Центробежный аэратор флотационной машины

Центробежный аэратор флотационной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ и Л Ф

РЕСПУБЛИК ае ао

3159 В ОЗВ 1 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н0МНТЕТ СССР

По ДЕЛАи ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТйРЫГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТБУ

БИБаИО 1м (21) 3488163/22-03 (22) 18. 08. 82 (46) 15.06.84. Бюл. Ф 22 (72) А.Я.Иваненко, Л.Ю.Барченко, Е.П.Капралов, Г.П.Новоженин, С.Ф.Сергеев и Л.Я,Шестаков (7 1) Специальное конструкторское бюро по конструированию технологического оборудования для обогащения руд "Механобр" и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский проектный институт механической обработки полезных ископаемых (53) 622.765.41 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 495090, кл . В 03 D 1/ 14, 1974.

2. Богданов О.С. Теория и технология флотации руд. М., "Недра", 1980, с. 301-308 (прототип). (54)(57) 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, о.тл и ч а ю шийся тсм, что, с целью повышения эффективности фпотации 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, о т л и ч аю шийся тем, что кольцевой элемент выполнен в виде диска.

3. Аэратор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что кольцевой элемент выполнен в виде полого усеченного конуса.

4. Аэратор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что нижняя поверхность кольцевого элемента выполнена рифленой.

5. Азратор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности флотации путем улучшения перемешивания песковой фракции, между лопастями статора выполнены скосы в виде ,прямоугольного треугольника в поперечном сечении, прямой угол которого прилегает к периферии диска.

1097375

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для получения и равномерного распределения пульповоздушной смеси в камерах флотационных машин или в аэрационных чанах в металлургической, химической и других отраслях промышпенности.

Известен аэратор центробежного типа, включающий закрепленный на полом 10 валу ротор с радиальными лопастями, стакан с отверстиями для циркуляции пульпы и статор, выполненный в виде диска с радиально расположенными лопастями, при этом ротор выполнен s 15 виде перфорированного раструба, над которым расположен усеченный конус, частично перекрывающий радиanьные лопасти.

Воздух в аэратор подается пад дав-20 лением через полый вал во.внутреннюю полость раструба ротора, а через открытый конец раструба в ротор засасывается пульпа. Под действием

1 разряжения, создаваемого при вращении 2З 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. Дальнейшая диспергация воздуха происходит за лопастями ротора в результате вихреобразования с участием дополнительного потока пульпы, засасываемого сверху через циркуляционные отверстия в стакане и попадающего на лопасти ротора f1 1.

Однако первичная диспергация воздуха не может быть эффективной, так 40 как пространство, где она происходит, образовано элементами ротора, жестко соединенными между собой и вращающимися с одинаковой угловой скоростью. Поэтому существенного 4g вихреобразования в нем не создается.

В практике эксплуатации отмечаются случаи застревания случайных пред" метов в наиболее йизкой части суживающегося по высоте пространства, щ 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, эабиванию ротора песками и его разбалансировке.

При подаче воздуха через полый ..— вал 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 сушыостн н достигаемому результату является 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.

Воздух в аэратор подается под давлением в трубу, охватывающую вал, и подводится к лопастям криволинейным раструбом. При вращении ротора пульпа 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 аэраторах 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 способиость аэратора по диспергации воздуха в количественном и качественном отношении.

Это предопределяет невозможность его использования в камерах объемом более 14 м3

Кройе того, придонная циркуляция происходит хаотично, пульпа под ротором вовлекается so вращательное движение, а у нижних кромок лопастей возникают паразитные завихрения, вызываняцие их усиленный абразивный H3Hoc ° Учитывая это, а также то, что в придонной циркуля ции практически отсутствует воздушная фаза, повышается доля энер1097375 гозатрат 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 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, снабжен кольцевым элементом, установленным на конце трубы, при этом ротор выполнен в виде полого усеченного конуса со спицами, которые соединены с лопастями.

Кольцевой элемент выполнен в виде диске.

Кольцевой элемент выполнен в виде полого усеченного конуса.

Нижняя поверхность кольцевого элемента выполнена рифленой.

С целью повышения эффективности флотации путем улучшения перемешивания песковой фракции между лопастями

- статора выполнены скосы в виде прямоугольного треугольника в поперечном сечении, прямой угол которого прилегает к периферии диска.

5 аэраторе имеются две зоны активной диспергации воздуха.

Первичная (предварительная) дис- З5 пергация возникает в секторах, ограниченных с боков спицами, снизу основанием ротора и Csepxy неподвижным диском или конусом. Под действием силы инерции пульпа, прижатая к 40 стенкам спиц, обращенным в сторону вращения ротора, с силой устремляется в щелевидные зазоры между верхними кромками спиц и нижней поверхностью диска, вызывая вихреобразова- 45 ние находящейся в секторчх пульпы и активное ее перемешивание с воздухом. учитывая наличие в пульпе вспенивателя, обычно применяемого при флотации, и то, что в указанные 50 секторы ротора пульпа и воздух поступают непрерывно, процесс диспергации воздуха идет устойчиво.

Наличие рифленой поверхности диспергирующего элемента усиливает эффект 55 диспергации воздуха. Под действием центробежных сил пульповоздушная смесь выбрасывается из секторов в

l пространство между лопастями ротора и подхватывается циркуляционным потоком, поступающим сверху. Из-за наличия в пульповоздушной смеси воздушных пузырьков различной крупности, обладающих различной подъемной силой и, следовательно, различной скоростью подъема воздушная фаза достаточно равномерно распределяется по высоте наружных кромок лопастей ротора, за которыми в кольцевом зазоре между ниии и лопастями статора происходит в результате вихреобразования вторичная активная ее диспергация. !

