RU2206406C1

RU2206406C1 - Aeration unit of floatation machine

Info

Publication number: RU2206406C1
Application number: RU2001128097A
Authority: RU
Inventors: А.М. Гладышев
Original assignee: ОАО "Производственное объединение Усольмаш"
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: concentration of minerals; metallurgy; mining, chemical and other industries. SUBSTANCE: aeration unit of floatation machine has hollow shaft through which air is supplied with two impellers secured on this shaft on different levels from bottom and mounted in stators. Lower impeller has two stages: upper stage is made in form of disk with ports with hydraulically washed surfaces and radial blades. Base of lower stage is made in form of blind disk secured to shaft. Radial blades of lower stage whose side surface has form of truncated cone are mounted between blind disk and concentric ring. Blade body has slots for supply of air. Ring is inserted in slots of blades of upper stage. Stator of upper impeller is made in form of sleeve whose diameter exceeds diameter of circumscribed circle of radial blades of impeller. Ferrule of upper stator has perforated surface whose holes are located in definite order; impeller is partially sunken in stator by upper portion. EFFECT: enhanced efficiency due to improved aeration and hydrodynamic characteristics. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности. The present invention relates to mineral processing by flotation, in particular to aeration devices, and can be used in metallurgical, mining, chemical and other industries.

Известен аэрационный узел /1/, содержащий размещенный внутри лопастного статора импеллер, выполненный в виде усеченного полого конуса с выступами на боковой поверхности. Конус обращен меньшим основанием вниз. Импеллер связан с полым валом для подвода воздуха и содержит в верхней части диск с радиальными лопастями. Импеллер в верхней части содержит диск с центральным отверстием и радиальными лопастями. Known aeration site / 1 / containing placed inside the blade stator impeller, made in the form of a truncated hollow cone with protrusions on the side surface. The cone is facing down with a smaller base. The impeller is connected to the hollow shaft for air supply and contains in the upper part a disk with radial blades. The impeller in the upper part contains a disk with a central hole and radial blades.

Известен аэратор /2/, включающий полый вал с патрубками для подачи воздуха и установленный на валу полый усеченный конус с отверстием в нижнем основании и выступами и щелями, расположенными равномерно на боковой поверхности конуса у его нижнего основания за выступами, при этом высота щелей составляет не более 1/3 длины выступов. Щель может быть расположена непосредственно за выступами, без зазора, против направления вращения полого конуса. Known aerator / 2 /, comprising a hollow shaft with nozzles for supplying air and mounted on the shaft of a hollow truncated cone with a hole in the lower base and protrusions and slots located evenly on the side surface of the cone at its lower base behind the protrusions, while the height of the slots is not more than 1/3 of the length of the protrusions. The slot can be located directly behind the protrusions, without a gap, against the direction of rotation of the hollow cone.

Известен аэрационный узел /3/, импеллер которого выполнен осевым с лопастями, рабочие поверхности которых представляют часть ветви кривой 2-го порядка с наклоном касательной к верхней ее кромке под углом 5-70^o и касательной к нижней кромке под углом 15-25^o относительно горизонтали, причем лопасти выполнены расширяющимися от периферии к оси вала с соотношением 1,0: (1,2-1,5), лопасти наклонены к дну камеры под углом, близким углу наклона линии, соединяющей начало осей лопастей на ступице, установленной на конце вала, с линией стыка стенок камеры с ее днищем; концы лопастей импеллера размещаются на расстоянии 0,5-1,0 его диаметра от дна камеры, а статор выполнен в виде кольца с лопатками на его нижней стороне, наклоненных к дну камеры под углом к вертикали 25-45^o под углом 40-55^o к радиусу цилиндра в сторону вращения импеллера.Known aeration site / 3 /, the impeller of which is made axial with blades, the working surfaces of which represent part of the branch of the 2nd-order curve with the slope of the tangent to its upper edge at an angle of 5-70 ^o and tangent to the lower edge at an angle of 15-25 ^o relative to horizontally, with the blades made expanding from the periphery to the axis of the shaft with a ratio of 1.0: (1.2-1.5), the blades are inclined to the bottom of the chamber at an angle close to the angle of the line connecting the axis of the blades on the hub mounted on the end shaft, with the junction of the walls of the chamber with its d We are looking; the ends of the impeller blades are placed at a distance of 0.5-1.0 of its diameter from the bottom of the chamber, and the stator is made in the form of a ring with blades on its lower side, inclined to the bottom of the chamber at an angle to the vertical 25-45 ^o at an angle of 40-55 ^o to the radius of the cylinder in the direction of rotation of the impeller.

