СПОСОБ ДЕАЭРАЦИИ ПЕН И ВСПЕНЕННЫХ СРЕД Российский патент 2020 года по МПК B01D19/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к способу деаэрации пен и вспененных сред

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Во многих промышленных процессах, включающих такие, которые применяются в обработке минералов, в пивоварении и в производстве фармацевтических препаратов, образуются пены и вспененные среды как часть процесса.

[0003] Эти пены и вспененные среды (далее совокупно называемые «пенами» для простоты) могут создавать проблемы в технологическом цикле, в особенности, когда пена является чрезмерно стабильной. В этих ситуациях высокое содержание воздуха в пене может затруднять нагнетание пены в различные места внутри цикла. В дополнение, высокостабильные пены могут разрастаться в технологических резервуарах и переливаться из них. Это не только создает беспорядок и грязь, но также может приводить к потере и/или загрязнению продукта.

[0004] Для преодоления этих проблем предпринимались некоторые попытки. Например, в некоторых напорных баках в установках пенной флотации при обработке минералов используются крыльчатки для физического разрушения пузырьков в пене, сокращая тем самым нарастание пены и облегчая нагнетание частично деаэрированной пены. Однако эти крыльчатки расходуют значительные количества энергии и нуждаются в регулярном техническом обслуживании, что делает их относительно неэффективными.

[0005] Были сделаны другие попытки преодолеть проблемы, такие как применение центробежных насосов, которые непрерывно удаляют воздух из потока суспензии, когда он нарастает на входе в крыльчатку. Однако эти насосы имеют ограниченную эффективность, когда применяются для перекачивания особенно стабильных или липких пен.

[0006] Таким образом, было бы полезным, если бы стало возможным создание способа деаэрации пен, который был бы как эффективным, так и энергосберегающим.

[0007] Будет совершенно понятно, что, если здесь цитируется прототипная публикация, эта ссылка не подразумевает признания того, что публикация составляет часть общеизвестного знания в технологии в Австралии или в любой другой стране.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Настоящее изобретение направлено на способ удаления газа из пен, который может, по меньшей мере частично, преодолеть по меньшей мере один из вышеупомянутых недостатков или предоставить потребителю возможность полезного или технического выбора.

[0009] Принимая во внимание вышеизложенное, настоящее изобретение в одной форме в широком смысле сводится к способу удаления газа из пены, включающему стадии подачи по меньшей мере части пены из резервуара в корпусный узел, создания течения текучей среды через корпусный узел, введения пены в текучую среду так, что по меньшей мере часть газа в пене удаляется из пены и уносится текучей средой с образованием смеси текучей среды и увлеченного газа, и затем подачи смеси в резервуар и/или еще одно место внутри технологического цикла.

[0010] Резервуар может иметь любую подходящую форму. Например, резервуар может представлять собой технологический резервуар (такой как ячейка для пенной флотации, концентратор, биореактор, ферментатор, резервуар под давлением, чан для подготовки пульпы, или тому подобный), или может быть резервуаром для хранения или выдерживания (таким как отстойник, бак, бассейн, напорный бак, резервуар, или тому подобный). Так, пена может быть пеной при обработке минералов, пеной в производстве фармацевтических препаратов, пивной пеной, и так далее.

[0011] В вариантах осуществления изобретения, в которых резервуар представляет собой концентратор, предусматривается, что способ согласно настоящему изобретению может быть использован для извлечения воздуха из потока сгущенного продукта концентратора. Это может иметь результатом улучшение производительности насосов, предназначенных для перекачивания потока сгущенного продукта концентратора. В дополнение, это может приводить к снижению напряжения пластического течения и вязкости потока.

[0012] Резервуар может содержать только пену, или может содержать смесь жидкости и пены. Предусматривается, что в некоторых вариантах исполнения (таких как варианты применения для обработки минералов) резервуар может включать суспензию твердых частиц в жидкости, покрытую пеной (и, в частности, содержащей минерал пеной). В других вариантах исполнения или вариантах применения резервуар может включать покрытую пеной жидкость.

[0013] В этих вариантах осуществления изобретения, в особенности, когда пена является высокостабильной, перенос материала в резервуаре в еще одно место в технологическом цикле может быть сделан более затрудненным вследствие присутствия пены. Например, при попытке перекачивания вспененного материала, имеющего относительно высокое содержание газа, в насосе может происходить кавитация или образование воздушной пробки, приводя к неэффективному перекачиванию и/или повреждению насоса.

