Прибор для определения пенообразующей способности пульп и растворов поверхностно-активных веществ

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)с G 01 N 15/02

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919105/25 (22) 14.03.91 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (75) А.M.Çëîáèí, M.Н.Злобин и Е,M.Çäîáèí (56) Перепелкин К.Е„Матвеев В.С, Газовые эмульсии. Л.; Химия, Лен.отд., 1979, с.107 — 110.

Авторское свидстельство СССР No

789131, кл. В 01 0 19/02, 1978. (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕНОС)БРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПУЛЪП И

РАСТВОРОВ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЪ1Х ВЕЩЕСТВ (57) Использование: прибор для определения

4енообрэзующей способности пульп и растворов поверхностно-активных веществ (11АВ) относится к исследованиям реологии оллоидных растворов, а именно к приборам для определения пенообразующей способности растворов поверхностно-активных ве еств, и может найти применение при лотационном обогащении полезных ископаемых. Сущность: в приборе аэрационная камера выполнена в виде аэролифтной колонны с симметрично расположенными внутренними перегородками, разделяющиь1и ее на аэрируемую центральную и неаэрируемую боковые зоны, размещенными

Юдоль противоположных друг другу боковых ! тенок с зазорами по отношению к этим тенкам и к днищу камеры. Зазоры между нижней торцевой кромкой внутренних перегородок и днищем камеры экранированы пластинами, закрепленными за днище и боковые стенки камеры и расположенными

„„5U„„1795353 А1 симметрично по отношению к оси колонны с зазорами к смежным с ними внутренним перегородкам. Внутри азролифтной колонны по всей ее высоте размещены симметрично расположенные бесконечные ленты из эластичного материала с гидрофобной (например, фторопластовой) поверхностью.

Огибающие барабаны, установленные в верхней части аэрационной камеры, над внутренними перегородками вдоль их верхних торцевых кромок с возможностью вращения, при этом восходящие ветви бесконечных лент обращены внешней своей поверхностью к оси камеры и к друг другу и размещены в аэрируемой зоне аэролифтной колонны, а нисходящие ветви бесконечных лент обращены этой же поверхностью в противоположные стороны и размещены в неаэрируемой зоне аэролифтной колонны, а нисходящие ветви бесконечных лент обращены этой же поверхностью в противоположные стороны и размещены в аэрируемой зоне аэролифтной колонны, а нисходящие ветви бесконечных лент обращены этой же поверхностью в противоположные стороны и размещены в неээрируемой зоне аэролифтной колонны в зазорах между внутренними перегородками и смежными с ними стенками колонны. Между бесконечными лентами по оси аэрационной камеры по высоте аэролифтной колонны в аэрируемой ее зоне последовательно один над другим размещены ромбообразные рассекатели потока аэрированной пульпы, закрепленные своими боковыми кромками за противоположные боковые стенки аэрационной камеры. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1795353

Изобретение касается исследований реологии коллоидных растворов, относится к приборам для определения пенообразующей способности растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) и может найти применение при флотационном обогащениии полезных ископаемых.

Известен прибор для регистрации изменения объема пены во времени, содержащий аэрационную камеру с аэратором, мерный градуированный сосуд, подвижные отсекающие пластины и металлические электроды для измерения электропроводности пен. Мерный градуированный сосуд образован вытянутыми вверх стенками аэрационной камеры. Отверстие в дне камеры служит для слива раствора. Пена, образующаяея при аэрации раствора, собирается в мерном сосуде, Пенообразующая способность оценивается по максимальной высоте 10

20 поднятия пены.

Недостатком прибора является то, что он дает значительную погрешность измерений вследствие неравномерного распределения концентраций поверхност- 25 но-активных веществ в пенном слое, обеднения раствора и нижних слоев пены и накопления ПАВ и гидрофобных веществ на поверхности пены, что приводит к частичному ее гашению. Кроме того, данный прибор, основанный на определении высоты пены, образующейся при стандартных условиях пропускания пузырьков газа через слой жидкости, пригоден лишь только для измерения пенообразования в маловязких жид- 35 костях, так как в случае высокой вязкости весь объем жидкости при медленной седиментации пузырьков может превратиться в слой пены, Наиболее близким по технической сущ- 40 ности и достигаемому результату является прибор для определения пенообразующей способности растворов поверхностно-активных веществ, содержащий аэрационную камеру с аэраторами, размещенными внут- 45 ри нее, и патрубками для подачи и слива и мерный градуированный сосуд, размещенный горизонтально и присоединенный к верхней части аэрационной камеры, при этом мерный градиурованный сосуд снаб- 50 жен продольной вертикальной симметрично расположенной перегородкой, разделяющей

