Устройство для аэрации и перемешивания пульпы Советский патент 1979 года по МПК B03D1/22 

РЬобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и, в частности, к устройствам для аэрации и перемешивания пульпы, которые могут быть использованы во флотационных аппаратах.

Из известных устройств для аэрации пульпы наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, выполненное в виде полого вала, на который надет импеллер в виде полого усеченного конуса, верхнее основание которого закрыто диском, а по образующей установлены рифли 1.

Однако известное устройство имеет недостаточную степень аэрирования и перемешивания пульпы.

Эти недостатки вызваны тем, что воздух диспергируется только наружной боковой поверхностью усеченного конуса. Наружная поверхность служит и для перекачивания пульпы, т. е. для осуществления перемешивания в камере флотационной машины, что является немаловажным фактором для успешного ведения флотационного процесса. При этом между перекачивающей и диспергирующей способностью устройства существует обратная зависимость. Это ограничивает производительность диспергирующего устройства по количеству диспергируемого воздуха, так как при превышении определенного предела подачи воздуха начинается осаждение твердых минеральных частиц на дно камеры флотомашины, увеличение скорости вращения устройства не приводит к интенсификации процесса перемешивания, так как определяющим при этом является количество подаваемого на диспергирование воздуха. В то же время увеличение скорости вращения приводит к неэффективным затратам электроэнергии. Как показали визуальные наблюдения за работой конического аэратора в камере с прозрачной стенкой, диспергирование воздуха на поверхности конуса заканчивается в

точках с окружной скоростью 4-5 м/сек, что соответствует 2/3 высоты конической части аэратора. Гаким образом верхняя часть конической поверхности, вращающейся с наибольшей окружной скоростью, для диспергирования воздуха практически не используется и служит для вывода уже диспергированного воздуха в объем камеры.

Целью изобретения является улучшение условий диспергирования.

Достигается она за счет того, что импеллер снабжен патрубками, в которых выполнены конические каналы, сообщающиеся с полым валом, раднально установленными под диском, при этом периферийные концы

патрубком выступают за пределы диска, а

суммарное входное сечение каналов равно 0,2-0,3 площади внутреннего сечения полого вала.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в плане.

5стройство для эрации и иеремешивания пульпы включает иолый вал 1, на нижнем конце которого неподвижно укреплен импеллер 2, выполненный в виде полого усеченного конуса 3, по образующей которого установлены рифли 4. Под верхним диском 5 расположены патрубки 6, имеющие конические каналы 7, сообщающиеся с полостью вала. Концы патрубков, выступающие за пределы окружности диска, срезаны под углом 45°.

Устройство для аэрации и перемешивания пульпы работает следующим образом.

Вращение от полого вала 1 передается импеллеру 2. Через полый вал 1 воздух подается под давлением в конические каналы 7 патрубков 6 и нижнюю часть конуса 3.

При соотношении между суммарной площадью входных сечений каналов 7 и площадью внутреннего сечения полого вала 1, равном 0,2-0,3, воздух поступает через периферийные концы патрубков 6 в зону максимальных окружных скоростей и через нижнее отверстие 8 па боковую поверхность конуса.

Воздух, выходящий из нижнего отверстия конуса, при подъеме вверх под действием циркуляционных потоков прижимается к внешней поверхности конуса и подвергается непрерывному воздействию рифлей 4, диспергируясь до конечной величины. У вращающегося импеллера окружная скорость в верхней части больше, чем в нижней, и это обусловливает появление упорядоченных циркуляционных потоков, направленных снизу вверх по восходящей спирали. Патрубки, являющиеся центробежными перекачивающими элементами, отбрасывают пульпу от центра к периферии в радиальном направлении. Встреча двух потоков под углом друг к другу вызывает появление в области верхнего диска 5 сильно турбулизованной зоны. Подача воздуха в эту зону из периферийных концов патрубков приводит к мгновенному разрушению струй воздуха на пузырьки флотационной крупности. Кроме того, периферийные концы патрубков, выступающие за пределы диска 5, также способствуют интенсивному диспергированию воздуха в верхней части конического аэратора. В связи с тем что часть воздуха отводится в патрубки и диспергируется в области верхнего диска, уменьщается количество воздуха, поступающего на наружную боковую поверхность. Это обстоятельство увеличивает эффективную перекачивающую поверхность конуса и делает импеллер менее чувствительным к воздуху, т. е. насосная характеристика импеллера более стабильна по сравпению с прототипом.

Следует отметить, что поскольку сечение каналов патрубков 6 увеличивается по направлению к их периферийным копцам, то это обстоятельство обеспечивает свободный выход воздуха, поступивщего в них из полого вала. Выполпение каналов патрубков коническими обеспечивает также мгновенный выброс пульпы, которая заполняет их в случае остановки аэратора. Таким образом копическое исполнение каналов патрубков повышает надежность работы устройства.

Паличие патрубков с каналами переменного сечения в верхней части конического аэратора позволяет использовать эту часть конической поверхности, вращающуюся с наибольшей окружной скоростью, для целей диспергирования воздуха.

Кроме того, конические каналы патрубков 6 наклонены к днищу камеры флотационной мащины для того, чтобы не происходило запесочивания каналов в случае аварийной остановки импеллера. Оптимальное соотношение между суммарной площадью входных сечений каналов и площадью внутреннего сечения вала должно составлять 0,2-0,3. В случае, когда суммарная площадь входных сечений каналов больше 0,3, нагнетаемый воздух выходит только через периферийные концы патрубков и наружная поверхность конуса для диспергирования воздуха не используется. В этом случае, когда 0,2, большая часть воздуха выходит через пижнее основание конуса и диспергируется его наружной поверхностью, а диспергирующая способность патрубков используется не полностью.

Таким образом, важно подобрать входное сечение каналов патрубков такими, чтобы максимально использовать диспергирование газовой фазы, эффект соударения потоков, вызываемых центробежными элементами импеллера и боковой поверхностью конуса. Экспериментально установлено, что

отнощение должно составлять 0,2-0,3.

О

При таком соотнощении наблюдается наиболее высокая диспергирующая способность импеллера при минимальных энергозатратах.

Высокая диспергирующая и перекачивающая способность устройства позволяет эффективпо применять в качестве аэраторов во всех отечественных нневмомеханических флотационных машинах.

Формула изобретения

Устройство для аэрации и перемешивания пульпы, содержащее полый вал, на который надет импеллер, выполненный в виде полого усеченного конуса, верхнее основание которого закрыто диском, а по образующей установлены рифли, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий диспергирования воздуха, импеллер снабжен патрубками, в которых выполнены конические каналы, сообщающиеся с полым валом, радиально установленными под диском, при этом периферийные концы патрубков выступают за пределы диска, а суммарное входное сечение равно 0,2-0,3 площади внутреннего сечения полого вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Глембоцкий В. А и др. Флотация. М., «Недра, 1973, с. 242-243.

iV