УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ В СУСПЕНЗИЯХ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ И НЕМИНЕРАЛЬНЫХ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПРИМЕНЕНИЕ ТАКОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2021 года по МПК B01F7/16 

Данное изобретение относится к устройству для генерирования газовых пузырьков в суспензиях для обогащения минеральных и неминеральных исходных материалов и к применению такого устройства. Для целей этой заявки, суспензии являются смесями жидкостей и исходных материалов, в особенности минеральных ресурсов, таких как медь, олово, металлы платиновой группы (иридий, родий или палладий), фосфаты и шлак в тонкоизмельченной фазе, которые содержатся в танках флотационных камер. Для цели отделения желательных исходных материалов от этой суспензии, указанную суспензию смешивают и закручивают посредством воздуха внутри танков, так что образуется смесь воздушных газовых пузырьков. В результате, три зоны образуются внутри суспензии. В нижней трети танка, имеет место завихрение суспензии и, в результате, образование пузырьков. В верхней трети танка, так называемой зоне успокоения, пузырьки с прилипшими частицами гидрофобного исходного материала перемещаются к поверхности суспензии и размещаются в верхней трети танка в качестве пены. Эта пена оставляет танк флотационной камеры на его вершине посредством переливания и применима для дополнительной обработки при помощи средств, которые известны как таковые.

Для того, чтобы генерировать завихрение суспензии внутри танка, ротор, выполняющий ротационное перемещение со скоростью, определенной внутри окружающего статора. В результате этого ротационного перемещения, суспензия просасывается через зазор между статором и поддерживающим приспособлением и возвращается в прилегающую зону суспензии через корпус статора. В этом случае, часть суспензии, содержащая гидрофильные исходные материалы, отступает к дну танка и извлекается оттуда.

Посредством одновременного введения воздуха в суспензию, суспензия обогащена газовыми пузырьками. В результате завихрения этой суспензионной смеси с газовыми пузырьками, усилии воздействует на газовые пузырьки и они разделяются на пузырьки меньшего и меньшего размера.

Устройства особой категории для генерирования газовых пузырьков хорошо известны из известного уровня техники.

Документ US 4283357 A описывает ротор-статорный механизм, в котором воздухораспределитель, который расположен в роторе, направляет воздух против лопаток статора при применении тангенциально расположенных каналов, направляющих воздух. В этом случае, каналы, направляющие воздух, образуют угол между 20° и 60° по отношению к радиальному направлению.

Документ 9266121 B2 раскрывает ротор с лопатками, которые проходит вертикально и расположены радиально по отношению к оси вращения и которые снабжены искривленными внешними краями лопатки. Воздух протекает через канал, протянутый внутри приводного вала и ротор, через впускные отверстия для воздуха и в суспензию. Воздух направляют во впускные отверстия для воздуха ротора через совокупность внутренних каналов, направляющих воздух, расположенных в верхней центральной части ротора. Кроме того, ротор сконструирован таким образом, что суспензия в средней части ротора просасывается в осевом направлении вдоль оси вращения и направляется через соответствующие выпускные отверстия назад в окружающую суспензию.

Документ US 2015/0251192 A1 описывает статор с несколькими вертикально ориентированными отражательными перегородками, расположенными вокруг ротора. Ротор соединен с вертикально-ориентированным валом. Лопатки ротора проходят вертикально и искривлены на их внешних краях. Отражательные перегородки статора также проходят вертикально и снабжены несколькими горизонтально расположенными щелевыми отверстиями для улучшенного эффекта сдвига. Кроме того, впускные отверстия для воздуха, требующиеся для вентиляции суспензии, расположены таким образом, что воздух проходит между лопатками ротора.

Документ US 4425232 A раскрывает комбинацию статор-ротор, в которой внутренние стороны отражательных перегородок статора повторяет очертания внешних краев лопаток статора лопатки и имеют такое же расстояние.