его на две равнозначные по величине и конфигурации половины, одна из которых снабжена расположенным вдоль боковых стенок 55 сосуда пакетом вертикально расположенных пластин, установленных с возможностью вращения и изготовленных из материала с гидрофобной поверхностью, причем пакет вертикально расположенных пластин выполнен из фторопласта в аиде дисков. снабженных скребками, плотно прижатыми к их боковым поверхностям, К недостаткам прибора следует отнести отсутствие в нем конструктивных элементов, обеспечивающих проведение одновременных измерений пенообразующей способности в объеме аэрирования жидкости и в пене, что снижает информативность о явлениях, связанных с пенобразованием, происходящих в объеме аэрированной жидкости, и в частности, о способности воздушных пузырьков коалесцировать на гидрофобной поверхности, помещенной в аэрированную жидкость. Это снижает точность и надежность определения пенообразующей способности пульп и растворов

ПАВ, важных для управления флотационными процессами, включающими одновременно элементы пенной сепарации и флотации из объема аэрированной пульпы.

Целью изобретения является повышение точности и надежности определения пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ в объеме аэрированной жидкости и s пене.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ, содержащем аэрационную камеру с аэраторами, размещенными внутри нее, и патрубками для подачи и слива раствора и мерный градуированный сосуд, размещенный горизонтально и присоединенный к верхней части аэрационной камеры, при этом мерный градуированный сосуд снабжен продольной вертикальной симметрично расположенной перегородкой, разделяющей его на две равнозначные по величине и конфигурации половины, одна из которых снабжена расположенным вдоль боковых стенок сосуда пакетом вертикально расположенных пластин, установленных с возможностью вращения и изготовленных из материала с гидрофобной поверхностью, причем пакет вертикально расположенных пластин выполнен из фторопласта в виде дисков, снабженных скребками, плотно прижатыми к их боковым поверхностям, аэрационная камера выполнена в виде аэролифтной колонны с симметрично расположенными внутренними перегородками, разделяющими ее на аэрируемую центральную и неаэрируемую боковые зоны, размещенными вдоль противоположных друг другу боковых ее стенок с зазорами по отношению к этим стенкам и к днищу камеры, причем зазоры между нижней торцевой кромкой внутренних перегородок и днищем камеры экранированы пластинами, закрепленными за днище и бо1795353 ковые стенки камеры, и расположенными сймметрично по отношению к оси колонны с Зазорами к смежным с ними внутренними пврегородками, внутри аэролифтной колонна по всей ее высоте размещены симметрично расположенные бесконечные ленты из; эластичного материала с гиброфобной поверхностью, огибающие барабаны, устанавленные в верхней части аэрационной кам ры над внутренними перегордками вдоль их верхних торцевых кромок, с возможностью вращения, при этом восходящие ветви бесконечных лент обращены внешней сврей поверхностью к оси камеры и друг к другу и размещены в аэрируемой зоне аэро. лифтной колонны, а нисходящие ветви бесконечных лент обращены этой же поверхностью в противоположные стороны и размещены в неаэр руемой зоне аэролифтной колонны в зазорах между внутрен-! ниМи перегородками и смежными с ними бо совыми стенками колонны; между бесконечными лентами по оси аэрационной каме-p4 по высоте аэролифтной колонны в аэрируемой ее зоне последовательно один наяд другим размещены ромбообразные ра секатели потока аэрированной пульпы; закрепленные своими торцевыми кромками за противоположные боковые стенки аэрациЬнной камеры; аэрационная камера в аэрируемой зоне эаролифтной колонны снабжена закрепленными на ее боковых ст нках пьезометрическими трубками, причем входные отверстия пьезометрических трубок экранированы от попадания воздушных пызырьков отражателями; в нижней св ей части аэрационная камера снабжена установленной внутри нее в поперечном сечении непосредственно над уровнем пневмогидравлических аэраторов решеткой для гашения турбулетности внутрикамерных потоков пульпы.

