Центробежный аэратор флотационной машины

СОЮЗ СОВЕТСНИХесФЛююенаРЕСПУБЛИК ае ао Эа) В 03 В 1 14ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫЭЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В"мир ВИБай 01 м( 1) Специальное конструкторскоебюро по конструированию технологического оборудования для обогащения руд "Механобр" и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно исследовательский проектный институт механической обработки полезныхископаемых(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 495090, кл . В 03 Э 1/ 14, 1974.2. Богданов О.С. Теория и технология флотации руд, М., "Недра,1980, с. 301-308 (прототип),(54)(57) 1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ АЭРАТОРФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНЫ, включающийротор с лопастями, установленнымипо его периферии со стороны статора,вал, трубу для подвода воздуха, статор в виде диска с лопастями истакан для циркуляции пульпы, о.тл и ч а ю щ и й с я тем, 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 щ и й с я тем, что кольцевой элемент выполнен в виде диска.3. Аэратор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что кольцевой элемент выполнен в виде полого усеченного конуса.4. Аэратор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что нижняя поверхность кольцевого элемента выполнена рифленой.5. Азратор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я 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.Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и можетбыть использовано для получения фи равномерного распределения пульповоздушной смеси в камерах флотационных машин или в аэрационных чанах вметаллургической, химической и другихотраслях промышпенности.Известен аэратор центробежного типа, включающий закрепленный на полом 10валу ротор с радиальными лопастями,стакан с отверстиями для циркуляциипульпы и статор, выполненный в видедиска с радиально расположенными лопастями, при этом ротор выполнен в 15виде перфорированного раструба,над которым расположен усеченныйконус, частично перекрывающий радиальные лопасти.Воздух в аэратор подается пад дав 20лением через полый вал во.внутрен"нюю полость раструба ротора, а черезоткрытый конец раструба в ротор засасывается пульпа. Под действиемразряжения, создаваемого при вращении, 25ротора, пульпа и воздух через перфорации в раструбе устремляются впространство, образованное снизуоснованием ротора и сверху усеченнымконусом, где происходит первичная диспергация воздушной фазы. Дальнейшая диспергация воздуха происходитза лопастями ротора в результатевихреобразования с участием дополнительного потока пульпы, засасываемого сверху через циркуляционныеотверстия в стакане и попадающегона лопасти ротора13,Однако первичная диспергация воздуха не может быть эффективной, так 40как пространство, где она происходит, образовано элементами ротора,жестко соединенными между собой ивращающимися с одинаковой угловойскоростью, Поэтому существенного 45вихреобразования в нем не создается.В практике эксплуатации отмечаются случаи застревания случайных пред"метов в наиболее йизкой части суживающегося по высоте пространства, 50образуемого снизу основанием ротора,а сверху усеченным конусом, которыежестко соединены между собой и вращаются с одинаковой угловой скоростью.Это приводит к нарушению придоннойциркуляции, эабиванию ротора пескамии его разбалансировке.При подаче воздуха через полый -вал в полости блока между верхним и нижним подшипниками накапливаетсяконденсат. Из-за коррозии валанадежность манжетного уплотнения нижнего подшипника нарушается и влагапопадает в подшипник вала, выводяего из строя.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сушностн н достигаемому результату является центробежныйаэратор флотационной машины, включающий ротор с лопастями, установленнымипо его периферии со стороны статора,вал трубу для подвода воздуха,статор в виде диска с лопастями истакан для циркуляции пульпы.Воздух в аэратор подается под давлением в трубу, охватывающую вал, иподводится к лопастям криволинейнымраструбом. При вращении ротора пульпасверху через стакан засасываетсяв аэратор, образуя камерную циркуляцию. При этом поток пульпы захватывает воздух. Имеющиеся по перифериидиска ротора вырезы образуют придонную циркуляцию пульпы, котораячастично смешивается с пульпой,засасываемой сверху,Диспергация воздушной фазы, каки в других аэраторах центробежноготипа, происходит за лопастями роторав результате вихреобразования 23,Придонная циркуляция, создаваемаявырезами в диске ротора и предназначенная для поддержания во взвешенномсостоянии песковой фракции в нижнейчасти камеры, недостаточно смешивается с воздушной фазой, поступающейна лопасти ротора из криволинейногораструба, отжимая ее кверху, Приэтом сокращается высота наружныхкромок лопастей, активно участвующихв диспергации воздушной Фазы, что ограничивает способиость аэраторапо диспергации воздуха в количественном и качественном отношении.Это предопределяет невозможностьего использования в камерах объемомболее 14 м 3 Кройе того, придонная циркуляция происходит хаотично, пульпа под ротором вовлекается во вращательное движение, а у нижних кромок лопастей возникают паразитные завихрения, вызывавцие их усиленный абразивный износ. Учитывая это, а также то, что в придонной циркуляции практически отсутствует воздушная фаза, повышается доля энергозатрат на придонную циркуляцию плотной пульпы в общем балансеэнергозатрат 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 выпопнены скосы в виде прямоугольного треугольника в попереч- З 0 ном сечении, прямой угол которого прилегает к периферии диска.5 аэраторе имеются две зоны активной диспергации воздуха.