Устройство для аэрации пульпы Советский патент 1979 года по МПК B03D1/16 

1

Изобретение отноентся к области обогащения полезных исконаемых, в частности к конструкциям аэрационных узлов флотационных машин.

Известно устройство для аэрации пульпы во флотационной машине, которое включает полый вал е импеллером, имеющим лопатки асимметричного профиля крыла самолета, по оси которых выполнены каналы, соединенные с рядом отверстпй, расположенных на всасывающей стороне лопасти 1.

Ири вращении нмнеллера пульпа обтекает верхнюю HvTOCKOCTb лонаткп с меньшей скоростью, чем нижнюю, поэтому давление над верхней нлоекостью лопатки повышено, а под нижней - понижено, причем минимум давления будет достигаться на периферийных концах лопастей, в точках максимальной окружной скорости. Здесь же будет находиться зона нанбольшей турбулентностн Н вихреобразованпя. Таким образом, диснергпрованне воздуха в основггом происходит в зонах с максимальной окружной скоростью, т. е. па концах лопастей н, следовательно, вся нижняя плоскость не будет эффективно использована для диспергации воздуха. Кроме того, через отверстия, близлежащие к осн , будет происходить эжекция пульпы во внутренннй канал лонастн н выброс пульповоздушной смеси через нериферийные отверстия. Поиаданпе твердых частиц во внутренний канал лопастп ведет к повышенному износу последнего и не исключает возможности забиваиня отверстий п самого канала. При нзносе лопастей нрнходится ме}1ять весь перемешивающий узел, что влечет за собой увеличение материалоемкости.

Известно также устройство для аэрацпн воздуха и иеремешивания п}льпы, выполненное в виде етуиицы с раднально расходящимися трубками, по образующим которых расположены отверстня. С пернфернйных концов торцы трубок закрыты. Трубки могут снабжаться продольными ребрами, которые устапавлнваются но образуюнл,им трубок, неред отверстнямп 2.

При вращении аэратора все точки, лежащие но образующим трубок, двнжутея с разнымн окружными скоростями. Вследствие этого разряженне, вознпкаюндее ири обтсканни трубок пульной, будет различио по всей длине трубок н будет достигать своего максимума в области максимальиой окружной скорости. Таким образом, наибольитее количество воздуха будет засасываться I днспергироваться вблизи точек макснмальной окружной скоростн, колнчество засасываемого воздуха будет убывать

3

от периферии i; центру за счет с::11;ч(.м1пя окружной скорости по длине трубок. Чер--:-; отверстия трубок, лежащие вблизи центра вращения, возможна эжекция пзльпы но внутреннюю полость трубок, что может вызвать забивание полости трубок и выпускных отверстий. Увеличение диеиергируюИ1ей способности описанного устройства связано с увеличеиисл внешнего диаметра трубок. Известно, что тела с цилиндрической поверхностью являются неудобнообтекаемыми, так как они создают большое возмущение потока и, соответственно, испытывают больщое сопротивление движению. Поэтому при увеличении диаметра трубок затраты мощноети на перемешивание возрастают намного быстрее, чем растет количество диспергируемого воздуха. Снабжение трубок продольными ребрами еще более ухудшает обтекаемость из-за расширения гидродинамического спектра, и затраты на диспергирование единицы объема воздуха возрастают.

Целью изобретения является увеличенне степени диспергирования воздуха.

Для этого устройство снабжено лонатками, имеющими профиль крыла самолета, с каналами и щелью для выхода воздуха, расположенной вдоль ребра с максимальным поперечным сечением, высота которой составляет 95-98% высоты лопатки, имеющей угол атаки в пределах 2°-40°, при этом лопатки установлены вертикально на концах трубок.

Это позволит увеличить степень диспергирования воздуха.

На фиг. 1 представлено устройетво для аэрации пульпы; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - лопатка с двумя выпускными щелями, разрез; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4.

Устройство для аэрации и перемешивания иульпы включает полый вал 1, на конце которого неподвижно укреплен импеллер 2, имеющий етупицы 3 с раднально расходящимися трубками 4. На периферийных концах трубок посредством втулки 5 закреплены лонаткн 6, имеющие внутренний канал 7, выпускную щель 8 и ребро 9 максимального поперечного сечения лопатки.

