锥段(4)的底部为封闭端；所述旋流器的器壁上设有螺旋槽￠)，该螺旋槽(6)为旋流器的器壁由上至下沿圆周方向按螺旋状向外凸出，所述螺旋槽(6)的上端与所述进料管(2)相连通，下端连通有底流管(8);轻重介质通过所述进料管(2)进入旋流器内部，重介质通过压力、重力和曳力的共同作用在所述螺旋槽￠)内向下滑动，并由所述底流管(8)排出，轻介质通过所述溢流管(I)排出，实现轻重介质的分离。2.按权利要求1所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述底流管(8)上安装有控制所述重介质排出流量的调节阀(7)。3.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述螺旋槽(6)由进料管(2)在圆柱段(3)上的进口处向下沿圆周方向延伸至所述圆锥段(4)的底部，并在该圆锥段(4)的底部位置与所述底流管(8)相连通。4.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述螺旋槽(6)向外凸出的高度为3?15_，宽度与所述进料管(2)的直径相等，所述螺旋槽(6)的截面形状为圆弧形或方形。5.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述螺旋槽(6)由进料管(2)在圆柱段(3)上的进口处与水平线成15?60°夹角向下螺旋。6.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述进料管(2)向下倾斜角度为小于或等于5°。7.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述溢流管(I)的插入深度小于或等于所述圆柱段(3)的直径。8.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述圆柱段(3)的上表面为可拆卸的顶盖(5)，所述溢流管(I)安装在该顶盖(5)上。9.按权利要求8所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述溢流管(I)的插入深度小于或等于所述圆柱段(3)的直径。10.按权利要求1或2所述的外凸出螺旋槽式旋流器，其特征在于:所述溢流管(I)、圆柱段(3)及圆锥段(4)的轴向中心线共线。
【专利摘要】本发明涉及一种外凸出螺旋槽式旋流器，该旋流器为中空结构，上部为中空的圆柱段、下部为中空的圆锥段，圆柱段上连通有进料管；进料管连通于圆柱段的上端，进料管相对于圆柱段向下倾斜并与圆柱段相切，圆柱段上插有溢流管，圆锥段的底部为封闭端；旋流器的器壁上设有螺旋槽，螺旋槽为旋流器的器壁由上至下沿圆周方向按螺旋状向外凸出，螺旋槽的上端与进料管相连通，下端连通有底流管；轻重介质通过进料管进入旋流器内部，重介质在螺旋槽内向下滑动，并由底流管排出，轻介质通过溢流管排出，实现轻重介质的分离。本发明在不改变旋流场的情况下顺势引导重介质和轻介质的分离，提高了分级效率和减小了分割直径，减少了旋流器中常见的溢流跑粗现象。
【IPC分类】B04C5/081
【公开号】CN104907190
【申请号】CN201510377996
【发明人】黄青山, 姚礼山
【申请人】中国科学院青岛生物能源与过程研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年7月1日