Устройство для аэрации пульпы Советский патент 1984 года по МПК B03D1/16 

Изобретение относится к процессу обогащения полезных ископаемых способом флотации и может быть использовано горнорудной, угольной, коксохимической и других отраслях промьшшенности. Известен импеллер флотационной машины механического типа Фатергрен фирмы Вемко США, являющейся одной из самых распространенных за рубежом. В первом исполнении аэратор выполнен в виде стержней, закрепленных по окружности кольцами с четьфьмя спицами трапецеид ьного сечения. При вращении такого импеллера воздух засасывается спицами верхнего кольца, пульпа - с помощью лопаток нижнего кольца.,Во внутренней полости ротора пульпы и воздух смешиваются и выбрасьшают ся через стержни Cl J. Такой импеллер; не позволяет засасывать оптимальные количества воздуха, неравномерно распределяет его в объеме камеры, в результате чего флотационная мащина имеет неболыпой объем камеры, низкзчо производительность и фирма от ее эксплуатации отказалась. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для аэрации пульпы по авт.св. № 780895 Г2. Однако известное устройство хара ктеризуется недостаточным для ведения флотационного процесса количеством засасываемого воздуха, неравномерным диспергированием и распределением его в объеме камеры. Цель, изобретения - повышение эффективности процесса за счет повышения количества засасываемого воздуха, улучшения его диспергирования и распределения в объеме камеры. Поставленная цель достигается тем, что устройство для аэрациипульпы снабжено кольцом, образующим со ступицей кольцевую щель, к нижней кромке которого по касательной к внутренней образующей прикреплены ребра, размещенные между смежными трубками, наружный конец которых находится от наружного конца впереди расположенной трубки на рас стоянии 1/5 части дуги, заключенной между осями двух смежных трубок по наружной окружности кольца, причем устройство снабжено вертикальными трубками, закрепленными по пери2метру кольца, при этом кольцо и ребра выполнены полыми, полость кольца соединена каналами с радиальными трубками и полостями ребер, в ребрах со стороны вертикальных трубок и в вертикальных трубках со стороны, противоположной направлению движения импеллера, выполнены щели, а высота вертикальных трубок и ребер составляет 1,5 диаметра радиальных трубок. На фиг. 2 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид в плане с вырывом части кольца. Устройство включает полый вертикальный вал 1 со ступицей 2, на которой укреплены радиально расходящиеся трубки 3 со щелью 4 по образующей. На радиальных трубках 3 укреплено полое кольцо 5 с наружным диаметром, равным диаметру импеллера, образующее кольцевую щель 6 между внутренней его поверхностью и ступицей 2. К нижней кромке кольца 5 по касательной к внутренней его окружности между смежными трубками } установлены полые рёбра 7 так, что наружный конец полого ребра 7 находится от наружного конца впереди расположенной трубки 3 на расстоянии 1/5 части дуги, заключенной между осями двух смежных трубок по наружной окружности полого кольца 5, за полыми ребрами 7 со стороны вертикальных трубок замещены щели 8. Полое кольцо 5 через канал 9 соединено с радиальными трубками 3. К нижней части трубок 3 и по периметру полого кольца 5 установлены полые вертикальные трубки 10 со щелями 11, расположенными со стороны, противоположной направлению движения импеллера. Высота полых ребер 7 и полых вертикальных трубок 10 равна и составляет 1,5 диаметра радиальных трубок. Устройство работает следзпощим образом. При вращении импеллера за трубками 3 и 10, а также ребрами 7 образуются зоны отрыва жидкости, куда начинает поступать воздух через полый вал 1, ступицу 2 и щели 4, полые вертикальные трубки 10 и полые ребра 7. Так как в аэраторе при его вращении жидкость попадает в пространство между трубками 3 под полое кольцЬ 5 и через кольцев5по щель 6, то одна ее часть, попадая на полое

