Аэрационный узел флотационной машины Советский патент 1993 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к флотационным машинам, в частности к аэраторам флотационных машин импеллерного типа.

Известен аэрационный узел флотационный машины в виде центробежного импеллера, содержащий диск с пальцами округлой формы, установленного на пустотелом валу с возможностью вращения и дис- пергатор в виде кольца с радиально укрепленными лопатками трапециедальной

формы. .: . :- ;. . . : .. -..

Недостатками известного аэрацйонно- гоузла являются малая степень диспергиро- вания засасываемого газа ввиду отсутствия надлежащей гидродинамики пары - диск с пальцами и лопастной диспергатор. Вращающийся диск не способен придать жидко.- сти большую скорость, вследствие чего разрушение (диспергирование) воздушного потока происходит при незначительном уровне гидродийамических ударов. Кроме того, при работе аэрационного узла в режиме работа - пауза- - ... диспергирующая способность в начале цикла работы отсутствует, поскольку на газовой трубе не предусмотрены устройства, препятствующие поступлению в нее жидкости при отключении аэратора. При повторном включении аэратор захватывает сначала жидкость, проникшую в трубе, затем воздух.;

Частично этот недостаток устранен в известном аэрацйонном узле флотационной машины в виде центробежн.ого импеллера, содержащего ротор в виде закрытого насосного колеса с отверстиями для прохода газа в нижнем диске возле ступицы, приводной вал, циркуляционную и газовую трубы и статор с лопастями.

Выполнение ротора в виде закрытого насосного колеса позволяет за счет придания жидкости большей скорости улучшить гидродинамику процесса диспергирования газа, однако пара колесо - лопастной статор в указанном исполнении не исключают процесс коалесценции (укрупнения) пузырьков в зоне лопаток статора и ухудшения показателя дисперсности газа.

Целью изобретения является повышение диспергирующей способности аэрационного узла флотационной машины.

На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого узла; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 в варианте с направлением щелей статора противоположным направлению щелей венца ротора; на фиг.З - то же, в варианте с разными направлениями щелей статора.

Аэрационный узел для флотационной машины состоит из корпуса 1 с подшипниковым узлом и сальниковым уплотнением,

приводного вала 2, на который насажен ротор в виде закрытого центробежного насосного колоса 3, щелевого статора 4, циркуляционной трубы 5, газовой трубы 6.

Ротор снабжен в зоне лопаток разделительным диском 7, образующим с нижним диском ротора газовую полость, и щелевым венцом 8. В нижнем диске ротора возле ступицы выполнены отверстия для прохода

газа; На газовой трубе имеется обратный клапан 9. ,

Аэрационный узел флотационной машины работает следующим образом.

При вращении ротора 3 жидкость вы5 брасывается с большой скоростью к его щелевому венцу 8 и по пути смешивается с газовым потоком, который засасывается в газовую трубу 6 в результате скоростного напора жидкости. Щелевой венец 8 дробит

0 песок на количество потоков, равное коли-. честву щелей венца, и выбрасывает газово-- жидкостную смесь на стенки щелей статора 4. Улучшению диспергации газа способствуют следующие обстоятельства: разделение

5 всего потока газожидкостной смеси между двумя лопатками ротора на количество потоков, равное количеству щелей венца в этой зоне; дробление пузырьков газа кромками щелей при его переходе из щелей вен0 ца ротора в щели статора; кавитационный

эффект в результате резкого увеличения

давления в щелях при их Закрытии и резкого

падения давления при их открывании (имеется в виду, что при вращении ротора с боль5 шой частотой щели его венца закрываются телом статора и открываются при совпадении щелей); гидравлический удар струй о стенки Щелей статора, имеющих направление, противоположное направлению щелей

0 венца ротора; большая скорость потоков в щелях, препятствующая коалесценции пузырьков газа.

В зависимости от аэрируемого продукта могут быть два исполнения щелей статора:

5 одинаковое направление всех щелей (направление противоположно направлению щелей ротора) для продуктов с устойчивыми формами твердой фазы, где возможность закручивания всей массы продукта не влия0 ет на процесс флотации; смешанное направление, когда закручивание потока нежелательна. В этом случае выполнение щелей смешанного направления исключает закручивание потока ввиду взаимной ком5 пенсации импульсов движения.

Большое значение для смешивания потоков имеют геометрические размеры разделительного диска 7. Диаметр диска, меньший 0,5 диаметра ротора, имеет к неэффективному засасыванию газа, диаметр.

больший 0,75 диаметра ротора, ухудшает условия смешивания и диспергирования газа. . .

И случае работы аэроционного узла в режиме работа - пауза - работа - ... (что чаще всего применяется для осветления пи- щевых жидкостей с целью уменьшения аэрадии продукта и его окисления) весьма ощутимую роль играет возможность мгно- венярго. поступления газа в газовую полость. В случае отсутствия каких-либо устройств на газовой трассе при паузах в работе газовая труба заполняется жидкостью, а при включении аэратора в газовую

0

5

полость попадает сначала жидкость, а затем газ, что существенно снижает диспергирующую способность аэратора. Для исключения вышеуказанного недостатка предлагаемый аэратор снабжен обратным клапаном 9 на газовой трубе 6, который при отключении аэратора препятствует обратному току жидкости в газовую трубу.

Использование предлагаемого аэраци- онного узла для флотационной машины позволит при прочих равных условиях повысить дисперсность газовой фазы в 2-5 раз и существенно улучшить за счет этого условия ведения процесса флотации..

Сущность изобретения заключается в том, что аэрационный узел для флотационной машины содержит ротор в виде закрытого центробежного насосного колеса 3, :н . имеющего разделительный диск 7 в зоне лопаток, образующий газовую и жидкостную полости и отверстия для прохода Газа в нижнем диске около ступицы, статор, приводной вал, циркуляционную 5 и газовую 6 трубы. Новым в аэрационном узле является выполнение ротора со щелевым венцом 8, а статор выполнен со щелями и образует с ротором гидродинамический кавитацион- ный диспергатор, аэрационный узел снабжен обратным клапаном 9 на газовой трубе, а диаметр разделительного диска составляет от 1/2 до 3/4 диаметра ротора, причем щели венца ротора направлены по образующей лопаток насосного кол еШ/ а ЩёШ сга- тора выполнены под fakUM xe утлом в противоположном направлении, k тому же щели статора выполнены в разных направлениях 3 з.п. ф-лы, 3 ил. fe

о ормула и зоб рете ни я 1. Аэрационный узел флотационной ма- шинн, содержащий установленный в корпусе ва 1, на котором установлены ротор з виде закр .(того центробежного насосного колеса с разделительным диском в зоне лопаток, образующий газовую и жидкостную полости, статор и нижний диск с отверстием для прохэдз газа, циркуляционную и газовую труби, отличающий с я тем, что, с целью повышения диспергирующей способности, он снабжен обратным клапаном, ротор снабжен щелевым венцом, а статор выполнен со щелями, которые образуют с щелевым венцом ротора гидродинамический кавитационный диспергатор, обратный клапан установлен на газовой Урубе, которая соединена с корпусом в месте расположения отверстия, при этом диаметр разделительного диска составляет От 0,5 до 0,75 диаметра рбтора..

Фиг. 2

сриг.5