离心力分级设备幻灯8.ppt

（二）离心力场的分级设备,※本节主要研究密度对分级的影响。在自由沉降的条件，设密度分别为δ1，δ2，直径分别为d1、d2的两个颗粒，其沉降速度可由公式计算。当两个颗粒的沉降速度相等时，下式成立d12δ1-ρd22δ2-ρ则等沉比为,,,由此可见，在重力场的分级设备中，即使矿物处于自由沉降的情况下e1.5,如保证使δ11.4、d1≥0.5mm的低灰矿物颗粒能成为沉物，则δ21.8、d2≥0.34mm的高灰矿物颗粒也将成为沉物。未经分选的细颗粒高灰矿物将污染己分选的低灰粗颗粒矿物，使分级效果恶化。所以，颗粒的密度对分级的影响是很明显的，这也是重力场中水力分级设备分级效率不高的原因。,（二）离心力场的分级设备,选煤厂主选设备的分选下限已降至0.3～0.2mm，这要求分级粒度更细，对分级要求更严。为保证分级的粒度和精度，人们开发研制出离心力场中的水力分级设备。,（二）离心力场的分级设备,1、电磁振动旋流筛,该筛的外壳由钢板焊制而成，上、下壳体用螺栓连接。其主要工作部件是导向筛和锥形筛。导向筛固定不动，筛面向外倾斜15角。由三块或四块筛板组成，可根据磨损情况及时进行更换。锥形筛支撑在外壳下部四个支柱橡胶弹簧上，圆形防水电磁振动器与锥形筛下部底部用螺栓固定，振动时使锥形筛面沿垂直方向上下振动。锥形筛的外形是倒圆台形，筛面与坚向直成45度角，筛条上部是坚向布置，下部呈圆环状水平排列且筛缝比上部宽50。,1、电磁振动旋流筛,锥形筛下部筛横向布置且筛缝比上部宽50的原因,1、由于物料运动到下部已经脱出了一部分水而使物料的浓度增高，阻力加大，因此横向布置筛条有利于物料的运输。2、浓度增大后，其运动速度变小，透筛机率降低，为保证同一分级粒度而加大了筛缝的宽度。,工作过程旋流筛工作时，将固液混合物料用定压箱或泵导入旋流筛喷嘴，物料经喷嘴沿切线方向进入导向筛。在离心力、摩擦力和物料重力的联合作用下，混合物料由直线运动转变为沿筛壁呈螺旋下降的旋流运动。大颗粒物料因重量大，受离心力也大，所以贴着导向筛和锥形筛网旋转形成外物料层，而含有细颗粒的液流形成内层，而外层和内层均分别作螺旋式向下流动。,1、电磁振动旋流筛,1、电磁振动旋流筛,工作过程在沿筛网的纵向旋流运动中，外层大颗粒物料受的摩擦阻力增大，因而旋流速度低，向下螺旋坡度大；而内层含液体较多，物料颗粒小，密度小，受的阻力小，因而旋流速度高，向下螺旋坡度小。由于切向运动速度和纵向运动各自大小的不同，造成合成运动的明显差异，从而使内层液体与外层物料错开。含有小颗粒固体（或高灰细泥）的内层液体透过粗粒固体间隙和筛缝排出，外层的大颗粒筛上物经锥形筛底部排出。,1、电磁振动旋流筛,主要应用选煤厂粗煤泥的预先脱水、脱泥、分级等粗煤泥回收作业。允许的入料粒度0～13mm。在用于水力分级作业时，它可代替斗子捞坑。主要缺点是筛网（特别是导向筛网）使用寿命较短。可以通过调整入料方向，使混合物料在导向筛网内作左旋或右旋运动，以增加筛网的使用寿命。,２、煤泥离心筛分器,中国科学院唐山分院新研制的一种高效矿物筛分设备。该设备以离心力作为筛分动力源。由圆形筛篮、切向入料管、筛上物收集漏斗和筛下水收集室组成。,２、煤泥离心筛分器,工作过程入料由切线方向给入筛篮内，由于离心力的作用，悬浮液沿筛篮内表面向下作螺旋运动，并使煤粒进行筛分。细粒物料和大部分水透过筛篮缝隙由筛下水收集室收集后排出；粗粒物料则运动至筛篮下端的收集漏斗，其中所夹带的部分细粒物料随上升的内旋流返回筛篮再次进行筛分，而最终的粗粒物料则由收集漏斗的排出口排出。,２、煤泥离心筛分器,优点除结构简单，无运动部件，占地面积小，操作容易等优点外，还有①采用封闭式结构，入料压力较高，可增大离心力场，提高单位面积筛篮的处理能力和筛分效率。②由于自身离心力场较大，允许采用较小的筛缝，便能实现降低分级粒度的目的。③它完全按粒度筛分，其筛上物中含高灰细泥小，而筛下水中不含低灰粗煤泥。④筛上物浓度和筛分效率可凭借改变筛上物收集漏斗排出口的口径的大小进行调节。⑤筛篮安装方便，筛缝调节容易。,3、旋液分离器,旋液分离器是利用旋转液体产生的离心力将其中所含液体颗粒物或另一种不相溶液体分离出来的装置，通常称为水力旋流器。广泛应用于化工、冶金、石油加工、动力发电、废水处理、造纸等部门。,3、旋液分离器,优点①旋液分离器功能多，可根据应用需要在不同的场合下使用。