Возможные расположения и варианты осуществления выпускных отверстий для воздуха описаны в документе US 6805243 B1. В этом случае, плоские, горизонтальные щелевые отверстия являются предпочтительным вариантом осуществления. Кроме того, раскрыто расположение выпускных отверстий для воздуха ниже пластины ротора.

Документ US 4551285 A описывает ротор, который окружен вертикально расположенными отражательными перегородками. Лопатки ротора радиальным образом расположены на штоке и проходят от его внешней стороны на половину радиуса. Кроме того, лопатки меньшего размера действуют как лопатки для впуска воздуха в области приводного вала.

Документ US6772885 B2 раскрывает вариант осуществления пластины ротора, которая имеет угол наклона между 5° и 70° в направлении нижней стороны ротора.

Вариант осуществления расположения статор-ротор для улучшения мощности закачивания такого расположения описан посредством EP 0287251 B1. Вследствие такого расположения отражательных перегородок по отношению к внешнему краю ротора, определенно газовые пузырьки, расположенные в нижней части танка флотационной камеры, заполненной суспензией, поднимаются и расщепляются.

CN 2 02 490 592 U раскрывает устройство для смешивания порошка и жидкости, содержащее смеситель, имеющий впускное отверстие для порошка, впускное отверстие для жидкости и выпускное отверстие для жидкости. Смеситель содержит статор и ротор. Стенка статора содержит несколько отверстий, и ротор имеет клешнеобразную металлическую пластину, которая присоединена к ротору посредством винтов. Ротор приводится в действие посредством мотора, при этом сдвиговые и центробежные усилия генерируются, чтобы диспергировать и гомогенизировать порошок в жидкости.

Недостатком всех вышеуказанных комбинаций ротор-статор является то, что эти устройства имеют низкую эффективность в экстрагировании исходных материалов с низкокачественным выполнением. Особенно в этом случае необходимо извлекать такие исходные материалы из тонкоизмельченной минеральной фазы, что требует наименьшего по возможности размера газовых пузырьков с небольшой разницей в размерах. Существующие установки могут, посредством увеличения продолжительности обработки завихренной суспензии в области комбинации ротор-статор, чтобы образовывать небольшие пузырьки, которые являются подходящими для извлечения этих исходных материалов. Однако, это приводит к ухудшению эффективности таких флотационных установок.

Для того, чтобы преодолеть эти недостатки известного уровня техники, целью данного изобретения генерирование потока в суспензиях, которое продолжается на протяжении продолжительности обработки суспензионной смеси с газовыми пузырьками в области статора и одновременно устанавливает расходы при таком высоком уровне, который поддерживает высокую эффективность установок.

Эту цель достигают посредством комбинации статор-ротор для генерирования газовых пузырьков в суспензиях, которая раскрыта посредством пункта 1 формулы изобретения. Дополнительные варианты в соответствии с данным изобретением раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с данным изобретением, вращательно-симметричный ротор соединен с полым приводным валом, ось вращения которого расположена концентрически по отношению к центральной оси окружающего статора. Ротор состоит из пластины, которая представляет верхнюю сторону ротора, и нескольких лопаток, пррроходящих в осевом направлении и параллельных по отношению к оси вращения на удалении от пластины. Кроме того, ротор снабжен ниже его пластины отверстиями для введения воздуха, которые делают возможным поступление воздуха в суспензию через полый приводной вал, каналами, направляющими воздух, и впускными отверстиями для воздуха. Предпочтительно, ротор сконструирован в виде сварного компонента, аддитивно произведенного компонента или отлитого в форме компонента. Ось вращения ротора является перпендикулярной поверхности суспензии.

