Центробежный аэратор флотационной машины Советский патент 1984 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к обогащеию полезных ископаемых и может ыть использовано для получения равномерного распределения пульпооздушной смеси в камерах флотацион- 5 ых машин или в аэра1Ц{онных чанах в еталлургической, химической и других траслях промышленности.

Известен аэратор центробежного типа, включающий закрепленный на поломtO валу ротор с радиальными лопастями, стакан с oтвepcтия a для циркуляции пульпы и статор, вьшолненный в виде диска с радиально расположенными лопастями, при том ротор выполнен в 15 виде перфорированного раструба, над которым расположен усеченный конус, частично перекрывающий радиальные лопасти.

Воздух в аэратор подается под дав-20 лением через полый вал во.внутреннюю полость раструба ротора, а через открытый конец раструба в ротор засасьшается пульпа. Под действием разряжения, создаваемого при вращении 25 ротора, пульпа и воздух через перфорации в раструбе устремляются в пространство, образованное снизу основанием ротора и сверху усеченным конусом, где происходит первич- 30 ная диспергация воздушной фазы. Дальнейш я диспергация воздуха происходит за лопастями ротора в результате вихреобразования с участием дополнительного потока пульпы, засасывае- 35 мого сверху через циркуляционные отверстия в стакане и попадающего на лопасти ротора Г13. ..

Однако первичная диспергация воздуха не может быть эффективной, так 40 как пространство, где она происходит, образовано элементами ротора, жестко соединенными мелщу собой и вращакнцимися с одинаковой угловой скоростью. Поэтому существенного 45 вихреобразования в нем не создается.

В практике эксплуатации отмечаются случаи застревания случайных предметов в наиболее низкой части суживающегося по высоте пространства, 50 образуемого снизу основанием ротора, а сверху усеченным конусом, которые жестко соединены между собой и вращаются с одинаковой угловой скоростью. Это приводит к нарушению придонной циркуляции, забиванию ротора песками и его разбалансировке.

При подаче воздуха через полый . в полости блока между верхним и

нижним подшипниками накапливается конденсат. Из-за коррозии вала надежность манжетного уплотнения нижнего подшипника нарушается и влага попадает в подшипник вала, выводя его из строя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности к достигаемому результату является центробежны аэратор флотационной машины, включающий ротор с лопастя№1, установленным по его периферии со стороны статора, вал, трубу для подвода воздуха, статор в-виде диска с лопастями и стакан для циркуляции пульпы.

Воздух в аэратор подается под давлением в трубу, охватывающую вал, и .подводится к лопастям криволинейным раструбом. При вращении ротора пульп сверху через стакан засасывается в аэратор, образуя камерную циркуляцию. При этом поток пульпы захватывает воздух. Имеющиеся по периферии диска ротора вырезы образуют придонную циркуляцию пульпы, которая частично смешивается с пульпой, засасываемой сверху.

Диспергация воздушной фазы, как и в других аэратсфах центробежного типа, происходит за лопастями ротора в результате вихреобразования 2.

Придонная циркуляция, создаваемая вырезами в диске ротора и предназначенная для поддержания во взвешенном состоянии Песковой фракции в нижней части камеры, недостаточно смешивается с воздушной фазой, поступающей на лопасти ротора из криволинейного раструба, отжимая ее кверху. При этом сокращается высота наружных кромок лопастей, активно участвующих в диспергации воздушной фазы, что ограничивает способность аэратора по диспергации воздуха в количественном и качественном отношении. Это предопределяет невозможность его использования в камерах объемом более 14 м