Необходимым и обязательным условием для успешной флотации полезного компойента из объема аэрированной пульпы, а также удержания наиболее крупных частиц полезного компонента в пенном слое, является максимальное проявление коалесцентного механизма действия реагентов, при котором интенсивное слияние воздушных пузырьков происходит только лишь на поверхности извлекаемых частиц при полном

-отсутствии или незначительном уровне коа-! леСценции их во всей массе аэрированной пульпы и пенного слоя, причем аэрация пульпы должна быть наиболее тон кодисперсной, ибо только в этом случае возможно ма Ьсимальное и равномерное насыщение ее воздушными пузырьками при наиболь5

55 шей плотности среды, в которой происходит всплытие флотокомплексов. При такой ситуации создаются благоприятные условия для флотации частиц полезного компонента широкого диапазона крупности, так как именно тонкодисперсные пузырьки воздуха, равномерно и в большом количестве рассеянные в пульпе, легко при определенных условиях выседают и закрепляются на гидрофобной поверхности частиц любой крупности, а интенсивное их слияние в более крупные пузырьки на поверхности извлекаемых частиц обеспечивает (наряду с наибольшей плотностью среды) повышенную подьемную силу, необходимую для флотации крупных минеральных зерен из объема аэрированной пульпы и удержания наиболее крупных частиц в пенном слое, состоящем из мелкодисперсных пузырьков и, в силу этого, имеющем большую плотность, Для максимального проявления коалесцентного механизма необходимо обеспечить (при прочих равных условиях) минимально возможную концентрацию пенообразователя в жидкой фазе пульпы, при которой не происходит коалесценции воздушных пузырьков, находящихся в объеме аэрированной пульпы и в слое пены, но в то же время интенсивно коалесцирующих при соприкосновении с гидро лобной поверхностью извлекаемых частиц с образованием трехфазного периметра контакта более крупных воздушных пузырьков. обладающих большей подъемной силой.

Создание условий максимального проявления коалесцентного механизма во флота ционном процессе и устойчивое поддержание этих условий в непрерывном режиме промышленного производства требует создания соответствующих приборов (датчиков), посредством которых можно было бы не только оценивать флотационную пульпу по отношению к этому механизму, но и управлять процессом. Такой прибор (датчик) должен обладать высокой чувствительностью, так как коалесцентный механизм действия реагентов проявляется в области ни" ких концентраций пенобразователя во флотационной пульпе. При повышении концентрации пенообразователя одновременно повышается устойчивость воздушных пузырьков к их коалесценции, что является следствием утолщения их гидратных оболочек, стабилизируемых молекулами пенообразователя. В этом случае (несмотря на то, что дисперность воздушных пузырьков при повышении концентрации пенобразователя в пульпе возрастает) флотоактивность их по вышеупомянутым причинам снижается.

Такие пузырьки плохо закрепляются на по1795353

20

30

50 верхности извлекаемых частиц и не укрупняются из-за отсутствия коалесценции.

В реальном флотационном процессе коалесцентный механизм действия реагентов проявляется как в пенном слое, так и в объеме аэрированной пульпы, Посредством прибора (датчика) пенообразующая способность пульп и растворов

ПАВ определяется в основном по характеристикам пенного слоя. При этом явления, связанные с пенобразованием, происходящие в объеме аэрированной жидкости также участвуют, но не в явной форме. Для оптимизации же флотационного процесса по коалесцентному механизму действия реагентов, в котором фактически реализуются два процесса, а именно, пенная сепарация, т.е. разделение минералов в пенном слое, и пенная флотация, т,е. флотация мйнералов непосредственно из объема аэрированной пульпы, необходимо иметь достоверную информацию о пенообразующей способности пульпы, проявляющейся как в том, так и в другом случае, а именно как в пенном слое, так и в объеме аэрированной пульпы. При этом важно иметь информацию об уровне коалесценции воздушных пузырьков, происходящей на гидрофобной поверхности твердых частиц, помещенных в аэрированную жидкость, в сравнении с их коалесценцией, происходящей в объеме аэрированной жидкости вне контакта с гидрофобными частицами.

