FI71505B - Rotor-stator-kombination samt rotorstomme foer anvaendning i en flotationssepareringscell - Google Patents

Description

1 71505

Roottori-staattori-yhdistelmä sekä roottorirunko käytettäväksi vaahdotuserotuskennossa - Rotor-stator-kombi-nation samt rotorstomme för användning i en flotations-seoarerinascell

Keksintö koskee roottori-staattori-yhdistelmä käytettäväksi vaahdotuserotuskennossa, johon yhdistelmään kuuluu staat-tori, joka sisältää joukon rengasmaisesti sijoitettuja pystysuoria kiinteitä staattorilevyjä (64), joiden alareuna-osat ovat erillään kennon pohjasta ja etureunaosat määrittävät keskellä olevan onkalon, roottorirunko, joka on sijoitettu mainittuun onkaloon ja varustettu joukolla roottorilevyjä, joilla kullakin on käyräviivainen, parabolinen tai kierresegmentin muotoinen, kehä, staattorilevyjen mainitut etureunaosat vastaavat muodoltaan roottorilevyjä ja ne ovat säteittäisesti erillään roottorilevyjen kehästä oleellisesti vakioetäisyydellä pitkin staattori- ja roottorilevyjen yhteistä pituutta.

Tunnetuissa vaahdotuserotusprosesseissa, joita käytetään esimerkiksi erottamaan arvokasta mineraalia malmistaan tai mineraalikivestä, murskataan malmi aluksi hienoksi jauheeksi ja sitten sekoitetaan nesteen, kuten veden kanssa muodostamaan ohut, juokseva liete. Liuottavat aineet on lisätty lietteeseen, joka valikoiden liuottaa haluttujen arvokkaiden mineraalien pinnan, mutta ei vaikuta vähemmän arvokkaisiin malmikomponentteihin, kuten kallioon, saveen, hiekkaan, jne. Tämä liete otetaan käyttöön vaahdotuserotusyksikön astiassa, jossa se sekä pannaan liikkeelle että ilmastetaan. Ilma erotetaan sekoitetusta lietteestä ja arvokkaat mineraalipartikkelit, jotka lisätty vaikuttava aine on 2 71505 liuottanut, kiinnittyvät pieniin ilmakupliin ja kerrostuvat vaahdoksi tai kuohuksi lietemassan päälle. Vaahto erotetaan sitten antamalla sen virrata astian seinässä olevan padon tai erotuslipan yli, ja se kootaan ja kuivataan. Jäljelle jääneet kallio-, savi-, hiekka- jne. komponentit virtaavat lähellä olevaan erotuskammioon, tai ne poistetaan yksikön pöhjalta.

Eräässä vaahdotusyksikön rakennemuodossa roottori-staattori-yhdistelmä sijaitsee yksikön lietepinnan alapuolella lähellä astian pohjapintaa. Roottori koostuu useista säteittäisesti ulkonevista siivistä, jotka pyörivät rengasmaisesti järjestäytyneiden staattorisiipien määrämässä keskeisessä tilassa. Roottorisiipien pyörivä liike panee liikkeelle ja saa aikaan lietteen virtauksen, johon ilma on hajaantuneena.

Tekniikan tason mukaisessa roottorissa roottorisiiveke koostuu parista lähelle toisiaan asetettavasta levystä.

Ilman sekoittaminen lietteeseen toteutetaan antamalla ilmavirtauksen kulkea aseteltavien levyjen välistä, pitkit-täisesti ja sekoittamatta ilmaa liikkuvaan lietteeseen levyjen ulkoreunoista. Ilman sekoitus voidaan toteuttaa myös kuljettamalla ilmavirta kohtaan roottorin alapuolelle ja purkamalla se tähän tilaan. Eräässä toisessa järjestelyssä ilma sekoitetaan paineputkesta, joka sijaitsee lähellä lietteen pintaa ja roottorin vieressä.