того, придонная циркуляция происходит хаотично, пульпа под ротором вовлекается во вращательное движение, а у нижних кромок лопастей возникают паразитные завихрения, вызываняцие их усиленный абразивный износ. Учитывая это, а также то, что в придонной циркуля ции практически отсутствует воз- душная фаза, повышается доля энергозатрат на придонную циркуляцию плотной пульпы в общем балансе энергозатрат аэратора. Цель изобретения - повышение эффективности флотации за счет уве.личения количества диспергируемого воздуха и повышения качества его диспергации. Поставленная цель достигается тем, что аэратор, включающий ротор лопастями, установленными по его пе риферии со стороны статора, вал, трубу для подвода воздуха, статор в виде диска с лопастями и стакан для циркуляции пульпы, снабжен кольцевым элементом, установленным на кон трубы, при этом ротор вьшолнен в виде полого усеченного конуса со сп цами, которые соединены с лопастями Кольцевой элемент выполнен в вид диска, Кольцевой элемент выполнен в вид полого усеченного конуса. Нижняя поверхность кольцевого эл мента вьтолнена рифленой. С целью повышения эффективности флотации путем улучшения перемешива ния Песковой фракции между лопастям статора вьшопнены скосы в виде прямоугольного треугольника в поперечном сечении, прямой угол которого прилегает к периферии диска. 9 аэраторе имеются две зоны активной диспергации воэдуха, Первичная (предварительная) диспергация возникает в секторах, огра ниченных с боков спицаьш, снизу осн ванием ротора и сверху неподвижным диском или конусом. Под действием силы инерции пульпа, прижатая к стенкам спиц, обращенным в сторону вращеииЯ(,ротора, с силой устремляет ся в щелевидные зазоры между верхними кромками спиц и нижней поверхностью диска, вызывая вихреобразова ние находящейся в секторлх пульпы и активное ее перемешивание с воздухом. Учитывая наличие в пульпе вспенивателя, обычно применяемого при флотации, и то, что в указанные секторы ротора пульпа и воздух поступают непрерывно, процесс диспергагрш воздуха идет устойчиво. Наличие рифленой поверхности диспер гирующего элемента усиливает эффект диспергации воздуха. Под действием центробежных сил пульповоздушная смесь выбрасывается из секторов в пространство между лопастями ротора и подхватывается циркуляционным потоком, поступающим сверху. Иэ-за наличия в пульповоздушной смеси воздушных пузырьков различной крупности, обладающих различной подъемной силой и, следовательно, различ ной скоростью подъема воздушная фаза достаточно равномерно распределяется по высоте наружных кромок лопастей ротора, за которыми в кольцевом зазоре между ними и лопастями статора происходит в результате вихреобразования вторичная активная ее диспергацня. Равномерное распределение воздушной фазы по высоте наружных кромок лопастей ротора, достигаемое благодаря наличию зоны первичной диспергации, позволяет увеличить количество воздуха, диспергируемого в единицу времени, и повысить качество его дисперсности . Это, в свою очередь, позволяет увеличить полезный объем камеры за счет увеличения ее высоты и соответственно производительность флотомашины по перерабатываемому потоку, а также снизить удельные энергозатраты. Подача воздуха в трубу, охватывающую вал, полностью исключает возможность попадания конденсата в подшипники блока аэратора. Благодаря неподвижному диспергирукицему элементу, особенно при наличии HSi его нижней поверхности нарифлений, исключается возможность застревания попаввих в пульпу случайных предметов в секторах, образуемьЬс cпицa ш, основанием ротора и диском. Скосы между лопастяьш статора отклоняют к низу камеры пульповоздушные потоки, которые выбрасываются аэрато1)ом в камерное пространство, что способствует лучшему перемеш{ванию песковой фракции в придонной части камеры. На фиг. 1 изображен предлагаемый центробежный аэратор, разрез} на фиг. 2 - то же, в котором на нижнем конце трубы установлен вместо диска полый усеченный конус, имеющий снизу выступы; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2. Аэратор состоит из вала 1, на котором закреплен ротор 2, имеющий лопасти 2 и спиЩ) 4, соединенные со ступицей 5. Вал 1 охватывает труба 6 для подвода воздуха с патрубком 7 и установленным на гшжнем ее конце диском 8, с стороны которого имеются выступы 9, Статор 10 с лопастями 11 прикреплен к стакану 13 для циркуляции пульпы., который посредством ребер 14 соединен с трубой 6. Между лопастями 11 на диске статора 10 имеются скосы 12 в виде прямоугольного треугольника в поперечном сечении прямой угол которого пр.илегает к периферии диска.

Скосы 12 неотделимы от диска стато- 5 ротора 2.

ра 10 и образуются кз утолщенийОдновременно сверху через стакан

резины, получаемых при гу №шрова- 13 в ротор 2 засасывается дополнинии статора 10 в пресс-форме. .тельный поток пульпы, образующий