[0014] Пена может поступать в корпусный узел из резервуара любым подходящим образом. Однако корпусный узел предпочтительно может включать одно или многие отверстия, через которые пена поступает в корпусный узел. Пена может поступать в корпусный узел через отверстие непосредственно из резервуара, или может поступать в корпусный узел через один или многие трубопроводы, размещенные между резервуаром и корпусным узлом. Например, корпусный узел может включать впускной трубопровод, связанный с корпусным узлом. Например, впускной трубопровод может быть протяженным между резервуаром и отверстием, и пена может поступать в корпусный узел через впускной трубопровод.

[0015] В других вариантах осуществления изобретения между резервуаром и корпусным узлом могут размещаться один или многие промежуточные блоки оборудования. Например, в ситуации, в которой пена (или суспензия, имеющая пенный компонент) должна переноситься между участками в технологическом цикле, между резервуаром и корпусным узлом может быть размещен насос. В этом варианте исполнения предусматривается, что пена может переноситься из резервуара до насоса, и затем по меньшей мере часть пены может выводиться из насоса в корпусный узел. Отверстие в корпусном узле может быть соединено непосредственно с насосом, или же корпусный узел может включать впускной трубопровод, протяженный между насосом и отверстием.

[0016] Пена может выводиться из любой подходящей части насоса. Однако предусматривается, что пена может выводиться из корпуса насоса. Таким образом, предусматривается, что корпус насоса может быть снабжен одним или многими отверстиями в нем, через которые может быть выведена пена. Точное местоположение одного или многих отверстий не имеет особенного значения, и отверстия могут быть размещены на входной стороне корпуса насоса, моторной стороне корпуса насоса, или в сочетании их обеих. Кроме того, отверстия могут быть размещены на задней стороне насоса или во всасывающем патрубке насоса.

[0017] В порядке справки, во всасывающем патрубке центробежного насоса происходит предварительное раскручивание, когда текучая среда во всасывающем патрубке начинает вращаться перед достижением крыльчатки насоса. Как правило, предварительное раскручивание происходит, когда насос работает на уровне не менее, чем около 80% точки высшей эффективности (BEP) насоса. Обычно считается, что предварительное раскручивание нежелательно, так как оно значительно снижает производительность работы насоса.

[0018] Однако в настоящем изобретении обеспечиваются некоторые преимущества, когда во всасывающем патрубке, из которого выводится пена, создаются условия для предварительного раскручивания. Более конкретно, повышается эффективность отведения газа из пены во всасывающем патрубке, как и производительность насоса благодаря удалению по меньшей мере части газа из пены, прежде чем пена достигает насоса.

[0019] Так, в одном варианте осуществления настоящего изобретения пена может выводиться из всасывающего патрубка насоса. Пена может выводиться из любой подходящей точки внутри всасывающего патрубка. Например, пена может выводиться из места рядом со стенкой всасывающего патрубка. Однако более предпочтительно пена может выводиться из места между стенкой всасывающего патрубка и центром всасывающего патрубка. Более предпочтительно пена может выводиться из всасывающего патрубка из точки у центра всасывающего патрубка или рядом с нею. Будет понятно, что термин центр всасывающего патрубка предназначен для указания точки, которая находится на центральной линии всасывающего патрубка или рядом с нею (то есть, продольной оси всасывающего патрубка).

[0020] Пена может выводиться из всасывающего патрубка с использованием любого подходящего способа. В одном варианте исполнения во всасывающий патрубок пролегают одна или многие впускные трубы, чтобы отводить пену изнутри всасывающего патрубка. Одна или многие впускные трубы более предпочтительно являются протяженными до центра всасывающего патрубка или до места вблизи него так, что пена, которая выводится из всасывающего патрубка через впускные трубы, выводится из точки на центральной линии всасывающего патрубка или вблизи нее.

[0021] Так, в еще одном аспекте изобретение в широком смысле относится к устройству для удаления газа из пены, причем устройство включает корпусный узел, включающий впускную трубу, сформированную так, что ее первый конец находится в сообщении по текучей среде с всасывающим патрубком насоса, причем корпусный узел дополнительно включает проточный канал в сообщении по текучей среде с противоположным вторым концом впускного трубопровода, причем, когда создается поток текучей среды через проточный канал, пена вводится в текучую среду через впускную трубу так, что по меньшей мере часть газа в пене удаляется из пены и увлекается в текучей среде с образованием смеси жидкостной текучей среды и увлеченного газа.

