BR112020023477A2 - dispositivo para geração de bolhas de gás em suspensões para o enriquecimento de materiais brutos minerais e não minerais e uso de tal dispositivo - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA GERAÇÃO DE BOLHAS DE GÁS EU SUSPENSÕES PARA O ENRIQUECIMENTO DE MATERIAIS BRUTOS MINERAIS E NÃO MINERAIS E USO DE TAL DISPOSITIVOS. A presente invenção refere-se a um dispositivo para gerar bolhas de gás em suspensões, que são contidas em um tanque, possuindo um estator de rotação simétrica (16) e um rotor de rotação simétrica (15), que é conectado a um eixo de acionamento oco (5), em que o estator, o rotor e o eixo de acionamento oco são dispostos de forma concêntrica em torno de um eixo vertical de rotação (17) do rotor e o eixo de acionamento, e o rotor executa um movimento rotativo em torno do eixo geométrico de rotação dentro do estator.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSI-

TIVO PARA GERAÇÃO DE BOLHAS DE GÁS EM SUSPENSÕES PARA O ENRIQUECIMENTO DE MATERIAIS BRUTOS MINERAIS E NÃO MINERAIS E USO DE TAL DISPOSITIVO".

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para gerar bolhas de gás em suspensões para o enriquecimento de materiais bru- tos minerais e não minerais e uso de tal dispositivo. Para fins desse pedido, suspensões são misturas de líquidos e materiais brutos, em par- ticular recursos minerais, tal como cobre, estanho, metais do grupo da platina (irídio, ródio ou paládio), fosfatos e escória em uma fase fina- mente moída, que são contidos em tanques de células de flutuação. Para fins de separação dos materiais brutos desejados dessa suspen- são, a dita suspensão é misturada e turbilhonada com ar dentro dos tanques, de modo que uma mistura de ar e bolhas de gás seja formada. Como resultado disso, três zonas são formadas dentro da suspensão. No terço inferior do tanque, o turbilhonamento da suspensão e, como resultado disso, a geração de bolhas, ocorre. No terço sobreposto do tanque, a chamada zona de calmaria, as bolhas com partículas de ma- terial bruto hidrofóbico aderidas se encaminha para a direção da super- fície da suspensão e depositam no terço superior do tanque em forma de espuma. Essa espuma sai do tanque da célula de flutuação em seu topo por um fluxo excessivo e está disponível para processamento adi- cional por meios que são conhecidos per se.

[0002] A fim de se gerar o turbilhonamento da suspensão dentro do tanque, um rotor executa um movimento rotativo com uma velocidade a ser definida dentro de um estator circundante. Como resultado desse movimento rotativo, a suspensão é sugada através do espaço entre o estator e o dispositivo de suporte e retornada para a área circundante da suspensão através do envoltório do estator. Nesse caso, uma parte da suspensão contendo materiais brutos hidrofílicos afunda novamente para o fundo do tanque e é escavada a partir daí.

[0003] Pela introdução simultânea do ar na suspensão, a suspen- são é enriquecida com bolhas de gás. Como resultado do turbilhona- mento dessa mistura de suspensão e bolhas de gás, uma força age nas bolhas de gás e as mesmas são divididas em bolhas cada vez menores.

[0004] Dispositivos específicos de categoria para geração de bolhas de gás são bem conhecidos da técnica anterior.

[0005] O documento US 4283357 A descreve um mecanismo de ro- tor-estator no qual o distribuidor de ar, que está localizado no rotor, di- reciona o ar contra as aletas do estator utilizando canais de orientação de ar dispostos de forma tangencial. Nesse caso, os canais de orienta- ção de ar formam um ângulo entre 20 e 60 com relação ao plano radial.

[0006] O documento 9266121 B2 descreve um rotor com aletas, que se estendem verticalmente e são dispostas radialmente com rela- ção ao eixo geométrico de rotação e que são fornecidas com bordas externas de aleta curvadas. O ar flui através do canal que se estende dentro do eixo de acionamento e do rotor, através das aberturas de en- trada de ar, e para dentro da suspensão. O ar é direcionado para as aberturas de entrada de ar do rotor através de uma rede de canais de orientação de ar internos localizados na parte central superior do rotor. Adicionalmente, o rotor é projetado de modo que a suspensão na parte intermediária do rotor seja sugada axialmente ao longo do eixo geomé- trico de rotação e seja direcionada através das aberturas de saída cor- respondentes de volta para dentro da suspensão circundante.

