Аэрационный блок флотационной машины

 

Использование: обогащение полезных ископаемых, флотация руд. Сущность изобретения: аэрационный блок флотационной машины включает вал, импеллер с лопатками , стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками. Лопатка выполнена из радиально установленной плоскости (РП) и верхней и нижней осевых поверхностей, которые установлены с зазором относительно друг друга и соединены сбегающими кромками, соответственно с верхним и нижним торцами РП. 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 В 03 D 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) йБ "

ТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4877562/03 (22) 24.10.90 (46) 15.01.93. Бюл. N 2 (71) Украинский научно-исследовательский и проектно-.конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей "Укрнииуглеобогащение" (72) Г. А. Мэвренко, В. И. Волков, Л, М.

Зинич, В. В. Любутин, И, Л. Пилютин и B. M.

Лисовой (73) Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей "Укрнииуглеобогащение" (56) Авторское свидетельство СССР

N 762268, кл, В 03 D 1/16. 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1440549,,кл, В 03 0 1/14. 1987, Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, а именно к средствам для насыщения пульпы воздухом и может быть использовано в угольной, металлургической и химической промышленности.

В известных аэрационных устройствах основным рабочим органом является центробежный импеллер, засасГывающий и диспергирующий воздух, а осевой импеллер используется для создания необходимой скорости пульпы, взвешивания твердой фазы и равномерного распределения пульповоздушной смеси по всему объему камеры, Известен аэрационный блок машины

"Денвер М", в котором на вертикальном валу смонтированы два импеллера — центробежный и осевой. Пульпо-воздушная смесь выбрасывается центробежным импеллером, частично направляется осевым импел,, SU 1788916 А3 (54) АЭРАЦИОННЫЙ БЛОК ФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНЫ (57) Использование: обогащение полезных ископаемых, флотация руд. Сущность изобретения: аэрационный блок флотационной машины включает вал, импеллер с лопатками, стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками. Лопатка выполнена из радиально установленной плоскости (РП) и верхней и нижней осевых поверхностей, которые установлены с зазором относительно друг друга и соединены сбегающими кромками, соответственно с верхним и нижним торцами РП, 3 ил. лером вниз, чем обеспечивается перемешлвание и аэрация пульпы в нижней части флотационной камеры.

Известна также конструкция аэрационного блока флотационной машины МФУ263. В этом блоке на одном валу установлены центробежный и осевой импеллеры, Такое техническое решение усложняет конструкцию машины и ее ремонт, что приведет к увеличению затрат на процесс флотации.

Кроме того, известен аэратор флотационной машины "БУС".

Конструкция этого аэратора подобна ээратору машины "Денвер-М" и состоит также из двух импеллеров — аэрирующего (центробежного) и агитационного (осевого), расположенных на одном валу. Основным недостатком аэраторов этой конструкции является невысокая аэрационная характеристика, низкое насыщение пульпы возду1788916

20

35

55 хом в камерах большого объема, а также завышенное энергопотребление, так как при увеличении объема камеры необходимо дополнительное заглубление импеллера, что приводит к снижению количества засасываемого воздуха и увеличению энергозатрат.

Известна также конструкция блокааэратора флотационной машины. Аэратор имеет вал, воздушную трубу, центробежный и осевой импеллеры, последний из которых установлен в стакане (корпусе) с циркуляционными окнами, и статор с лопатками, Недостатком этой конструкции является наличие двух импеллеров, что ведет к усложнению конструкции машины, ремонта, увеличению металлоемкости и расходу электроэнергии, что в итоге приводит к увеличению затрат на процесс флотации, кроме того, из-за малой площади контакта пульпы с воздухом. На лопатках импеллера происходит недостаточное диспергирование воздушных пузырьков. в результате чего не обеспечивается требуемая эффективность работы аэратора, Прототипом изобретения выбран аэрационный блок, в котором импеллер выполнен в виде осевого колеса с закрылками на нагнетательной стороне и уступами на всасывающей стороне каждой лопатки. 3акрылки и уступы способствуют образованию за ними вакуумных зон и поступлению воздуха в камеру флотомашины.

Недостатком этой конструкции является наличие уступов и закрылок является местным сопротивлением для потока жидкости проходящего в межлопаточном канале импеллера, чем снижаются его перекачивающие способности, а также приводит к увеличению затрат электроэнергии, низкие аэрационные характеристики, которые составляют

180 — 220 м /ч воздуха на один блок импелз лера, даже незначительный износ закрылок и уступов приводит к снижению аэрационных характеристик.

Целью изобретения является интенсификация процесса флотации при снижении энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в известном аэрационном блоке, включающем вал, импеллер с лопатками, стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками, лопатка импеллера выполнена из радиально установленной плоскости и верхней и нижней осевых поверхностей, при этом осевые поверхности установлены с зазором относительно друг друга и соединены сбегающими кромками соответственно с верхним и нижним торцами радиальной плоскости, Предлагаемая конструкция лопаток импеллера способствует максимальному подсосу воздуха с последующим его диспергированием, что интенсифицирует процесс флотации и снижает потребление электроэнергии.

На фиг, 1 изображен продольный разрез аэрационного блока; на фиг. 2 — импеллер аэрационного блока в аксонометрии; на фиг. 3 — cxeMa обтека н и я потоков пул ьп ы на внутренней поверхности лопаток импеллера.