Ilman lietteeseen sekoittamisessa on tärkeä merkitys teholla, millä ilmapartikkeleita tai kuplia muodostetaan lietteessä ja sillä vaikutetaan viime kädessä arvokkaan mieraalin saantivarvon puhtauteen ja pitoisuuteen. Yhtä 71505 3 tärkeä merkitys tarvitun käyttöenergian kannalta ja yksikön toiminnan tehokkuuden kannalta on yksikön ja sen roottori-ja staattorikomponenttien rakenteilla.

Tämän keksinnön tehtävänä on aikaansaada parannettu roottoristaattoriyhdistelmä käytettäväksi vaahdotuserotus-kennossa.

Lisäksi keksinnön tehtävänä on toteuttaa parannettu roottorirunko käytettäväksi vaahdotuserotuskennossa.

Keksinnön mukaiselle roottori-staattori-yhdistelmälle on tunnusomaista, että alaspäin mainittuun keskellä olevaan onkaloon ulottuvat roottorilevyt yltävät oleellisen matkan staattorilevyjen alareunan ohitse.

Laitekeksinnön yleisten piirteiden mukaisesti varustetaan parannettu vaahdotusyksikkö roottori-staattoripumppukokoon-panolla, joka on upotettu lietteeseen, ja jossa roottorin rakenneosat muodostavat kammion lietteessä olevan kaasun hajottamiseksi. Kaasuvirta, joka on ohjattu kammioon, ohjataan sivuun poikittaissuuntaisesti kammiosta ja se virtaa kaasutaskussa poikki kunkin pyörivän siiven takapinnan siiven ulkoreunalle, missä se hajaantuu lietteeseen.

Vaahdotusyksikkö käsittää astian, joka kannattelee lietettä, roottori-staattoripumppukokoonpanon, joka sijaitsee astiassa lietteen pinnan alapuolella, riippuvat kannatinvälineet roottorirungon kannattalemiseksi staattorirungon sisään muodostuneessa onkalossa, laitteet, jotka saavat aikaan roottorirungon pyörimisen astiassa, välineet, joilla suunnataan kaasuvirta lietteen pinnan alle roottorin runkoon, _____ Ti 71505 hajotettavaksi lietteeseen, välineet lietteen astiaan syöttämiseksi, laitteen vaahdon poistamiseksi pinnalta. Roottorirunkoon kuuluu aksiaalisesti pitkänomainen napaosa, suuri joukko siipiä uloten poikittaisesti napaosasta, ja rengasmainen päällyslevyosa. Nämä roottorin runko-osat määrittävät ilmakammion roottorirungon ylemmässä lohkossa, mikä toteuttaa kaasuvirran pääsyn lietteeseen. Yksikkö-astiassa on U-muotoinen poikkileikkaus, mikä yhdessä kaarevien siipiosien kanssa vähentää sakan kasaantumista yksikössä.

Keksinnön mukaiselle roottorirungolle on tunnusomaista, että roottoriin kuuluu aksiaalisesti pitkänomainen, sylin-terimäisesti muotoiltu napa, jolla on pitkittäisakseli, joka on suljettu ensimmäisestä ja toisesta vastakkaisesta päästään, ja jonka navan pituus on noin 3/4 roottorin pituudesta, useita napaan asennettuja roottorilevyjä, jotka ulottuvat ensimmäisessä poikittaissuunnassa pitkittäis-akseliin nähden ja toisessa aksiaalisuunnassa navan ohitse sen ensimmäisessä päässä, ympyrän muotoinen päällyslevy, joka on asennettu roottorilevyjen yläosaan ja jossa on navan yläpään kanssa samankeskeinen aukko kaasun syöttämiseksi roottorilevyjen yläosan ja navan yläpään muodostamaan kammioon.

Nämä ja muut keksinnön kohteet ja piirteet esitetään seuraa-vien sovellutusmuotojen ja piirustusten mukaisesti, joissa:

Kuvio 1 on osittain pystykuvanto sivulta, osittain leikattuna, vaahdotusyksiköstä, joka on konstruoitu keksinnöllisen laiteratkaisun mukaisesti.

5 71505

Kuvio 2 on suurennettu, osittainen perspektiivikuvanto kuvion 1 mukaisesta roottorin rungosta ja staattoni joukosta.