Ближайшим аналогом является аэрационный узел /4/ флотационной машины "Денвер-М" (США), содержащий смонтированные на валу два импеллера. Нижний импеллер имеет большой диаметр и расположен на глубине 800 мм, а второй на глубине 1200 мм от верха камеры. Аэрация пульпы обеспечивается засасыванием воздуха из атмосферы или подачей от воздуходувки через центральную трубу в зону верхнего импеллера. Пульповоздушная смесь, выбрасываемая центробежным импеллером, частично увлекается осевым импеллером вниз, тем самым в нижней части флотационной камеры обеспечивается перемешивание и аэрация пульпы. Блок импеллера машины крепится к опорной раме на четырех болтах. The closest analogue is the aeration unit / 4 / of the Denver-M flotation machine (USA), which contains two impellers mounted on the shaft. The lower impeller has a large diameter and is located at a depth of 800 mm, and the second at a depth of 1200 mm from the top of the chamber. Aeration of the pulp is provided by suction of air from the atmosphere or from the blower through a central pipe into the zone of the upper impeller. The pulp-air mixture emitted by the centrifugal impeller is partially carried away by the axial impeller downward, thereby mixing and aeration of the pulp is provided in the lower part of the flotation chamber. The impeller unit of the machine is attached to the support frame with four bolts.

Недостатком известных импеллеров является невысокая эффективность флотации. A disadvantage of the known impellers is the low flotation efficiency.

Задачей предлагаемого изобретения является создание аэрационного узла, повышающего эффективность флотации за счет улучшения аэрационных и гидродинамических характеристик. The objective of the invention is the creation of an aeration unit that increases the efficiency of flotation by improving aeration and hydrodynamic characteristics.

Поставленная задача решается тем, что в известном аэрационном узле флотационной машины, содержащем полый вал, на котором крепятся два импеллера на разных уровнях от дна машины, установленные в статоры, нижний импеллер выполнен двухступенчатым, верхняя ступень представляет собой диск с окнами, имеющими гидравлически обтекаемую поверхность, и лопатками, а основание нижней ступени выполнено в виде глухого диска, прикрепленного к валу, радиальные лопатки нижней ступени установлены между глухим диском и концентрическим кольцом, которое вставлено в прорези лопаток верхней ступени. Статор верхнего импеллера выполнен в виде стакана, диаметром несколько большим, чем диаметр описанной окружности импеллера, обечайка статора представляет перфорированную поверхность, отверстия которой расположены в строго определенном порядке, причем в статор импеллер утоплен частично верхней частью. The problem is solved in that in the known aeration unit of a flotation machine containing a hollow shaft on which two impellers are mounted at different levels from the bottom of the machine, installed in the stators, the lower impeller is made two-stage, the upper stage is a disk with windows having a hydraulically streamlined surface and blades, and the base of the lower stage is made in the form of a blind disk attached to the shaft, radial blades of the lower stage are installed between the blind disk and the concentric ring, which It claimed in the upper-stage vane slot. The stator of the upper impeller is made in the form of a glass, with a diameter slightly larger than the diameter of the described circumference of the impeller, the stator shell is a perforated surface, the holes of which are located in a strictly defined order, and the impeller is partially recessed into the stator partially by the upper part.

Общий вид аэрационного узла показан на чертеже. A general view of the aeration unit is shown in the drawing.