Статор сконструирован как цилиндрическое полое тело, которое окружает ротор. В этом случае, ротор и статор расположены по отношению один к другому таким образом, что статор выступает выше ротора на его верхней стороне. Нижний конец ротора выступает за пределы нижней части статора и расположен на уровне зазора между статором и стабилизатором потока, который соединен с нижней поверхностью поддерживающего приспособления. Корпус статора состоит из множества полосообразных, радиально ориентированных отражательных перегородок, которые тем самым образуют перфорированную, клеточноподобную оболочку, через которую может протекать суспензия.

Статор расположен на поддерживающем приспособлении, которое обеспечивает определенное расстояние между статором и нижней поверхностью, и которое прикладывает усилия, действующие на статор вследствие гидравлического сопротивления в нижнюю часть танка флотационной камеры. На нижней пластине расположен стабилизатор потока, известный как таковой, который служит, чтобы вращать протекающую суспензию, и применение которого хорошо известно.

В соответствии с данным изобретением, лопатки ротора проходят при различных расстояниях от пластины в осевом направлении. В этом случае, внутренние края более коротких лопаток имеют радиальное расстояние от приводного вала. Отражательные перегородки статора наклонены по отношению к оси вращения. В этом случае, первое частичное число отражательных перегородок имеет угол α от 30° до 60° и второе частичное число отражательных перегородок имеет угол α' от -30° до -60°, и соответственно предоставляют непрерывное завихрение и, соответственно, разделение пузырьков внутри суспензии. В частности, величины углов α и α' являются одними и теми же. Отражательные перегородки являются по существу взаимосвязанными и тем самым образуют корпус статора.

В предпочтительном варианте осуществления ротора, внешние профили всех лопаток, сужаются выпуклым образом, когда расстояние от пластины увеличивается. Неизогнутый внешний край ротора применяют, когда производственные расходы должны быть такими низкими, наскольо это возможно. Более высокая эффективность ротора может быть достигнута посредством искривленного внешнего контура лопаток.

В предпочтительном варианте осуществления, первое частичное число лопаток ротора имеет такую же длину, что и общая длина ротора. Второе и третье частичное число сделаны меньшими, где длины лопаток этой второй части и третьей части количества являются одной и той же длиной, или, в предпочтительном варианте осуществления, имеют различные продольные протяженности, для того, чтобы получить интенсивное перемешивание смеси газовых пузырьков в суспензии.

Предпочтительно, все лопатки ротора соединены с приводным валом в виде посадки с геометрическим замыканием или существенно соединенным образом. В особенно предпочтительном варианте осуществления ротора, более короткие лопатки ротора радиально отделены от приводного вала. Это радиальное расстояние r находится между 30% и 70% от радиуса R и приводит к улучшенному распределению пузырьков воздуха внутри суспензии.

В особенно предпочтительной форме ротора, внутренние края более коротких лопаток ротора являются сужающимися или направлены к оси вращения. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что суспензия при введении воздуха направляется при низком сопротивлении на эти лопатки ротора вдоль этих лопаток ротора и соответственно способствует значительным образом высокой эффективности систем флотации, которые снабжены таким устройством.

В другом предпочтительном варианте осуществления, нижние края более коротких лопаток горизонтально ориентированы или наклонены. Они образуют угол y между 0° и 60°, по отношению к горизонтали, который имеет выгодный эффект в отношении завихрения суспензии.

Для того, чтобы подавать воздух к суспензии, приводной вал ротора сделан полым. Соответственно, воздух может протекать через этот приводной вал в ротор. Внутри ротора, этот воздух распределяется посредством каналов, направляющих воздух к предпочтительно радиально расположенным впускным отверстиям для воздуха. Каналы, направляющие воздух, предпочтительно расположены таким образом, что они направляют воздух к нижней части танка флотационной камеры. При этом, каналы, направляющие воздух предпочтительно ориентированы при угле ε между 20° - 60°, по отношению к оси вращения.

В одном варианте осуществления данного изобретения, внутренняя и внешняя окружные поверхности статора сформированы по прямой линии и отделены одна от другой. В альтернативном варианте осуществления статора, внешняя окружная поверхность искривлена выпуклым образом. Внутренняя и внешняя окружная поверхность в этом варианте осуществления всегда имеют одно и то же расстояние одна от другой и, соответственно, оказывают положительное влияние на распределение пузырьков.

