一种三产品旋流分级筛

摘要

一种三产品旋流分级筛，包括圆柱导流筒、旋流器圆柱筒、旋流器圆锥筒；旋流器圆柱筒内设有穿过圆柱导流筒的中心管，圆柱导流筒的下端口连接有圆柱筒筛网，圆柱筒筛网的底部连接有圆锥筒筛网，旋流器圆柱筒套装在圆柱筒筛网的外部，旋流器圆柱筒的下部连接有套装在圆锥筒筛网外部的旋流器上圆锥筒；圆锥筒筛网的下端口连接有旋流器下圆锥筒，旋流器上圆锥筒上设有筛下产品出料口；旋流器下圆锥筒上设有补水喷嘴；中心管下端口设有中心锥筒筛网，中心管与锥筒筛网之间设有导流盘。利用强离心力场下边壁外旋流的压力差使细颗粒实现透筛筛分，消除了旋流器边壁和顶盖附近环流跑粗，有效控制了溢流中的限上率和底流中的限下率，提高了旋流器的分级效率和处理量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种分级筛，尤其是一种适用于固液分离、分级、非均相分离的三产品旋流分级筛。

背景技术

目前的水力旋流器由圆筒段、圆锥段、溢流口、底流口和进料口组成，溢流口在圆筒段的上端与顶端连接，进料口在圆筒段上部沿着切线方向进入圆筒腔内。高压矿浆沿着切向进入水力旋流器，流体在圆筒腔内形成高速旋转的流场，矿浆中密度高、颗粒大的组分在旋转流场产生的离心力作用下沿着径向向外运动，同时沿着轴向向下运动，再到达锥体段沿着器壁继续向下运动，并由底流口排出，这样就形成了外旋流；密度低、颗粒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旋流，然后由溢流口排出，这样就达到了两产品分离的目的。目前水力旋流器在细颗粒分级时效率尚可，但在选煤要求的分级粒度条件下分级效率较低；其次，在水力旋流器内部按照粒度分级的同时，存在按密度分选的现象，降低了分级效率。另外，水力旋流器内的液体通常在高雷诺数下流动，因此在旋流器边壁和顶盖附近均会形成边界环流，低密度的粗颗粒沿顶盖边界顺中心管外壁进入中心管形成短路流，从而使进料中的一些大颗粒不经分离便被带进溢流，造成大颗粒在溢流中的混杂；边壁边界层则会将一些高密度小颗粒携带入底流，使底流中混入细小颗粒。为了减少返混、短路流对旋流器分离效率的影响，公告号为CN 2684934Y的发明专利公开了一种带过滤网的水力旋流器，该发明旋流器在进料管和溢流管之间有一过滤网，过滤网的直径和形状与旋流器的轴向零速包络面一致，网的上部与入料腔的顶壁连接，下部为敞口，起到了解决部份溢流跑粗的问题，但仍未解决底流夹细问题。由于该旋流器的零速包络面处增加筛网，虽然能够解决短路流、循环流以及颗粒的扩散运动对旋流器分离效率的影响，但由于旋流器内部流场的复杂多变性，其零速包络面不可能固定不变，特别是在旋流器操作参数或者结构参数发生改变时，如果其过滤网直径和形状不发生相应改变，则会出现实际零速包络面与预定过滤网不能重合的现象，在此种情况下，预先设定的过滤网必将破坏旋流器内部流场，降低旋流器分级效率；另外该旋流器的溢流是以螺线涡形式(从两维平面看)穿过零速包络面进入内旋流形成的，由于零速包络面处筛网两侧压力差小，且筛网增加了颗粒透筛的阻力，导致颗粒径向交换速度慢，分级效率不高，一部分细粒会继续留在外旋流中，继而进入旋流器底流中被排出，造成底流夹细。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、提高水力旋流器分级效率和处理量、底流口不易堵塞的三产品旋流分级筛。

