涡流分级机作为颗粒分选的重要装备之一,对于控制颗粒粒度分布起着关键性作用。其中,立式涡流分级机和卧式单转笼涡流分级机应用较多,当前研究也较为充分,但立式涡流分级机存在动平衡失效和密封效果较差等问题,卧式单转笼涡流分级机难以满足粉体大处理量的要求,相比之下,卧式多转笼涡流分级机在机械结构和处理量方面具有优势。本文对卧式三转笼涡流分级机内独特的多正交旋涡耦合流场进行了分析,明确了流场分布特性和颗粒运动特征,并对分级机结构进行了改进,主要研究内容及结论:（1）对卧式三转笼涡流分级机内气相流场进行了数值模拟,研究了单旋涡的运动规律,发现分级机内存在旋向相反的内外旋流;当多旋涡耦合作用时,旋转气流轨迹与单旋涡时相似,转笼间干扰较小且附近气流切向速度呈准兰金涡结构,在其外缘及内部均出现较大切向速度,可对粗颗粒进行两次强旋转筛分;粒径为5～10μm的颗粒因受强气流曳力作用可快速在细粉出口排出,粒径大于22μm的颗粒可快速被收集为粗粉,粒径为13.7～23μm的颗粒对转笼转速较为敏感。（2）引用Q判据对涡结构进行识别,发现涡等值面非规则圆周分布在锥体段周围,为待分级物料提供了离心作用,数个次级分散涡占据转笼附近,并且导流锥下方的涡旋产生、发展迅速,这将造成较多动能损失,对形成稳定、均匀的分级气流场产生不良影响。此外,入口气速和转笼转速对涡等值面实行分区管控原则,在空间和强度上也存在竞争关系。（3）基于对涡结构形成和发展的研究,提出对涡流空气分级机关键部件导流锥进行结构改进,分析了长筒-长锥型（Type-B）、短筒-长锥型（Type-C）和全锥型（Type-D）对气固运动的影响,结果表明,改进后的导流锥均能强化预分级气流离心强度,同时流场的分布更加规整,流场稳定性有所提高,这将减少颗粒产生返混的概率,同时,新型导流锥能够强化颗粒的定向运动,新型导流锥分级机内17μm颗粒的停留时间由206 s缩短至17.6 s,最大降幅达91.46%。整体上,Type-B型分级机具有更加良好的流场分布特性,分级效果最优。