аэрационный узел флотационной машины

Формула изобретения

Аэрационный узел флотационной машины, содержащий аэрационную трубу для подачи воздуха и установленный на ней конусовидный импеллер меньшим основанием вниз и сопряженный с меньшим основанием конуса цилиндр, отличающийся тем, что импеллер дополнительно содержит вторую ступень, которая представляет собой концентрическое кольцо с установленными на нем радиальными лопатками, которые вставлены в радиальные прорези основания нижней ступени, выполненного в виде глухого диска, причем в нижней трети конуса в межлопастном пространстве и сопряженном с ним цилиндре выполнены вертикальные прорези, образующие "корону", при этом радиальные лопатки нижней ступени, описанная боковая поверхность которых представляет собой усеченную коническую поверхность, установлены перпендикулярно поверхности конуса.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для флотации материалов, и может быть использовано в металлургической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен аэрационный узел /1/, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, выполненный в виде усеченного полого конуса с выступами на боковой поверхности. Конус обращен меньшим основанием вниз. Импеллер связан с полым валом для подвода воздуха и содержит в верхней части диск с радиальными лопастями.

Известен аэрационный узел /2/, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, выполненный в виде соединенного с полым валом усеченного конуса с выступами на боковой поверхности, обращенного меньшим основанием вниз и содержащего расположенный над конусом диск с центральным отверстием и радиальными лопастями. Статор снабжен верхним и нижним кольцами и установлен в камере с зазором между нижним кольцом и днищем камеры. Внутреннее отверстие нижнего кольца выполнено с диаметром, меньшим диаметра внутреннего отверстия верхнего кольца. Наружный диаметр нижнего кольца выполнен равным либо больше наружного диаметра верхнего кольца. Диск и радиальные лопатки полностью выполнены из эластомерного материала твердостью выше 30 единиц по ШОРу. Статор выполнен из эластомерного материала и снабжен каркасом, удаленным от внутренней кромки лопатки статора не менее чем на 1/4 от длины лопатки.

Ближайшим аналогом является аэрационный узел /3/, который включает полый вал с патрубками для подачи воздуха и установленный на валу полый усеченный конус с отверстием в нижнем основании и выступами и щелями, расположенными равномерно на боковой поверхности конуса у его нижнего основания за выступами, при этом высота щелей составляет не более 1/3 длины выступов. Щели аэратора расположены по образующим усеченного конуса и выполнены высотой не менее 1/6 высоты конуса. Суммарная площадь щелей составляет не менее 30% площади сечения выходного отверстия патрубка для подачи воздуха. Усеченный конус у нижнего основания выполнен с цилиндрической обечайкой. Выступы, за которыми расположены щели, выполнены с разновеликими пазами, расположенными выше щелей.

Недостатками известных аэраторов является недостаточно равномерное распределение воздуха по поверхности аэратора, что снижает качество диспергированного воздуха и эффективность флотации.

Задачей предлагаемого изобретения является создание аэрационного узла флотационной машины, позволяющего повысить эффективность флотационного процесса, за счет увеличения степени диспергирования пузырьков воздуха и более равномерного их распределения в объеме флотационной пульпы.

Поставленная задача достигается тем, что в известном аэрационном узле флотационной машины, содержащем аэрационную трубу для подачи воздуха и установленный на ней конусовидный импеллер меньшим основанием вниз и сопряженный с меньшим основанием конуса цилиндр, импеллер дополнительно содержит вторую ступень, которая представляет собой концентрическое кольцо с установленными на нем радиальными лопатками, вставленными в радиальные прорези верхнего основания нижней ступени, выполненного в виде глухого диска, причем в нижней трети конуса в межлопастном пространстве и сопряженном с ним цилиндре выполнены вертикальные прорези, образующие "корону", при этом радиальные лопатки нижней ступени, описанная боковая поверхность которых представляет собой усеченную коническую поверхность, установлены перпендикулярно поверхности конуса.

Все вышеперечисленное улучшает придонную циркуляцию пульпы и условия выхода воздуха на коническую поверхность импеллера за счет уменьшения сопротивления движению потока пульпы. Наличие вертикальных прорезей, выполненных в нижней трети конуса в межлопастном пространстве и сопряженном с ним цилиндре, создает условие для диспергирования воздуха по мере подъема по боковой поверхности усеченного конуса встречным потоком пульпы.

Общий вид аэрационного узла показан на Фиг.1, Фиг.1a - вид сверху, Фиг.1б - вид снизу.

Аэрационный узел содержит воздухораспределительную трубу 1, установленный на ней двухступенчатый импеллер. Верхняя ступень импеллера состоит из радиальных лопаток 2, закрепленных на концентрическом кольце 3. Верхняя ступень крепится при помощи сварки радиальных лопаток 2 к верхнему диску нижней ступени 4, которые вставлены в прорези диска. Нижняя ступень импеллера представляет собой усеченную конусовидную крыльчатку, установленную меньшим основанием вниз, и сопряженный с ним цилиндр 5. Основание конуса нижней ступени 4 представляет собой глухой диск, в который вставлены лопатки 2 верхней ступени. Радиальные лопатки нижней ступени 6 крепятся перпендикулярно конической поверхности 7, в которой и сопряженном с ней цилиндре 5 имеются радиальные вертикальные прорези 8, через которые подается воздух. В нижней части импеллера устанавливается глухой диск 9. В осевом разрезе элементы импеллера имеют симметричную форму. Импеллер опущен в статор 10, представляющий собой диск, установленный соосно импеллеру на днище флотационной машины, к которому крепятся радиальные ребра, установленные относительно поверхности диска под прямым углом.

Устройство работает следующим образом.

При работе аэрационного узла вращения импеллера в межкольцевом пространстве создается область пониженного давления. Вследствие этого пульпа устремляется внутрь импеллера через межкольцевое пространство между валом 1 и внутренней кромкой кольца 3 верхней ступени. Поток воздуха подается по воздухораспределительной трубе 1, отражаясь от глухого диска 9, расположенного в нижней части импеллера, и выбрасывается в прорези 8 конуса и сопряженного с ним цилиндра. Воздух диспергируется лопатками 6 нижней ступени, смешиваясь со встречным потоком пульпы, выбрасываемым верхней ступенью импеллера, а затем в межлопастном пространстве статора 10. Пузырьки воздуха захватывают частицы полезного продукта и поднимают их на поверхность, образуя обогащенную этим продуктом пену.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество аэрации пульпы, снизить энергозатраты на аэрирование и стабилизирует процесс флотации.

Источники информации

1. Патент РФ №2095153, B 03 D 1/14, 1997 г.

2. Патент РФ №2158187, B 03 D 1/14, 2000 г.

3. Патент РФ №2158186, В 03 D 1/14, 2000 г (прототип).