②结构十分简单，内部没有任何需要维修的运动部件、易损件和支承件，也无需滤料等。③占地面积小，安装方便，运行费用低。④使用方便、灵活。它可以单台使用，也可以并联使用以加大处理量，又可以串联使用以增加处理的深度。⑤处理工艺比较简单，运行参数确定后可长期稳定运行，管理方便，社会效益和经济效益明显。,3、旋液分离器,缺点①虽然各种旋液分离器的结构相似，分离原理相同，但其应用都须根据处理介质的性质、进料浓度、流量等的不同而专门设计并确定其操作条件。②同其它许多分离装置一样，也属不完全分离设备。③依靠液体在其内部高速旋转所产生的涡流的作用而使介质分离，因而在分离过程中会造成絮凝体或聚结团块的破碎，或者使液滴破碎为更小的液滴而加大了分离的难度。④在固液旋液分离器中，固液颗粒在其内部高速旋转运动时可能会严重损伤旋液分离器体内表面，影响分离效果和使用寿命。,3、旋流分离器的应用范围,①净化主要是含固体杂质的液体的净化，其目的是获得清洁溢流而使底流中固体含量尽可能提高。这是最普遍的应用。如水的净化、回收石油化工生产中的催化剂、从冷却液中除去金属屑等固体杂质。②稠化这种用途是用旋液分离器来稠化底流，所以要尽可能多地回收进料中固体的总质量。典型例子是在过滤器、筛网或离心式脱水之前的预稠化。③固、固分离又称分级是根据固体颗粒的大小、形状或密度的差别而进行的。④液、液分离主要用于两种互不相溶液体混合介质的分离，如最常用的油水分离。,3、旋流分离器的应用范围,⑤液、液、固三相分离目前这方面的应用较少，主要用于两种液体混合介质中含有少量固体悬浮物的情况。⑥冲洗用于产品为固体的情况，经旋液分离器处理而使固体产品中的固体杂质除去。⑦用做分析工具旋液分离器的效率与被分离颗粒尺寸有密切关系，可利用这一点间接测定悬浮液中颗粒的尺寸。其原理是以切割尺寸概念为基础，以筛选进行直接分析。,旋液分离器的结构,它由圆筒和圆锥筒连结而成，同时包括溢流管、底流管、进料管等主要部件。,旋液分离器分离原理,悬浮液以较高的速度沿进料管切线方向进入旋液分离器之后，由于受到外筒壁的限制，迫使液体做自上而下的旋转运动，通常将这种运动称为外旋流或下降旋流。外旋流中的固体颗粒受到离心力的作用，如果其密度大于四周液体的密度，它受到的离心力就较大，一旦这个力大于因运动所产生的液体阻力的话，固体颗粒就会克服这一阻力而向器壁方向移动，与悬浮液分离。,到达器壁附近的固体颗粒受到连续而来的液体的推动，沿器壁向下运动，到达底流口附近成为大大稠化的悬浮液，从底流口排出。而分离净化后的液体旋转着向下继续运动，进入圆锥段后旋液分离器的内径逐渐缩小，液体旋转速度加快。由于液体产生涡流运动时沿径向方向的压力分布不，越接近轴线处越小至轴线时趋近于零，成为低压区甚至为真空区，因而液体趋向于向轴线方向移动。同时由于旋液分离器底流口大大缩小，液体无法迅速从底流口排出；而旋流腔顶盖中央的溢流口由于处于低压区而使一部分液体向其移动，因而形成向上的旋转运动，而从溢流口排出，称为内旋流或上升旋流。,内流型示意图除切向进口管内及附近区域，旋液分离器内的流型具有轴对称性。在旋液分离器中任一点的流速可分解成为三个速度切向速度ν、径向速度μ和垂直速度ω（又叫轴向速度）。①切向速度在低于溢流管下缘的水平面上，切向速度ν随着半径减小而明显增大，直到半径小于溢流管出口半径的某一给定值。在高于溢流管下缘的各个水平面上，切向速度随半径减小而增加的现象会在某一较大半径处便中断了。,旋液分离器分离原理,②轴向速度沿圆锥和圆柱内壁均有高速度向下的液流。这种液流对旋液分离器的操作是很重要，因为它运送已被分离的颗粒至底流管口。因此是否一定将旋液分离器安装成锥顶向下并非重要。在中心区域低于溢流管下缘的位置内，从器壁开始，随半径的减小液流向下运动的速度逐渐降低，在某一半径处向下的液流与向上的液流逐渐趋于平衡，这一半径大小取决于流量比的大小；半径继续减小直至气核为止，液流向上运动的速度逐渐增加，因此有一个明确的轴向速度为零的轨迹，它与旋液分离器外形相符。,③径向速度为旋液分离器内部径向速度的分布图。径向速度通常比其他两个分速度小得多，其本身难以准确定。径向速度向内，在旋液分离器器壁处最大，其值随着半径减少而降低。注意旋流分离器内这种速度分布是定性的，因为即使粘度和相对密度较低的水的流型也是非常复杂的。,