Аэрационный узел флотационной машины Российский патент 2004 года по МПК B03D1/14 

Предлагаемое изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности.

Известен аэрационный узел [1] в виде установленных на общем валу друг под другом центробежного и осевого импеллеров, лопастной статор, расположенный вокруг центробежного импеллера, установленные соосно с валом и между осевым и центробежным импеллерами циркуляционную трубу и воздухораспределительное приспособление в виде ограниченного наружной и внутренней стенками пустотелого кольца с отверстиями на внутренней стенке.

Известен аэрационный узел [2], содержащий пустотелый вал, импеллер с лопастями, успокоительные пластины на боковых сторонах камеры, трубу с отверстиями для циркуляции пульпы, импеллер выполнен осевым, лопасти повернуты относительно своих радиальных осей с углом поворота торцевых кромок α от 20 до 45° и выполнены с концевыми верхними выступами, при этом лопасти выполнены или наклонными ко дну, или чередующимися горизонтальными и наклонными или выполнены из двух участков - прилегающего к валу горизонтального и наклонного к периферии, а концевые выступы отогнуты или выполнены в виде пристыкованных пластин, наклонных навстречу набегающему потоку под углом β от 5 до 25° с периферийными торцами, параллельными стенкам трубы для циркуляции пульпы.

Известен аэрационный узел флотационной машины “Денвер-М” (США), содержащий смонтированные на валу два импеллера. Нижний импеллер имеет большой диаметр и расположен на глубине 800 мм, а второй на глубине 1200 мм от верха камеры. Аэрация пульпы обеспечивается засасыванием воздуха из атмосферы или подачей от воздуходувки через центральную трубу в зону верхнего импеллера.

Пульповоздушная смесь, выбрасываемая центробежным импеллером, частично увлекается осевым импеллером вниз, тем самым в нижней части флотационной камеры обеспечивается перемешивание и аэрация пульпы. Блок импеллера машины крепится к опорной раме на четырех болтах.

Известно устройство для аэрации флотационной пульпы [3], включающее воздухораспределительную трубу с отверстиями и установленный на ней импеллер, состоящий из радиальных лопаток, закрепленных между верхним и нижним дисками с отверстиями, расположенными по окружности, отверстия воздухораспределительной трубы размещены в междисковом пространстве, воздухораспределительная труба установлена относительно нижнего диска с образованием кольцевой щели, при этом отверстия воздухораспределительной трубы выполнены примыкающими к поверхности верхнего диска, а внутренние кромки отверстий в дисках расположены на окружностях, диаметры которых равны внешнему диаметру воздухораспределительной трубы.

Ближайшим аналогом является аэрационный узел [4], содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, выполненный в виде усеченного полого конуса с выступами на боковой поверхности. Конус обращен меньшим основанием вниз. Импеллер связан с полым валом для подвода воздуха и содержит в верхней части диск с радиальными лопастями. На днище камеры под импеллером соосно с ним установлена плита, боковая поверхность которой выполнена с выступами.

Недостатком известных аэрационных узлов является невысокая эффективность флотации.

Задачей предлагаемого изобретения является создание аэрационного узла флотационной машины, позволяющего повысить эффективность флотационного процесса путем снижения энергоемкости машины за счет уменьшения расхода энергии на аэрирование единицы объема пульпы.

Поставленная задача достигается тем, что в аэрационном узле, содержащем аэрационную трубу, размещенный внутри лопастного статора, установленного на придонной плите с центральным отверстием, конусовидный импеллер с радиальными лопатками, обращенный меньшим основанием вниз, в средней части аэрационной трубы выше конусовидного импеллера установлен радиальный импеллер, состоящий из верхнего и нижнего концентрических колец, между которыми установлены наборные радиальные лопатки, причем расстояние между статором и радиальным импеллером регулируется в зависимости от плотности пульпы, а нижнее основание конусовидного импеллера имеет форму глухого диска с радиальными каналами в его теле для подачи воздуха, которые проходят в прорези, имеющиеся в радиальных лопатках, описанная боковая поверхность которых имеет форму усеченного конуса.

Общий вид аэрационного узла показан на фиг.1. На фиг. 2 - разрез А-А, вид снизу, на фиг. 3 разрез Б-Б вид сверху.

Аэрационный узел содержит аэрационную трубу 1 и два уровня диспергирования пульпы. Нижний уровень диспергирования пульпы представляет собой конусовидный импеллер, установленный меньшим основанием вниз, на 1/3 своей высоты опущенный ниже основания статора. Нижний импеллер имеет нижнее основание 2, представляющее собой глухой диск с выступами на наружной поверхности. В теле диска имеются радиальные каналы 3, исходящие из центрального отверстия аэрационной трубы, для подачи воздуха переходящие в прорези 4, имеющиеся в радиальных лопатках 5, находящихся между глухим нижним диском 2 и верхним концентрическим кольцом 6. Описанная боковая поверхность лопаток имеет форму усеченного конуса. На наружной стороне диска имеются выступы для дополнительной диспергации воздуха.