[0022] Предусматривается, что плотность текучей среды, протекающей через корпусный узел, может быть большей, чем плотность пены, главным образом вследствие относительно высокого содержания газа в пене. Эта разница в плотности означает, что пена относительно легко выводится из резервуара и/или насоса, улучшая тем самым эффективность действия настоящего изобретения.

[0023] Насос может быть любого подходящего типа. Однако предпочтительно насос может представлять собой центробежный насос, имеющий крыльчатку.

[0024] Для создания потока жидкости через корпусный узел может быть использована любая пригодная текучая среда. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения текучая среда может содержать жидкость, такую как вода. Однако также предусматривается, что жидкость могла бы содержать суспензию (такую как минеральная суспензия, взвесь фармацевтического препарата) или еще одну жидкость (такую как раствор кислоты, раствор основания, химический раствор, или тому подобный). В вариантах применения для пивоварения жидкость может содержать пиво. В других вариантах осуществления изобретения текучая среда может содержать газ или смесь газов (такую как воздух).

[0025] Поток текучей среды может проходить под любым подходящим углом к одному или многим отверстиям в корпусном узле и/или впускном трубопроводе. Например, поток текучей среды может проходить через отверстие и/или впускной трубопровод под углом 90° к отверстию и/или впускному трубопроводу (и, в частности, второму концу впускного трубопровода). В альтернативном варианте, поток текучей среды может пересекать отверстие и/или впускной трубопровод наклонно. В этом варианте осуществления изобретения поток текучей среды может проходить через отверстие и/или впускной трубопровод под любым подходящим углом.

[0026] Угол, под которым поток текучей среды проходит через отверстие и/или впускной трубопровод, не является критичным, при условии, что течение является достаточным для разрушения пены и увлечения газа с жидкостью. Например, поток текучей среды может проходить через отверстие и/или впускной трубопровод под углом между около 0° и 170°. Более предпочтительно, поток текучей среды может проходить через отверстие и/или впускной трубопровод под углом между около 25° и 155°. Еще более предпочтительно, поток текучей среды может проходить через отверстие и/или впускной трубопровод под углом между около 45° и 135°.

[0027] В предпочтительном варианте осуществления изобретения, корпусный узел включает проточный канал, через который протекает текучая среда. Проточный канал может иметь любые размер и форму, хотя предусматривается, что проточный канал может включать суженный участок в нем. Диаметр суженного участка предпочтительно является меньшим, чем диаметр остального проточного канала. Суженный участок предпочтительно размещается между противоположными концами проточного канала.

[0028] В предпочтительном варианте осуществления изобретения, отверстие может быть размещено внутри суженного участка проточного канала. Так, в этом варианте осуществления изобретения предусматривается, что пена может затягиваться в проточный канал вследствие создания зоны низкого давления или частичного разрежения в проточном канале или впускном трубопроводе. В результате этого пена может втягиваться в проточный канал в результате эффекта Вентури и/или действия водоструйного насоса.

[0029] В альтернативном варианте осуществления изобретения, пена может вводиться в текучую среду, протекающую через корпусный узел под относительно малым углом. Предусматривается, что в этом варианте исполнения поток пены и поток текучей среды могут быть настолько близкими к параллельному течению, насколько возможно, когда пена вводится в текучую среду. Так, пена может вводиться в текучую среду под углом между 0° и 45°. Более предпочтительно, пена может вводиться в текучую среду под углом между 0° и 30°. Еще более предпочтительно, пена может вводиться в текучую среду под углом между 0° и 20°. И еще предпочтительнее, пена может вводиться в текучую среду под углом между 0° и 10°.

[0030] Проточный канал и впускной трубопровод могут размещаться в любой подходящей ориентации относительно земли. Например, впускной трубопровод может быть позиционирован по существу вертикально, по существу горизонтально, или в любой другой пригодной ориентации. Будет понятно, что ориентация корпусного узла относительно земли не имеет особенного значения для изобретения: вместо этого более важной является ориентация отверстия (или впускного трубопровода) относительно проточного канала.

