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Flotationszelle Die Erfindung betrifft Flotationszellen. Diese Zellen,
die meist in einer größeren Anlage zu mehreren zusammengeschlossen sind
' dienen zur Belüftung von Trüben.
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Es sind Flotationszellen mit einem Tank mit Seitenwänden und ebenem
Boden bekannt, in welche zentral ein Rührwerk eingesetzt ist, das eine angetriebene,
mit Rotorflügeln auf ihrer Unterseite besetzte Rotorscheibe aufweist, auf deren
Unterseite durch die Hohlwelle Luft zur Belüftung der Trübe zugeführt wird und die
von einem Leitflügelkranz mit radial auswärts stehenden Leitflügeln umgeben ist,
welcher im Tank koaxial zur Rotorscheibe gehalten ist. Der Leitflügelkranz dieser
Zellen weist jedoch gewisse Nachteile auf, die zu ungenügender Vermischung und Belüftung
und zu Ablagerungen von Sinkstoffen aus der Trübe in den Tankecken und entlang der
Tankkanten führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Flotationszelle oben bezeichneter
Art zu schaffen, mit der eine intensive Durchmischung der Trübe mit Luft bei bestmöglichem
Wirkungsgrad erzielt wird und in der verhindert wird, daß sich Sinkstoffe aus der
Trübe in den Tankkanten und -ecken ablagern.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Leitflügelkranz
auf einer Bodenplatte mit einer Mittelöffnung von etwa der Größe des Leitflügelkranzinnendurchmessers
befestigt ist, die allseitig mit Abstand von den Tankwänden und mit Abstand über
dem Tankboden gehalten ist, und daß die untereinander gleich großen Leitflügel in
radialer Richtung eine Ausdehnuno, aufweisen, die etwa der Hälfte der Plattenbreite
an ihrer schmalsten Stelle zwischen ihrem Mittelausschnitt und ihrem Außenrand entspricht.
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Bei dieser Ausbildung des Leitflügelkranzes entsteht ein torusförmiger
Wirbelkranz um die Bodenplatte herum. Da die Platte bis nahe an die Tankwände reicht,
werden die einzelnen Wirbelfäden gezwungen, einen weiten Weg zu nehmen, auf welchem
die Luftblasen intensiv auf die Trübeteilchen einwirken können. Ein Strömungskurzschluß
innerhalb des Bereichs der Leitflügel, wie er bei dem bekannten Rührwerk auftritt,
kann infolge der Platte 19 nicht mehr auftreten. Der Rotor, der wie ein Rotor
einer Radialpumpe wirkt, übt überdies einen starken Sog im Spalt zwischen Tankboden
und Statorplatte aus. Dieser Sog tritt auch an den Rändern der Bodenplatte auf,
die nahe den unteren Tankkanten und -ecken liegen, so daß sich dort keine Sinkstoffe
ablagern können. Außerdem lassen die Leitflügel zwischen sich und den Tankwänden
ausreichend Platz für eine intensive Vermischung der Trübe mit den Luftbläschen
und der Wirbelfäden untereinander.
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Aus der sich anschließenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen,
die in der Zeichnung dargestellt sind, ergeben sich weitere Merkmale, Vorteile und
Eigenschaften der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch
eine Flotationszelle nach der Erfindung, F i g. 2 einen waagerechten Schnitt
nach der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 eine ähnliche Ansicht im waagerechten
Schnitt, jedoch nach der Linie 3-3 in F i g. 1,
F i
g. 4 eine Teilansicht im vertikalen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i
g. 2, F i g. 5 und 6 im vergrößerten Maßstab Teilansichten
in schematischer Darstellung und im mittigen vertikalen Schnitt, welche die erfindungsgemäße
Verbesserung gegenüber der bisherigen Bauform zeigen, besonders hinsichtlich des
Trübeumlaufs, der durch Pfeile angegeben ist.
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Die dargestellte Flotationszelle ist typisch für die vorerwähnte Bauform
und mit einem quadratischen Flotationstank 12 versehen, der die üblichen Einrichtungen
für die Trübeeinströmung und für den Schlammaustritt (nicht gezeigt) sowie die üblichen
Schaumüberlauflippen aufweist. Der herkömmliche Rührerrotor 14 ist am unteren Ende
der üblichen hohlen Rotorwelle 15 angeordnet und besitzt einen Antrieb, der
allgemein mit 16 bezeichnet ist.
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Der Rotor 14 ist von herkömmlicher Art und besitzt einen geschlossenen
Oberteil 14 a in Form einer flachen Scheibe und eine Umfangsreihe von in
engen Abständen voneinander angeordneten Rotorflügeln
14
b, die vom Rand des Oberteils 14 a nach unten abstehen. Die in den Rotor
aus der Welle 15 eintretende Luft vermischt sich mit der an der offenen Unterseite
des Rotors eintretenden Trübe. Das dabei entstehende Gemisch wird durch eine Vielzahl
von Seitenaustrittsöffnungen 14e (Fig. 3) ausgetragen, welche durch die Umfangsreihe
von Abständen zwischen den nach unten gerichteten Flügeln des Rotors gebildet werden.