Этого нетрудно добиться в приборе для определения пенообразующей способно- 3 сТМ пульпы и растворов поверхностно-активных веществ (2), если в его аэрационную камеру ввести конструктивные элементы, обеспечивающие измерение величины суммарной подъемной силы воздушных пу- 4 зырьков, закрепившихся на гидрофобной поверхности погруженного в аэрированную жидкость рабочего органа, . с одновремен-. ной непрерывной регистрацией плотности среды в аэрационной камере при работе 4 прибора, Суммарная подъемная сила воздушных пузырьков, закрепившихся на гидрофобной поверхности рабочего органа, симбатна флотационным силам, действующим на частицы полезного компонента во флотационной пульпе, и всецело зависит от пенообразующей способности пульпы. В частности, она тем выше, чем больше разница в степени коалесценции воздушных 5 пузырьков, закрепившихся на гидрофобной повехности и находящихся в пульпе в сво. бодном состоянии, Это приводит к разнице в плотностях сред, непосредственно прилегающей к гидрофобной поверхности и удаленной от нее на два и более диаметра наибольшего воздушного пузырька, при этом среда меньшей плотности, состоящая из укрупненных воздушных пузырьков, связана с гидрофобной поверхностью флотационными силами прилипания к ней этих пузырьков, Разница в плотностях вышеупомянутых сред создает дополнительную подъемную силу флотокомплексам, состоящим из частиц полезного компонента из укрупненных за счет коалесценции воздушных пузырьков, что обепечивает флотацию более крупных частиц полезного компонента.

Для повышения точности и надежности определения пенообразующей способности пульпы и раствора ПАВ в объеме жидкости рабочий орган, помещаемый в аэрационную камеру прибора, должен иметь наиболее развитую поверхность со свободным доступом ко всем ее участкам максимального количества всплывающих воздушных потоков. Гидрофобность поверхности рабочего органа обеспечивает закрепление на нем воздушных пузырьков и последующую их коалесценцию. Существенно при этом, чтобы конструкция рабочего органа обеспечивала надежный контакт воздушных пузырьков с его гидрофобной поверхность и не создавала механических преград для всплытия воздушных пузырьков. Необходимо также, чтобы рабочий орган или его отдельные элементы имели возможность всплытия (аналогично флотокомплексам) под действием воздушных пузырьков, прилипших и укрупнившихся на его рабочей поверхности. При этом, чем больше воздушных пузырьков прилипнет и укрупнится на поверхности всплывающего элемента рабочего органа, тем больше будет скорость его всплывания, которую с достаточной точностью можно затем инструментально зафиксировать.

Таким требованиям удовлетворяет конструкция рабочего органа, выполненного в виде бесконечных лент из эластичного материала с гидрофобной поверхностью, огибающих барабаны, установленные в верхней части аэрационной камеры с воэможностью легкого вращения вокруг своей оси. В качестве таких лент могут быть использованы тонкие фторопластовые ленты. Каждая из таких лент свободно висит на своем барабане в вертикальном положении, образуя две ветви, одна из которых в случае вращения барабана будет восходящей, а другая нисходящей. Если теперь такую ленту погрузить в сообщающийся сосуд таким образом, чтобы одна ветвь находилась в его половине с сильно аэрированной жидкостью, а другая в неаэрированной, то первая в этом спу ае бу

1795353 дет восходящей, а вторая нисходящей, ибо прилипшие к гидрофобной поверхности и укрепившиеся на ней за счет коаленсценции воздушные пузырьки, всплывая сами, будут тянуть вверх этот участок бесконеч- 5 ной ленты. Ввиду того, что лента бесконечная и свободно висит на легко вращающемся барабане, то другая ветвь этой ленты будет нисходящей, так как она проходит через не аэрируемую жидкость сообщающегося сосу- 10 да и не имеет на своей поверхности воздушных пузырьков, которые могли бы тянуть ее верх. Ввиду того, что фторопластоВая лента весьма тонкая, то разница в гравитационных силах ветвей будет 15 незначительной по отношению к-флотационным силам. По скорости вращения барабанов или скорости движения лент можно легко судить о силе фл тационного воздействия на ленту рабочего органа, при этом, 20 ем длиннее будет бесконечная лента, тем ольше будет суммарная флотационная сиа пузырьков, воздействующая на такой раочий орган, и тем больше должна быть ,ысота аэрационной камеры. 25

