水力旋流器是最简单的选矿设备之一, 通常无需任何操作人员的维护或关注即可运行。旋风分离器仍然是高效的分离工具，尽管其复杂的流体机制和结构配置会影响分离性能. 本文将概述其操作以及未按设计执行时可能的故障排除步骤.
他们分离粗颗粒
水力旋流器’ 主要目的是分离粗颗粒和细颗粒. 施加到其内部结构的离心力确保了这种分离; 较重的颗粒倾向于向下移动到其旋流中，而较细的颗粒则更多地移向其边缘, 粗颗粒最终通过底部插口衬里或顶端排出，而较细的颗粒则移向溢流口并进入上部溢流室.
水力旋流器内的运动特性决定其分离效果, 研究人员已经探索了这方面以增加它. 研究人员, 以张为首, 进行了大量的测试来了解颗粒运动行为，从而提高该旋风分离器的分离效果. 张发现，在高浓度投料条件下, 密度小的细、中颗粒很容易进入溢流口，而密度大的细、粗颗粒则通过内部旋流进入，并通过溢流口排出。.
当液体沿切线方向引入旋风分离器的圆柱形腔室时，空气核心会在旋风分离器的中心形成, 产生强烈的漩涡. 旋风分离器有一个轴向底部出口，其入口受到限制，可限制除部分液体外的所有液体流出. 一旦进去, 它逆流流向其顶部出口，在核心处产生空气核心.
水力旋流器二次圆柱截面尺寸对颗粒循环流动区域和分离性能有显着影响, 随着该部分直径的增加，完美值单调递减. 由于在旋风分离器的旋流内循环的粗颗粒较多, 这些颗粒发生错位, 导致它们分散到更大的区域. 包含更多粗颗粒会降低分离性能并抑制旋风分离器内部有效循环流模式的形成, 并阻碍其分离能力. 取得的分离性能令人满意; 然而, 由于旋流器液体的旋转阻力和粘度影响颗粒速度分布和运动轨迹，完美值不符合预期.
他们分开细颗粒
水力旋流器利用离心力和差动流体流有效地将细颗粒与粗颗粒分离. 离心力是通过将入口流体切向引导至气缸壁而产生的, 在其液体内产生圆周运动，导致较重的颗粒向外移动并聚集，然后较轻的颗粒沿着其壁螺旋下降并从水力旋流器的顶部溢流口流出.
水力旋流器的分离效率很大程度上取决于其结构设计, 包括其涡流探测器的尺寸, 旋风分离器的溢流口和底流口以及尺寸. 此外, 较大的直径通常会产生更好的分离性能.
水力旋流器通常用于矿物应用, 如生产C-33混凝土砂, 控制退出粉碎回路的物料尺寸. 不同的矿石类型具有不同的释放尺寸，必须对其进行密切监测，以创造出经济可行的产品.
压降, 粒子穿过水力旋流器所需的能量, 是其控制的一个组成部分. 改变入口压力可以显着改变分离效率 – 例如，如果压力设置低于目标，则更多的细粒将报告下溢，从而导致更粗的切割点; 相反，如果压力超过目标，更多细粉将报告溢出，导致 d50 值降低和更精细的分离.
进料密度对水力旋流器分离有巨大影响. 较高的密度会导致较粗的切割，而较低的密度会产生较精细的切割; 因此，要选择最佳密度饲料解决方案，必须了解其应用目标并根据这一目标选择饲料密度.
调节插口直径可以调节直接发送到溢流口的旁路细粉, 增加或减少直接流向旋风分离器的流量，并减少返回旋风分离器进行进一步处理的流量.
他们分离液体
水力旋流器通过产生旋转作用将液体与细颗粒分离，该旋转作用将较重的材料抛向圆筒的内壁，同时较轻的材料向外和向下移动. 当固体直径大于 10 微米且呈球形; 然而, 它们的效率随条件而变化; 例如, 随着浆料浓度的增加，颗粒尺寸和数量增加对离心力的阻力也会增加.
从泵进入旋流器的流体必须克服阻力; 这会导致压力下降和径向压力梯度增加, 最终造成颗粒与流体之间的干扰沉降状态. 所以, 使用低粘度钻井液很重要 – 这允许不同尺寸的颗粒以自己的速率沉降，而不会被困在流体和颗粒之间.
进料密度是水力旋流器性能中需要考虑的另一个关键因素. 满足目标切割尺寸, 进料密度必须与目标切割尺寸一致, 这可以通过改变进料密度或改变入口压力来实现 – 较低的压力将更多的细粉送入溢流, 创建更粗的切割尺寸; 较高的压力将细粉送入底流以实现更精细的切割.
水力旋流器广泛用于控制硬岩和贵金属应用中退出粉碎回路的材料尺寸. 当应用于这些情况时, 流入水力旋流器的瞬时流体等于总瞬时轻颗粒流量加上重颗粒流量; 重颗粒会比轻颗粒移动得更快，并积聚在水力旋流器的顶部溢流处.
然后可以从系统中移除重材料. 旋风分离器中任何剩余的流体混合物将通过其底部出口泵出, 被称为 Apex, 通过涡流探测器管.
他们分离油
水力旋流器已成为解决从粗材料中分离油性颗粒的挑战的创新解决方案. 设计了一种特殊形式的设备，利用剪切力将油滴从液体介质中分离出来. 该技术可应用于金属加工，从冷却水中分离润滑剂，或应用于钻井作业，从泥浆中去除沙子和粘土.
水力旋流器与其他选矿设备的不同之处在于，它们具有很少的运动部件，并且依赖于几何形状和流体压力来执行分离过程. 它们被设计成简单而可靠的机械部件，通常可以运行多年，而无需太多维护成本 – 然而，当出现问题时，许多用户不知道如何对水力旋流器进行故障排除.
与水力旋流器相关的主要挑战之一是夹带. 当粗料与细料分离时, 由于水力旋流器内部流场复杂，一些较重的物料将被带入溢流，而另一些则留在底流中. 将多个旋风分离器连接在一起可能有助于解决这个问题，但需要额外的泵, 管道和投资成本.
像这样, 了解水力旋流器的运行原理及其分离机制至关重要. 颗粒通过溢流排出并排入底流, 它们必须迁移到离心力超过阻力的位置 – 这三个区域可以在水力旋流器本身内的径向速度等值线上识别; 首先靠近其侧壁，轴向速度为负，因此液体向下流向其底流.
第二个区域位于圆锥截面的中间, 其中轴向速度为正且液体向上移动进入溢流. 这是大多数分离发生的地方. 最后, 在锥体的顶点，有负轴向速度排出，剪切效应有助于集中通过锥体释放的重相.