Первичная (предварительная) дис пергация возникает в секторах, ограниченных с боков спицаю, снизу основанием ротора и сверху неподвижным диском или конусом. Под действием силы инерции пульпа, прижатая к 40 стенкам спиц, обращенным в сторону вращенияротора, с силой устремляется в щелевидные зазоры между верхними кромками спиц и нижней поверхностью диска, вызывая вихреобразова 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 действиемцентробежных сил пульповоздушная смесь выбрасывается из секторов в пространство между лопастями ротораи подхватывается циркуляционнымпотоком, поступающим сверху. Из-заналичия в пульповоздушной смесивоздушных пузырьков различной крупности, обладающих различной подъемной силой и, следовательно, различной скоростью подъема воздушнаяфаза достаточно равномерно распределяется по высоте наружных кромоклопастей ротора, за которыми в кольцевом зазоре между ними и лопастями статора происходит в результате вихреобразования вторичная активная ее диспергация,"Равномерное распределение воздушнойфазы 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, позволяетувеличить полезный объем камеры засчет увеличения ее высоты и соответственно производительность флотомашины по перерабатываемомупотоку, атакже 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 возможностьзастревания попавших в пульпу случайных предметов в секторах, образуемых спицами, основанием ротораи диском,Скосы между лопастями статораотклоняют к низу камеры пудьповоздушные потоки, которые выбрасываются аэратором в камерное пространство, что способствует лучшемуперемешиванию песковой фракции впридонной части камеры.На фиг. 1 изображен предлагаемый центробежный аэратор, разрез;на фиг. 2 - то же, в котором нанижнем конце трубы установлен вместо диска полый усеченный конус, имеющий снизу выступы на фиг. 3 - видАна фиг. 2,Аэратор состоит из вала 1, накотором закреплен ротор 2, имеющийлопасти 2 и спицы 4, соединенные(конуса 15) маже-. ,э.= ,адкай, неиметь выступов 9и:ветственнавпадин 16.Аэратор работает с - :. -.,и;.м об-.разом,Через патрубки 7 воздух под давлением подается в трубу 6 и попадает под диск 8 (фиг, 1). Под действием разрежения, возникающего привращении ротора 2, в него снизу =в-"сасывается пульпа, образуя прида.".ную циркуляцию. В секторах, агран:ченных неподвижным диском 8 и вращающимся основанием ротора 2 со спцами 4 происходит активная первичная диспергация воздуха, посколькунаходящаяся в них пульпа пад действием силы инерции прижимается к вертикальным стенкам спиц 4 обращеннымв сторону вращения ротора 2, и а си "лой устремляется через зазор о впоследующий сектор, вызывая вихре-.5 со ступицей 5, Вал 1 охватываеттруба 6 для подвода воздуха с патрубкам 7 и установлен:ым на нижнемее конце диском 8, с нижней стороныкоторого имеются выступы 9. Статор 510 с лопастями 11 прикреплен к стакану 13 для циркуляции пульпы который посредством ребер 14 соециненс трубой 6,Между лопастями 11 на диске статора 10 имеются скосы 12 в видепрямоугольного треугольника впоперечном сечении прямой угол каторога прилегает к периферии диска,Скосы 12 неотделимы ат диска статора 10 и образуются из утолщенийрезины, получаемых при гуммирава -нии статора 10 в пресс-форме,Диск 8 (фиг. 1) или полый усеченный конус 15 (фиг. 2) имеет выступы 9, чередующиеся со впадинами 16,при этом выступы 9 могут иметьразличную форму в сечении - прямоугольную, трапецеидальную, криволинейную и т.п. (Фиг. 3). 25Нижняя поверхность диска 8 (образующие конуса 15) или обращенныевниз поверхности выступов 9 должныбыть параллельны верхник поверхностям спиц 4 либо расположены поднебольшим углам к ним образование пульпы и ее активное перемешивание с воздухом.1Вихреабраэование 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 то, что в секторы пульпа и воздух поступают непрерывно, 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 дополни.тельный поток пульпы, образующий камерную циркуляцию. Этот 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 падьема воздушная фаза достаточно равномерно распределяется па всей высоте лопастей 3 ротора 2. Этим абеснечивается активное участие всей высоты наружных кромок лопастей 3 (а не части их высоты при наличии в пульповаздушной смеси только одних крупных пузырьков) ва вторичной диспергации воздушной фазы, которая происходит в кольцевом зазоре, между лопастями 3 ротора 2 и лопастями 11 статора 10 в результате вихреабраэования. Вихреабразование усиливается за счет поступления на лопасти 3 ротора 2 мощного объединенного потока пульпы и пульпавоздушнай смеси, образованного в результате камерной циркуляции и приданной циркуляции а первичной диспергацией воздуха,Далее пульповоздушная смесь, проходя между лопастями 11 статора 10, спрямпяется ат закручивания, сообщенного ей ротором 2 и конической поверхностью, которую образуют скосыа 12 между лопастями 11 и отклоняется к низу камерычто способствуетлучшему 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 253 и повышается качество его дисперсности, что позволяет увеличить по лезный объем камеры флотомашины иее производительность, при этом удельная потребляемая мощность сни.жается на 223.1097375 Составитель Л.Антоновч ТехредМ.Надь Корректор И. Эрд Редактор Ю.К аказ 4098/9ВН Тираа 535ИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 3035, Москва, Ж, Раушская Подписиа СССР ийб., д. ал ППП "Патент", г. Уагор кивая,