[0031] Противолежащие концы проточного канала предпочтительно являются открытыми так, что первый конец проточного канала действует как впускной канал для текучей среды, тогда как противоположный второй конец проточного канала действует как выпускной канал для смеси текучей среды и увлеченного газа. Текучая среда может поступать во впускное отверстие проточного канала из любого подходящего источника. Например, источником текучей среды может быть кран, шланг, водопровод, газгольдер или газовый баллон, или тому подобные. В альтернативном варианте, текучая среда может поступать из резервуара или еще одного технологического резервуара.

[0032] Смесь текучей среды и увлеченного газа выходит из проточного канала через выпускной канал. После выхода из проточного канала смесь может быть возвращена в резервуар, или может быть переведена в еще одно место внутри технологического цикла, такое как обрабатывающий резервуар, бак для выдерживания или тому подобный. Смесь может быть переведена с использованием любого пригодного способа. Например, смесь может быть перекачана или подана под действием силы тяжести в еще одно место внутри технологического цикла, или может быть переведена с использованием давления жидкости, протекающей через проточный канал. В этом варианте осуществления изобретения предусматривается, что поток текучей среды через проточный канал будет переносить смесь в еще одно место внутри технологического цикла (то есть, перенос текучей среды происходит без применения механического устройства, такого как насос).

[0033] В предпочтительном варианте осуществления изобретения, смесь возвращается в резервуар. Смесь может быть возвращена в любую подходящую часть резервуара, хотя в предпочтительном варианте исполнения смесь может быть возвращена в верхнюю область резервуара через возвратный трубопровод. Более конкретно, смесь может быть возвращена на верх резервуара через возвратный трубопровод. В некоторых вариантах исполнения выпускное отверстие возвратного трубопровода может быть снабжено соплом так, что смесь возвращается в резервуар с разбрызгиванием. Может быть применено любое подходящее сопло, и точная природа сопла не имеет особого значения для изобретения.

[0034] Предусматривается, что, когда смесь либо возвращается в резервуар, либо выводится в резервуар в еще одной части технологического цикла, пена может вновь образовываться на поверхности суспензии. Однако повторно образованная пена будет иметь гораздо меньший объем, чем удаленная из резервуара пена. В дополнение, повторно образованная пена может быть значительно менее стабильной или более непрочной, чем удаленная из резервуара пена, чем подразумевается, что пузырьки в пене могут быть разрушены на протяжении короткого периода времени.

[0035] Предусматривается, что в некоторых вариантах осуществления изобретения в смеси также могут увлекаться частицы. Например, в вариантах применения для обработки минералов пена может включать минеральные частицы, которые прилипли к газовым пузырькам в пене. Подобное явление может иметь место в вариантах применения для производства лекарственных препаратов. Так, смесь может содержать текучую среду, увлеченный газ и захваченные твердые частицы.

[0036] Предусматривается, что дополнительная текучая среда (такая как вода), введенная в технологический цикл через проточный канал, будет компенсироваться сокращением текучей среды, добавляемой в других частях ниже по потоку в цикле. Тем самым может по существу поддерживаться баланс текучей среды в пределах технологического цикла.

[0037] В технологических циклах обработки минералов разбавление потока суспензии добавлением воды в проточный канал весьма вероятно может проявляться в улучшении производительности пенной флотации при том же объеме воды, добавляемой перед следующей стадией пенной флотации, по сравнению с традиционной практикой, в которой вода добавляется непосредственно к материалу, подаваемому в следующую флотационную ячейку или серию ячеек. Этим улучшается производительность пенной флотации, что обеспечивает улучшение извлечения ценного минерала, сокращение захвата пустой породы, и так далее.

[0038] Как упоминалось ранее, пена может быть втянута в корпусный узел непосредственно из резервуара. В этом варианте осуществления изобретения пена может выводиться из резервуара с любой подходящей высоты внутри резервуара. Однако пена предпочтительно выводится из резервуара в месте, в котором в резервуаре находится значительное количество пены. Более предпочтительно пена может выводиться из резервуара в точке в резервуаре, которая находится внутри резервуара по вертикали выше, чем точка, в которой для нагнетания выводится жидкость и/или пена. Тем самым выведение пены может быть сделано максимальным, и может быть минимизировано выведение жидкости изнутри резервуара. В дополнение, может быть сокращено количество пены, выводимой насосом.

[0039] В некоторых вариантах осуществления изобретения с резервуаром могут быть связаны два корпусных узла. В этом варианте осуществления изобретения предусматривается, что первый корпусный узел может быть связан с насосом, и может быть приспособлен для выведения пены из насоса и/или из всасывающего патрубка между резервуаром и насосом, тогда как второй корпусный узел может быть приспособлен для выведения пены непосредственно из резервуара. Тем самым может быть улучшено удаление газа из пены удалением газа из пены в двух отдельных местах.