Kuvio 3 on suurennettu, osittainen sivuttaispystykuvanto, osittain leikattuna, kuvion 1 roottori-staattori-pumppuyksiköstä.

Kuvio 4 on osakuvanto, osittain leikattuna, otettuna pitkin kuvion 3 linjaa 4-4.

Kuvio 5 on osakuvanto, osittain leikattuna, otettuna pitkin kuvion 4 linjaa 5-5.

Kuvio 6 on osittainen pystykuvanto kuvion 1 esittämästä poikkileikkaukseltaan U-mutoista kuvion 1 yksikön muodosta.

Tarkastellaan nyt kuvia ja erityisesti kuviota 1.

Vaahdotuserotuslaite on esitetty sisältäen vaahdotusyksikön, joka on merkitty numerolla 10. Yksikköön kuuluu teräsastia 12, jossa on sivuseinäelementti 13 ja 14 yleensä muodoltaan U-muotoisia. Roottori-staattoripumppukokoonpano käsittäen roottorin 16 ja staattorin 18 sijaitsee astiassa 12. Tämä pumppukokoonpano on sijoitettu lietteen 20 pinnan 19 alapuolelle astian alemman pinnan 21 läheisyyteen. Liete 20 on johdettu astiaan syöttölaatikon 22 kautta ja alempaan seinä-osaan 13 muodostetun raon 23 läpi. Roottorin 16 pyörimisliike 6 71505 levittää lietteen astiassa jo muodostaa vaahdon, joka nousee pinnalle ]9. Vaahto erotetaan lietteestä antamalla sen virrata astiallaan 24 vli ja siirretään kaukaloon tai vauhtopesuun 25. L i e t e j ään t. eet sisältäen ka 1 1 i o - sa v i - h i e kk a j ä än t ee t kuljetetaan edelleen pois alemmasta yksikön osasta antamalla virtauksen tapahtua alemmassa yksikön seinäosassa olevan kolon 26 kautta myöhempää erottelua varten. Vaihtoehtoisesti voidaan jäänteet poistaa itse yksiköstä 12.

Välineet roottorin 16 tukemiseksi astiassa 12 koostuvat riippuvasta tukiputkesta 28, joka on tuettu yläpäästään laakereilla 30 ja 32. Laitteet pyörintäliikkeen antamiseksi astiassa olevalle roottorille 16 koostuvat sähkömoottorista 34 ja ajon kytkentälaitteista 56, jotka kytkevät putkiakselin 28 ulostuloakseliri moottoriin 34. Roottorin 16 pyörintäliikkeen aikana johdetaan kaasu roottoriin ka a su 1 ah t: e e s t a (ei esitetty) kanavan 38 ja taipeen 40 kautta, joka taive johtaa kaasuvirran putkeen 28. Putken 28 seinässä on aukko taipeen 40 kohdalla kaasuvirtaustien toteuttmaiseksi taipeesta putken 28 sisälle. Käytettäessä erilaisia kaasuja parhaana kaasuna pidetään ilmaa.

Roottorin runko 16 sisältää napaosan 42, useita siipiosia 44 ja ka n si 1 e vyö san 46. Napaosa 42 on muodostettu sylinte-rimäisestä rungosta, jossa on pitkittäinen akseli 47. Parhaana pidetään, että napaosa koostuu putkimaisesta rungosta, mikä on suljettu etupaästään 48 ympyrämäisellä levyllä 49 ja toisesta vastakkaisesta päästään 50 levyllä 51. Siipiosat 44 ovat kukin muodostettu yhtenäisestä levystä, ja ne sisältävät niihin muu do st. et un kolon 52 napalevyn 49 kytkemiseksi. Siivet 44 ulkonevat aksiaa1isuunnasso ensimmäisen navan päädyn 48 taakse ja päätylevy 46 on asennettu siipien jatko-osaan. Päätylevyyn &6 kuuluu ympyrämäinen reikä 54, joka sijaitsee vastapäätä ensimmäistä navan päätyä 48. I ämä napa osa st a 42, siivistä 44 ja päätylevystä 46 muodostuva kokoonpano muodostaa 71505 kaasukammion 56 roottorin ylempään osaan 57, jota selostetaan myöhemmin. Parhaana pidetään, että roottoriosa muodostetaan teräslevystä ja putkesta, ja on koottu yhdeksi rungoksi hitsaamalla tai muulla tavanomaisella tavalla. Kokoonpantu roottori runko on vuorattu kumi p öä 11 y s t. e e I .1 ä 5 8 tai muulla sopivalla kulu tuta kestävällä materiaalilla.