[0007] O documento US 2015/0251192 A1 descreve um estator com uma pluralidade de defletores alinhados verticalmente dispostos em torno do rotor. O rotor é conectado a um eixo alinhado verticalmente. As aletas do rotor se estendem verticalmente e são curvadas em suas bordas externas. Os defletores do estator também se estendem verti- calmente e são fornecidos com uma pluralidade de partições dispostas horizontalmente para obter um melhor efeito de cisalhamento. Adicio- nalmente, as aberturas de entrada de ar necessárias para ventilação da suspensão são dispostas de modo que o ar seja passado entre as aletas do rotor.

[0008] O documento US 4425232 A descreve uma combinação de estator-rotor na qual os lados internos dos defletores de estator seguem o contorno das bordas externas das aletas de estator e possuem a mesma distância.

[0009] Possíveis disposições e modalidades das aberturas de saída de ar são descritas no documento US 6805243 B1. Nesse caso, as par- tições horizontais planas são uma modalidade preferida. Adicional- mente, a posição das aberturas de saída de ar sob a placa do rotor é descrita.

[0010] O documento US 4551285 A descreve um rotor que é cer- cado por defletores dispostos verticalmente. As aletas do rotor são dis- postas radialmente em uma haste e se estendem a partir de seu lado externo até metade do raio. Adicionalmente, aletas menores agem como aletas de entrada de ar na área do eixo de acionamento.

[0011] O documento US 6772885 B2 descreve uma modalidade da placa de um rotor, que possui um ângulo de inclinação entre 5 e 70 na direção do lado inferior do rotor. Uma modalidade de uma disposição de estator-rotor, para aperfeiçoar a força de bombeamento de tais disposi- ções, é descrita por EP 0287251 B1. Devido à disposição dos defletores com relação à borda externa do rotor, precisamente as bolhas de gás localizadas no fundo do tanque da célula de flutuação abastecida com suspensão são elevadas e divididas.

[0012] CN 2 02 490 592 U descreve um dispositivo de mistura de pó e líquido compreendendo um misturador que possui uma entrada de pó, uma entrada de líquido e uma saída de líquido. O misturador com- preende um estator e um rotor. A parede do estator compreende uma pluralidade de furos e o rotor possui uma folha metálica em formato de garra, que é fixada ao rotor por meio de parafusos. A porta é acionada por um motor em que forças de cisalhamento e de centrifugação são geradas para dispersar e homogeneizar o pó no líquido.

[0013] Uma desvantagem de todas as combinações de rotor-estator mencionadas acima é que esses dispositivos possuem uma baixa efici- ência na extração de materiais brutos com ocorrência de baixo grau. Especialmente nesse caso, é necessário se extrair tais materiais brutos a partir de uma fase mineral finamente moída, o que exige as menores bolhas de gás possíveis com as menores diferenças de tamanho. Insta- lações existentes são capazes, pela extensão do tempo de permanên- cia da suspensão turbilhonada na região da combinação de rotor-esta- tor, de gerar bolhas pequenas, que são adequadas para a extração des- ses materiais brutos. No entanto, isso resulta em uma deterioração da eficiência de tais instalações flutuantes.

[0014] Para se superar essas desvantagens da técnica anterior, o objetivo da invenção é gerar um fluxo nas suspensões, que estende o tempo de permanência da mistura de suspensão e bolhas de ar na re- gião do estator e, ao mesmo tempo, configurar as taxas de fluxo em tal alto nível que as instalações mantenham uma alta eficiência.

[0015] Esse objetivo é alcançado por uma combinação de estator- rotor para gerar bolhas de gás nas suspensões, que é descrito pela rei- vindicação 1. Desenvolvimentos adicionais, de acordo com a invenção, são descritos nas reivindicações dependentes.