技术方案：本发明的三产品旋流分级筛，包括圆柱导流筒，沿切线方向进入圆柱导流筒内的进料口，设在圆柱导流筒上方的溢流口，圆柱导流筒下方设有旋流器圆柱筒、与旋流器圆柱筒法兰连接的旋流器圆锥筒和设在底部的底流口，旋流器圆柱筒内设有穿过圆柱导流筒的中心管，在所述圆柱导流筒的下端口连接有圆柱筒筛网，圆柱筒筛网的底部连接有圆锥筒筛网，所述的旋流器圆柱筒套装在圆柱筒筛网的外部，旋流器圆柱筒的下部连接有套装在圆锥筒筛网外部的旋流器上圆锥筒；圆锥筒筛网的下端口连接有旋流器下圆锥筒，旋流器上圆锥筒上设有筛下产品出料口；旋流器下圆锥筒上设有多个均匀分布在同一锥径上、呈渐开线或螺旋线或切线方式的补水喷嘴；中心管下端口设有中心锥筒筛网，中心管与锥筒筛网之间设有将其连为一体的导流盘。

所述的多个补水喷嘴为2-6个；所述的导流盘与中心管和锥筒筛网的接合面为圆弧面。

有益效果：本发明在旋流器外旋流外侧加设筛网，利用筛网两侧的压力差，使外旋流矿浆在离心力场作用下，中间粒级物料和高密度细粒物料通过筛网实现透筛分级。由于圆柱筒筛网的底部连接有圆锥筒筛网，可进一步利用圆锥筒筛网两侧的压力差，将圆柱筒沿边壁向下流至圆锥筒的外旋流中混杂的高密度细颗粒组分甩出，大颗粒物料经下圆锥筒的底流口排出。由于在中心管下方设有筛网，筛网与中心管之间连接有导流盘，导流盘与中心管圆弧过渡，其功能是将沿着中心管下行的短路流顺上圆弧沿法兰甩向外旋流；中心锥筒筛网与导流盘也是圆弧过渡，其功能是将沿着内旋流上行的矿浆流中不能透筛的粗颗粒顺台锥形筛网及下圆弧沿法兰甩向外旋流。所采用的筛网能够有效防止内旋流中低密度的大颗粒混入溢流，避免溢流跑粗。另外，为防止边壁层流沿旋流器圆锥段器壁流至底流口，造成底流夹细现象发生，本发明在圆锥段下部设置的补水喷嘴向锥段增加一顺流切向扰动水流，有效阻止了锥段的边壁层流，并且可有助于外旋流中高密度细颗粒进入内旋流中。利用强离心力场下边壁外旋流的压力差使得高密度颗粒实现透筛分级，并且减弱了旋流器边壁和顶盖附近边界的环流短路影响，有效控制了溢流中的限上率和底流中的限下率，提高了旋流器的分级效率和处理能力，特别是在选煤工艺要求的分级粒度范围内(0.10～0.35mm)分级时能获得较高的分级效率。与现有技术相比有如下优点：

(1)在旋流器内加设筛网，优化了旋流器的工艺指标。一方面，圆筒段加设筛网使得外旋流中一部分中间难分粒度透过筛网，分流到筛下；改善了煤泥水粒度性质，使旋流器分级效率明显提高，增大了旋流器的处理能力。另一方面，高密度细粒在圆锥段被透筛分离出外旋流进入筛下产品，降低了底流中物料的细粒含量，提高了旋流器的分级精度。

(2)通过调节筛下出料口阀门，可以调节底流、溢流和筛下三种产品的比例，调节溢流排放量，从而可以灵活地组成各种煤泥分选工艺流程。

(3)设有中心锥筒筛网，遏制了进入中心管的短路流，将其粗颗粒引导进入外旋流，并且有效防止内旋流中低密度大颗粒混入溢流，提高了旋流器的分级效率。

(4)设置了补水喷嘴，既增加了扰动水流，以消除旋流器器壁边界层对底流细粒夹带的影响，又将外旋流中未透筛的高密度细颗粒冲入内旋流中，从而提高了三产品旋流分级筛的分级效率和分级精度。

