Аераційний блок флотаційної машини

Аэрационный блок флотационной машины, включающий вал, импеллер с лопатками, стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками, отлич а ю щ и й с я тем, что 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. С > со Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом флотации, а именно к средствам для насыщения пульпы воздухом и может быть использовано в угольной, металлургической и химической промышленности. Известна также конструкция блок-аэратора флотационной машины [2]. Согласно изобретению 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 дис пергирование воздушных пузырьков, в результате чего не обеспечивается требуемая эффективность работы аэратора. • Прототипом изобретения выбран аэрационный блок [2], включающий вал, импеллер с лопатками, стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками. Закрылки 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 снижается его перекачивающие способности, а также приводит к увеличению затрат электроэнергии, N) "Si О 13272 - низкие аэрационные характеристики, которые составляют 180-220 м3/ч воздуха на один блок импеллера, - даже незначительный износ закрылок и уступов приводит к снижению аэрационных характеристик. Целью данного изобретения является интенсификация процесса флотации при снижении энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что в известном аэрационном блоке, включающем вал, импеллер в виде осевого колеса с лопатками, стакан с циркуляционными окнами, статор с направляющими лопатками, лопатка импеллера выполнена сочетанием центробежной лопатки и двух осевых лопаток, при этом к верхней и нижней кромке центробежной лопатки подсоединена осевая лопатка выходной кромкой. Предлагаемая конструкция лопаток импеллера способствует максимальному подсосу воздуха с последующим его диспергированием, что интенсифицирует процесс флотации и снижает потребление электроэнергии. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез аэрационного блока; на фиг.2 - импеллер аэрационного блока в аксонометрии; на фиг.З - схема обтекания потоков пульпы 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 сочетанием центробежной лопатки 5 с двумя осевыми лопатками верхней 6 и нижней 7, при этом верхние осевые лопатки б имеют входные кромки 8 и выходные кромки 9, а нижние осевые лопатки 7 имеют входные кромки 10 и выходные кромки 11. Центробежная лопатка 5 выполнена прямоугольной формы, с верхьей и нижней кромкой и закреплена на втулке 4. Соединение лопаток осуществлено следующим образом: к верхней кромке центробежной лопатки 5 подсоединена осевая лопатка 6 своей выходной кромкой 9, а к нижней кромке центробежной лопатки 5 подсоединена осевая лопатка 7 своей выходной кромкой 11. Над верхними осевыми лопатками 6 установлен стакан 12 с циркуляционными окнами, к нижней части которого подсоединен статор, состоящий из диска 13 и лопаток 14, а верхняя часть ста кана закреплена на раме 15, расположенной над флотационной камерой 1. Работа предлагаемого аэрационного блока флотационной машины осуществля5 ется 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 лопатки начинают всасывать пульпу из стакана 12 и ка10 меры 1 соответственно. Давление пульпы на внутренней, нагнетающей поверхности лопаток 6 и 7 на фиг.З обозначено знаком (+), а на внешней поверхности этих лопаток обозначено знаком (-). Пульпа по внутрен15 ней - нагнетающей поверхности лопаток 6 и 7 направляется от входных 8 и 10 до выходных 9 и 11 кромок каждой лопатки и попадает в зону действия радиальной лопатки 5, где происходит изменение направ20 ления движения пульпы с осевого на радиальное и увеличивается ее напор, что обусловлено свойствами центробежных лопаток 5, при сходе с которых пульпа попадает на лопатки 14 статора. При этом уровень 25 пульпы в стакане 12 понижается до центробежных лопаток 5. В этот момент верхние осевые лопатки импеллера выходят из жидкости (оголяются), давление на всасывающей (-) и нагнета30 ющей (+) сторонах лопаток 6 уравнивается, насосный эффект осевой лопатки исчезает. В этот момент времени нижние осевые лопатки 7 импеллера 3 продолжают нагнетать пульпу через проточную часть импеллера 3 35 в полость стакана 12. При заполнении проточной части импеллера 3 пульпой насосный эффект верхних осевых лопаток 6 возобновляется и цикл повторяется. Таким образом, граница раздела фаз в стакане 12 40 приобретает колебательное движение, вследствие которого на нагнетательной стороне (+) верхней осевой лопатки 6 возникает волновое движение пульпы, направленное от входной 8 до выходной 9 кромки каждой 45 его лопатки. В пространство между гребнями волны из стакана 12 происходит захват атмосферного воздуха, транспортирование его до уровня центробежной лопатки 5 и последующая эвакуация из проточной части 50 импеллера 3 с помощью потока пульпы, нагнетаемого нижними осевыми лопатками 7. Окончательное диспергирование воздуха происходит после схода л/ ".повоздушной смеси с повышенной скоростью с центро55 бежных лопаток 5 на лопатки 14 статора. Пульповоздушная смесь выбрасывается лопаткой импеллера на лопатку 14 статора, а оттуда в камеру 1 флотационной машины. 13272 Выполнение проточной части импелле ра 3 сочетанием центробежной лопатки 5 с двумя 6 и 7 осевыми создает условия для интенсивной пульсирующей турбулентно сти в сочетании с волновым движением 5 пульпы, которые способствуют максималь ному подсосу воздуха с последующим его диспергированием и распределением в жидкой фазе, что интенсифицирует процесс флотации. 10 Образование волнового движения и подсос воздуха из атмосферы происходит на окружных скоростях импеллера 3,5 м/с, что выгодно отличает его от существующих конструкций, в которых подсос воздуха про- 15 изводит на скоростях более 5 м/с. Таким образом, пропорционально снижению ок ружной скорости, снижается и потребление электроэнергии в 1,5-2 раза. Предлагаемое техническое решение аэрационного блока 20 флотационной машины по сравнению с прототипом позволит более рационально использовать проточную часть импеллера. Создаваемые потоки пульпы этим им пеллером обеспечивают равномерное распределение пульповоздушной смеси по объему камеры, увеличивают степень аэрации пульпы и диспергирование воздуха. В настоящее время согласно темати ческому плану работ института по предлагаемому изобретению изготовлен лабораторный образец аэрационного блока для флотационной машины, который испытывался на стенде в условиях работы экспериментальной базы института иУкрНИИуглеобогащение". Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения составит более 25 тыс. руб. в год на одну флотомашину. 13272 Упорядник Замовлення 4107 Техред М.Моргентал Коректор М.Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл , 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород. вул.Гагаріна. 101