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 энергоэатраты.

Подача воздуха в трубу, охватывающую вал, полностью исключает возможность попадания конденсата в подшипники блока аэратора.

Благодаря неподвижному диспергирующему элементу, особенно при наличии на его нижней поверхности нарифлений, исключается возможность застревания попавших в пульпу случайных предметов в секторах, образуемых спицами, основанием ротора и диском.

Скосы между лопастями статора отклоняют к низу камеры пульповоздушные потоки, которые выбрасываются аэратором в камерное пространство, что способствует лучшему перемешиванию песковой фракции в придонной части камеры.

Ва 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 спицы 4, соединенные

109737 S са ступицей 5. Вал 1 охватывает труба 6 для подвода воздуха с. пат-рубкам 7 и установлен;;-ым на нижнем ее конце диском 8, с нижней стороны которого имеются выступы 9. Статар

10 с лопастями 11 прикр-плен к стакану 13 для циркуляции пульпы., кото-. рый посредством ребер 14 саецинен с трубой 6.

Между лопастями 11 на диске статора 10 имеются скосы 12 в виде прямоугольного треугольника в поперечном сечении прямой угол которога прилегает к периферии диска. о

Скосы 12 неотделимы ат диска статора 10 и образуются из утолщений резины, получаемых при гуммировании статора 10 в пресс-форме, Диск 8 (фиг. 1) или полый усеченный конус 15 (фиг. 2) имеет высту- 20 пы 9, чередующиеся со впадинами 16, при этом выступы 9 могут иметь различную форму в сечении — прямоугольную, трапецеидальную, криволинейную и т.п. (фиг. 3). 25

Нижняя поверхность диска 8 (образующие конуса 1Я или обращенные вниз поверхности выступов 9 должны быть параллельны верхни.1 поверхностям спиц 4 либо расположены под небольшим углом к ним-.

Между дискам .:.: (.,а.:яу =;: 15), выступами 9 и верхи-.::.:: .:.:-;:::хностями спиц 4 имеется . -с:

Возможна кон :.:-;:, ... - эратора, B KoTopoH нкжняР ": . сть диска 8 (конуса 15) може-, .:.:;=,.::адкой, не иметь выступов 9 -=..::зтветственно впадин 16.

Аэратар работает с,.—:.. :. -» . .a6-разом.

Через патрубки 7 воздух под давлением падается в трубу 6 и попадает под диск 8 (фиг. 1). Под действием разрежения, возникающего при вращении ротора 2, в него снизу сасывается пульпа, образуя прида.-..ную циркуляцию. В секторах, агран =ченных неподвижным диском 8 и вращающимся основанием ротора 2 са сп:::: цами 4 происходит активная первичная диспергация воздуха, поскольку находящаяся в них пульпа под действием силы инерции прижимается к вертикальным стенкам спиц 4, обращенным в сторону вращения ротора 2, и а си -. лой устремляется через зазор а в последующий сектор, вызывая вихреобразование пульпы и ее активное перемешивание с воздухом.

Вихреобраэование усиливается при наличии на нижней поверхности диска

8 выступов 9 и впадин 16.

Учитывая наличие в пульпе вспенивагеля, обычно добавляемого при фло.— тации, а также -.o что в секторы пульпа и воздух поступают непрерывна, процесс первичной диспергации идет непрерывно и устойчиво.

Под действием центробежной силы пупьповоздушная смесь выбрасывается в пространство между лопастями 3 ротора 2.

Одновременно сверху через стакан

13 в ротор 2 засасывается дополнительный поток пульпы, образующий камерную циркуляцию. Зтат поток в пространстве между лопастями 3 ротора 2 полностью объединяется с потоком нульповоздушной смеси, поступающим снизу в результате приданной циркуляции и первичной диспергации воздуха.

При этом из-за наличия в пульпа .воздушной смеси воздушных пузырьков различной крупности, обладающих различной подъемной силой и, следовательно, различной скоростью подьема воздушная фаза достаточно равномерно распределяется по всей высоте лопастей 3 ротора 2. Этим обеснечивается 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 вихреобраэования. Вихреобразование усиливается за счет поступления на лопасти

3 ротора 2 мощного объединенного потока пульпы и пульповоздушной смеси, образованного в результате камерной циркуляции и приданной циркуляции q. первичной диспергацией воздуха.

Далее пульповоздушная смесь, проходя между лопастями 11 статора 10, спрямпяется от закручивания, сообщенного ей ротором 2 и конической поверхностью, которую образуют скосы а

12 между лопастями 11 и отклоняется к низу камеры,.что способствует

1097375 лучшему перемешиванию песковой фрак- ции в ее. придонной части.

При наличии на нижнем конце трубы

6 конуса 15 (фиг. 2) аэратор работает таким же образом.

Испытания показывают, что по срав.нению с прототипом при использовании предлагаемого аэратора количество диспергируемого в единицу времени воздуха увеличивается до 25Х и повышается качество его дисперсности, что позволяет увеличить полезный объем камеры флотомашины и

\ ее производительность, при этом удельная потребляемая мощность сни.жается на 22Х.

Составитель Л.Антонова

Редактор Ю.Ковач ТехредМ.Надь Корректор И. Эрдейи

Заказ 4098/9 Тирах 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4