[0016] De acordo com a invenção, o rotor de rotação simétrica é conectado a um eixo de acionamento oco, cujo eixo geométrico de ro- tação é disposto de forma concêntrica com relação ao eixo geométrico central do estator circundante. O rotor é composto de uma placa, que representa o lado superior do rotor e uma pluralidade de aletas que se estendem axialmente e em paralelo ao eixo geométrico de rotação para longe da placa. Adicionalmente, o rotor é fornecido sob sua placa com aberturas de entrada de ar, que permitem que o ar entre na suspensão através do eixo de acionamento oco, os canais de orientação de are as aberturas de entrada de ar. Preferivelmente, o rotor é projetado como um componente soldado, um componente fabricado de forma adicional ou um componente moldado. O eixo geométrico de rotação do rotor é normal com relação à superfície da suspensão.

[0017] O estator é projetado como um corpo oco cilíndrico, que en- cerra o rotor. Nesse caso, o rotor e o estator são dispostos um com relação ao outro, de modo que o estator se projete além do rotor em seu lado superior. A extremidade inferior do rotor se projeta além do fundo do estator e está localizada no nível do espaço entre o estator e um disjuntor de vórtice, que é conectado à superfície inferior de um dispo- sitivo de suporte. O envoltório do estator consiste de uma pluralidade de defletores em formato de tira e orientados radialmente que, dessa forma, criam uma proteção tipo gaiola perfurada que pode ser atraves- sada pela suspensão.

[0018] O estator está posicionado em um dispositivo de suporte que garante uma distância definida entre o estator e a superfície inferior e que introduz as forças, que agem no estator devido à resistência ao fluxo, no fundo do tanque da célula de flutuação. Na placa inferior um disjuntor de vórtice, conhecido per se, está posicionado, servindo para turbilhonar a suspensão que flui e o uso do qual é bem conhecido.

[0019] De acordo com a invenção, as aletas do rotor se estendem por distâncias diferentes a partir da placa na direção axial. Nesse caso, as bordas internas das aletas mais curtas possuem uma distância radial do eixo de acionamento. Os defletores do estator são inclinados com relação ao eixo geométrico de rotação. Nesse caso, uma primeira quan- tidade parcial dos defletores possui um ângulo a. de 30 a 60 e uma segunda quantidade parcial de defletores possui um ângulo o' de -30 a

-60 , e, dessa forma, permitem um turbilhonamento contínuo e, dessa forma, a fragmentação das bolhas dentro da suspensão. Em particular, os valores dos ângulos a e o' são iguais. Os defletores são interconec- tados materialmente e, dessa maneira, formam o envoltório do estator.

[0020] Em uma modalidade preferida do rotor, os contornos exter- nos de todas as aletas afunilam de uma forma convexa à medida que a distância da placa aumenta. Uma borda externa reta do rotor é utilizada quando os custos de produção devem ser os mais baixos possível. Uma maior eficiência do rotor pode ser alcançada com um contorno externo curvo das aletas.

[0021] Em uma modalidade preferida, uma primeira quantidade par- cial de aletas de rotor possui o mesmo comprimento que a altura geral do rotor. Uma segunda e uma terceira quantidades parciais são encur- tadas, em que os comprimentos de aleta dessas segunda e terceira quantidades parciais são iguais, ou, em uma modalidade preferida, pos- suem extensões longitudinais diferentes, a fim de obter uma mistura mais forte da mistura de suspensão e bolhas de gás.

[0022] Preferivelmente, todas as aletas do rotor são conectadas ao eixo de acionamento de uma forma de encaixe de forma ou conectadas materialmente. Em uma modalidade particularmente preferida do rotor, as aletas mais curtas são radialmente espaçadas do eixo de aciona- mento. Essa distância radial r é de entre 30% e 70% do raio R e resulta em uma distribuição de bolhas de ar aperfeiçoada dentro da suspensão.

[0023] Em uma forma particularmente preferida do rotor, as bordas internas das aletas mais curtas são afuniladas ou apontadas para uma ponta na direção do eixo geométrico de rotação. Isso apresenta a van- tagem de o ar que entra na suspensão ser orientado com uma baixa resistência nessas aletas ao longo dessas aletas e, dessa forma, con- tribui de forma significativa para a alta eficiência dos sistemas de flutu- ação, que são fornecidos com tal dispositivo.