Roottori on kytketty putkeen 28 päätylevyllä 6 6 ja tuettu laipalla 60 (kuviot 3 ja 6). Pultit 62 ulottuvat laipan ja päätylevyn 66 läpi, ja ne on varmistettu sokilla (ei esitetty) kytkien tällöin päätylevyn 66 laippaan 60. Kaasuvirtaus putkessa 28 on johdettu kaasukammioon 56 laipan 60 ja reiän 56 läpi, joka or; muodostettu päätylevyyn 66.

Siipiosat 66 ulkonevat sekä aksiaalisuunnassa 67 että poikit-taisesti tähän akseliin nähden. Poikittainen ulkoneminen on suurempaa aksiaalisessa kohdassa lähellä navan ensimmäistä päätyä 68 ja on vähäisempää aksiaalisessa kohdassa lähellä navan toista päätyä 50. Parhaana pidetään laitteistoa, jossa siipiä 66 on lukumäärältään kuusi, ja ne ulkonevat radiaa-lisesti, ja jossa siiven reuna 63 on muodoltaan kaareva muodostaen parabolisen osan tai muodoltaan kierteisen.

Staattori 18 sisältää liikkumattoman rengasmaisen kokoonpanon staattorisiipiä 66. Kullakin siivellä 66 on pituus 65 ulottuen akselin 67 suunnassa ja leveys 66 ulottuen poikittain akseliin nähden. Rengasmainen staa11or isiipikokoonpano 66 muodostaa tilan tai onkalon 67, jossa roottorin runkoa kannatetaan pyörin tää varten. Hyvänä pidetyssä laitejärjestelyssä staattori-siivet 66 sijaitsevat ympyrämäisessä kehässä ja kulkevat radiaalisesti kohti akselia 67. Kukin staattorisiipi 66 muodostuu yhtenäisestä levystä, joka on tuettu renkaan muotoiseen kehään 70. Staattorisiiριen ryhmä on tuettu t a s o k e h ä a n 7 l , j oka on aivan astian 12 p o h j a p i n n a n yläpuolella ja sen vieressä, p y s t y t u kie n 76 lähellä. Kuhunkin p y s t y t u k e e n 76 kuuluu yhtenäiseksi muodostettu siipiosa 75. Siivet 71505 64, tuentarengas 70 ja pylväät 74 ovat muodostetut metallilevystä, ja ne on koottu kehämäiseksi ryhmäksi hitsaamalla tai muulla sopivalla keinolla. Kokoonpano on sitten paäliysetty ku m l k e r r o k se 1 1 a 7 6 I. ai muulla kulutusta kestävällä materiaalilla. S taa11orisllplen 64 pituus 63 on roo11orisiipien osuuden 80 pituutta vastaava roottorin ylemmässä sektorissa 81 .

Tila'82 roottorin ja staattorin välissä koko pituudeltan on jokseenkin vakio. Staattorisiipien kehäsegmenteillä 84 muotoilu on tavallisesti yhdenmukainen roottorisiipien kehän muotoilun kanssa. Hyvänä pidetään, että staattorisiipien kehän muoto on kaareva ja parabolisen segmentin tai kierteisen segmentin mukainen.