Статор является предпочтительно сварным компонентом или формованным компонентом или аддитивно произведенным компонентом, имеющим несколько интегрально взаимосвязанных металлических пластин. С одной стороны, металлические пластины представляют общее число отражательных перегородок, с другой стороны, покрывающее кольцо, промежуточные кольца и уплотнительное кольцо образованы как металлическая пластина и являются интегрально соединенными с отражательными перегородками. Общее число отражательных перегородок разделено в предпочтительном варианте осуществления равным образом на две части количества отражательных перегородок. Отражательные перегородки охвачены покрывающим кольцом и уплотнительным кольцом и подразделены посредством необязательных промежуточных колец. Таким образом, возможно эффективным образом изготовление жесткого и прочного статора, который, с одной стороны, поглощает нагрузки вследствие гидравлического сопротивления, наряду с тем, что с другой стороны, он может быстро быть заменен, поскольку статор подвержен износу.

В предпочтительном варианте осуществления, статор является разъединимым с целью разборки и сборки. Предпочтительно, эта плоскость разделения является вертикально ориентированной посредством вертикально ориентированных металлических пластин или расположена горизонтально посредством разъединимых промежуточных колец. В этом предпочтительном варианте осуществления, вертикально разделительные пластины или разъединимые промежуточные кольца соединены совместно с возможностью отсоединения. В особенно предпочтительном варианте осуществления ротора, вертикально разделенные сегменты могут дополнительно быть разделены горизонтально для того, чтобы затем удалять или вставлять их через пазы, расположенные в нижней части танка флотационной камеры. Выгодным образом, возможно разобрать и собрать статор без обращения к ротору. Сегменты сконструированы таким образом, что они состоят из части отражательных перегородок, которые закрыты в вертикальном направлении посредством покрывающего кольца, промежуточного кольца и покрывающего кольца. В периферическом направлении статора, сегмент разделен посредством вертикально расположенных отражательных перегородок.

С целью простого изготовления статора, покрывающее кольцо ориентировано горизонтальным образом. Однако доказано, что это является применимым для наклонного положения крышки. Наклон является таким, что внутренний край покрывающего кольца наклонен к нижней части. Угол β особенно предпочтительного наклона составляет от 30° до 60°. Посредством этого особенно предпочтительного варианта осуществления, величины гидравлического сопротивления для завихренной суспензии уменьшены, так что более равномерное завихрение в области статора может быть обеспечено. Пена, которая образуется, может затем быть удалена с поверхности посредством насосов.

Абразивное действие суспензии на лопатки ротора и на отражательные перегородки статора вызывает значительный износ металлического материала. Поэтому является выгодным, если эти компоненты покрыты дешевым пригодным для применения слоем пластика. В альтернативном варианте осуществления, области лопаток ротора и отражательных перегородок, которые открыты потоку суспензии, упрочнены посредством локального структурного изменения. Это уменьшает износ компонентов. В дополнение, устранение полиуретанового покрытия предоставляет преимущество в массе и увеличение эффективности установок.

В соответствии с данным изобретением, такие комбинации ротор-статор применяют в танках флотационных камер, и они расположены в нижней трети танка.

Для того, чтобы осуществить на практике данное изобретение, также целесообразно комбинировать вышеописанные конструкции, варианты осуществления и признаки формулы изобретения данного изобретения один с другим при подходящем расположении.

Данное изобретение будет описано ниже при ссылке на некоторые варианты осуществления и представлено графически на сопроводительных фигурах. Система координат, примененная на фигурах, иллюстрирует ориентацию устройства внутри суспензии. Плоскость, образованная осями x и y, является параллельной поверхности суспензии. Ось z является ориентированной перпендикулярно этой плоскости.