[0024] Em uma modalidade preferida, as bordas inferiores das ale- tas mais curtas são orientadas de forma horizontal ou inclinadas. For- mam um ângulo y entre O e 60 , com relação ao plano horizontal, o que possui um efeito vantajoso no turbilhonamento da suspensão. A fim de se suprir ar para a suspensão, o eixo de acionamento do rotor é tornado oco. Dessa forma, o ar pode ser assoprado através desse eixo de acio- namento e para dentro do rotor. Dentro do rotor, esse ar é distribuído através de canais de orientação de ar para as aberturas de entrada de ar dispostas preferivelmente de forma radial. Os canais de orientação de ar são preferivelmente alinhados de modo que direcionem o ar na direção do fundo do tanque da célula de flutuação. Aqui, os canais de orientação de ar são preferivelmente orientados em um ângulo e entre e 60, com relação ao eixo geométrico de rotação.

[0025] Em uma modalidade da invenção, as superfícies circunferen- ciais interna e externa do estator são formadas em uma linha reta e es- paçadas uma da outra. Em uma modalidade alternativa do estator, a superfície circunferencial externa é curvada de forma convexa. A super- fície circunferencial interna e externa, nessa modalidade, sempre apre- sentam a mesma distância uma da outra e, dessa forma, possuem uma influência positiva na distribuição de bolhas.

[0026] O estator é preferivelmente um componente soldado ou um componente moldado ou um componente fabricado de forma adicional possuindo uma pluralidade de folhas metálicas interconectadas de forma integral. Por um lado, as folhas metálicas representam a quanti- dade total de defletores, por outro lado, o anel de cobertura, os anéis intermediários e o anel de vedação são formados como uma folha me- tálica e são conectados de forma integral aos defletores. A quantidade total de defletores é dividida em uma modalidade preferida igualmente em duas quantidades parciais de defletores. Os defletores são encerra- dos pelo anel de cobertura e o anel de vedação e subdivididos pelos anéis intermediários opcionais. Dessa forma, é possível se produzir, de forma vantajosa, um estator rígido e firme, que, por um lado, absorve as cargas decorrentes da resistência de fluxo, enquanto que, por outro lado, pode ser rapidamente substituído, visto que o estator está sujeito a desgaste. Em uma modalidade preferida, o estator é divisível para fins de desmontagem e montagem. Preferivelmente, esse plano de divisão é alinhado verticalmente por folhas metálicas alinhadas verticalmente ou é disposto horizontalmente por anéis intermediários divisíveis. Nessa modalidade preferida, as placas divisórias verticais ou anéis intermedi- ários divisíveis são conectados de forma liberável. Em uma modalidade particularmente preferida do rotor, os segmentos divididos verticalmente podem ser adicionalmente divididos horizontalmente a fim de, então, re- mover ou inserir os mesmos através de furos localizados no fundo do tanque da célula de flutuação. Vantajosamente, é possível se desmon- tar e montar o estator sem precisar manipular o rotor. Os segmentos são projetados de tal forma que consistam de uma parte dos defletores, que são encerrados na direção vertical pelo anel de cobertura, o anel intermediário e o anel de cobertura. Na direção circunferencial do esta- tor, um segmento é delimitado pelos defletores dispostos verticalmente.

[0027] Para fins de facilitar a fabricação do estator, o anel de cober- tura é alinhado horizontalmente. No entanto, se provou ser útil a inclina- ção do anel. A inclinação é tal que a borda interna do anel de cobertura seja inclinada na direção do fundo. O ângulo de inclinação particular- mente preferido B é de 30 a 60 . Por meio dessa modalidade particular- mente preferida, as resistências a fluxo para a suspensão turbilhonada são reduzidas, de modo que um turbilhonamento mais uniforme na re- gião do estator possa ser garantido. A espuma que é formada pode, então, ser removida da superfície por meio de bombas.

[0028] O efeito abrasivo da suspensão nas aletas do rotor e nos de-

fletores do estator causam um forte desgaste no material metálico. Por- tanto, é provado ser vantajoso se esses componentes forem revestidos com uma camada de plástico desgastável de baixo custo. Em uma mo- dalidade alternativa, as regiões das aletas e defletores que são expos- tas ao fluxo da suspensão, são endurecidas por uma mudança estrutu- ral local. Isso reduz o desgaste dos componentes. Ademais, eliminar o revestimento de poliuretano fornece uma vantagem em termos de peso e aumenta a eficiência das instalações.

