Аераційний блок флотаційної машини

Корисна модель стосується збагачення корисних копалин методом флотації і може бути використана у вугільній, металургійній та хімічній галузях промисловості. Відома конструкція блок-аератора флотаційної машини по [а.с. №762268 кл. В03D1/16]. Аератор містить вал, повітряну трубу, відцентровий та осьовий імпелер та статор з лопатками. Недоліком цієї конструкції є наявність двох імпелерів, що ускладнює конструкцію флотаційної машини, збільшує металоємкість та витрати електроенергії. Відомий аераційний блок по [а.с. №1440549 кл. В03D1/14], в якому імпелер виконано у вигляді осьового колеса із закрилками на нагнітальній стороні і уступами на всмоктувальній стороні кожної лопатки. Недоліком цієї конструкції є низька ефективність процесу флотації та великі енерговитрати. Прототипом корисної моделі є "Аераційний блок флотаційної машини" по [патенту України №13272 кл. 5 В03D1714]. Відомий аераційний блок містить вал, імпелер з лопатками, стакан з циркуляційними вікнами, статор з направляючими лопатками, при цьому лопатки імпелера виконано із радіально встановленої площини і верхньої та нижньої осьових поверхонь, які встановлені із зазором відносно друг др уга і з'єднані збіжними кромками відповідно з верхнім та нижнім торцями радіальної площини. Недоліком прототипу є недостатня міцність конструкції лопаток імпелера та великі енерговитрати. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення міцності конструкції та зниження енерговитрат. Поставлена задача вирішується таким чином, що в аераційному блоці флотаційної машини, який містить вал, імпелер з лопатками, виконаними із верхньої та нижньої осьових поверхонь, з'єднаних збігаючими кромками з відцентровою поверхнею, стакан і статор, згідно з корисної моделлю відцентрова поверхня лопатки виконана у вигляді радіальної на виході лопаті відцентрового колеса, а стакан має повітряний патрубок з регулятором витрат повітря та флотаційних реагентів. Суть корисної моделі пояснюється графічним матеріалом, у якому на Фіг.1 зображено загальний вигляд аераційного блоку, на Фіг.2 - імпелер аераційного блоку, на Фіг.3 - схема обтікання потоків пульпи на внутрішній поверхні лопаток імпелера, на Фіг.4 - вид в плані імпелера аераційного блоку. Аераційний блок флотаційної машини 1 містить вал 2, на якому встановлено імпелер 3. Імпелер 3 має втулку 4, на якій закріплено лопатки. Кожна лопатка імпелера 3 утворена із верхньої осьової поверхні 5 та нижньої осьової поверхні 6, з'єднаних з відцентровою поверхнею 7. Верхні осьові поверхні 5 мають вхідні 8 та збігаючі 9 кромки, а нижні осьові поверхні 6 мають вхідні кромки 10 та збігаючі кромки 11. Над імпелером 3 встановлено стакан 12, з яким з'єднано статор 13. Стакан 12 має патрубок 14 з регулятором 15 повітря та реагентів. Аераційний блок флотаційної машини працює таким чином. У момент запуску рівень пульпи у камері флотаційної машини 1 та у стакані 12 однаковий. З початком обертання імпелера 3 верхні 5 та нижні 6 осьові поверхні лопаток, закріплених на втулці 4, починають всмоктувати пульпоповітряну суміш та реагенти із стакана 12 з повітряним патрубком 14 та регулятором 15, та пульпу із камери флотаційної машини 1, відповідно. Тиск пульпи на внутрішній нагнітальній частині осьових поверхонь 5 та 6 лопаток на Фіг.3 визначається знаком (+), а на зовнішній розрідженій частині цих поверхонь знаком (-). Пульпоповітряна суміш по внутрішній нагнітальній частині поверхонь 5 та 6 направляються від вхідних 8 та 10 до збігаючих 9 та 11 кромок кожної осьової поверхні лопаток та попадають в зону дії відцентрової поверхні 7, де відбувається зміна напрямку рухання суміші з осьового на радіальне та збільшується її тиск, що обумовлено властивостями відцентрової поверхні 7 лопаток. Відцентрова поверхня 7 лопаток виконана у вигляді радіальної на виході лопаті відцентрового колеса, що покращує гідродинаміку в порожнинах лопаток через плавну зміну напрямку потоку пульпи з осьового на радіальний. При сході з відцентрової поверхні 7 пульпоповітряна суміш з реагентами попадає на лопатки статора 13, при цьому рівень пульпи у середині стакана 12 знижується. Верхні осьові поверхні 5 лопаток імпелера 3 виходять із суміші, тиск на всмоктувальній (-) та нагнітальній (+) сторонах поверхні 5 лопаток вирівнюється, насосний ефект осьової лопатки зникає. У цей час нижні осьові поверхні 6 лопаток імпелера 3 продовжують нагнітати пульпу через проточну частину імпелера 3 в порожнину стакана 12. При заповненні проточної частини імпелера 3 пульпою насосний ефект верхніх осьових поверхонь 5 лопаток відновлюється і цикл повторюється. Таким чином, межа розділу фаз у стакані 12 набуває коливального руху, внаслідок якого на нагнітальній стороні (+) верхньої осьової поверхні 5 лопатки виникає хвилястий, рух пульпи, який направлено від вхідної 8 до збігаючої 9 кромок кожної лопатки. Після сходу пульпоповітряної суміші з реагентами з підвищеною швидкістю з відцентрової поверхні 7 лопаток імпелера 3 на лопатки статора 13 відбувається остаточне диспергування повітря. Пульпоповітряна суміш викидається лопаткою імпелера 3 па лопатку статора 13, а з неї в камеру фло таційної машини 1. Виконання відцентрової поверхні лопатки у вигляді радіальної на виході лопаті відцентрового колеса виключає виникнення турбулентних бур унів біля внутрішніх кінців збігаючих кромок осьових поверхонь лопаток, що забезпечує підвищення аерації пульпи, зменшення витрат електроенергії та підвищення ефективності процесу флотації у цілому. Крім цього зміцнюється конструкція лопаток, а також досягається незалежність тиску на виході лопаток імпелеру від коливань чи змін-видатку пульпи із імпелера. Встановлення регулятора витрат повітря та флотаційних реагентів у повітряному патрубку забезпечує ефективне диспергування та незалежне регулювання витрат повітря та кількості реагентів по камерам флотаційної машини при наявності змін технологічного процесу. Це забезпечує покращення технологічних показників флотаційної машини і економію електроенергії. Технічним результатом корисної моделі є зміцнення конструкції лопаток імпелера та зменшення витрат електроенергії.