DE3640315C2 - - Google Patents

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DE3640315C2
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Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
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Allmineral Aufbereitungstechnik & Co Kg 4100 Duisburg De GmbH
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    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3121Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
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Description

Die Erfindung geht aus von einem Ringinjektor zum Belüften einer Suspension, insbesondere für eine Flotation, mit einem rohrförmigen Gehäuse, das an seinem einen Ende einen Einlaß für die Suspension und an seinem anderen Ende einen Auslaß für das Suspensions/Luft-Gemisch aufweist, mit einem in dem Gehäuse angeordneten Mittelstück, das mit dem Gehäuse einen Ringkanal bildet, und mit mindestens einer Einlaßöffnung in der Gehäusewandung für die Luft, wobei in Höhe der Einlaßöffnung eine Engstelle mit dem geringsten Querschnitt Q₂ des Ringkanals vorliegt, wobei unmittelbar nach der Engstelle der Querschnitt des Ringkanals sich schlagartig auf eine Spaltweite Q₃ vergrößert und wobei sich danach eine Misch- und Dispergierstrecke des Ringkanals anschließt, die bis zum Ende des Gehäuses reicht, an dem sich Auslaß befindet und deren Länge mehr als das Zwanzigfache der Spaltweite Q₂ beträgt.
Ein gattungsgemäßer Ringinjektor ist in der DE-OS 34 12 431 beschrieben; er findet im Rahmen einer Vorrichtung zum Belüften von Dispersionen, insbesondere als Flotationsvorrichtung zum Deinken von Faserstoffsuspensionen Anwendung. Den bekannten Ringinjektor wird über Luftzuführkanäle in der Mischstrecke Luft zugeführt. Der sich im Ringinjektor bildende ringförmige Spalt wird dadurch innen und außen belüftet. Die Mischstrecke und das Mittelstück, welches sich zentrisch innerhalb der Misch- und Dispergierstrecke befindet, sind stufenförmig abgesetzt, wodurch die Luft analog einer Wasserstrahlpumpe in den Innen- und den Außenbereich des sich bildenden Dispersionsstrahles eingesaugt wird. Bei dem bekannten Gegenstand ist die Misch- und Dispersionsstrecke mit einer sich über ihre Länge verändernden Spaltbreite ausgeführt, wobei entweder eine konische Erweiterung oder eine konische Verjüngung in Richtung auf den Auslaß vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ringinjektor derart zu verbessern, daß der spezifische Energieverbrauch reduziert und der Grad der Selektivität erhöht wird. Dabei soll der Ringinjektor insbesondere für einen Einsatz im Rahmen der Flotation von Kohle und sonstigen Aufbereitungsstoffen geeignet sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Spaltweite Q₂ an der Engstelle so gewählt ist, daß die Geschwindigkeit der Suspension in der Engstelle mindestens 2 m/s beträgt, daß die Misch- und Dispergierstrecke des Ringkanals die konstante Spaltweite Q₃ aufweist und daß im Bereich der Misch- und Dispergierstrecke mindestens eine Leiste am Gehäuse oder am Mittelstück befestigt ist.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß sowohl der spezifische Energieverbrauch reduziert als auch der Grad der Selektivität erhöht ist; die im Bereich der Misch- und Dispergierstrecke vorgesehene mindestens eine Leiste führt insbesondere dazu, daß der axialen Strömung des Trübe-Luft-Gemisches eine Drallströmung überlagert wird, die sich vorteilhaft für die Anlagerung der Feststoffpartikel an die Luftbläschen auswirkt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Unterteilung des Kerns der Belüftungsvorrichtung in den Verteilkegel und das Mittelstück, die zusammenschraub- oder -steckbar sind, ermöglicht es, unterschiedliche Verteilkegel und Mittelstücke zu kombinieren. Es können, je nach Anforderung, Verteilkegel verschiedenen Durchmessers der Basis des geraden Kreiskegels und/oder Kegel mit unterschiedlichen Winkeln zwischen Basis und Seitenlinie des Kreiskegels, d. h. mit vergrößerter oder verkleinerter Steigung eingesetzt werden. Durch Änderung des Basisdurchmessers des Verteilkegels wird der Ringkanalquerschnitt in Höhe der Luftaustrittsöffnungen verändert. Mit dem Winkel der Steigung des Kegels läßt sich die Trübeverteilung beeinflussen.
Die am Mittelstück und/oder im Gehäuseteil angeordneten Leisten dienen auch der Zentrierung des Mittelstückes innerhalb der Misch- und Dispergierstrecke. Im Hinblick auf den Vorteil der Erzeugung einer Drallströmung können die Leisten auch schraubenförmig ausgeführt sein.
Gleiches gilt auch für die Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Mittelstück und/oder die Innenwand des Gehäuseoberteils schraubenförmig genutet sind; in diesem Fall kann die Zentrierung des Mittelstückes durch die Anordnung von beispielsweise Zentrierstifen erfolgen, welche das Mittelstück mit Gehäuseoberteil halten.
Tafel 1
Versuchsbedingungen und -ergebnisse mit verschiedenen Ringinjektoren
Aus Tafel 1 sind die Versuchsbedingungen und Versuchsergebnisse, die mit erfindungsgemäßen Ringinjektoren der Typen 1 bis 3 erzielt wurden, ersichtlich. Bei den Flotationsversuchen im halbtechnischen Maßstab wurde als Aufgabegut Flotationsschlamm aus einer Steinkohlenwäsche eingesetzt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung wird anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.
Die in der Querschnittsansicht dargestellte Belüftungsvorrichtung besteht aus einem mehrteiligen Gehäuse. Das Gehäuseunterteil (3) weist einen Anschlußflansch (1) auf, an den die (nicht dargestellte) Trübeleitung angeschlossen wird. Der Pfeil kennzeichnet die Fließrichtung der Trübe. Der Eingangsdurchmesser der Belüftungsvorrichtung ist mit (Q₁) bezeichnet.
An das Gehäuseunterteil (3) schließt sich ein Gehäuseabschnitt an, in dem sich die Luftkammer (4) befindet mit der ringförmigen Luftaustrittsöffnung. Der Luftkammer (4) strömt das Belüftungsmedium über eine (nicht dargestellte) Luftleitung zu.
Durch Zwischenlegen von Distanzringen (13) läßt sich die Spaltweite der Luftaustrittsöffnungen im Ringspalt der Luftkammer (4) verändern.
Oberhalb des Gehäuseunterteils (3) mit Luftkammer (4) ist das Gehäuseoberteil (7) angeordnet. Der Flansch (5) dient zur Befestigung der Belüftungsvorrichtung innerhalb einer Leitung zum (nicht dargestellten) Trenngefäß oder bei Anordnung der Belüftungsvorrichtung außerhalb des Trenngefäßes als Leitungsanschluß an das Trenngefäß.
Innerhalb des Gehäuses der Belüftungsvorrichtung befindet sich der Kern, der aus einem Verteilkegel (2) und dem Mittelstück (10) besteht. Verteilkegel und Mittelstück sind zusammenschraub- oder -steckbar. Die Trennstelle befindet sich an dem Übergang der Querschnittsreduzierung des Verteilkegels zum Mittelstück gleichbleibenden Durchmessers. Das Mittelstück (10) weist auf seiner ganzen Länge einen bis zum Gehäuseausgang (12) gleichbleibenden Durchmesser auf.
In Höhe des Luftaustritts aus der Luftkammer (4) befindet sich die engste Stelle des Ringkanals für den Durchfluß der Trübe. Diese Engstelle (Q₂) wird durch den größten Durchmesser des Verteilkegels (2) gebildet. Die durch die konstruktive Ausbildung des Verteilkegels (2) in seinem oberen Abschnitt entstehende schlagartige Querschnittsvergrößerung des Ringkanals zwischen Verteilkegel und Innenwand des Gehäuseoberteils verhindert trotz Aufnahme von Luft aus der Luftkammer eine Geschwindigkeitserhöhung in der Flotationstrübe.
Im Anschluß an die engste Stelle des Ringkanals schließt sich die Misch- und Dispergierstrecke (6) mit einer Länge L₁ und gleichbleibender Spaltweite (Q₃) bis zum Gehäuseausgang (12) an.
Auf dem Mittelstück (10) ist eine schraubenförmig ausgeführte Leiste (8) angedeutet, die der Zentrierung des Mittelstückes im Gehäuseoberteil (7) und der Erzeugung einer Drallströmung des Trübe-Luft-Gemisches dienen soll.
Eine Haltevorrichtung (9) in Form eines einstellbaren Stiftes befindet sich am Gehäuseoberteil (7) unterhalb des Gehäuseausgangs (12).