Toiminnan aikana liete vedetään pyörivän roottorin alempaan osaan ja ylempi kaksi kolmasosaa roottorista poistaa sitä. Roottorin 16 poistaman lietteen suuntaa staattorikehä astian sivuille ja ylöspäin. Kaasuvirta, joka on johdettu roottoriin, virtaa pääl1yslevyyn 76 aukon 54 läpi, ja se viskautuu ja osuu sen jälkeen napaan 42, sen päätyyn 48. Kaasuvirta osuu napalevyn 49 pinnalle ja tulee poikkeutetuksi kaasukammiosta 56 suuntaan 85 poikittain akseliin 47 nähden. Pumppaus-operaation aikana pumppauskanava muodostuen tilasta siiven takapinnan 86 ja viereisen siiven etupinnan 86 välissä (kuten on esitetty kuviossa 2 suunnan ollessa vastapäivään, osoitettu nuolella 89) täyttyy lietteellä ja tila poikki takapinnan 86 on kaasutaskun täyttämä, joka kaasu on johdettu sisään ilmakammiosta. Tämän kaasutaskun rajat määrää pääasiassa paine-erot pumppauskammion 56 sisällä ja raja muodostuu pinnalle, missä ilmanpaine on sama lietteen paineen kanssa. Ilmatasku ulottuu siiven kehälle paikassa kansi levyn 46 alapuolelle. Se ulottuu myös aks1 aa 1isuunnassa 47 pitkin takareunan 86 pintaa seuraten kehän 62 parabolista tai kierteistä profiilia. Kaasuvirta, joka virtaa tässä taskussa, hajaantuu lietteeseen siipien kehiltä.

9 71505

Roottorilla I6 on aksiaalinen pituus L, joka vastaa jokseenkin siipien bb aksiaalista pituutta. Keksinnön mukaisen kaasuun-haja annutta misoperaation piirteet toteutuvat, kun kaasukammion 56 aksiaalinen pituus on vähemmän kuin noin 50 % L:stä ja suurempi kuin 5 % L:stä. Hyvänä pidetty kaasukammion aksiaal i p 11 uusaluc noin 20 % L:stä 30 ?ό L : ä ä n ja hyvänä pidetty kaasukammion aksiaalipituuden arvo on noin 25 % L : s t ä .

Kyseessä olevan keksinnön tuloksena on hyödyllinen rakenne ja menetelmä. Yhtenäinen roottorin 16 1 evykonstruktio vähentää huomattavasti monimutkaisuutta ja konstruktion valmistus-kustannksia. Elastisen mu ovipää11ysteen muodostaminen saavutetaan vaivattomammin ja roottori on siksi halvempi valmistaa.

Yksikkö pylväineen tukien st a11orikokoonpa noa pitäen sen irti säi1löyksikön pohjasta, vähentää huomattavasti rajallista säätämistä alemmassa yksikön kierrätyskerroksessa, jossa on tarpeen olla voimakkaimmin kiinteä liete.

Muodoltaan kierteinen levy ja suhteellisen laaja pumppauskanava esitetyn roottorin toteuttamana kehittää hyvänä pidetyn laminaarisen mallin. Profiililtaan kierteinen roottori ja ulkoneva staattorikokoonpano toteuttavat suhteellisen vähäisen voimankäytön ja tuloksena on energian käytön tehokkuus.

Kierteinen roo11or isiipien muotoilu mahdollistaa suhteellisen suuren roottorisiipien alan käytettäväksi kaasun hajaannut-tamiseen lietteeseeen. Suhteellisen korkea pumppausaste on toteuettu tällä roottorilla, jolloin aiheutetaan suuri lietteen virtaus suuren liete-ka asujakopinnan ohi, jolloin tuloksena on kohotettu kaasun hajaantumiskyky kaasukuplien valuessa kierteisesti. Rajavyöhyke muodostuu roottorisiipien ja staat. torisiipien kehien väliin, edelleen hajaantuu tämä kaasu pienten kaasukuplien muodossa koko suureen astiatila- in 71 505 v u u t e e n . iästä kaasun hajaantumisesta seuraa suhteellisen laaja-asteinen kaasuvirtauksen säätö ja kaasuvirtauksen määrä on siten sopiva säätömuuttuja, jota voidaan käyttää hyväksi vaahdot usprosessin tehon lisäämisessä, joka on tietokoneen ohjaama. Suhteellisen korkea kaasun hajaantuminen pienentää myös puhdasta massa tiheyttä ja minimoi tehontarvetta.