[0029] De acordo com a invenção, tais combinações de rotor-esta- tor são utilizadas dentro de tanques de células de flutuação e são posi- cionadas no terço inferior do tanque.

[0030] A fim de se praticar a invenção, também é interessante se combinar os projetos, modalidades e características descritos acima das reivindicações da invenção entre si em uma disposição adequada. A invenção será descrita abaixo com referência a várias modalidades e é representada graficamente nas figuras em anexo. O sistema de coor- denadas utilizado nas figuras ilustra a orientação do dispositivo dentro da suspensão. O plano formado pelos eixos geométricos x e y é paralelo à superfície da suspensão. O eixo geométrico z é alinhado de forma normal com esse plano.

[0031] A figura 1 ilustra uma vista transversal de uma combinação de rotor-estator com um eixo de acionamento, que é posicionado em um dispositivo de suporte. Os elementos necessários para se acionar o ro- tor e o tanque circundante da célula de flutuação não são ilustrados.

[0032] A figura 2 ilustra uma vista lateral de um rotor. O eixo de aci- onamento não é ilustrado.

[0033] A figura 3 ilustra o lado inferior do rotor da figura 2.

[0034] A figura 4 ilustra uma vista transversal A-A das relações ge- ométricas das aletas do rotor da figura 3.

[0035] A figura 5 ilustra uma modalidade alternativa do rotor com aletas curvas.

[0036] A figura 6 ilustra o lado inferior do rotor da figura 5.

[0037] A figura 7 ilustra a vista transversal central de uma modali- dade de duas partes do estator, que é posicionado em um dispositivo de suporte.

[0038] A figura 8 ilustra uma vista transversal central do estator da figura 7 e as relações geométricas dos defletores.

[0039] A figura 9 ilustra uma vista transversal central do estator da figura 7 e as relações geométricas do anel de cobertura superior.

[0040] A figura 10 ilustra uma vista lateral de um estator vertical- mente divisível. Nesse caso, a conexão destacável dos segmentos não é ilustrada.

[0041] A figura 11 ilustra uma vista lateral de um estator horizontal- mente divisível. Para esclarecer a capacidade de divisão, os anéis de estator são ilustrados de forma espaçada.

[0042] A figura 12 ilustra uma vista lateral do estator verticalmente divisível da figura 11, em seus segmentos individuais.

[0043] A figura 13 ilustra uma vista lateral de uma modalidade do estator possuindo superfícies circunferenciais lineares.

[0044] Uma modalidade preferida do dispositivo para geração de bolhas de ar é ilustrada na figura 1 e consiste, essencialmente, de um estator de rotação simétrica 16, que encerra um rotor de rotação simé- trica 15 e é conectado de forma destacável a um dispositivo de suporte

23. O estator é projetado como um corpo cilíndrico oco e se projeta além do rotor 15 em seu lado superior. Adicionalmente, o rotor 15 se projeta além do estator 16 em seu lado inferior e é disposto a uma distância d do disjuntor de vórtice 24 posicionado no fundo 13 do dispositivo de su- porte. O rotor 15 é conectado a um eixo de acionamento oco 5 que é projetado de modo que o ar possa ser introduzido na suspensão através do canal de orientação de ar 7 localizado dentro do eixo de acionamento e através das aberturas de entrada de ar 6. 29 indica a direção de fluxo da suspensão.

[0045] A modalidade do rotor 15, ilustrada na figura 2, é particular- mente adequada se a vida útil de tais componentes for aumentada, visto que as bolhas de ar na suspensão podem ser geradas independente- mente da direção de rotação do rotor 15. O rotor 15 possui em sua ex- tremidade superior uma placa 1 de onde aletas 2, 3, 4, com comprimen- tos diferentes na direção axial, se estendem radialmente para o eixo geométrico de rotação 17. Aqui, as bordas externas das aletas 2, 3, 4 afunilam com a distância crescente a partir da placa, continuamente de uma forma linear ou convexa. Adicionalmente, é ilustrado que as aletas 2, 3, 4 se estendem de forma diferente na direção axial. Uma primeira parte das aletas 2 se estende através de todo o comprimento do rotor. Uma segunda 3 e terceira 4 partes das aletas são mais curtas do que a primeira parte 2 das aletas, em que uma parte das aletas 4 é, por sua vez, mais curta do que a outra parte 3 e, dessa forma, um turbilhona- mento mais forte da mistura de suspensão de bolhas de gás é gerado.