На фиг. 1 представлена флотационная камера 1, в которой размещен аэрационный блок, Аэрационный блок включает вал 2, на котором установлен импеллер 3. Импеллер

3 включает втулку 4, на которой закреплены лопатки сложного профиля. Каждая лопатка импеллера образована радиально установленной плоскостью 5, а также верхней 6 и нижней 7 осевыми поверхностями. установленными с зазором относительно друг друга.

Верхние осевые поверхности 6 имеют входные кромки 8 и сбегающие кромки 9. а нижние осевые повеэхности 7 имеют входные кромки 10 и сбегающие кромки 11.

Радиально установленные плоскости 5 лопаток выполнены прямоугольными с верхними и нижними торцами с которыми соединены соответственно сбегающие кромки верхней 6 и нижней 7 осевых поверхностей лопаток, Над верхними осевыми плоскостями 6 лопаток установлен стакан 12 с циркуляционными окнами, к нижней части которого подсоединен статор, состоящий из диска 13 и лопаток 14, а верхняя часть стакана закреплена на раме 15, расположенной над флотационной камерой 1, Работа предлагаемого аэрационного блока флотационной машины осуществляется следующим образом.

В момент запуска уровень пульпы в камере 1 и стакане 12 одинаков. С началом вращения импеллера 3 верхние 6 и нижние

7 осевые плоскости л опаток начинают всасывать пульпу из стакана 12 и камеры 1 соответственно, Давление пульпы на внутренней, нагнетающей части осевых поверхностей 6 и 7 лопаток на фиг. 3 обозначено знаком "+", а на верхней части этих поверхностей обозначено знаком "— ". Пульпа по внутренней нагнетающей части поверхностей 6 и 7 лопаток направляется от входных 8 и 10 до сбегающих 9 и 11 кромок каждой осевой поверхности лопаток и попадает в зону действия радиально установленной плоскости

5, где происходит изменение направления движения пульпы с осевого на радиальное и увеличивается ее напор, что обусловлено

1788916 свойствами радиально установленных плоскостей 5 лопаток, при сходе с которых пульпа попадает на лопатки 14 статора. При этом уровень пульпы в стакане 12 понижается до плоскостей 5 лопаток.

В этот момент верхние осевые поверхности лопатки импеллера выходят из жидкости (оголяются), давление на всасывающей

"—" и нагнетающей "+" сторонах поверхности 6 лопаток уравнивается, насосный эффект осевой лопатки исчезает, В этот момент времени нижние осевые поверхности 7 лопаток импеллера 3 продолжают нагнетать пульпу через проточную часть импеллера 3 в плоскость стакана 12. При заполнении проточной части импеллера 3 пульпой насосный эффект верхних осевых поверхностей 6 лопаток возобновляется и цикл повторяется. Таким образом, граница раздела фаз в стакане 12 приобретает колебательное движение, вследствие которого на нагнетательной стороне "+" верхней осевой поверхности 6 лопатки возникает волновое движение пульпы, направленное от

° входной 8 до сбегающей 9 кромки каждой его лопатки. В пространство между гребняри волны из стакана 12 происходит захват атмосферного воздуха, транспортирование его до уровня радиально установленной плоскости 5 лопатки и последующая эвакуация из проточной части импеллера 3 с помощью потока пульпы. нагнетаемого нижними осевыми поверхностями 7 попаток. Окончательное диспергирование воздуха происходит после схода пульпо-воздушной смеси с повышенной скоростью с радиально установленных плоскостей 5 лопаток импеллера на лопатки 14 статора.

Пульпо-воздушная смесь выбрасывается лопаткой импеллера предлагаемой формы на лопатку 14 статора, а оттуда в камеру

1 флотационной машины.

Выполнение лопаток импеллера 3 сочетанием радиально установленной плоскости 5 с осевыми поверхностями 6 и 7 создает условие для интенсивной пульсирующей турбулентности в сочетании с волновым движением пульпы, которые способствуют максимальному подсосу воздуха с последующим его диспергированием и распределением в жидкой фазе, что интенсифицирует

5 процесс флотации.

Образование волнового движения и подсос воздуха из атмосферы происходит на окружных скоростях импеллера 3,5 м/сек, что выгодно отличает его от сущест10 вующих конструкций, в которых подсос воздуха происходит на скоростях более 5 м/сек. Таким образом, пропорционально снижению окружной скорости, снижается и потребление электроэнергии в 1,5 — 2 раза.

15 Предлагаемое техническбе решение аэрационного блока флотационной машины по сравнению с прототипом позволит более рационально использовать проточную часть импеллера.

20 Создаваемые потоки пульпы этим импеллером обеспечивают равномерное распределение пульпа-воздушной смеси по объему камеры, увеличивают степень аэрации пульпы и диспергирование воздуха.

25 В настоящее время согласно тематическому плану работ института по предлагаемому изобретению изготовлен лабораторный образец аэрационного блока для флотационной машины, который испы30 тывался на стенде в условиях работы экспериментальной базы института

"Укрнииуглеобогащение", Формула изобретения

35 Аэрационный блок флотационной машины, включающий вал, импеллер с лопатками, стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью интенсифи40 кации процесса флотации при снижении энергозатрат, лопатка импеллера выполнена из радиально установленной плоскости и верхней и нижней осевых поверхностей, при этом осевые поверхности установлены

45 с зазором одна относительно другой и соединены сбегающими кромками соответственно с верхним и нижним торцами радиальной плоскости, 1788916

1788916

50

Составитель Г.Мавренко

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 80 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5