Claims (6)

1. Ringinjektor zum Belüften einer Suspension, insbesondere für eine Flotation, mit einem rohrförmigen Gehäuse, das an seinem einen Ende einen Einlaß für die Suspension und an seinem anderen Ende einen Auslaß für das Suspensions/Luft-Gemisch aufweist, mit einem in dem Gehäuse angeordneten Mittelstück, das mit dem Gehäuse einen Ringkanal bildet, und mit mindestens einer Einlaßöffnung in der Gehäusewandung für die Luft, wobei in Höhe der Einlaßöffnung eine Engstelle mit dem geringsten Querschnitt Q₂ des Ringkanals vorliegt, wobei unmittelbar nach der Engstelle der Querschnitt des Ringkanals sich schlagartig auf eine Spaltweite Q₃ vergrößert und wobei sich danach eine Misch- und Dispergierstrecke des Ringkanals anschließt, die bis zum Ende des Gehäuses reicht, an dem sich der Auslaß befindet und deren Länge mehr als das Zwanzigfache der Spaltweite Q₂ beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite Q₂ an der Engstelle so gewählt ist, daß die Geschwindigkeit der Suspension in der Engstelle mindestens 2 m/s beträgt, daß die Misch- und Dispergierstrecke des Ringkanals die konstante Spaltweite Q₃ aufweist und daß im Bereich der Misch- und Dispergierstrecke mindestens eine Leiste am Gehäuse oder am Mittelstück befestigt ist.
2. Ringinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Injektors aus dem Verteilkegel (2) und dem Mittelstück (10) besteht und beide Teile zusammenschraub- und -steckbar sind (11).
3. Ringinjektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnung veränderbar ist und vorzugsweise durch Zwischenlage von Distanzringen (13) zwischen Luftkammer-Gehäuseteil (4) und Gehäuseteil (3) einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (8) gleichmäßig am Umfang verteilt, sich erstreckend von der Stelle der schlagartigen Erweiterung (11) bis zum Gehäuseausgang (12), am Mittelstück (10) und/oder im Gehäuseoberteil (7) angeordnet ist.
5. Ringinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (8) beziehungsweise mehrere am Gehäuse oder am Mittelstück verteilte Leisten schraubenförmig mit mindestens einem Schraubengang ausgeführt ist (sind).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstück (10) und/oder die Innenwand des Gehäuseoberteils (7) schraubenförmig genutet sind.
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