[0046] A figura 3 ilustra o lado inferior de um rotor 5 a partir da dire- ção de visualização B (ver figura 2). Aqui é ilustrado que as aletas 2, que se estendem através de todo o comprimento do rotor 15 são dis- postas em um formato cruzado em torno do eixo geométrico de rotação 17 e são conectadas ao eixo de acionamento. Adicionalmente, é ilus- trado que as aletas mais curtas 3, 4 são radialmente espaçadas do eixo de acionamento e que a borda interna 22 dessas aletas 3, 4 possuem bordas afiadas e são afuniladas a fim de gerar um número grande de diâmetros de bolhas de gás quase que uniformemente distribuídas na suspensão.

[0047] A figura 4 ilustra, em uma vista lateral, a vista transversal correspondendo à seção A-A (ver figura 4). As bordas inferiores 21 das aletas curtas 3, 4 são inclinadas na direção da placa, e cobrem um ân- gulo y de 23 . Adicionalmente, é ilustrado que o eixo de acionamento (5), na região das aletas curtas 3, 4, é formado de modo que os canais de orientação de ar 7 desviem o ar que entra na suspensão de modo que o mesmo impinja nas bordas internas 22 das aletas curtas 3, 4. O ângulo e é de 26º .

[0048] A figura 5 ilustra, em uma vista lateral, uma modalidade al- ternativa do rotor 15 fornecido para rotação com uma direção preferida de rotação. Aqui, as aletas 2, 3, 4 se estendem com comprimentos dife- rentes na direção axial da placa 1. Com relação ao plano radial, as ale- tas 2, 3, 4 possuem um percurso circular curvo.

[0049] A figura 6 ilustra a vista do lado inferior, correspondendo à direção de observação C (ver figura 5), da modalidade alternativa do rotor 15 com aletas curvas 2, 3, 4. Adicionalmente, a direção de rotação 28 para essa modalidade do estator é indicada.

[0050] A figura 7 ilustra uma vista transversal do estator 16 do dis- positivo para gerar bolhas de ar, que é conectado de forma liberável a um dispositivo de suporte 23. Nessa modalidade preferida, o estator 16 consiste de um anel de estator superior 16a, em que o anel de cobertura 8 e o anel intermediário divisível do anel estator superior 10a cercam uma quantidade parcial dos defletores 9. De acordo, o anel intermediá- rio do anel estator inferior 10b e do anel de vedação 12 encerram uma quantidade parcial adicional dos defletores 9. Na vista geral do estator, as bordas externas 20 dos defletores 9 possuem um contorno convexo. As bordas internas 19 dos defletores 9 são côncavas e uniformemente espaçadas a partir das bordas externas 20. Os anéis intermediários 10a e 10b são conectados de forma destacável um do outro. Adicional- mente, o anel de vedação 12 e os espaçadores 14 do dispositivo de suporte 23 são conectados de forma liberável um ao outro.

[0051] A figura 8 ilustra uma vista transversal do estator 16 das fi- guras. Aqui é ilustrado que uma quantidade parcial dos defletores é dis- posta em um ângulo a de 25 e uma segunda quantidade parcial de defletores 9 é disposta em um ângulo a' de -25 . Adicionalmente, é ilus- trado que os defletores formam uma interseção na região dos anéis in- termediários 10a, 10b, anel de vedação 12 e anel de cobertura 8.

[0052] Na figura 9, uma modalidade preferida do estator 16 é ilus- trada. É ilustrado que o anel de cobertura superior 8 é inclinado na dire- ção do dispositivo de suporte 23 e, dessa maneira, forma um ângulo $ de 62º .

[0053] Na figura 10, uma modalidade ilustrativa de um estator verti- calmente divisível 16 é ilustrada em uma vista lateral. O plano de divisão de extensão vertical divide o estator em uma parte 25 e uma parte 26 que são conectadas de forma destacável uma à outra na região das placas de orientação divisíveis de extensão vertical 27a, b. Adicional- mente, é ilustrado que a superfície circunferencial externa 20 do estator 16 se afunila na direção do anel intermediário 10 e é convexa.