附图说明

图1是本发明的三产品旋流分级筛结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是图1的B-B视图。

图中：1-溢流口；2-进料口；3-旋流器圆柱筒；4-圆柱筒筛网；5-圆锥筒筛网；6-筛下产品出料口；7-喷嘴；8-底流口，9-旋流器下圆锥筒；10-旋流器上圆锥筒；11-中心锥筒筛网，12-导流盘，13-中心管；14-圆柱导流筒。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

本发明的三产品旋流分级筛，主要由旋流器圆柱筒3、圆柱筒筛网4、圆锥筒筛网5、旋流器下圆锥筒9、旋流器上圆锥筒10、导流盘12、中心锥筒筛网11、中心管13、圆柱导流筒14构成。圆柱导流筒14的侧壁上设在沿切线方向进入圆柱导流筒14内的进料口2，圆柱导流筒的上方设有溢流口1，旋流器圆柱筒3设在圆柱导流筒14的下方，圆柱导流筒14的下端口连接圆柱筒筛网4，圆柱筒筛网4的底部连接圆锥筒筛网5，旋流器圆柱筒3套装在圆柱筒筛网4的外部，旋流器圆柱筒3的下部连接套装在圆锥筒筛网5外部的旋流器上圆锥筒10；圆锥筒筛网5的下端口连接旋流器下圆锥筒9，旋流器上圆锥筒10上设有筛下产品出料口6；旋流器下圆锥筒9上设有2-6个均匀分布在同一锥径上、呈渐开线或螺旋线或切线方式的补水喷嘴7；旋流器圆柱筒3内设有穿过圆柱导流筒14的中心管13，中心管13下端口设有中心锥筒筛网11，中心管13与锥筒筛网11之间设有将其连为一体的导流盘12，导流盘12与中心管8和锥筒筛网11的接合面均为圆弧面。旋流器圆柱筒3和圆柱筒筛网4与旋流器上圆锥筒10和圆锥筒筛网5经法兰连接在一起；圆锥筒筛网5与旋流器下圆锥筒9经法兰连接在一起，旋流器下圆锥筒9下方设有底流口8。套装在圆柱筒筛网4、圆锥筒筛网5外部的旋流器圆柱筒3和旋流器上圆锥筒10与筛网间的距离约为30～80mm。

工作原理：具有0.08～0.2MPa压力的矿浆沿切线(摆线、涡线)方向由进料口2进入，形成强大的旋流，矿浆在旋流分级筛内沿着圆柱筒筛网4内壁形成一个向下的外旋流，外旋流外侧，即筛网内侧与筛网外侧形成压力差，在此压力差作用下，小于筛网孔径的中间粒级通过圆柱筒筛网4成为透筛物，外旋流向下继续运动进入圆锥筒筛网5，进一步利用边壁外旋流的压力差，将混杂在外旋流矿浆中的细粒组分甩出圆锥筒筛网5成为透筛物，透筛物从设在旋流器上圆锥筒10上的筛下出料管6排出。脱离圆锥筒筛网5之后，由于在旋流分级旋流器下圆锥筒9处设有2-6个补水喷嘴7，在旋流器下圆锥筒9内形成一个顺流切向扰动的水流，该切向扰动水流既破坏了边壁边界层，又将外旋流中未透筛的高密度细颗粒冲入内旋流中，从而最大限度地降低了底流中的细粒夹带。因旋流分级筛下部为锥体，其横截面面积向下逐渐缩小，流速越来越大，致使底流口8无法将外旋流的物料全部排出，沿程有部分流体逐渐脱离外旋流，以螺线涡形式(从两维平面看)向内迁移、向上运动形成内旋流，在内旋流向上运动经中心锥筒筛网过滤后进入中心管13，有效避免了溢流口1中含有大颗粒组分的现象。内旋流中沿中心管13外壁向下流动的颗粒经带有圆弧面导向的导流盘12后，进入外旋流，同理内旋流向上运动中的物料经带有圆弧面导向的导流盘12后，进入外旋流。粒度最细的

溢流口1排出粒度最粗的重产品从底流口8排出，介于溢流于底流之间的中间粒级从筛下产品出料口6排出。通过调节筛下产品出口6排出的量，能控制中、粗、细三个产品的量和粒度的大小，以适应现场不同需要的分级粒度要求。