Фиг. 1 показывает вид в разрезе комбинации ротор-статор с приводным валом, который расположен на поддерживающем приспособлении. Элементы, требуемые для привода ротора, и окружающий танк флотационной камеры не показаны.

Фиг. 2 показывает вид сбоку ротора. Приводной вал не показан.

Фиг. 3 иллюстрирует нижнюю сторону ротора Фиг. 2.

Фиг. 4 показывает вид в разрезе A-A взаимного расположения лопаток ротора по Фиг. 3.

Фиг. 5 показывает альтернативный вариант ротора с искривленными лопатками.

Фиг. 6 иллюстрирует нижнюю сторону ротора Фиг. 5.

Фиг. 7 показывает центральный вид в разрезе двухсоставного варианта осуществления статора, который расположен на поддерживающем приспособлении.

Фиг. 8 показывает центральный вид в разрезе статора Фиг. 7 и геометрическое взаимное расположение отражательных перегородок.

Фиг. 9 показывает центральный вид в разрезе статора Фиг. 7 и геометрическое взаимное расположение кольца верхнего покрывающего кольца.

Фиг. 10 показывает вид сбоку вертикально разделимого статора. В этом случае, разъемное соединение сегментов не показано.

Фиг. 11 показывает вид сбоку горизонтально разделимого статора. Для того, чтобы пояснить разделимость, кольца статора показаны расположенными на расстоянии один от другого.

Фиг. 12 показывает в виде сбоку вертикально разъединимый статор по Фиг. 11, в его индивидуальных сегментах.

Фиг. 13 показывает вид сбоку варианта осуществления статора, имеющий линейные периферийные окружные поверхности.

Предпочтительный вариант осуществления устройства для генерирования газовых пузырьков показан на Фиг. 1 и состоит по существу из вращательно-симметричного статора (16), который окружает вращательно-симметричный ротор (15) и соединен с возможностью рассоединения с поддерживающим приспособлением (23). Статор сконструирован как цилиндрическое полое тело и выступает выше ротора (15) на его верхней стороне. Кроме того, ротор (15) выступает за пределы статора (16) на его нижней стороне и расположен на расстоянии d от стабилизатора потока (24), расположенного на нижней части (13) поддерживающего приспособления. Ротор (15) соединен с полым приводным валом (5), который сконструирован таким образом, что воздух может быть введен в суспензию через канал (7), направляющий воздух, расположенный внутри приводного вала (5), и посредством впускных отверстий (6) для воздуха. (29) обозначает направление потока суспензии.

Вариант осуществления ротора (15), показанный на Фиг. 2 является особенно подходящим, если срок службы таких компонентов является увеличенным, поскольку газовые пузырьки в суспензии могут быть сгенерированы независимо от направления вращения ротора (15). Ротор (15) имеет верхний конец пластины (1), от которой лопатки (2,3,4) ротора с различными длинами в осевом направлении, проходят радиально по отношению к оси вращения (17). При этом, внешние края лопаток (2,3,4) ротора сужаются с увеличением расстояния от пластины непрерывно линейным или выпуклым образом. Кроме того, показано, что лопатки (2,3,4) ротора проходят различным образом в осевом направлении. Первая часть лопаток (2) ротора проходит поверх общей длины ротора. Вторая (3) и третья (4) часть лопаток ротора является более короткой, чем первая часть (2) лопаток ротора, при этом часть лопаток (4) ротора является в свою очередь более короткой, чем другая часть (3), и, соответственно, создается более сильное завихрение суспензии смеси газовых пузырьков.

Фиг. 3 показывает нижнюю сторону ротора (15) в отношении направления наблюдения B (см. Фиг. 2). Здесь показано, что лопатки (2) ротора, которые проходят поверх всей длины ротора (15), расположены поперечной форме вокруг оси вращения (17) и соединены с приводным валом. Кроме того, показано, что короткие лопатки (3,4) ротора радиально отделены от приводного вала, и что внутренние края (22) этих лопаток (3,4) ротора являются острокромочными и сужающимися для того, чтобы генерировать большое число почти равномерно распределенных по диаметру газовых пузырьков в суспензии.