[0054] A figura 11 é uma vista lateral ilustrando o estator 16 e o dis- positivo de suporte 23 ilustrando a capacidade de divisão dos compo- nentes individuais compostos do anel de estator superior 16a, anel de estator inferior 16b e dispositivo de suporte 23. Os planos de separação estão localizados, em cada caso, na região dos anéis intermediários 10a, 10b e entre o anel de vedação 12 e os espaçadores 14 do disposi- tivo de suporte 23.

[0055] O estator verticalmente divisível 16 da figura 11, suas duas partes individuais 25 e 26, além do dispositivo de suporte 23 são ilustra- dos na figura 12. Nesse caso, o estator é subdividido por placas divisó- rias dispostas verticalmente 27a, b, que são conectadas de forma des- tacável uma à outra e, dessa forma, permitem uma montagem mais sim- ples do estator.

[0056] Outra modalidade alternativa do estator 16 é descrita pela figura 13. Nesse caso, a superfície circunferencial externa retilínea 20 forma a parede externa de um cilindro oco.

Referências Numéricas 1 placa 2 aleta de rotor, longa 3 aletaderotor 4 aletaderotor eixode acionamento 6 aberturade saída de ar 7 canalde orientação de ar 8 anelde cobertura 9 defletoresde estator anel de estator 10a anel intermediário divisível do anel de estator superior 10b anel intermediário divisível do anel de estator inferior 12 anelde vedação 13 superfície inferior do estator 14 espaçador rotor 16 estator 16a anel de estator 16b anel de estator 17 eixo geométrico de rotação 18 tanque de uma célula de flutuação 19 superfície circunferencial interna do estator superfície circunferencial externa do estator 21 borda inferior das aletas 22 borda interna das aletas 23 dispositivo de suporte do estator

24 disjuntor de vórtice parte de estator verticalmente dividida 26 parte de estator verticalmente dividida 27 placas divisórias verticais 28 direção de rotação do rotor 29 direção de fluxo da suspensão

Claims (18)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para gerar bolhas de gás em suspensões, que são contidas em um tanque (18), possuindo um estator de rotação si- métrica (16) e um rotor de rotação simétrica (15), que é conectado a um eixo de acionamento oco (5), em que o estator (16), o rotor (15) e o eixo de acionamento oco (5) são dispostos concentricamente em torno de um eixo geométrico de rotação vertical (17) do rotor (15) e do eixo de acionamento (5), e o rotor (15) executa um movimento rotativo em torno do eixo geométrico de rotação (17) dentro do estator (16), em que * o rotor (15) possui, em sua extremidade superior, uma placa (1), que é orientada de forma perpendicular ao eixo geométrico de rotação (17) e no qual as aletas (2, 3, 4) são dispostas e orientadas de forma perpendicular a essa placa (1) e radialmente com relação ao eixo geométrico de rotação (17), em que a extensão radial das aletas (2, 3, 4) é maior na região da placa (1), * o estator (16) é construído como um corpo oco cilíndrico e o último se projeta axialmente além do rotor (15) em seu lado superior, em que o envoltório do corpo oco cilíndrico consiste de uma pluralidade de defletores em formato de tira e orientados radialmente (9) e é dis- posto em um dispositivo de suporte, * o dispositivo de suporte (23) possui uma superfície inferior (13), um espaçador (14) e um disjuntor de vórtice (24), * o estator (16) é espaçado a partir da superfície inferior (13) pelo espaçador (14) do disjuntor de vórtice (24), * a superfície superior, oposta à superfície inferior, do estator (16) possui uma abertura, que é construída de tal forma que o rotor (15) possa ser passado através da mesma e a abertura seja cercada por um anel de cobertura (8), que veda os defletores (9) em uma direção axial, * pelo menos uma abertura (6) para a entrada de ar na sus- pensão é disposta no eixo de acionamento oco (5) do rotor (15), abaixo da placa (1) do rotor (15), na região das aletas (2, 3, 4), caracterizado pelo fato de * o rotor (15) possuir aletas (2, 3, 4) que se estendem a partir da placa (1) em uma direção axial até distâncias variáveis, * pelo menos duas aletas (2, 3, 4) do rotor (15), que são dis- postas na direção circunferencial do eixo de acionamento (5) possuírem uma distância radial r com relação ao eixo geométrico de rotação (17), uma primeira parte de defletores (9) do estator (16) rodando em um ân- gulo a de 30 a 60 com relação ao eixo geométrico de rotação e uma segunda parte dos defletores (9) do estator (16) rodando a um ângulo a' de -30 a -60 com relação ao eixo geométrico de rotação (17) e os ângulos a e o' possuindo o mesmo valor; e * os defletores (9) do estator (16) serem conectados um ao outro.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de o contorno externo das aletas (2, 3, 4) ser continua- mente reduzido, preferivelmente de uma forma em linha reta ou con- vexa, em uma direção axial à medida que a distância da placa (1) au- menta.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de as aletas compreenderem uma primeira, uma segunda e uma terceira quantidades parciais, em que as segunda e terceira quantidades parciais das aletas (3, 4) possuem uma extensão menor na direção axial do que a primeira quantidade parcial das aletas (2), que possui a dimensão máxima na direção axial.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, carac- terizado pelo fato de as segunda e terceira quantidades parciais de ale- tas (3, 4) serem construídas possuindo comprimentos iguais ou variá- veis na direção axial.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de a distância r corresponder a entre 30% e 70% do raio R da placa de rotação simétrica (1).