Käyttämällä U-muotoista astiaa vältetään astian kulmat, ja U-muotoinen muotoilu auttaa l iet t een sy ö t os s ii roottorin pumppaukseen. Tekniikan tason mukainen tarve suureen määrään rinnakkaisia yksiköitä vähenee huomattavasti. Sähkömoottorien pysähtyminen ja seurauksena oleva virtapiirin oikosulku tulee tällöin vältettyä.

Edellä olevat edut korostuvat suhteellisen suurien vaahdotus-yksiköiden ollessa kyseessä ja vähentävät vaadittavien yksiköiden määrää.

Vaikkakin tässä on esitetty keksinnön eräs erityisrakenne, on ammattimiehelle selvää, että voidaan tehdä muunnelmia poikkeamatta keksinnön hengestä ja oheisten patenttivaatimusten suojapiiristä.

Claims (5)

11 71505

1. Roottori-staattori-yhdistelmä käytettäväksi vaahdotusero-tuskennossa, johon yhdistelmään kuuluu staattori (18), joka sisältää joukon rengasmaisesti sijoitettuja pystysuoria kiinteitä staattorilevyjä (64), joiden alareunaosat ovat erillään kennon pohjasta ja etureunaosat määrittävät keskellä olevan onkalon, roottorirunko (16), joka on sijoitettu mainittuun onkaloon ja varustettu joukolla roottorilevyjä (44), joilla kullakin on käyräviivainen, parabolinen tai kierre-segmentin muotoinen, kehä (63), staattorilevyjen (64) mainitut etureunaosat vastaavat muodoltaan roottorilevyjä (44) ja ne ovat säteittäisesti erillään roottorilevyjen kehästä oleellisesti vakioetäisyydellä pitkin staattori- ja roottorilevyjen yhteistä pituutta, tunnettu siitä, että alaspäin mainittuun keskellä olevaan onkaloon ulottuvat roottorilevyt (44) yltävät oleellisen matkan staattorilevyjen (64) alareunan ohitse,

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmä, tunnettu siitä, että mainittu oleellinen matka, jonka roottorilevyt (44) yltävät staattorilevyjen (64) ohitse, on noin 1/3 kertaa roottorilevyjen pituus.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhdistelmä, tunnettu siitä, että roottoriin (16) kuuluu napa (42), roottorilevyt (44) ulkonevat säteittäisesti navasta (42) ja niissä on osat, jotka ulottuvat ylöspäin ja poispäin navasta ja jotka osat päällyslevy (46) peittää, ja päällyslevyssä (46) on aukko (54), joka avautuu pitkin roottorin (16) pitkittäisakselia olevaan ja roottorilevyjen (44) ja navan (42) yläpään muodostamaan kaasukammioon (56).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen yhdistelmä, tunnettu i2 71 505 siitä, että roottorilevyille (44) on muodoltaan käyräviivainen kehä (63), joka ulottuu ensimmäisestä aksiaalikohdasta pääl-lyslevyn (46) vierestä toiseen aksiaalikohtaan navan (42) toiseen päähän (51).

5. Roottorirunko käytettäväksi vaahdotuserotuskennoissa, tunnettu siitä, että roottoriin kuuluu aksiaalisesti pitkänomainen, sylinterimäisesti muotoiltu napa (42), jolla on pitkittäisakseli (47), joka on suljettu ensimmäisestä (48) ja toisesta (50) vastakkaisesta päästään, ja jonka navan pituus on noin 3/4 roottorin (16) pituudesta, useita napaan (42) asennettuja roottorilevyjä (44), jotka ulottuvat ensimmäisessä poikittaissuunnassa pitkittäisakseliin (47) nähden ja toisessa aksiaalisuunnassa navan (42) ohitse sen ensimmäisessä päässä (48), ympyrän muotoinen päällyslevy (46), joka on asennettu roottorilevyjen (44) yläosaan ja jossa on navan (42) yläpään kanssa samankeskeinen aukko (54) kaasun syöttämiseksi roottorilevyjen yläosan ja navan yläpään muodostamaan kammioon (56). II 13 71 505