旋流器分離的對象是兩相流體。兩相流體是由固相和液相（通常為水）、固相和氣相（通常為空氣）和密度不同而又互不相溶的兩種液體組成。分離固—液兩相流體的旋流器叫水力旋流器，分離固—氣兩相流體的旋流器叫風力旋流器，分離液—液兩相流體的旋流器叫液—液旋流分離器或液—液旋流分離管，它們的工作原理和分離過程相同，結構形式也大同小異。

工作原理

旋流器作為一種常見的分離分級設備，其工作原理是離心沉降。當待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力從旋流器周邊切向進入旋流器內后，產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪切湍流運動。由于粗顆粒（或重相）與細顆粒（或輕相）之間存在著粒度差（或密度差），其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用，大部分粗顆粒（或重相）經旋流器底流口排出，而大部分細顆粒（或輕相）由溢流管排出，從而達到分離分級的目的。

旋流器是一種利用流體壓力產生旋轉運動的裝置。當料漿以一定的速度進入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回轉運動。由于所受的離心力不同，料漿中的固體粗顆粒所受的離心力大，能夠克服水力阻力向器壁運動，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運動，細而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨料漿做回轉運動。在后續給料的推動下，料漿繼續向下和回轉運動，于是粗顆粒繼續向周邊濃集，而細小顆粒則停留在中心區域，顆粒粒徑由中心向器壁越來越大，形成分層排列。

隨著料漿從旋流器的柱體部分流向錐體部分，流動斷面越來越小，在外層料漿收縮壓迫之下，含有大量細小顆粒的內層料漿不得不改表方向，轉而向上運動，形成內旋流，自溢流管排出，成為溢流，而粗大顆粒則繼續沿器壁螺旋向下運動，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉砂。

懸浮液以較高的速度由進料管沿切線方向進入水力旋流器，由于受到外筒壁的限制，迫使液體做自上而下的旋轉運動，通常將這種運動稱為外旋流或下降旋流運動。外旋流中的固體顆粒受到離心力作用，如果密度大于四周液體的密度（這是大多數情況），它所受的離心力就越大，一旦這個力大于因運動所產生的液體阻力，固體顆粒就會克服這一阻力而向器壁方向移動，與懸浮液分離，到達器壁附近的顆粒受到連續的液體推動，沿器壁向下運動，到達底流口附近聚集成為大大稠化的懸浮液，從底流口排出。分離凈化后的液體(當然其中還有一些細小的顆粒)旋轉向下繼續運動，進入圓錐段后，因旋液分離器的內徑逐漸縮小，液體旋轉速度加快。由于液體產生渦流運動時沿徑向方向的壓力分布不均，越接近軸線處越小而至軸線時趨近于零，成為低壓區甚至為真空區，導致液體趨向于軸線方向移動。同時，由于旋液分離器底流口大大縮小，液體無法迅速從底流口排出，而旋流腔頂蓋中央的溢流口，由于處于低壓區而使一部分液體向其移動，因而形成向上的旋轉運動，并從溢流口排出。