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as segunda e terceira quantidades de aletas (3, 4) serem co- nectadas em uma orientação radial ao eixo de acionamento (5).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, carac- terizado pelo fato de as bordas internas (22) das segunda e terceira quantidades parciais de aletas (3, 4) serem construídas de uma forma afunilada ou de uma forma de modo a afunilar para uma ponta, na dire- ção do eixo geométrico de rotação (17).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, carac- terizado pelo fato de as bordas interiores (21) das segunda e terceira quantidades parciais de aletas (3, 4) serem inclinadas na direção das aberturas de entrada de ar (6) e, dessa maneira, formarem um ângulo y entre O e 60 com relação ao plano horizontal.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de os dispositivos de orientação de ar (7) serem dispostos na região das aberturas de entrada de ar (6) e serem inclinados na di- reção do fundo (13) e, dessa maneira, formarem um ângulo e entre 20 e 60 com relação ao eixo geométrico de rotação.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de o corpo oco dos estatores (16) ser formatado de uma forma linear ou convexa em sua superfície circunferencial externa (20).

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 10, ca- racterizado pelo fato de o corpo oco dos estatores (16) ser formatado de uma forma côncava em sua superfície circunferencial interna (19) e a superfície circunferencial interna (19) possuir a mesma distância para a superfície circunferencial externa (20).

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira quantidade parcial de defletores (9) e a segunda quantidade parcial de defletores (9) serem do mesmo tamanho e ambas as quantidades parciais constituírem a quantidade total de defletores (9).

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de o estator (16) consistir de pelo menos um anel de estator (16a, 16b), que consiste de um anel de cobertura (8) e um anel intermediário (10), e os defletores (9) conectando o anel de cobertura (8) e o anel intermediário (10).

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 13, ca- racterizado pelo fato de os anéis intermediários (10a, b) ou as placas divisórias verticais (27a, 27b) serem conectados de forma destacável um ao outro.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de o anel de cobertura (8) do estator (16) ser orientado de forma horizontal ou inclinado na direção do rotor (15) e formar um ângulo B de entre 30º e 90º com relação ao eixo geométrico de rotação (17) do rotor (15).

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de o rotor (15) e o estator (16) serem total ou parcialmente fornecidos com uma camada de proteção contra desgaste.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracteri- zado pelo fato de a camada de proteção contra desgaste ser um reves- timento plástico ou ser construída como uma modificação da microes- trutura do material do rotor (15) e do estator (16).

18. Uso do dispositivo para gerar bolhas de gás, como defi- nido na reivindicação 1, em tanques (18) de células de flutuação, pos- suindo um rotor (15) e um estator (16), como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o rotor (15) e o estator (16) serem dispostos no terço inferior do tanque da célula de flutuação.