[0040] Из пены может быть удален любой подходящий газ, и будет понятно, что тип газа будет зависеть от варианта применения, в котором используется изобретение. Например, при пенной флотации газ может представлять собой воздух, кислород, азот, или тому подобный. В других вариантах исполнения газ может представлять собой диоксид углерода, монооксид углерода, сероводород, или тому подобный, или любую комбинацию их.

[0041] Настоящее изобретение представляет ряд существенных преимуществ перед прототипом. Например, применение настоящего изобретения обеспечивает экономию энергии, по сравнению с вариантами применения, в которых используются крыльчатки для физического разрушения пены в резервуаре. Настоящее изобретение также обеспечивает улучшенный контроль пены и повышенную производительность насоса.

[0042] В вариантах применения для обработки минералов разрушение пузырьков в пене с использованием настоящего изобретения обеспечивает то, что мелкие частицы возвращаются в суспензию до подвергания дополнительной пенной флотации, тем самым улучшая извлечение мелких выделенных частиц. Это также может приводить к повышению качества суспензии (то есть, концентрации ценного минерала внутри суспензии). Подобным образом, это проявляется в улучшении удаления материалов пустой породы (таких как кремнезем) благодаря сокращенному увлечению этих материалов в пене. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает улучшенное смешение, разбавление и очистку суспензий.

[0043] Другие преимущества включают сокращение расхода реагентов в находящихся ниже по потоку частях технологического цикла, сокращенные продолжительностей пребывания и улучшенную эффективность действия реагентов. В дополнение, в технологических циклах обработки минералов сокращение количества пены, выходящей из контура пенной флотации, может уменьшать нарастание пены на поверхности концентраторов, приводя к повышению качества сбросной воды из концентраторов и сокращению расхода флокулирующего реагента. Настоящее изобретение также содействует процессу разбавления перед добавлением коагулянта в питающий резервуар концентратора.

[0044] Любые из описываемых здесь признаков могут быть объединены в любой комбинации с любым одним или многими из других признаков, описанных здесь в пределах области изобретения.

[0045] Ссылка на любой прототип в этом описании не трактуется и не должна толковаться как подтверждение или указание в любой форме на то, что прототип составляет часть общеизвестного знания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0046] Предпочтительные признаки, варианты осуществления и вариации изобретения могут быть распознаны из нижеследующего Подробного Описания, которое представляет достаточную информацию для квалифицированных специалистов в этой области технологии для осуществления изобретения. Подробное Описание никоим образом не должно рассматриваться как ограничивающее область предшествующей Сущности Изобретения. Подробное Описание будет ссылаться на ряд чертежей, в которых:

[0047] Фигура 1 иллюстрирует трехмерное изображение технологического резервуара, в котором применяется способ согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0048] Фигура 2 показывает перспективный вид устройства в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0049] В Фигуре 1 показано трехмерное изображение технологического резервуара 10, в котором используется способ согласно настоящему изобретению. Технологический резервуар 10 в Фигуре 1 представляет собой напорный бак установки пенной флотации, в который поступает суспензия из флотационной ячейки (не показана) перед нагнетанием в еще одну часть технологического цикла. На верху суспензии находится стабильная пена. Будет понятно, что, когда далее используется термин «пена», он относится либо к пене, либо к смеси суспензии и пены. Также будет понятно, что суспензия также может включать пенный компонент, причем плотность суспензии является более высокой, чем плотность пены поверх суспензии.

[0050] Пена или смесь пены и суспензии выводится из резервуара 10 через трубопровод 11 так, что она может нагнетаться в еще одно место в технологическом цикле через центробежный насос 12. Следует отметить, что трубопровод 11 также действует как патрубок насоса. Однако в ситуациях, в которых внутри резервуара 10 присутствуют большие количества пены, или особенно стабильной пены, нагнетание пены может быть затруднительным, и может возникать воздушная пробка внутри насоса 12. В патрубке 11 насоса смесь суспензии и пены кондиционируется с высокоаэрированной пеной, продвигаемой к центру патрубка для максимизации деаэрации.

