旋流分离器制造技术

提出一种用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的旋流分离器和方法。该旋流分离器包括头部，该头部具有入口导管和布置在头部中的溢流排放管。该旋流分离器还具有尖端排放端口和布置在头部与尖端排放端口之间的渐缩分离部。渐缩分离部从头部向远侧渐缩。而且，旋流分离器具有流动支持部，该流动支持部具有至少一个流动支持入口，其被配置成：当旋流分离器被定向为使得尖端排放端口相对于溢流排放管处于竖直升高的位置时，沿着流动支持部的内表面的至少一部分朝向尖端排放端口注射流体。据此，提出了一种旋流分离器，其能够实现运作效率的提高且同时降低堵塞尖端排放端口的风险。

Hydrocyclone

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋流分离器
本专利技术涉及一种用于对颗粒状材料(例如，集料(aggregates)之类)进行分类的设备。更具体而言，本专利技术涉及用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的旋流分离器(hydrocycloneseparator，旋液分离器)。本专利技术还涉及一种包括多个旋流分离器的系统以及一种用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的方法。
技术介绍
已知旋流分离器被用于对悬浮在液体中的微细固体物进行粗分类或分离(fractionation，分级)。通常，旋流器是一种封闭的立式机械，其通常包括短的圆柱形区段(头部)，其后是(圆锥形)渐缩区段。固体的悬浮液的进料(feed，馈给)在预定压力下被沿切向或以涡形路径供给到头部中，以便在其内产生流体的漩涡流，该漩涡流沿循这样一路径：该路径具有朝向锥体最窄半径的位置(常称为尖端)逐渐减小的半径。当这种螺旋形路径接近旋流器的尖端(apex，顶部)时，其一部分转向并且开始朝向相对端(相反端)流动(即朝向圆柱形区段流动)。而且，这一流动在沿相同方向旋转的同时，处于具有比第一螺旋的半径更小的半径的螺旋路径中。由此，在旋流器内产生涡流。压力将沿着涡流的中心轴线降低，并且径向向外地增加。其概念在于，旋流器将根据形状、尺寸和比重从浆料的颗粒分离出朝向旋流器的外壁移动的、沉降较快的颗粒，沉降较快的颗粒最后通过尖端排放端口离开旋流器。沉降较慢的颗粒将朝向中心轴线移动，并且朝向头部行进，最终通过溢流排放管离开旋流器。排放管通常向下延伸到圆柱形区段中，以便防止进料短路。这种操作的效率，即较粗颗粒与较细颗粒分离的强烈程度(sharpness)依赖于各种因数，例如尖端开口的尺寸、进料速度、以及将要分离和分类的材料的密度之类。而且，圆锥形区段的从圆柱形部分到尖端开口的长度将对分离和/或分类操作产生影响。根据形状、尺寸和比重的这种分离有时被称为“分层法(stratification，层别法)”。但是，材料的这种分层法并非总能充分地实现，而导致分类不完全。再者，在操作期间、特别是在颗粒的分离相当有效时，尖端开口具有被堵塞的趋势，这导致特别的缓慢(sluggish，低流动性)或稠密的物质被推送通过尖端开口，并且可能需要防止或减轻任何此类情况。为此，仍然需要在本
中进行改进，更具体而言需要一种旋流分离器，其能够提供良好的分离，而同时又能减少尖端在操作期间被堵塞的风险。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供用于对液体悬浮液(液态悬浊液)中的固体材料进行分类的旋流分离器、系统和方法，其能缓解目前已知系统的上述缺陷的全部或至少一部分。另一目的在于提供一种旋流器，其与目前已知的方案相比具有改进的分层特性。在下文中，术语“示例性”应被理解为用作示例、实例或说明。这些和其它目的借助于在所附权利要求书中所限定的用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的旋流分离器、系统和方法来实现。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的旋流分离器。该旋流分离器包括：头部，其具有入口导管，该入口导管适于将悬浮液供给到头部中；溢流排放管，设置在头部中；以及尖端排放端口。旋流分离器还包括渐缩分离部，其被布置在头部与尖端排放端口之间，具有近侧端部和远侧端部，并且其中渐缩分离部朝向远侧端部渐缩。而且，旋流分离器包括流动支持部，其被设置在渐缩分离部处，或者在渐缩分离部与尖端排放端口之间。流动支持部包括至少一个流动支持入口，其被配置为在至少部分地朝向尖端排放端口的方向上沿着流动支持部的内表面的至少一部分注射流体。旋流分离器被配置成使其被定向为使得尖端排放端口相对于溢流排放管处于竖直升高的位置。据此，提出一种旋流分离器，其能够实现改善的操作效率并且能降低堵塞尖端排放端口的风险。