Получить необходимый сообщающийся сосуд в аэрационной камере прибора нетрудно, если камеру выполнить в виде а ролифтной колонны с симметрично расположенными внутренними перегородка- 30 м и, разделяющими ее на аэрируемую ц нтральную и неаэрируемую боковые зонЫ. При этом нижние торцевые кромки этих . внутренних перегородок не должны касаться днища аэрационной камеры, а должны 35 образовывать с ним зазоры, через которые б дут свободно проходить бесконечные л нты из неаэрируемой в аэрируемую зону.

В жно при этом экранировать эти зазоры от в зможного попадания воздушных пузырь- 40 ксив за перегородки из аэрируемой зоны.

ДМя обеспечения равномерности движения а1рируемого потока в центральной части аэ олифтной колонны необходимо бесконечн е ленты и внутренние перегородки распо- 45 ло ить симметрично по обе стороны от оси ка еры. Поэтому в данном приборе должны бь ь по меньшей мере две бесконечные ленты. и две внутренние перегородки. Барабаны, на которых висят бесконечные ленты . еобхо- 50 ! ди о разместить над внутренними перегороцками, вдоль их верхних торцевых кр мок. При этом верхние торцевые кромки; внутренних перегородок должны быть на у ровне, не допускащем перелива через 55 них пены. Для усиления воздействия возду ных пызырьков на рабочий орган, в ча тности, на бесконечную ленту при прохо дении ею аэрируемой зоны, необходимо в Центральной части по оси аэрационной камеры по высоте аэролифтной колонны установить рассекатели потока жидкости (пульгы), которые строго симметрично и равнозначно направляли бы аэрированный поток на поверхности обеих лент. Для обеспечения симметрии потока по отношению к лентам рассекатели должны быть ромбообразными в поперечном сечении и своими торцевыми кромками должны быть закреплены за противоположные боковые стенки аэрационной камеры.

Флотационное воздействие воздушных пузырьков на рабочий орган будет больше, если бесконечные ленты будут перфорированы или будут иметь сетчатую структуру, так как в этом случае в работу включается вторая сторона ленты. В качестве бесконечных лент могут также использоваться ленты с покрытием их рабочей поверхности мелкими зернами полезного компонента, степень гидрофобизации которых можно также оценивать с помощью настоящего прибора.

Непрерывную регистрацию плотности среды в аэрационной камере легко осуществить посредством пьезометрических трубок, что обеспечивает возможность получения непрерывной информации по расходу пенообразователя, подаваемого во флотационный процесс, Последнее базируется на прямой зависимости плотности аэрированной жидкости от концентрации пенообразователя в области малых его расходов при стабилизированной подаче жидкой и газообразной фаз в арационную камеру.

На точность и надежность определения пенообразующей способности пульпы и растворов ПАВ в объеме аэрирован ной жидкости может влиять турбулентность внутрикамерных потоков жидкости, создаваемая движениями струй аэрогидросмеси, выходящих из сопел пневмогидравлических аэраторов, и струй жидкости, подаваемой в аэрационную камеру. Эту турбулентность легко погасить, если в аэрационную камеру по всему ее поперечному сечению установить успокоительную решетку. Рациональное местоположение этой решетки не.",осредственно над уровнем пневмогидравлических аэраторов. Для гашения струй жидкости, подаваемой через патрубки в аэрационную камеру, рационально установить отражатели в виде пластин с отогнутыми в сторону патрубков верхними краями, плотно закрепленными выше патрубков эа стенки аэрационной камеры. Образуемый при этом карман с выходным зазором, направленным к дищу аэрационной камеры, защищает бесконечные ленты от струй турбулетности. Водоподводящие патрубки должны быть расположены также симметрично

1795353

10

30 пульпы и раствора ГIAB, пневмогидравлические аэраторы 4, мерный градуированный 35 в каждой из неаэрируемых зон аэролифтной колонны.