Диск 8 (фиг. 1) или польш усе- камерную циркуляцию. Этот поток в

ченный конус 15 (фиг. 2) имеет высту-20 пространстве между лопастями 3 ротопы 9, чередующиеся со впадинами 16, при этом выступы 9 могут иметь различную форму в сечении - прямоугольную, трапецеидальную, криволинейную и т.п. (фиг, 3). Нижняя поверхность диска 8 (образующие конуса 15) или обращенные вниз поверхности выступов 9 должны, быть параллельны верхиик поверхностям спиц 4 либо расположены под небольшим углом к ним, . ::ОМ 15)j ВЫС Между диском G (ко тупами 9 и верхыи-ш п :еохностями спиц 4 имеется зазо: Возможна конструк .. .-эратора : iyCTb диска в которой нижняя ГО::.:. (конуса 15) ма5ке7 пы ; .(ладкой, не иметь выступов 9 и : ответственно впадин 16 Аэратор работает с разом. Через патрубки 7 воздух под давлением подается в трубу 6 и попадает под диск 8 (фиг. 1). Под дейст вием разрежения, возникающего при вращении ротора 2, в него снизу ва сасывается пульпа, образуя пркдонную циркуляцию, в секторах, огранк ченных неподвижным диском 8 и вращающимся основанием ротора 2 со спк цами 4, происходит активная первичная диспергация воздуха, поскольку находящаяся в них пульпа под действием силы инерции прижимается к ве тикальным стенкам спиц 4, обращенны в сторону вращения ротора 2, и с си лой устремляется через зазор ся в последующий сектор вызывая вихре109735 0 5 образование пульпы и ее активное перемешивание с воздухом. Вихреобраэование усиливается при наличии на нижней поверхности диска 8 выступов 9 и впадин 16. Учитьшай наличие в пульпе вспенивагеля,, обычно добавляемого при фпотащ-ш, а также то, что в секторы пульпа и воздух поступают непрерывно5 процесс первичной диспергации идет непрерывно и устойчиво. Под действием центробежной силы пульповрздушная смесь выбрасывается в пространство между лопастями 3 ра 2 полностью объединяется с потоком пульповоздушной смеси, поступающим снизу в результате придонной щаркуляции и первичной диспергации воздуха. При этом из-за наличия в пульпо ,воздушной смеси воздушных пузырьков различной крупности, обладанщих различной подъемной силой и, следовательно, различной скоростью подъема, воздушная фаза достаточно равномерно распределяется по всей высоте лопастей 3 ротора 2. Этим обеспечивается активное участие всей высоты / наружных кромок лопастей 3 (а не части их высоты при наличии в пульповоздушной смеси только одних крупных пузырьков) во вторичной диспергации воздушной фазы,которая происходит в кольцевом зазоре, между лопастями 3 ротора 2 и лопастями 11 статора 10 в результате вихреобразования. Вихреобразование усиливается за счет поступления на лопасти 3 ротора 2 мощного объединенного потока пульпы и пульповоздушной смеси, образованного в результате камерной циркуляции и придонной циркуляции Q первичной диспергацией воздуха. Далее пульповоздушная смесь, прокодя между лопастями 11 статора 10, спрямляется от закручивания, сообщенного ей ротором 2 и конической поверхностью, которую образуют скосы 12 между лопастями 11 и отклоняется к низу камеры,.что способствует

лучшему перемешиванию песковой фракции в ее придонной части.

При наличии на нижнем конце трубы 6 конуса 15 (фиг. 2) аэратор работает таким же образом.

Испытания показьшают, что по сравнению с прототипом при использовании предлагаемого аэратора количество диспергируемого в единицу времени воздуха увеличивается до 25% и повьппается Качество его дисперсности, что позволяет увеличить полезный объем камеры флотомашины и ее производительность, при этом удельная потребляемая мощность сни.жается на 22%.

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АЭРАТОР ФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНЫ, включающий ротор с лопастями, установленными по его периферии со стороны статора, вал, трубу для подвода воздуха, статор в виде диска с лопастями и стакан для циркуляции пульпы, отличающийся тем, что, с целью повышения зффективности флотации за счет увеличения количества диспергируемого воздуха и повышения качества его диспергации, он снабжен кольцевым элементом, установленным на конце трубы, при этом ротор выполнен в виде полого усеченного конуса со спицами, которые соединены с лопастями. 2.Аэратор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой элемент выполнен в виде диска. 3.Аэратор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой элемент выполнен в виде полого § усеченного конуса. 4.Аэратор по п. 1, отличающийся тем, что нижняя поверхность кольцевого элемента выполнена рифленой. 5.Аэратор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности флотации путем улучшения перемешивания Ф Песковой фракции, между лопастями статора выполнены скосы в виде 00 .прямоугольного треугольника в по ел перечном сечении, прямой угол которого прилегает к периферии диска.

Вид/(

хлллг

9

f6

Ptft.3