在当前的上下文中，改善的或提高的操作效率被解释为在例如分层、材料分类、脱泥、细料回收、稠密化和脱水等方面的改进性能。在本公开的上下文中，术语“远侧”或“向远侧”被解释为朝向尖端排放端口，而术语“近侧”或“向近侧”被解释为朝向头部。而且，术语“溢流”和“底流”被认为具有其在本领域中的通常含义，即使本专利技术的旋流器被配置为以倒置取向(upside-downorientation，上下颠倒的方向)来使用，而使得溢流出口(即轻成分的出口)布置在底流出口(即重成分的出口)的“下方”。本专利技术至少部分地基于以下认识：通过将旋流分离器布置成倒置构形，能够增加总体操作效率，但是以增加堵塞尖端排放端口的风险为代价。这样，本专利技术人认识到，通过设置具有至少一个流动支持入口的流动支持部(其中，该流动支持部用于形成沿着尖端排放端口的内壁的支持流体流)，来减少缓慢/稠密物质粘附于尖端排放端口的内壁的风险。换句话说，流动支持入口提供一种“润滑”，并且支持通过尖端排放端口的底流排放。与底流排放通过进料压力并且通过重力支持的传统系统相反，由于旋流器在操作期间呈倒置取向(也可被称为颠倒或半颠倒取向)，底流排放通过进料压力支持但与重力相反。喷嘴系统(一个或多个流动支持入口)因此至少部分地抵消了本专利技术的旋流分离器中的引力。该组(一个或多个)流动支持入口可以被布置成用以注射液体(诸如，例如水)或注射气体(诸如，例如空气)、或其混合。术语“倒置构形”应被理解为，在使用时，旋流分离器被定向为使得尖端排放端口相对于溢流排放管处于竖直升高的位置。换句话说，如果完全笔直的传统构形被认为是0°，则在使用时，本旋流器的纵长中心轴线相对于竖直参考轴线形成介于91°-269°范围内的角度。在完全笔直的构形中，溢流排放端口被布置在尖端排放端口的正上方，并且中心轴线是完全竖直的。由此，术语“倒置构形”不必被解释为仅限于尖端排放端口位于溢流排放端口正上方的180°取向。流动支持部例如可以是渐缩分离部的远侧端部紧邻尖端排放端口的一体式部分。所以，根据本专利技术的至少一个示例性实施例，至少一个流动支持入口被布置在渐缩分离部的远离头部的远侧半部处。渐缩分离部的远侧半部是更靠近远侧端部(即，更靠近尖端排放端口)的半部。换句话说，根据本专利技术的至少一个示例性实施例，旋流分离器包括一组流动支持入口，其被布置在渐缩分离部中并且被配置为在朝向尖端排放端口的方向上沿着渐缩分离部的内表面的至少一部分注射流体。但是，流动支持部也可以是被连接在渐缩分离部的远侧端部与尖端排放端口之间的独立部件或部分。因此，允许对传统旋流分离器进行快速而简单地改造。而且，流动支持部可以具有大体圆柱形的形状，其可以是渐缩的，也可以不是渐缩的。而且，渐缩分离部的近侧端部可以被直接连接到头部，或者，旋流分离器还可以包括布置在头部与渐缩分离部的近侧端部之间的中间(间隔物)部分或部件。进一步地，根据本专利技术的至少一个示例性实施例，流动支持部包括：多个流动支持入口，其被配置为在朝向尖端排放端口的方向上沿着流动支持部的内表面的至少一部分注射流体。更进一步地，根据本专利技术的至少一个示例性实施例，多个流动支持入口沿着流动支持部的周向布置。进一步地，一个或多个流动支持入口可以被配置为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的旋流分离器，包括：/n头部，具有入口导管，该入口导管适于将悬浮液供给到该头部中；/n溢流排放管，设置在该头部中；/n尖端排放端口；/n渐缩分离部，布置在该头部与该尖端排放端口之间，该渐缩分离部具有近侧端部和远侧端部，并且其中所述渐缩分离部朝向所述远侧端部渐缩；以及/n流动支持部，设置在该渐缩分离部处，或者设置在该渐缩分离部与该尖端排放端口之间，所述流动支持部包括至少一个流动支持入口，所述流动支持入口被配置为沿着该流动支持部的内表面的至少一部分在至少部分地朝向该尖端排放端口的方向上注射流体，/n其中所述旋流分离器被配置以定向为使得所述尖端排放端口相对于该溢流排放管处于竖直升高的位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 EP 17177480.5;20180430 US 15/966,9001.一种用于对液体悬浮液中的固体材料进行分类的旋流分离器，包括：
头部，具有入口导管，该入口导管适于将悬浮液供给到该头部中；
溢流排放管，设置在该头部中；
尖端排放端口；
渐缩分离部，布置在该头部与该尖端排放端口之间，该渐缩分离部具有近侧端部和远侧端部，并且其中所述渐缩分离部朝向所述远侧端部渐缩；以及
流动支持部，设置在该渐缩分离部处，或者设置在该渐缩分离部与该尖端排放端口之间，所述流动支持部包括至少一个流动支持入口，所述流动支持入口被配置为沿着该流动支持部的内表面的至少一部分在至少部分地朝向该尖端排放端口的方向上注射流体，
其中所述旋流分离器被配置以定向为使得所述尖端排放端口相对于该溢流排放管处于竖直升高的位置。


