水力旋流器结构对分级效果的影响

水力旋流器是常见的分级设备，不仅在选矿作业中广泛用于浓缩、分级、脱水等作业当中，还逐渐应用于农业、电子工业等新领域，真可以说是人见人爱。它效率高，处理量大，结构简单，体积小，因此深受广大选矿厂的欢迎和喜爱。

水力旋流器的主要工作原理是这样的：在一定的速度下，矿石颗粒呈悬浮状态随着矿浆沿切线方向进入旋流器内，矿浆遇到器壁后被迫做回转运动，而矿石颗粒则依原有直线运动的惯性继续向前运动。粗颗粒惯性较大，可以克服水的阻力靠近器壁，而细颗粒惯性小，还未及器壁便随矿浆做回转运动，因此呈现出粗颗粒分布在外层，细颗粒分布在内层的分布结构。并且在矿浆作用下，细颗粒从溢流口排出，粗颗粒从沉沙口流出，以此来达到分级浓缩的目的。

水力旋流器主体由溢流管、筒体、锥体、沉沙嘴组成，结构非常简单，但是简单的结构也就意味着对细节参数的把控更为严苛。那么它的结构变化会对分级效率有什么样的影响呢？

我们先来看看可能产生影响的结构参数有哪些。我们可以设旋流器直径为D，给料口直径为d_f，溢流管直径为d_ov，沉沙口直径为d_s，溢流管插入深度为h_ov，圆柱体高度为H，锥角大小为α。旋流器的体积处理量Q的公式为：

Q=K·D·d_ov·√P，m³/h

其中K为系数，随d_f/D的值的增大而增大，并且D和d_ov、d_f单位均为m，P为给料压力，单位为kPa。

从上式可以看出，在其他参数不变的情况下，处理能力与旋流器直径成正比，而溢流管直径也与旋流器直径成正比，因此Q与D²成正比，也就是说，旋流器直径增大为原来的2倍，处理能力将增加至原来的4倍。

同时，可调节的参数还包括溢流管直径、溢流管插入深度和沉沙口直径。

溢流管的直径对整个旋流器影响较大，溢流管的直径越大，压力会随之降低，溢流产率增大，溢流细度变粗，分级效率先趋于平稳而后后降低，因此分级效率应维持在平稳区间之内。沉沙口直径对整个旋流器的影响相对较小，但是沉沙口越大，沉沙量会增加，细颗粒含量也会增加。因此，如果同时调整溢流口和沉沙口可改变溢流和沉沙的相对产率。

水力旋流器溢流管直径对水力旋流器角锥比的影响较大。角锥比是指溢流管直径与沉沙口直径的比值（d_ov/d_s），它是影响溢流和沉沙体积产率及分级粒度的重要参数。实际生产中使用旋流器的角锥比一般为3~4。一般情况下，细粒物料的分级可采用较小的角锥比，而粗粒物料的分级采用较大的角锥比。

溢流管的壁厚也会对溢流效果产生影响，实验结果表明，从某种程度上来讲，增加壁厚也可以增加分离效率，降低内部能量损失，提高生产能力。

此外，溢流管插入的深度对分流效果也会产生影响，是由于插入深度的改变对压力降和分离效果均会产生影响。插入越深，压降先增大后减小。然而若插入过深，大颗粒则无法顺利分离。

以上这些都是水力旋流器在设计中常见的一些问题，然而在实际应用中，水力旋流器除了以上几个参数需要考虑以外，还需要考虑的因素还包括进料压力、内衬材料等等，可以多咨询有资质的水力旋流器厂家，根据不同的处理量和矿浆浓度去选择适当的旋流器尺寸和型号，以达到理想的处理效果。