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Die neuartige Leitflügelkranzanordnung, welche die erfindungsgemäße
Flotationsmaschine kennzeichnet, besitzt bei der dargestellten Ausführungsform eine
Vielzahl voneinander in Abstand befindlichen Leitflügeln 17, die sich von
einem kreisförmigen Raum 18 (F i g. 2) zur Aufnahme des Rotors 14
radial nach außen erstrecken. Die Leitflügel 17 sind miteinander durch eine
Bodenplatte 19 verbunden, an deren Oberseite sie starr, beispielsweise durch
Verschweißen, befestigt sind und sich nach oben erstrecken, wobei die Bodenplatte
der waagerechten Querschnittsforin des Inneren des Tanks 10 im wesentlichen
angepaßt ist, jedoch etwas kleiner als diese ist, so daß Umfangskanäle 20 für den
Trübeumlauf zwischen den Außenkanten der Bodenplatte und den Seitenwänden des Tanks,
wenn der Leitflügelkranz in den letzteren eingebaut ist, erhalten werden.
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Der Leitflügelkranz wird im Abstand nach oben vom Boden des Tanks
10 durch einen Satz von Füßen 21 und 22 gehalten, wie F i g. 2 und
4 zeigen, damit sich die Bodenplatte 19 des Leitflügelkranzes ausreichend
oberhalb des Bodens des Tanks befindet, um einen unteren Umwälzraum oder -kanal
23 zu erhalten. Die Füße 21 sind am Boden des Tanks, beispielsweise durch
Verschweißen, befestigt und erstrecken sich von diesem nach oben und haben Sitze
21a für die Aufnahme eingekerbter Ecken der Bodenplatte 19, so daß die letztere
frei auf ihnen aufruht. Die Füße 22 sind an der Unterseite der Bodenplatte
19, sich von dieser nach unten erstreckend, an deren inneren Umfangsrand
befestigt, welch letzterei den Rotoraufnahmeraum 18 begrenzt. Die Füße 22
ruhen frei auf dem Boden des Tanks auf. Die ganze Kranzeinheit kann daher leicht
zur Instandsetzung oder zum Auswechseln aus dem Tank ausgehoben werden.
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Wie dargestellt, ist die Stahlgrundkonstruktion mit einem verschleißfesten
Gummi od. dgl. in herkömmlicher Weise verkleidet, wo sie der Schleifwirkung der
Trübe ausgesetzt ist.
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Die erwähnten Leitflügel 17 sind kürzer als die entsprechenden
Leitflügel des herkömmlichen Leitflügelkranzes und haben im wesentlichen die gleiche
Länge, so daß sie einen Ring bilden, der den Rotoraufnahmeraum 18 eng umgibt
und eine Umfangsreihe von Kanälen 24 aufweist, die den Seitenaustrittskanälen 14c
gegenüberliegen. Die Bodenplatte 19 erstreckt sich von den inneren Enden
der erwähnten Leitflügel, im wesentlichen vom Raum 18, bis kurz vor den Umfangswänden
des Tanks, um die Trübeumwälzkanäle 20 zu bilden. Die Leitflügel 17
sind im
wesentlichen nicht länger als etwa die halbe Breite der engsten Teile der Platte
19, die zwischen der öffnung 18 und dem Außenumfang dieser Platte
liegen, um die vom Rotor ausgetragene belüftete Trübe richtig zu stabilisieren,
ohne die Geschwindigkeit mehr als unvermeidbar herabzusetzen.
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Wie durch die Pfeile in F i g. 5 bzw. 6 angegeben, findet
der Umlauf der Trübe bei der erfindungsgemäßen Anordnung vollständig durch die Kanäle
24 sowie nach außen über die unbehinderten äußeren Ränder der Bodenplatte
19 nach unten durch die Umfangs-Trübeumwälzkanäle 20 und zurück zum Rotor
durch den Bodenraum oder Kanal 23 statt, während die herkömmliche Anordnung
zu einem lokalisierten Umlauf innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Kreislaufs
führt, der hauptsächlich innerhalb der Begrenzungen der herkömmlichen Bodenplatten
25 liegt, wie F i 6 zeigt.
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Vergleichsversuche zwischen diesen Anordnungen haben gezeigt, daß
die Anordnung nach der Erfindung wesentlich überlegen ist. Bei den nachfolgend gegebenen
Beispielen wurden die Versuche unter identischen Bedingungen mit einer Erztrübe
durchgeführt. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt: Beispiel
1
Leistungsvergleich für eine Zelle von 152,4 cm
| Feststoffe je Fläche Maximale |
| Meter je Minute 0/0 im Mittelwert Versandung |
| Umfangs- in den Ecken, mm |
| geschwindigkeit Platten- Standard- Platten- Standard- |
| kranz kranz kranz kranz |
| 36881 23,7 21,6 667 146,1 |
| 399:29 26,9 24,6 |
| 60"3 139,7 |
Beispiel II Leistungsvergleich für eine Zelle von
121,9 cm
| Feststoffe je Fläche Maximale |
| Meter je Minute ()/o im Mittelwert Versandung |
| Umfangs- in den Ecken, mm |
| geschwindigkeit Platten- 1 Standard- Platten- Standard- |
| kranz kranz kranz kranz |
| 320,04 ' 28,6 25,6 19,1 76,2 |
| 368,81 29,4 26,7 0 50,8 |
Zusätzlich zum obigen ist zu erwähnen, daß wesentlich weniger Stahl und Gummi für
die erfindungsgemäße Bauform als bei der herkömmlichen Bauform erforderlich ist.