Устройство для аэрации и перемешивания пульпы работает следующим образом.

Вращение от полого вала 1 иередается импеллеру 2. В первоначальный момент вращения импеллера 2 иульиа отсаеывается из внутреннего канала 7 лонатки 6 на поверхность в связи с погтижением давления на всасывающей стороне лонатки G, и внутренний канал 7 заполняется воздухом, который поступает в нижнюю часть внутреннего канала из атмосферы или иодается принудительно. В дальнейнгем при вращении имиеллера 2 пульпа во внутренний канал / че поступает. Всч точки выхода UHyj-реннего канала 7 на поверхность лопатки 6 HMCiOi окружную скорость, мало отличающуюся от .максимальной окружной скорости имнеллера 2, так как выпускающая цель расположена вертикально вдоль ребра 9 макснмального поперечного сечения. В СИЛ} равенства скоростей обтска И1я точ-ек выхода внутрениего канала 7 на поверхность лонатки 6 разрежение над щелью 8 мало различается по высоте щели. Тем самым создаются условия для равномерного выхода воздуха по всей высоте щели 8. Нри вращении импеллера 2 пульна обтекает внешнюю поверхность лопатки 6 с большей скоростью, чем внутреннюю. В связи с этим давление на внешней поверхности будет меньше, чем на вну-тренней, и достигать своего минимума в точках, вращающихся с наибольшей окружной скоростью, т. е. по ребру 9 максимального поперечного сечения лопатки 6. Ноэтому выпускная щель 8 раенолагается вертикально вдоль ребра 9 максимальной толщины поперечного сечения лопатки 6 на небольшом расстоянии от набегающего потока. При враидении импеллера 2 на кормовой части всасывающей поверхности лоиатки 6 образуется обширная вихревая зона. Воздух,

выходящий из выпускной щели 8, попадает в эту зону и дробится вихрями на пузырьки флотационной крупности. Циркуляционные потоки направлены сверху вниз и от центра к нериферпи. Аэрированные потоки выводятся в объем камеры, где пузырьки всплывают в пенный слой, а деаэрированные потоки возвращаются в зону импеллера 2 для повторного наеыщения нузырьками воздуха.

Проведенные исследования позволили установить, что оптимальная высота выпускной щели составляет 95-98% от высоты лонатки. При равенстве высоты щели и высоты лопатки, т. е. при сквозной щели

вдоль ребра максимальиой толщины поперечного сечения лоиатки, наблюдается интенсивное вовлечение пульны с торцов лопатки во внутренний канал последней, что нрнводнт к новышенному износу канала

и вызывает иежелатсльиые вибрации лопатки.

Результаты нроведенных иепытаний показали, что количество воздуха, диспергируемого предлагаемым устройством, составляет 1,8-2,0 на 1 м объема камеры, то же известным устройством составляет 1,0-1,1 на 1 м объема камеры. Затраты на перемешивание нульпы снижаются, так как форма лопаток нредставляет собой удобообтекаемое тело. Износа нолоетей трубок не будет, так как в предлагаемом уетройстве нет отверстий но образующим , и твердые частицы внутрь их попадать не будут. Сравнительная

простота конструкции имиеллера, высокие аэрационные и гидродинамические характеристики, малые энергетические затраты, легкость замены изношенных частей позволяют применять его во всех отечественных флотационных машинах пневмомеханического типа. Формула изобретения Устройство для аэрации пульпы, включающее полый вал, ступицу с радиально расходящимися полыми трубками, отличающееся тем, что, с целью увеличения степени диспергирования воздуха, оно снабжено лопатками, имеющими профиль крыла самолёта, с к&налами и щёлью для выхода воздуха, расположенной вдоль ребра с максимальным поперечным сечением, высота которой составляет 95-98% высоты лопатки, имеющей угол атаки в пределах 2°--40°, при этом лопатки установлены вертикально на концах трубок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 249306, кл. В 03D 1/16, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № 478612, кл. В 03D 1/16, 1973.

/

Ч-г

Фиг..1

А -А

Риг.з