Vatnssýklónar eru meðal auðveldustu hluta steinefnavinnslubúnaðar, starfar oft án þess að þurfa viðhald eða athygli frá neinum í rekstri. Hvirfilbylur eru áfram mjög áhrifarík aðskilnaðarverkfæri þrátt fyrir flókinn vökvabúnað og burðarvirki sem hafa áhrif á skilvirkni. Þessi grein mun gefa yfirlit yfir virkni þeirra ásamt mögulegum bilanaleitarskrefum þegar þau virka ekki eins og hannað er.
Þeir aðskilja grófar agnir
Vatnssýklónar’ Megintilgangur er að aðskilja grófar agnir frá fínum agnum. Miðflóttakraftur sem beitt er á innri uppbyggingu þess tryggir þennan aðskilnað; þyngri agnir hafa tilhneigingu til að færast niður í hringflæði þess á meðan fínni hreyfast meira í átt að brúninni, með grófum ögnum sem að lokum losna í gegnum neðri tindafóður eða topp á meðan fínni hreyfast í átt að yfirfalli og inn í efra yfirfallshólf.
Hreyfingareiginleikar innan vatnshringrásar ákvarða aðskilnaðaráhrif hans, og vísindamenn hafa kannað þennan þátt til að auka hann. Vísindamenn, undir forystu Zhang, framkvæmt umfangsmiklar prófanir til að skilja hegðun agnahreyfinga til að bæta aðskilnaðaráhrif þessa hvirfilbyl. Zhang uppgötvaði það við fóðrunaraðstæður í miklum styrk, fínar og meðalstórar agnir með lítinn þéttleika gætu auðveldlega komist inn í yfirfallið á meðan fínar og grófar agnir með stórum þéttleika gætu farið inn um innri hringflæði og losnað um úttak þess sem yfirfall..
Loftkjarni myndast í miðju hvirfilbyl þegar vökvi er borinn inn í sívalningslaga hólf þess, framleiðir ákafan hringiðu. Hvirfilbylur er með axial botnúttak með takmörkuðum aðgangi sem hindrar allan vökva hans nema hluta frá því að flæða út. Einu sinni inni, Rennsli hans í mótstraumi í átt að efsta úttakinu gefur tilefni til loftkjarna í kjarnanum.
Hýdrósýklónar efri-sívalur hlutastærðir hafa veruleg áhrif á flæðissvæði agnahringrásar og skilvirkni, með fullkomnunargildum sem lækka eintóna eftir því sem þvermál þessa hluta stækkar. Vegna grófari agna sem streyma innan hringflæðis hvirfilbylgju, rangstaða þessara agna á sér stað, sem leiðir til dreifingar þeirra yfir stærra svæði. Encompassing more coarse particles reduces separation performance and inhibits formation of an effective circular-flow pattern inside of the cyclone, and hampers its separation capabilities. The separation performance achieved is satisfactory; þó, perfection values do not meet expectations due to rotational resistance and viscosity of cyclone liquid influencing particle velocity distribution and movement trajectory.
Þeir aðskilja fínar agnir
Hydrocyclones use centrifugal force and differential fluid flow to effectively separate fine from coarse particles. Centrifugal force is created by directing inlet fluid tangentially toward the wall of the cylinder, skapar hringlaga hreyfingu innan vökvans sem veldur því að þungar agnir hreyfast út á við og safnast saman áður en léttari þyrlast niður vegg hans og út efsta yfirfallsop vatnshringsins.
Skilvirkni hýdrósýklóna er mjög háð hönnun hans, þar á meðal stærð hvirfilleitar hans, yfirfalls- og undirflæðisop og stærð hvirfilbyl. Ennfremur, stærri þvermál gefa almennt betri aðskilnaðarafköst.
Vatnssýklónar eru oft notaðir í steinefnanotkun, eins og að framleiða C-33 steinsteypusand, til að stjórna hvaða stærð efnis fer út úr söndunarhringrásinni. Mismunandi málmgrýti eru með mismunandi losunarstærð sem þarf að fylgjast vel með til að búa til efnahagslega hagkvæma vöru.
Þrýstifall, það magn af orku sem þarf til að agnir fari í gegnum vatnshring, er óaðskiljanlegur hluti af stjórn þess. Að breyta inntaksþrýstingi þess getur verulega breytt skilvirkni skilvirkni – til dæmis ef þrýstingur er stilltur lægri en markmiðið mun fleiri fínefni tilkynna um undirflæði sem leiðir til grófari skurðpunkta; öfugt ef þrýstingur fer yfir markmið mun fleiri fínefni tilkynna um yfirfall sem leiðir til minni d50 gildi og fínni aðskilnaðar.
Þéttleiki fóðurefnis getur haft gífurleg áhrif á aðskilnað hýdrósýklóna. Hærri þéttleiki getur leitt til grófari skurðar á meðan minni þéttleiki veldur fínni skurði; til að velja ákjósanlegasta þéttleika fóðurlausn er því nauðsynlegt að maður skilji markmið umsóknar þeirra og velji fóðurþéttleika í samræmi við þetta.