Измерение пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ, производимое одновременно как в пенном слое, посредством сдвоенного мерного градуированного сосуда, так и в обьеме аэрированной жидкости, посредством рабочего органа с гидрофобной поверхностью, повышает точность и надежность определения пенообразующей способности пульпы и растворов ПАВ и позволяет получить достоверную информацию о степени коалесценции воздушных пузырьков как в объеме аэрированной пульпы, так и в слое пены. 3TQ дает возможность использовать данный прибор в качестве датчика для управления флотационным процессом в пневматических флотационных машинах, совмещающих в себе одновременно процессы пенной сеперации и пенной флотации, На фиг,1 представлено схематически вертикальное сечение прибора для определения пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ по линии А-А; на фиг,2— вид прибора сверху; на фиг.3 — сечение по линии Б-Б фиг,1; на фиг.4 — сечение В-В фиг.1

Прибор (датчик) для определения пенообразующей способности пульп и растворов поверхностно-активных веществ содержит аэрационную камеру 1 с патруб-. ками 2 и 3 для подачи и слива жидкой фазы сосуд 5, пьезометрические трубки 6, рабочий орган 7, Движки 8 и счетчик числа оборотов 9 служат для удобства отсчета показаний прибора.

Аэрационаня камера 1 имеет успокоительную решетку 10, расположенную непосредственно над уровнем пневмогидравлических аэраторов 4 и полностью перекрывающую поперечное сечение камеры 1, На уровне патрубков 2 для подачи жидкой фазы пульпы и раствора ПАВ аэрационная камера 1 снабжена отражателями 11, выполненными в виде пластин с отогнутым в сторону патрубка 2 верхним краем, плотно закрепленным выше патрубка 2 за стенку аэрационной камеры 1. Торцы отражателей

11 закреплены за боковые стенки камеры 1, Размещенный горизонтально и присоединенный к верхней части аэрационной камеры 1 градуированный сосуд 5 имеет продольную вертикальную симметрично расположенную перегородку 12, которая делит мерный градуированный сосуд 5 на две равнозначные по величине и конфигурации половины 13 и 14. Половина 13 мерного

55 сосуда 5 снабжена пакетом вертикально расположенных дисков 15, установленных на общем валу 16 в подшипниках 17, приводимых во вращение посредством привода (на фиг.1 — 3 не показан), при этом диски 15 направлены вдоль боковых стенок мерного сосуда 5 и установлены между собой с зазором 18. В зазорах 18 размещены скребки 19, плотно прижатые к боковым поверхностям дисков 15. Скребки 19 соединены между собой общей течкой 20 для вывода загрязнений, закрепленной на стенке мерного сосуда 5, Рабочий орган 7 состоит из двух симметрично расположенных по отношению к оси аэрационной камеры 1 бесконечных лент 21, изготовленных из эластичного материала с гидрофобной (например, фторопластовой) поверхностью, Для их функционального размещения в аэрационной камере 1 последняя выполнена в виде аэролифтной колонны 22 с симметрично расположенными внутренними перегородками 23, разделяющими зе на аэрируемую центральную и неэрируемые боковые зоны.

Внутренние перегородки 23 размещены вдоль противоположных друг другу боковых стенок колонны 22 с зазором 24 по отношению к этим стенкам камеры 1 и с зазором 25 по отношению к ее днищу. Зазоры 25 экранированы пластинками 26, закрепленными эа днище камеры 1 и за ее боковые стенки.

Пластины 26 предназначены для защиты зазоров 25 и 24 от попадания в них воздушных пузырьков из аэрируемой зоны аэролифтной колонны 22.

Бесконечные ленты 21 рабочего органа

7 свободно висят под своей тяжестью на барабанах 27, подвижно закрепленных в угольчатых подшипниках 28 за стенки аэрационной камеры 1 в верхней ее части и имеют возможность легко вращаться в этих подшипниках. Одна иэ ветвей бесконечных лент 21 проходит внутри аэрируемой зоны аэролифтной колонны 22, другая — внутри зазора 24 в неаэрируемой зоне колонны 22, переходя из одной зоны и другую через зазор 25 под нижней торцевой кромкой вертикальных перегородок 23. Для такого расположения бесконечных лент 21, свооодно висящих под собственным весом, барабаны 27 размещены над внутренними перегородками 23, вдоль их верхних торцевых кромок. При работе прибора ветви бесконечных лент, проходящие внутри аэрируемой зоны аэролифтной колонны 22,. являются восходящими, а ветви, проходящие через зазоры 24 и 25 через неаэрируе- . мую зону, являются нисходящими, 1795353