Аэрационный узел содержит аэрационную трубу 1, которая представляет собой полый вал. Внутрь его подается сжатый воздух. В нижней части аэрационной трубы установлен двухступенчатый импеллер. Верхняя ступень импеллера состоит из радиальных лопаток 2, закрепленных на диске 3, у которого имеются окна 4 для подсоса пульпы. Окна имеют гидравлически обтекаемую форму. Нижняя ступень импеллера представляет собой усеченный конус. Основание конуса нижней ступени выполнено в виде концентрического кольца 5, которое садится в пазы, равные высоте кольца, имеющиеся у радиальных лопаток 2 верхней ступени импеллера. Между валом и внутренней кромкой кольца имеется зазор 6 для подсоса пульпы. Меньшее основание конуса представляет собой глухой диск 7 с отверстиями для крепежа 8. На наружной поверхности диска имеются выступы для предварительного дробления воздуха. Крепление нижней ступени импеллера происходит при помощи болтового соединения к фланцу 9, имеющемуся на трубе. Основание конуса и верхняя часть конуса соединены между собой радиальными лопатками 10, описанная боковая поверхность которых представляет собой усеченный конус. В теле лопаток имеются прорези 11, через которые подается воздух. Импеллер опущен в лопастной статор. Статор представляет собой верхнее 12 и нижнее 13 кольца, между которыми радиально расположены лопатки 14. The aeration unit comprises an aeration pipe 1, which is a hollow shaft. Inside, compressed air is supplied. At the bottom of the aeration pipe, a two-stage impeller is installed. The upper stage of the impeller consists of radial blades 2, mounted on a disk 3, which has windows 4 for suction of the pulp. The windows are hydraulically streamlined. The lower stage of the impeller is a truncated cone. The base of the cone of the lower stage is made in the form of a concentric ring 5, which sits in grooves equal to the height of the ring that are available for the radial blades 2 of the upper stage of the impeller. Between the shaft and the inner edge of the ring there is a gap 6 for suction of the pulp. The smaller base of the cone is a blind disk 7 with holes for fasteners 8. On the outer surface of the disk there are protrusions for preliminary crushing of air. The lower stage of the impeller is fastened by bolting to the flange 9 on the pipe. The base of the cone and the upper part of the cone are interconnected by radial blades 10, the described lateral surface of which is a truncated cone. In the body of the blades there are slots 11 through which air is supplied. The impeller is lowered into the paddle stator. The stator is the upper 12 and lower 13 rings, between which the blades 14 are radially located.

В средней части на аэрационной трубе 1 закреплен лопастной импеллер. Лопастной импеллер представляет собой гильзу 15, к которой радиально крепятся лопатки 16. Верхняя часть лопастного импеллера частично утоплена в статор. Статор выполнен в виде стакана 17, диаметром несколько большим, чем диаметр описанной окружности радиального импеллера. Обечайка статора представляет перфорированную поверхность. Отверстия диаметром 60-80 мм расположены в строгом порядке и защищены от абразивного износа резиновыми манжетами. In the middle part, a blade impeller is fixed on the aeration pipe 1. The blade impeller is a sleeve 15 to which the blades 16 are radially attached. The upper part of the blade impeller is partially recessed into the stator. The stator is made in the form of a glass 17, with a diameter slightly larger than the diameter of the described circumference of the radial impeller. The stator shell is a perforated surface. Holes with a diameter of 60-80 mm are arranged in a strict order and are protected from abrasive wear by rubber cuffs.

В осевом разрезе элементы импеллера имеют симметричную форму, поэтому при работе аэрационного узла вращение импеллера может осуществляться в любую сторону. In axial section, the impeller elements have a symmetrical shape, therefore, when the aeration unit is in operation, the impeller can rotate in any direction.

Аэрационный узел работает следующим образом. Aeration unit operates as follows.

