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水力旋流器是在水介質中根據(jù)大小不同的固體顆粒在離心力作用下沉降速度不同進行分級的。

水力旋流器具有結構簡單、無運動部件、操作強度大、造價便宜、維修方便、分級效率較高等優(yōu)點，在國內(nèi)外為選礦廠和非金屬礦產(chǎn)加工廠廣泛采用。

一、構造和工作原理

水力旋流器是一個上部為圓柱形，下部為圓錐形的筒體，中間插入溢流管。在筒體上部的周壁上裝有與筒壁成切線方向的進料管，在圓錐形筒體下部裝有底流管，如圖5-10所示。

料漿在壓力作用下經(jīng)進料管沿切線方向進入筒體。在筒體中料漿作旋轉運動，料漿中的固體顆粒在離心力作用下，除了隨料漿一道旋轉外，還沿著筒體的半徑朝遠心的方向發(fā)生沉降，粗顆粒的沉降速度大，很快就到達筒體內(nèi)壁并沿著內(nèi)壁下行至圓錐部分，*后從底流管排出，稱為沉沙。細顆粒的沉降速度小，當它們還未接近筒壁，仍處在筒體的中心附近時，就被后來的料漿所排擠，被迫上升到溢流管排出，稱為溢流。這樣，粗細不同的顆粒就分別從底流和溢流中收集，從而實現(xiàn)了分級的操作。

二、水力旋流器中固體顆粒的運動

料漿經(jīng)進料管沿切線方向進入水力旋流器后，形成了三種不同的運動；繞水力旋流器中心旋轉的切向運動，由周邊向中心移動的徑向運動以及從底流管和溢流管排出的軸向運動。因此，在水力旋流器中，固體顆粒也有三種不同的運動，即切向運動、徑向運動和軸向運動。其中切向運動和軸向運動的速度及其分布可看作同液體的情況是一樣的，只有徑向運動不同。固體顆粒的徑向運動是由液體的徑向運動以及顆粒在離心力作用下，沿半徑朝遠心方向運動的二者合成。作用在顆粒上的離心力隨顆粒所在位置半徑的增大而減少，而液體的徑向速度則隨半徑的增大而增大。由于隨半徑的變化，離心力的變化較大而液體徑向速度的變化較小，因而在離心力較小的周邊，將留下粗的固體顆粒，細的顆粒則被液體的徑向流動帶到半徑較小的地方，在那里，顆粒的沉降速度與液體的徑向速度大小相等，方向相反。由于這種原因，在水力旋流器中就出現(xiàn)顆粒按其粗細不同而分布在不同半徑處的現(xiàn)象，*粗的顆粒靠近器壁積聚，較細的顆粒則離開器壁并按其粒度不同相應地分布在不同半徑處。此外，不同密度的顆粒也要分離，密度大的顆粒集中在器壁處，密度小的顆粒則分布在中心附近。

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