На днище флотационной машины соосно аэрационной трубе крепится придонная плита 7, представляющая из себя диск с центральным отверстием. Между днищем машины и придонной плитой имеется зазор для подсоса пульпы. На придонной плите соосно аэрационной трубе установлен статор 8. Статор представляет собой концентрическое кольцо с установленными на нем радиальными лопатками.

Верхний уровень диспергирования пульпы представляет из себя радиальный импеллер, состоящий из верхнего 9 и нижнего 10 концентрических колец. Между верхним и нижним концентрическими кольцами установлены наборные радиальные лопатки 11, части которых установлены последовательно друг за другом с зазорами. Импеллер крепится к аэрационной трубе своей нижней частью через спицы, а верхнее кольцо имеет зазор между валом и внутренней окружностью кольца и крепится к лопаткам.

Аэрационный узел работает следующим образом.

Пульпа заполняет рабочую камеру флотационной машины. При работе аэрационного узла в результате вращения импеллера в межкольцевом пространстве нижнего импеллера образуется область пониженного давления, и пульпа устремляется внутрь импеллера через зазор между валом и внутренней кромкой кольца, при этом отбрасывается лопатками в межлопастное пространство статора. Подача воздуха осуществляется через аэрационную трубу, каналы диска и прорези в лопатках. Воздух диспергируется вначале лопатками нижнего импеллера, дополнительно выступами, находящимися на наружной поверхности глухого диска импеллера, а затем в межлопастном пространстве статора.

Обогащенная воздухом пульпа подвергается дальнейшему насыщению воздухом при помощи верхнего уровня диспергации. При вращении верхнего импеллера пульпа, находящаяся в верхних слоях, устремляется в межкольцевое пространство через окна, образовавшиеся между валом, внутренней кромкой нижнего кольца и спицами. Воздух всасывается через зазор между внутренней кромкой верхнего кольца и валом. Образовавшаяся пульповоздушная смесь дополнительно диспергируется, проходя через щели наборных лопаток, и выбрасывается лопатками импеллера.

В пульповоздушной смеси, полученной при работе верхнего импеллера, воздух максимально диспергируется и, захватывая частицы полезного продукта, концентрируется в виде пены на поверхности раздела жидкость - воздух и снимается самосливом или пеногонами.

Предлагаемый аэрационный узел позволяет повысить эффективность флотационного процесса, снизить энергоемкость машины, уменьшить расход энергии на аэрирование единицы объема пульпы.

Источники информации

1. Авт. св. СССР № 1586783, B 0 3D 1/14, 1990.

2. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины. - М.: Недра, 1972, с.62-63.

3. Авт. св. № 1554974 , B 03 D 1/14, 1990.

4. Патент РФ № 2095153, B 03 D 1/14, 1997 (прототип).

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности. Технический результат - уменьшение расхода энергии на аэрирование единицы объема пульпы. Аэрационный узел содержит аэрационную трубу для подачи воздуха и установленный на ней нижний конусовидный импеллер, выполненный меньшим основанием вниз, которое имеет форму глухого диска с радиальными каналами в его теле для подачи воздуха, которые проходят в прорези, имеющиеся в радиальных лопатках, находящихся между нижним диском и верхним концентрическим кольцом. Описанная боковая поверхность лопаток имеет форму усеченного конуса. Нижний импеллер опущен в статор, представляющий кольцо с радиальными лопатками, установленный на придонной плите с центральным отверстием. В средней части аэрационной трубы выше конусовидного импеллера установлен радиальный импеллер, состоящий из верхнего и нижнего концентрических колец. Между верхним и нижним концентрическими кольцами установлены наборные радиальные лопатки. Импеллер крепится к аэрационной трубе своей нижней частью через спицы, а верхнее кольцо имеет зазор между валом и внутренней окружностью кольца и крепится к лопаткам. Расстояние между статором и верхним импеллером регулируется в зависимости от плотности пульпы. 3 ил.

Аэрационный узел флотационной машины, содержащий аэрационную трубу, размещенный внутри лопастного статора, установленного на придонной плите с центральным отверстием, конусовидный импеллер с радиальными лопатками, обращенный меньшим основанием вниз, отличающийся тем, что в средней части аэрационной трубы, выше конусовидного импеллера установлен радиальный импеллер, состоящий из верхнего и нижнего концентрических колец, между которыми установлены наборные радиальные лопатки, причем расстояние между статором и радиальным импеллером регулируется в зависимости от плотности пульпы, а нижнее основание конусовидного импеллера имеет форму глухого диска с радиальными каналами в его теле для подачи воздуха, которые проходят в прорези, имеющиеся в радиальных лопатках, описанная боковая поверхность которых имеет форму усеченного конуса.