[0051] Так, в настоящем изобретении предусмотрен корпусный узел 13. В корпусе насоса 12 проделано отверстие (скрытое), и корпусный узел 13 соединен с ним впускным трубопроводом 14. Таким образом, корпусный узел 13 сообщается по текучей среде с внутренностью насоса 12 через впускной трубопровод 14. Часть пены, поступающей в насос 12 из резервуара 10, выводится из насоса 12 через впускной трубопровод 14 и поступает в корпусный узел 13.

[0052] Корпусный узел 13 включает пересекающий участок, через который пропускается поток воды (то есть, проточный канал 15). Проточный канал 15 включает суженный участок 16 с меньшим диаметром, чем остальной проточный канал 15. Таким образом, когда вода протекает через суженный участок 16, внутри корпусного узла 13 создается зона пониженного давления или частичного разрежения. Созданием этой зоны пониженного давления пена втягивается в проточный канал 15 через впускной трубопровод 14 в результате эффектов Вентури и/или водоструйного насоса. Когда пена втягивается в проточный канал 15, пузырьки в пене разрушаются, и воздух (и любые прилипшие к пузырькам твердые частицы) увлекается потоком воды через проточный канал 15. Тем самым могут быть разрушены пузырьки даже высокостабильных пен.

[0053] В варианте осуществления изобретения, показанном в Фигуре 1, смесь воды и увлеченных воздуха и твердых частиц возвращается в резервуар 10 через трубопровод 17. Возвращение этой смеси в резервуар 10 означает, что возрастает отношение суспензии к пене в резервуаре 10, сокращая проблемы перекачивания, и улучшая разбавление суспензии (которое может быть благоприятным для извлечения ценного минерала и удаления пустой породы в последующих флотационных ячейках или сериях ячеек). В еще одном варианте исполнения, если разбавление суспензии в резервуаре 10 должно быть предотвращено, смесь воды, твердых веществ и увлеченного воздуха может быть направлена в отдельный бак, причем некоторая часть жидкости из бака 10 возвращается в резервуар 17, и другая часть жидкости из бака используется в качестве жидкости, подаваемой в деаэратор, подведением этой жидкости в проточный канал 15.

[0054] Возвращение смеси в резервуар 10 через трубопровод 17 также может служить для содействия разрушению пузырьков в пене, все еще остающейся в резервуаре 10. Для дополнительного содействия этому трубопровод 17 может быть оснащен распылительным соплом или распылительной головкой (не показано), чтобы способствовать разрушению пузырьков в резервуаре 10. Применение распылительного сопла или распылительной головки (не показано) также может содействовать высвобождению увлеченного воздуха из возвращенной смеси, тем самым сокращая или устраняя возвращение воздуха в резервуар 10.

[0055] В еще одном варианте осуществления изобретения, предусмотрен второй корпусный узел 18. Второй корпусный узел 18 находится в непосредственном сообщении по текучей среде с резервуаром 10 через трубопровод 19.

[0056] В стенке резервуара 10 проделано отверстие 20, и второй корпусный узел 18 соединен с ним впускным трубопроводом 19. Вся пена, выходящая из резервуара 10 через впускной трубопровод 19, поступает в корпусный узел 18.

[0057] Корпусный узел 18 включает пересекающий участок, через который пропускается поток воды (то есть, проточный канал 21). Проточный канал 21 включает суженный участок 22 с меньшим диаметром, чем остальной проточный канал 21. Таким образом, когда вода протекает через суженный участок 22, внутри корпусного узла 18 создается зона пониженного давления или частичного разрежения. Созданием этой зоны пониженного давления пена втягивается в проточный канал 21 через впускной трубопровод 19 в результате эффекта Вентури и/или действия водоструйного насоса. Когда пена втягивается в проточный канал 21, пузырьки в пене разрушаются, и воздух (и любые прилипшие к пузырькам твердые частицы) увлекается потоком воды через проточный канал 21. Тем самым могут быть разрушены пузырьки даже высокостабильных пен.

[0058] В варианте осуществления изобретения, показанном в Фигуре 1, смесь воды и увлеченных воздуха и твердых частиц возвращается в резервуар 10 через трубопровод 23. Возвращение этой смеси в резервуар 10 означает, что возрастает отношение суспензии к пене в резервуаре 10, сокращая проблемы перекачивания, и улучшая разбавление суспензии (которое может быть благоприятным для извлечения ценного минерала и удаления пустой породы в последующих флотационных ячейках или сериях ячеек)

[0059] Возвращение смеси в резервуар 10 через трубопровод 23 также может служить для содействия разрушению пузырьков в пене, все еще остающейся в резервуаре 10. Для дополнительного содействия этому трубопровод 23 может быть оснащен распылительным соплом или распылительной головкой (не показано), чтобы способствовать разрушению пузырьков в резервуаре 10, и также высвобождению увлеченного воздуха из смеси.