Фиг. 4 показывает в виде сбоку вид в разрезе, соответствующий сечению A-A (см. Фиг. 4). Более нижние края (21) коротких лопаток (3,4) ротора наклонены в направлении пластины и покрывают угол γ 23°. Кроме того, показано, что приводной вал (5) в области коротких лопаток (3,4) ротора сформирован таким образом, что каналы (7), направляющие воздух, отклоняют суспензию при введении воздуха таким образом, что она сталкивается с внутренними краями (22) коротких лопаток (3,4) ротора. Угол ε составляет 26°

Фиг. 5 показывает вид сбоку альтернативного варианта ротора (15), предусмотренного для вращения в предпочтительном направлении. При этом, лопатки (2,3,4) ротора протянуты на различные длины в осевом направлении пластины (1). По отношению к радиальному направлению, лопатки (2,3,4) ротора имеют искривленную круговую траекторию.

Фиг. 6 показывает вид с нижней стороны, соответствующий направлению наблюдения C (см. Фиг. 5), альтернативного варианта осуществления ротора (15) с искривленными лопатками (2,3,4) ротора. Кроме того, указано направление (28) вращения для этого варианта осуществления статора.

Фиг. 7 показывает вид в разрезе статора (16) устройства для генерирования газовых пузырьков, который с возможностью отсоединения соединен с поддерживающим приспособлением (23). В этом предпочтительном варианте осуществления, статор (16) состоит из верхнего кольца (16a) статора, где покрывающее кольцо (8) и разъединимое промежуточное кольцо верхнего кольца (10a) статора окружают часть количества отражательных перегородок (9). Соответственно, промежуточное кольцо нижнего кольца (10b) статора и уплотнительное кольцо (12) окружают дополнительную часть количества отражательных перегородок (9). В общем виде статора, внешние края (20) отражательных перегородок (9) имеют выпуклую форму. Внутренние края (19) отражательных перегородок (9) являются вогнутыми и расположены через равные интервалы от внешних краев (20). Промежуточные кольца (10a и 10b) соединены с возможностью рассоединения друг с другом. Кроме того, уплотнительное кольцо (12) и дистанцирующий элемент (14) поддерживающего приспособления (23) соединены с возможностью отсоединения друг с другом.

Фиг. 8 показывает вид в разрезе статора (16) Фиг. Здесь показано, что часть числа отражательных перегородок расположена при угле α 25°, и второе частичное число отражательных перегородок (9) расположено при угле α' -25°. Кроме того, показано, что отражательные перегородки пересекаются в области промежуточных колец (10a, 10b), уплотнительного кольца (12) и покрывающего кольца (8).

На Фиг. 9, показан предпочтительный вариант осуществления статора (16). Показано, что верхнее покрывающее кольцо (8) наклонено в направлении поддерживающего приспособления (23) и тем самым образует угол β 62°.

На Фиг. 10 пример варианта осуществления вертикально разделимого статора (16) показан в виде сбоку. Вертикально вытянутая плоскость разделения разделяет статор в части (25) и части (26), которые соединены с возможностью рассоединения одна с другой в области вертикально вытянутых, разъединимых направляющих пластин (27a, b). Кроме того, показано, что внешняя окружная поверхность (20) статора (16) сужается по направлению к промежуточному кольцу (10) и является выпуклой.

Фиг. 11 является видом сбоку, показывающим статор (16) и поддерживающее приспособление (23), показывая разделимость индивидуальных компонентов, состоящих из верхнего кольца (16a) статора, нижнего кольца (16b) статора и поддерживающего приспособления (23). Разделительные пластины расположены в каждом случае в области промежуточных колец (10a, 10b) и между уплотнительным кольцом (12) и дистанцирующими элементами (14) поддерживающего приспособления (23).