ебро 7, обтекает нижнюю его кромку создает дополнительную зону отрыа жидкости, куда начинает поступать воздух через щель 8, что заметно увеличивает общее количество засасываемого воздуха, а другая - с большой скоростью двигается вдоль ребра 7, пересекает воздушный факел, образованный за трубкой 3 и 10, звакуирует и распределяет этот факел в объеме камеры. Поскольку трубки 3 и 10 расположены на разных вертикальных уровнях, то воздух вьоделяется по кольцу, равному высоте ребер 7 и вертикальных трубок 10, и интенсивно отводится потоками жидкости, созданными ребрами 7. При этом дополнительное диспергирование воздуха двумя основными потоками: потоком жидкости, выбрасываемым полым ребром 7, и обтекающими потоками полых вертикальных трубок 10. Все это значительно интенсифицирует процесс аэрации. Интенсификация процесса аэрации возможна только за счет увеличения эффективности эжекционного процесса, зависящего от образующейся площади контакта фаз фидкость - газ, т.е. периметра обтекания.

В аэрдторе по прототипу дополнительные ребра 7 практически не участвуют в процессе засасывания воздуха и служат только как распределяющий орган. В предлагаемом аэраторе дополнительные ребра 7 вьтолнены полыми со щелями с тыльной стороны, т.е. все ребра 7 активно участвуют в процессе засасывания воздуха. Кроме того, заметное увеличение периметра обтекания происходит за счет вертикальных трубок 10, также вьтолненных полыми. Расчеты поназывают, что периметр обтекания предлагаемого аэратора увеличен в 4 раза, что соответственно оказывает влияние и на количество засасываемого воздуха.

Важным условием для интенсификации процесса аэрации является точное определение места расположения полых ребер 7 и их размер. Местоположение полых ребер 7 определяется из условий длины зоны отрыва жидкости от тела трубки 3, а их размер, т.е. высота - толпщной воздушного кольца, возникающего за трубками 3

и 10. Так как скорость набегания жидкости на трубки 3 и 10 и скорость отбрасывания при инерционном движении равны, то при поступлении потока снизу в полость аэратора одна половина отбрасывается трубками 3 и 10 в прямо противоположном направлении. Поэтому если в пределах зоны втекания жидкости в полость аэратора.установить дополнительное полое ребро, то, входя в контакт с отброшенными потоками, оно также включается в процесс обтекания, за ним выделяется воздух, это приводит к значительному увеличению периметра обтекания и интенсифицирует процесс диспергирования.

При увеличении высоты полых ребер 7 заметно увеличивается радиальный насосный эффект, благодаря чему создается равномерное распределение пузырьков воздуха в объеме камеры. Учитывая, что площадь кольцевой щели 6, через которую поступает в аэратор жидкость, гораздо больше площади выходного отверстия, образованного наружным концом впереди расположенной трубки 3 и полого ребра 7, а также нижней поверхностью полого кольца 5, жидкость, двигаясь вдоль ребра 7, под действием центробежных сил и от пережима самой струи на выходе из аэратора приобретает большую скорость истечения, что значительно повьш1ает степень аэрирования пульпы в верхней части полого ребра (т.е. на высоте радиальной трубки 3), ,нижняя часть полого ребра 7 образует более мощ|Ный радиальный поток, двигающийся |/с меньшей скоростью, чем верхний, но достаточный для распределения воздуха, вьщеляющегося за вертикальными трубками 10. Все это повьштает количество засасываемого воздуха, степень аэрированности пульпы и улучшает его распределение в объеме камеры.

Испытания показали, что при исполь зовании предлагаемого устройства увеличивается количество засасываемого воздуха, улучшается коэффициент распределения воздуха на 50-60%, нагрузка на машину увеличивается на 6-7 т/ч с заметным улучшением качества продуктов.

li

10

1УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ПУЛЬПЫ по авт. св. 780895, о т личающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса флотации за счет повышения количества засасываемого воздуха, улучшения его диспергирования и распределения в объеме камеры, оно снабжено вертикальными трубками, закрепленными по периметру кольца, при этом коль;цо и ребра выполнены полыми, полость кольца соединена каналами с радиальными трубками и полостями ребер, в ребрах со стороны вертикальных труТ5ок ив вертикальных трубках со стороны, проти-. воположной направлению движения импеллера, выполнены щели. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е ее я тем, что высота верти(Л кальных трубок и ребер составляет 1,5 диаметра радиальных трубок.