Með því að stilla þvermál stútsins er hægt að stilla í hjáveitufínum sem sendar eru beint á yfirfallið, auka eða minnka flæði þeirra beint í átt að því og minnka það sem fer aftur í hvirfilbyl til frekari vinnslu.
Þeir aðskilja vökva
Vatnssýklónar skilja vökva frá fínum ögnum með því að búa til hringrás sem kastar þyngra efni á innri vegg strokksins á meðan léttara efni hreyfist út og niður. Þessi aðskilnaðaraðferð virkar best þegar föst efni hafa meira þvermál en 10 míkron og eru kúlulaga í lögun; þó, skilvirkni þeirra er mismunandi eftir aðstæðum; til dæmis, eftir því sem styrkur slurry eykst, eykst viðnám gegn miðflóttakrafti frá agna sem eykur stærð þeirra og fjölda.
Vökvi sem kemst inn í hvirfilbyl frá dælu verður að sigrast á viðnám; þetta veldur þrýstingsfalli og aukningu á geislaþrýstingshalla, sem að lokum leiðir til truflana setmyndunarástands milli agna og vökva. Þess vegna, Það er mikilvægt að nota lágseigju borvökva – þetta gerir ögnum af mismunandi stærð kleift að setjast á eigin hraða án þess að festast á milli vökva og agna.
Fóðurþéttleiki er annar mikilvægur þáttur sem þarf að hafa í huga í afköstum vatnssýklóna. Til að ná markmiðum skurðarstærðum, fóðurþéttleiki verður að vera í samræmi við markskurðarstærð, sem hægt er að ná annað hvort með því að breyta þéttleika fóðurs eða breyta þrýstingi við inntak – lægri þrýstingur sendir meira fínefni í yfirfall, búa til grófari skurðarstærð; hærri þrýstingur sendir fínefni í undirflæði fyrir fínni skurð.
Vatnshringrásir eru mikið notaðir til að stjórna því hvaða stærð efnis fer út úr söndunarrásum fyrir harðberg og góðmálma.. Þegar það er beitt í þessum samhengi, tafarlaust innstreymi vökva til vatnssýklóns jafngildir heildarstraumi léttra agnaflæðis auk mikils agnaflæðis; þungar agnir munu hreyfast hraðar en léttar og safnast fyrir við efsta yfirfall vatnshringsins.
Þá er hægt að fjarlægja þung efni úr kerfinu. Allri vökvablöndu sem eftir er í fellibylnum verður síðan dælt út um botnúttak hans, þekktur sem Apex, um hvirfilleitarrör.
Þeir aðskilja olíur
Vatnssýklónar eru orðnir nýstárleg lausn á þeirri áskorun að skilja olíukenndar agnir frá grófu efni. Sérstakt form búnaðarins hefur verið hannað sem notar skurðkraft til að aðskilja dropa af olíu frá fljótandi miðli. Þessari tækni er hægt að beita í málmvinnslu til að aðskilja smurefni frá kælivatni eða borunaraðgerðir til að fjarlægja sand og leir úr leðju.
Vatnssýklónar eru frábrugðnar öðrum steinefnavinnslubúnaði að því leyti að þeir eru með fáa hreyfanlega hluta og eru háðir rúmfræði og vökvaþrýstingi til að framkvæma aðskilnaðarferla. Þau eru hönnuð til að vera einföld en áreiðanleg vélar sem starfa oft í mörg ár án mikils hvað varðar viðhaldskostnað – samt vita margir notendur ekki hvernig á að leysa úr vatnshringnum þegar eitthvað gengur ekki eins og búist var við.
Ein af helstu áskorunum í tengslum við vatnshringrásir er aðföng. Þegar gróft efni er aðskilið frá fínu efni, sum þyngri efni verða flutt inn í yfirfallið á meðan önnur eru enn í undirflæði vegna flókins innra flæðisviðs vatnshrings. Að tengja marga hvirfilbyl saman getur hjálpað til við að leysa þetta mál en krefst viðbótar dæla, leiðslur og fjárfestingarkostnað líka.
Sem slík, það er afar mikilvægt að maður skilji hvernig vatnshringrás virkar og aðskilnaðarbúnaður hans virkar. Til að ögn fari út í gegnum yfirfall hennar og hleypt út í undirflæði hennar, þeir verða að flytjast í átt að stöðum þar sem miðflóttakraftur er meiri en viðnámskraftur – þessi þrjú svæði er hægt að bera kennsl á á útlínum geislahraða innan vatnshringsins sjálfs; fyrst nálægt hliðarvegg þess þar sem áshraði er neikvæður þannig að vökvi flæðir niður í átt að undirflæði hans.
Annað svæðið liggur á miðjum keilulaga kaflanum, þar sem áshraði er jákvæður og vökvi færist upp í yfirfall. Hér er þar sem mest aðskilnaður fer fram. Loksins, í toppi keilunnar er neikvæður áshraði sem losnar aftur út og klippuáhrif hjálpa til við að einbeita þungum fasum til að losna í gegnum hana.