5

30

4О

Внутри аэрируемой зоны аэролифтной крлонны 22 между бесконечными лентами

21 установлены ромбообразные рассекатели 29 потока аэрироваванной пульпы. Они установлены друг над другом по оси аэрационной камеры 1 и закреплены своими торцевыми кромками за противоположные стенки камеры 1, Рассекатели 29 предназначены для создания направленного движения аэрированной пульпы в направлении рабочей поверхности бесконечных лент 21 и усиления флотацион ного воздействия воздушных пузырьков на рабочий орган, что проявляется в ускорении вращения барабанов 27. Вращение их фиксируется посредстврм счетчиков 9.

Для регулирования величины слива жидкой пульпы и раствора ПАВ патрубок 3 снабжен съемным насадком 30.

Пневмогидравлические аэраторы 4 снабжены водоподводящими рукавами 31 и воздуховодводящими рукавами 32.

Входные отверстия пьезометрических трубок 6 экранированы от возможного попадания в них воздушных пузырьков отражателями 33.

Прибор (датчик) работает следующим образом.

Аэрационную камеру 1 через патрубки

2 заполняют жидкой фазой пульпы (раствора ПАВ), в пневмогидравлические аэраторы

4 под постоянным давлением через водоподводящие и воздухоподводящие рукава

31 и 32 подают воду и сжатый воздух с постоянным расходом, Через патрубок 3 и насадок 30 производят слив жидкости из аэрационной камеры 1, обеспечивая одновременно поддержание постоянного уровна жидкости в приборе

Непрерывную регистрацию плотности среды в аэрационной камере 1 осуществляют посредством пьезометрических трубок 6, Турбулентность внутрикамерных потоков жидкости, возникающую при движении струй аэросмеси, выходящих из соел пневмогидравлических аэраторов 4, и струй жидкости, подаваемой в аэрационную камеру 1 через патрубки 2, гасят посредством успокоительной решетки 10 и отражателей 11.

Пузырьки воздуха, всплывающие в аэрируемой зоне аэролифтной колонны 22 при аэрации пульпы посредством пневмогидравлических аэраторов 4, отклоняются посредством рассекателя 29 потока аэрированной пульпы, касаются гидрофобной фторрпластовой поверхности бесконечных лент 21 рабочего органа 7, закрепляются на ней и укрупняются за счет коалесценции, Подъемная сила таких пузырьков увеличивается и бесконечные ленты 21 начинают двигаться. Восходящая ветвь каждой из бесконечных лент 21 огибает барабаны 27, приводя их во вращение, которое фиксируется счетчиками 9 числа оборотов, Игольчатыми подшипниками 28 обеспечивается при этом легкость вращения барабанов 27, После огибания барабанов 27 бесконечные ленты 21 нисходящей ветвью опускаются в неаэрируемых зонах аэролифтной колонны 22 по зазорам 24, переходят через зазоры 25 в аэрируемую зону аэролифтной колонны 22 и вновь восходящей ветвью IloBTopQloT цикл, Пластины 26 защищают зазоры 25 и 24 от попадания в них воздушных пузырьков и тем обеспечивают повышение точности и надежности измерений, Внутренние перегородки 23 обеспечивают разделение аэрируемой и неаэрируемых зон аэролифтной колонны 22.

Пена, образующаяся при аэрации пульпы (раствора ПАВ), собирается в мерном градуированном сосуде 5, растягивается и продвигается к другому его концу, открытому для слива, одновременно разрушаясь.

Продольная перегородка 12 делит общий поток пены на два равнозначных между собой потока, при этом каждый их них движется по своей половине 13 и 14 мерного градуированного сосуда 5, Поток пены, движущийся по половине 13, проходит по зазорам 18 между фторопластовыми дисками 15..

При соприкосновении пены с гидрофобной поверхностью фторопластовых дисков 15 пузырьки воздуха коалесцируют между собой, что приводит к более быстрому ее разрушению и укорачиванию длины пробега.