[0060] Фигура 2 показывает перспективный вид устройства в соответствии с настоящим изобретением, причем устройство соединено с патрубком насоса. Показанное в фигуре 2 устройство 40 включает корпусный узел 42, имеющий фланец 44 на его нижнем конце. Фланец 44 позволяет присоединить устройство 42 болтами к фланцу 46, размещенному на малом восходящем отводе 48, выступающем из патрубка 50 насоса. Патрубок 50 насоса позиционирован непосредственно выше по потоку относительно входа в центробежный насос.

[0061] Корпусный узел 42 включает центральный проточный канал. Верхний конец 52 корпусного узла перекрыт заглушкой 54 так, что жидкость не может выходить через верхний конец 54. Устройство 40 дополнительно включает проточный канал, образованный наклонными трубопроводами 56 и 58. Как можно видеть из фигуры 2, наклонные трубопроводы 56 и 58 проходят под углом около 45° к продольной оси корпусного узла 42. Боковая стенка корпусного узла 42 открыта в положениях, где наклонные трубопроводы 56 и 58 соединяются с корпусным узлом 42. Тем самым наклонные трубопроводы 56, 58 сообщаются по текучей среде с внутренним объемом корпусного узла 42. Надлежащие фланцы (которые показаны в фигуре 2, но не обозначены номерами) обеспечивают возможность соединения трубопроводов 56, 58 с источником протекающий жидкости, таким как магистральный трубопровод. Устройство 40 включает трубу, которая размещена вблизи центральной области патрубка 50 насоса. Труба 60 имеет отверстие 62. Труба 60 проходит в корпусный узел 42 через коленчатый под прямым углом патрубок. Тем самым труба 60 включает впускной канал для устройства 40. Труба 60 имеет выпускной канал, находящийся в корпусном узле 42. Выпускной канал трубы 60 может быть размещен вблизи уровня на высоте трубопровода 56 или трубопровода 58.

[0062] При работе пена из патрубка насоса поступает в выпускной канал 62 трубы 60. Пена протекает вдоль трубы и вверх в корпусный узел 42. Жидкость под давлением подается по трубопроводу 58, который создает поток жидкости под давлением вдоль трубопровода 58 в корпусный узел 42, и из корпусного узла 42 через трубопровод 56. Этим создается поток жидкости вверх через трубопроводы 58 и 56 и через верхнюю часть корпусного узла 42. В результате этого течения пена в трубе 60 становится увлеченной в потоке жидкости. Это вызывает разрушение пузырьков в пене, тем самым высвобождая воздух из пены. Корпусный узел 42 может быть оснащен сужением потока вблизи места, где трубопровод 58 входит в корпусный узел 42. Это может содействовать формированию области низкого давления, создаваемой течением жидкости из трубопровода 58 вследствие эффекта вентури. Эта область низкого давления может содействовать выведению пены из патрубка 50 насоса в корпусный узел 42.

[0063] Устройство 40 также может быть оснащено смотровым окном 64 для возможности инспектировать устройство и создавать доступ для любого технического обслуживания или очистки, которые могут потребоваться для корпусного узла 42 вблизи трубопроводов 56 и 58.

[0064] В еще одном варианте исполнения труба 60 может отсутствовать, причем пена в патрубке насоса поступает в корпусный узел 42 через отверстие у нижнего конца 44 корпусного узла 42.

[0065] В настоящем описании и пунктах (насколько это уместно) формулы изобретения слово «содержащий» и его производные, в том числе «содержит» и «содержат», включают каждое из указанных целых чисел, но не исключает наличия одного или более дополнительных целых чисел.

[0066] Приведенная по всему описанию ссылка на «один вариант исполнения» или «вариант исполнения» означает, что конкретные признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с этим вариантом исполнения, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление выражений «в одном варианте исполнения» или «в варианте исполнения» в различных местах по всему описанию не обязательно в каждом случае ссылается на тот же вариант исполнения. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим путем в одной или многих комбинациях.