Вертикально разъединимый статор (16) по Фиг. 11, его две индивидуальных части (25) и (26), а также поддерживающее приспособление (23) показаны на Фиг. 12. В этом случае, статор подразделен посредством вертикально расположенных разделительных пластин (27a, b), которые соединены с возможностью рассоединения одна с другой и таким образом делают возможным более простую установку статора.

Другой альтернативный вариант осуществления статора (16) представлен посредством Фиг. 13. В этом случае, прямолинейная внешняя окружная поверхность (20) образует внешнюю стенку полого цилиндра.

Цифровые обозначения

1 - Пластина

2 - Лопатка ротора, длинная

3 - Лопатка ротора

4 - Лопатка ротора

5 - Приводной вал

6 - Выпускное отверстие для воздуха

7 - Канал, направляющий воздух

8 - покрывающее кольцо

9 - Отражательные перегородки статора

10 - Промежуточное кольцо

10a - Разъединимое промежуточное кольцо верхнего кольца статора

10b - Разъединимое промежуточное кольцо нижнего кольца статора

12 - Уплотнительное кольцо

13 - Нижняя поверхность статора

14 - Дистанцирующий элемент

15 - Ротор

16 - Статор

16a - Кольцо статора

16b - Кольцо статора

17 - Ось вращения

18 - Танк флотационной камеры

19 - Внутренняя окружная поверхность статора

20 - Внешняя окружная поверхность статора

21 - Нижний край лопаток ротора

22 - Внутренний край лопаток ротора

23 - Поддерживающее приспособление статора

24 - Стабилизатор потока

25 - Вертикально разделенная часть статора

26 - Вертикально разделенная часть статора

27 - Вертикально разделенные пластины

28 - Направление вращения ротора

29 - Направление потока суспензии

Данное изобретение относится к устройству генерирования газовых пузырьков в суспензиях, которые содержатся в танке, имеющем вращательно-симметричный статор и вращательно-симметричный ротор, который соединен с полым приводным валом, где статор, ротор и полый приводной вал расположены концентрическим образом вокруг вертикальной оси вращения ротора и приводного вала, ротор выполняет ротационное перемещение вокруг оси вращения внутри статора. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Устройство для генерирования газовых пузырьков в суспензиях, которые содержатся в танке (18), имеющем вращательно-симметричный статор (16) и вращательно-симметричный ротор (15), который соединен с полым приводным валом (5), причем статор (16), ротор (15) и полый приводной вал (5) расположены концентрическим образом вокруг вертикальной оси вращения (17) ротора (15) и приводного вала (5) и ротор (15) выполняет ротационное перемещение вокруг оси вращения (17) внутри статора (16), причем

ротор (15) имеет, на его верхнем конце, пластину (1), которая ориентирована перпендикулярно по отношению к оси вращения (17) и на которой расположены лопатки (2, 3, 4), которые ориентированы перпендикулярно к этой пластине (1) и радиально по отношению к оси вращения (17), причем радиальная протяженность лопаток ротора (2, 3, 4) является наибольшей в области пластины (1),

статор (16) сконструирован как цилиндрическое полое тело, и оно выступает в осевом направлении за пределы ротора (15) на его верхней стороне, причем корпус цилиндрического полого тела состоит из множества полосообразных радиально ориентированных перегородок (9) и расположен на поддерживающем приспособлении,

поддерживающее приспособление (23) имеет нижнюю поверхность (13), дистанцирующий элемент (14) и стабилизатор потока (24),

статор (16) расположен на расстоянии от нижней поверхности (13) за счет дистанцирующего элемента (14) и стабилизатора потока (24),

верхняя поверхность, противоположная нижней поверхности статора (16), имеет отверстие, которое выполнено таким образом, что ротор (15) может проходить через него, и отверстие окружено покрывающим кольцом (8), которое уплотняет перегородки (9) в осевом направлении,