При вращении дисков 15 скребки 19 снимают загрязнения с их поверхности, обеспечивая постоянство гидрофобной фторопластовой поверхности, а следовательно, повышение точности и надежности проводимых измерений. Загрязнения со скребков

19 удаляются посредством течки 20. Очистку бесконечных лент 21 от загрязнений осуществляют подачей промывных вод через патрубки 2 в перерывах в измерениях.

Критерием пенообразующей способности пульпы (раствора ПАВ) является разность длин пробега пены до ее полного разрушения, измеряемая по горизонтальной шкале движками 8 в половинах 14 и 13 мерного градуированного сосуда 5.

Критерием пенообразующей способности пульпы (саствора ПАВ) в объеме аэрационной камеры 1 является скорость коалесценции воздушных пузырьков, закре; пившихся на гидрофобной поверхности рабочего органа 7, определяемая через их суммарную подъемную силу по скорости вра1795353

10 щения барабанов 27 или скорости движения бесконечных лент 21.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет проведения одновременных измерений пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ в объеме аэрированной жидкости и в пене повысить

Формула изобретения

1. Прибор для определения пенообразующей способности пульп и растворов поверхностно-активных веществ, содержащий аэрационную камеру с аэраторами, размещеными внутри нее, и патрубками для подачи и слива раствора и мерный градуированный сосуд, размещенный горизонтально и присоединенный к верхней части аэрационной камеры, при этом мерный градуированный сосуд снабжен продольной вертикальной симметрично расположенной перегородкой, разделяющей его на две равнозначные по величине и конфигурации половины, одна из которых снабжена расположенным вдоль боковых стенок сосуда пакетом вертикально расположенных пластин, установленных с возможностью вращения и изготовленных из материала с гидрофобной поверхностью, причем пакет вертикально расположенных пластин выполнен из фторопласта в виде дисков, снабженных скребками, плотно прижатыми к их боковым поверхностям, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности определения пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ в объеме аэрированной жидкости и в пене, аэрационная камера выполнена в виде аэролифтной колонны с симметрично расположенными внутренними перегородками, разделяющими ее на аэрируемую центральную и неаэрируемую боковые зоны, размещенными вдоль противоположных друг другу боковых ее стенок с зазорами по отношению к этим стенкам и к днищу камеры, причем зазоры между нижней торцевой кромкой внутренних перегородок и днищем камеры экранированы пластинами, закрепленными за днище и боковые стенки камеры и расположенными симметрично по отношению к оси

55 точность и. надежность определения пенообразующей способности пульп и растворов ПАВ и тем использовать прибор в качестве датчика для управления флотационным процессом в пневматических флотационных машинах, совмещающих в себе одновременно процессы пенной сеперации и пенной флотации. колонны с зазорами к смежным с ними внутренним перегородкам, внутри аэролифтной колонны по всей ее высоте размещены симметрично расположенные бесконечные ленты из эластичного материала с гидрофобной поверхностью, огибающие барабаны, установленные в верхней части аэрационной камеры над внутренними перегородками вдоль их верхних торцевых кромок с возможностью вращения, при этом восходящие ветви бесконечных лент обращены внешней своей поверхностью к оси камеры и друг к другу и размещены в аэрируемой зоне аэролифтной колонны, а нисходящие ветви бесконечных лент обращены этой же поверхностью в противоположные стороны и размещены в неаэрируемой зоне аэролифтной колонны в зазорах между внутренними перегородками и смежными с ними боковыми стенками колонны, между бесконечными лентами по оси аэрационной камеры по высоте аэролифтной колонны в аэрируемой ее зоне последовательно один над другим раз- мещены ромбообразные рассекатели потока аэрированной пульпы, закрепленные своими торцевыми кромками за противоположные боковые стенки аэрационной камеры.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что аэрационная камера в аэрируемой зоне аэролифтной колонны снабжена закрепленными на ее боковых стенках пьезометрическими трубками, причем входные отверстия и ьезометрических трубок экранированы от попадания воздушных пузырьков отражателями.

3, Прибор по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щи йсятем,,что в нижней своей части аэрационная камера снабжена установленной внутри нее в поперечном сечении непосредственно над уровнем пневмогидравлических аэраторов решеткой для гашения турбулентности внутрикамерных floTQKoB пульпы.

1795353

Составитель М.Злобин

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор В,Петраш

Редактор

Заказ 426 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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