При вращении конусовидного импеллера в межкольцевом пространстве создается область пониженного давления. Вследствие этого пульпа устремляется внутрь импеллера через окно 4 между валом и концентрическим кольцом 3. Часть пульпы выбрасывается лопатками 2 импеллера в межлопастное пространство статора 14, а часть вновь устремляется внутрь нижней ступени импеллера через зазор между валом и внутренней кромкой кольца 6. Пульпа выбрасывается лопатками нижней ступени импеллера в межлопастное пространство статора 14. Подача воздуха осуществляется через прорези 11, имеющиеся в теле лопаток 10 нижней ступени импеллера. Диспергирование происходит вначале лопатками нижней ступени импеллера, дополнительно выступами, находящимися на наружной стороне диска, а затем в межлопастном пространстве статора 14. When the cone-shaped impeller rotates in the annulus, a region of reduced pressure is created. As a result, the pulp rushes into the impeller through a window 4 between the shaft and the concentric ring 3. Part of the pulp is ejected by the impeller blades 2 into the interstitial space of the stator 14, and part again rushes into the lower stage of the impeller through the gap between the shaft and the inner edge of the ring 6. The pulp is ejected by the lower blades the impeller stage into the inter-blade space of the stator 14. Air is supplied through the slots 11, which are in the body of the blades 10 of the lower stage of the impeller. Dispersion occurs first by the blades of the lower stage of the impeller, additionally by protrusions located on the outer side of the disk, and then in the inter-blade space of the stator 14.

Радиальный импеллер, установленный в средней части аэрационного узла, дополнительно диспергирует пульповоздушную смесь, находящуюся в межлопастном пространстве, и пульповоздушную смесь, поднимающуюся при работе конусовидного импеллера. Лопатками радиального импеллера 16 создают в межлопастном пространстве разрежение, в результате чего в центре поверхности на границе раздела сред жидкость-воздух образуется воронка. Для того, чтобы избежать выброса пульпы, "выровнять" поверхность и добиться дополнительной диспергации, над радиальным импеллером установлен перфорированный статор 17. Образовавшиеся в результате диспергации пузырьки воздуха захватывают частицы полезного продукта и поднимают их на поверхность, образуя обогащенную этим продуктом пену. The radial impeller installed in the middle of the aeration unit further disperses the pulp-air mixture located in the inter-blade space and the pulp-air mixture rising during the operation of the cone-shaped impeller. The blades of the radial impeller 16 create a vacuum in the inter-blade space, as a result of which a funnel forms in the center of the surface at the liquid-air interface. In order to avoid pulp ejection, to “level” the surface and achieve additional dispersion, a perforated stator 17 is installed above the radial impeller. Air bubbles formed as a result of dispersion capture particles of a useful product and raise them to the surface, forming a foam enriched with this product.

Предлагаемый аэрационный узел позволяет значительно повысить эффективность флотации. The proposed aeration unit can significantly increase the efficiency of flotation.

Источники информации
1. Патент РФ 2095153, B 03 D 1/14, 1993 г.Sources of information
1. RF patent 2095153, B 03 D 1/14, 1993

2. Патент РФ 2158186 B 03 D 1/14 2000 г. 2. RF patent 2158186 B 03 D 1/14 2000

3. Заявка РФ 99117198 B 03 D 1/14 2001 г. 3. RF Application 99117198 B 03 D 1/14 2001

4. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины. - М.: Недра, 1972 г., стр. 62-63. 4. Meshcheryakov N.F. Flotation machines. - M .: Nedra, 1972, pp. 62-63.

Claims

The aeration unit of the flotation machine contains a hollow shaft through which air is supplied, two impellers are mounted on it at different levels from the bottom of the machine installed in the stators, characterized in that the lower impeller is made two-stage, the upper stage is a disk with windows having a hydraulically streamlined surface , and with radial blades, the base of the lower stage is made in the form of a blind disk attached to the shaft, radial blades of the lower stage, the described side surface of which is a truncated cone, in the body of the blades there are slots for air supply, installed between the blank disk and the concentric ring, the ring is inserted in the slots of the blades of the upper stage, the stator of the upper impeller is made in the form of a glass with a diameter slightly larger than the diameter of the circumference of the radial blades of the impeller, the shell of the upper stator represents a perforated surface, the holes of which are located in a strictly defined order, and the impeller is partially recessed into the stator partially by the upper part.