[0067] В соответствии с законодательством, изобретение было описано в рамках терминологии, более или менее специфической для конструкционных или методических признаков. Должно быть понятно, что изобретение не ограничивается показанными или описанными конкретными признаками, поскольку описанный здесь подход включает предпочтительные формы осуществления изобретения. Поэтому изобретение заявляется в любой из его форм или модификаций в пределах надлежащей области пунктов (если это уместно) прилагаемой формулы изобретения, надлежащим образом интерпретируемой квалифицированными специалистами в этой области технологии.

Настоящее изобретение относится к способу деаэрации пен и вспененных сред. Способ включает подачу по меньшей мере части пены из резервуара (10) в центральный канал корпусного узла (13). Корпусной узел (13) имеет центральный канал и проточный канал пересекающего участка. Поток проточного канала пересекает поток центрального канала и обеспечивает создание потока жидкой среды через проточный канал пересекающего участка в корпусном узле (13). В результате по меньшей мере часть газа в пене удаляется из пены и уносится потоком жидкой среды с образованием смеси жидкой среды и увлеченного газа. Далее смесь жидкой среды и увлеченного газа подается в резервуар (10) и/или в другое место в технологическом цикле. Технический результат: улучшенное смешение, разбавление и очистка суспензий, повышение качества сбросной воды из концентраторов, сокращение расхода флокулирующего реагента, повышение энергоэффективности. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ удаления газа из пены, включающий стадии подачи по меньшей мере части пены из резервуара (10) в центральный канал корпусного узла (13), где корпусной узел (13) имеет центральный канал и проточный канал пересекающего участка, при этом поток проточного канала пересекает поток центрального канала и обеспечивает создание потока жидкой среды через проточный канал пересекающего участка в корпусном узле (13), в результате чего по меньшей мере часть газа в пене удаляется из пены и уносится потоком жидкой среды с образованием смеси жидкой среды и увлеченного газа, с последующей подачей смеси жидкой среды и увлеченного газа в резервуар (10) и/или в другое место в технологическом цикле.

2. Способ по п.1, в котором резервуар содержит суспензию твердых частиц в жидкости, покрытую пеной.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пена поступает в корпусный узел из резервуара через отверстие в корпусном узле или через связанный с ним впускной трубопровод.

4. Способ по п.3, в котором между резервуаром (10) и корпусным узлом (13) размещается насос (12) так, что пена переносится из резервуара (10) в насос (12) и по меньшей мере часть пены выводится из насоса (12) в корпусный узел (13).

5. Способ по п.4, в котором пена выводится из всасывающего патрубка насоса (12).

6. Способ по п.5, в котором пена выводится из места у центра всасывающего патрубка или вблизи него.

7. Устройство для удаления газа из пены, причем устройство включает корпусный узел (13), включающий впускной трубопровод (14), сформированный так, что его первый конец находится в сообщении по текучей среде с всасывающим патрубком насоса (12), причем всасывающий патрубок насоса принимает пену из резервуара (10), корпусный узел (13) включает центральный канал и проточный канал пересекающего участка (15), где поток канала пересекающего участка пересекает поток центрального канала, и поток канала пересекающего участка находится в сообщении по текучей среде с противоположным вторым концом впускного трубопровода (14), причем, когда создается поток жидкой среды через проточный канал, пена вводится в жидкую среду через впускной трубопровод так, что по меньшей мере часть газа в пене удаляется из пены и увлекается в текучей среде с образованием смеси текучей среды и увлеченного газа.

8. Устройство по п.7, в котором насос включает центробежный насос, имеющий крыльчатку.

9. Устройство по п.7 или 8, в котором жидкая среда содержит воду или суспензию.

10. Устройство по любому из пп 7-9, в котором проточный канал пересекающего участка (15) включает суженный участок (16) в нем.

11. Устройство по п.10, в котором второй конец впускной трубы (14) размещен внутри суженного участка (16).

12. Устройство по любому из пп.7-11, в котором пена вводится в проточный канал (15) под действием эффекта Вентури и/или эффекта водоструйного насоса.

13. Устройство по любому из пп.7-12, в котором проточный канал пересекающего участка (15) включает первый конец, предназначенный действовать как впускной канал для жидкой среды, и противоположный второй конец, предназначенный действовать как выпускной канал для смеси жидкой среды и увлеченного газа.

14. Устройство по п.13, в котором проточный канал пересекающего участка (15) имеет выпускной канал, находящийся в сообщении с резервуаром.