2.根据权利要求1所述的旋流分离器，其中所述流动支持部包括多个流动支持入口，所述流动支持入口被配置为沿着该流动支持部的内表面的至少一部分在朝向该尖端排放端口的方向上注射流体。


3.根据权利要求2所述的旋流分离器，其中所述多个流动支持入口沿着该流动支持部的周向布置。


4.根据权利要求1所述的旋流分离器，其中所述流动支持入口被设置为用以注射液体。


5.根据权利要求1所述的旋流分离器，其中所述流动支持入口被设置为用以注射气体。


6.根据权利要求2所述的旋流分离器，其中所述多个流动支持入口被布置为沿着该流动支持部的该内表面的至少一部分在直接朝向该尖端排放端口的方向上注射流体。


7.根据权利要求1所述的旋流分离器，其中所述流动支持入口被配置为沿着该流动支持部的该内表面的至少一部分注射一层流体，该层流体在至少部分地朝向该尖端排放端口的方向上流动。


8.根据权利要求2所述的旋流分离器，其中所述多个流动支持入口被配置为沿着该流动支持部的该内表面的至少一部分注射多个流体流，各流体流在朝向该尖端排放端口的方向上流动。


9.根据权利要求1所述的旋流分离器，其中各流动支持入口被以如下方式定向：当所述旋流分离器被定向为使得所述尖端排放端口相对于该溢流排放管处于竖直升高的位置时，所述流动支持入口在至少部分地与重力方向相反的方向上注射流体。


10.根据权利要求1所述的旋流分离器，其中所述至少一个流动支持入口被布置为沿着该流动支持部的周向布置的环形槽的形式。


11.根据权利要求10所述的旋流分离器，其中以沿着该流动支持部的周向的环形槽的形式布置的所述至少一个流动支持入口被配置为，用以沿着该流动支持部的该内表面的至少一部分注射一层流体。


12.根据权利要求10所述的旋流分离器，其中所述环形槽是轴向倾斜的。


13.根据权利要求10所述的旋流分离器，其中所述环形槽是由该流动支持部的外壁与一内凸缘限定。


14.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·诺尔，L·格伦瓦尔，M·加利摩尔，
申请(专利权)人：美卓矿物工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US