по меньшей мере одно отверстие (6) для введения воздуха в суспензию расположено на полом приводном вале (5) ротора (15), ниже пластины (1) ротора (15), в области лопаток (2, 3, 4),

отличающееся тем, что

ротор (15) имеет лопатки (2, 3, 4), которые проходят от пластины (1) в осевом направлении до переменных расстояний,

по меньшей мере две лопатки (3, 4) ротора (15), которые расположены в окружном направлении приводного вала (5), имеют радиальное расстояние r по отношению к оси вращения (17), первая часть перегородок (9) статора (16) проходит под углом α от 30° до 60° по отношению к оси вращения, и вторая часть перегородок (9) статора (16) проходит под углом α' от -30° до -60° по отношению к оси вращения (17), и углы α и α' имеют одну и ту же величину, и

перегородки (9) статора (16) соединены друг с другом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешний контур лопаток (2, 3, 4) постоянно уменьшается, предпочтительно прямолинейным или выгнутым образом, в осевом направлении, когда расстояние от пластины (1) увеличивается.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопатки содержат первую, вторую и третью части количества, причем вторая и третья части количества лопаток (3, 4) имеют меньшее протяжение в осевом направлении, чем первая часть количества лопаток (2), которая имеет максимальный размер в осевом направлении.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что вторая и третья части количества лопаток (3, 4) выполнены имеющими равные или различные длины в осевом направлении.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние r соответствует расстоянию между 30% и 70% от радиуса R вращательно-симметричной пластины (1).

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что вторая и третья части количества лопаток (3, 4) соединены в радиальной ориентации с приводным валом (5).

7. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что внутренние края (22) второй и третьей части количества лопаток (3, 4) выполнены сужающимися или таким образом, что сужаются до заострения, в направлении оси вращения (17).

8. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что нижние края (21) второй и третьей части количества лопаток (3, 4) наклонены к впускным отверстиям (6) для воздуха и тем самым образуют угол γ между 0° и 60° по отношению к горизонтали.

9. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что элементы (7) для направления воздуха расположены в области впускных отверстий (6) для воздуха и наклонены к нижней части (13) и тем самым образуют угол ε между 20° и 60° по отношению к оси вращения.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полое тело статоров (16) сформировано линейным или выпуклым образом на их внешней окружной поверхности (20).

11. Устройство по п. 1 или 10, отличающееся тем, что полое тело статоров (16) сформировано вогнутым образом на их внутренней окружной поверхности (19) и внутренняя окружная поверхность (19) имеет одно и то же расстояние по отношению к внешней окружной поверхности (20).

12. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что первая часть количества перегородок (9) и вторая часть количества перегородок (9) имеют один и тот же размер и обе части количества составляют общее число перегородок (9).

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что статор (16) состоит из по меньшей мере одного кольца (16a, 16b) статора, которое состоит из покрывающего кольца (8) и промежуточного кольца (10) и перегородок (9), соединяющих покрывающее кольцо (8) и промежуточное кольцо (10).

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что промежуточные кольца (10a, 10b) или вертикально разделенные пластины (27a, 27b) соединены с возможностью рассоединения друг с другом.

15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что покрывающее кольцо (8) статора (16) ориентировано горизонтально или наклонено по отношению к ротору (15) и образует угол β между 30° и 90° по отношению к оси вращения (17) ротора (15).

16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ротор (15) и статор (16) полностью или частично снабжены износозащитным слоем.

17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что износозащитный слой является пластиковым покрытием или сконструирован в качестве модификации микроструктуры материала ротора (15) и статора (16).

18. Применение устройства для генерирования газовых пузырьков по п. 1 в танках (18) флотационных камер, имеющего ротор (15) и статор (16) по п. 1, отличающееся тем, что ротор (15) и статор (16) расположены в нижней трети танка флотационной камеры.