FI84441C - Mekanisk flotationsmaskin. - Google Patents

Description

1 84441

Mekaaninen vaahdotuskone

Esillä oleva keksintö kohdistuu laitteeseen jäh-meitten hiukkasten poistamiseksi lietteestä ja erityisesti 5 mekaanisiin vaahdotuskoneisiin. Keksintöä voidaan käyttää mineraalien erotuslaitteistoissa ja viemäriveden puhdistuslaitoksissa .

Jähmeiden hiukkasten erottaminen mekaanisissa vaah-dotuskoneissa aikaansaadaan sekoittamalla vaahdotettavaa 10 materiaalia sisältävää lietettä käyttäen siipipyörää, joka on asennettu vaahdotuskammioon, johon liete syötetään. Sekoitus ilmastaa lietteen täten dispergoiden lietteen sisältämän ilman sillä seurauksella, että kehittyy ilmakuplia, joihin erotettavana (vaahdotettavana) olevan mate-15 riaalin hiukkaset kiinnittyvät. Nämä hiukkaset nousevat yhdessä ilmakuplien kanssa lietteen pintaan muodostamaan vaahtotuotteen, jolla on vaahtoontuvan materiaalin korkeampi pitoisuus kuin lähtötuotteella. Vaahtotuote syötetään vaahdotuskammion ylivirtauskynnyksen kautta jatkokäsitte-20 lyyn.

Aikaisempaa lajia oleva vaahdotuskone US-patentti-hakemus 3 393 802) käsittää vaahdotuskammion, joka on tarkoitettu vaahdotettavaa materiaalia sisältävän lietteen vastaanottamiseksi ja jonka yläosassa on ylivirtaus-25 kynnys vaahtotuotteen poiskuljettamiseksi sen käyttä, kiertoputken, joka on asennettu pystysuoraan kammioon ja jonka alapää on sijoitettu kammion alaosaan, keskipako-tyyppiä olevan siipipyörän asennettuna kiertoputken alapään ja kammion pohjan väliin, jotta tehtäisiin mahdolli-30 seksi pyöriminen pystysuoran akselin ympäri, jolloin siipipyörän sisäätulopuoli on kiertoputken alapäähän päin lietteen siirtymistä varten kiertoputken sisältä siipipyörän ulosmenopuolella olevaan tilaan, aukot, jotka on sijoitettu kiertoputken seinään vaahdotuskammion yläosassa 35 ja jotka yhdistävät kiertoputken sisätilan sen ympäristöön kammiossa ja täten siipipyörän ulosmenopuolen luona 2 84441 olevan tilan kanssa, ja siipipyörän käyttölaitteen, joka on yhdistetty siipipyörään ontolla akselilla. Keksipako-siipipyörä on muodostettu vaakasuoraan sijoitetulla pyö-reällä kiekolla, jonka yläosassa on lapoja säteittäisessä 5 sovituksessa. Siipipyörä on suljettu kuoren sisään, joka on muodostettu kiinteällä vaakasuoralla renkaalla, joka on kiinnitetty kiertoputken alapäähän, ja siivillä, jotka on sovitettu säteittäisesti siipipyörän ympärille sen siipien kärkien lähelle ja kiinnitetty renkaan sivusuuntaiseen ul-10 kopintaan.

Kun siipipyörä pyörii, liete kulkee kiertoputken sisältä siipipyörän säteittäisten lapojen välissä olevalle alueelle ja keskipakovaikutuksesta poistuu siipipyörän ulkosivulta siipipyörän kiekon ja kuoren välissä olevan 15 rengasmaisen välin läpi vaahdotuskammion alaosaan. Liete kulkee kiertoputken seinämissä kammion yläosassa olevien aukkojen läpi kiertoputkeen. Ilmaa syötetään paineellisena lietteeseen ulkopuolisesta lähteestä siipipyörän onton akselin läpi. Ilman dispersio tapahtuu, kun liete ja ilmavir-20 taus kiertävät sekä siipipyörän lapoja että kuoren siipiä.

Vaahdotuskoneen tällä rakenteella lietettä sekoitetaan suunnilleen samalla tehokkuudella koko vaahdotuskammion tilavuudelta, ts. vaahdotuskammion pohjaosassa (sekoitusalue) samoin kuin sen muussa osassa (vaahdotus-25 alue). Lietteen voimakas sekoittaminen vaahdotusalueella muuttaa jähmeät hiukkaset vaahdotettavassa materiaalissa helpommiksi repäistä irti ilmakuplista, mikä huonontaa vaahdotuskoneen tehoa; toisaalta lietteen voimakas sekoittaminen vaahdotusalueella aiheuttaa sen, että sel-30 laiset lietteeseen sisältyneet materiaalit, joita ei ole tarkoitettu vaahdotettaviksi, kuten hylkykivi, menevät lietteen pintaan, mikä huonontaa saadun tiivisteen laatua, ts. vähentää erotetun materiaalin määrää.

Lietteen sekoittaminen vaahdotusalueella tällaises-35 sa koneessa vaatii lisätehoa. On myös tunnettua, että kes-kipakotyyppiä olevat siipipyörät ovat suhteellisen alhaisia teholtaan.

3 84441

Keksipakosiipipyörän pyörimisnopeus on kavitaation rajoittama. Siipipyörän pyörimisnopeuden suureneminen johtaa myös vaikutuskartioon, joka pyörii samassa suunnassa kuin siipipyörä, mikä katkaisee virtauksen ja lopettaa 5 lietteen sekoittamisen sekoitusalueella. Tämä tekee välttämättömäksi alennusvaihteen käyttämisen siirtämään suhteellisen suurella pyörimisnopeudella olevan moottorin pyörimisen suhteellisen alhaisella pyörimisnopeudella varustetun keskipakosiipipyörän akselille, mikä lisää me-10 tallin käyttöä rakenteeseen. Siipipyörän pyörimisnopeuden väheneminen siis vähentää siipipyörän ulosmenossa ilman dispersion avulla muodostettujen ilmakuplien määrää, mikä aiheutuu vähentyneestä määrästä törmäyksiä lietteen ja lapojen tai kuoren siipien välillä, täten pienentäen koneen 15 tehoa.

Ulkopuolisen lähteen käyttäminen lietteen pakkoil-masointiin merkitsee lisävarusteita ja lisää energiankulutusta.

Myöskin tunnettu aikaisemmassa tekniikassa on vaah-20 dotuskone (N.F. Mescheriakov, "Flotatsionnye Mashiny i Apparaty", 1982, Nedra (Moscow), pp. 97 - 103), joka käsittää vaahdotuskammion, joka on sovitettu vaahdotettavaa ainesta sisältävän lietteen vastaanottamiseksi ja jonka yläosassa on ylivirtauskynnys vaahtotuotteen poiskuljet-25 tamiseksi sen kautta, kiertoputken, joka on asennettu kammioon ja kulkee yläosasta pohjaan, niin että sen alapää on sijoitettu vaahdotuskammion alaosaan, keskipako-tyyppiä olevan siipipyörän asennettuna kiertyvästi pystysuoran akselin ympärille kiertoputken alapään ja vaahdo-30 tuskammion pohjan väliin, jolloin sen sisäsivu on kierto-putken alapäähän päin, jotta tehtäisiin mahdolliseksi lietteen siirtyminen kiertoputken sisältä siipipyörän ulkopuolella olevaan tilaan, ja siipipyörän käyttölaitteen. Tässä koneessa siipipyörän ulkosivulla oleva tila on yh-35 teydessä kiertoputken sisätilan kanssa avoimen päänsä kautta, joka on sijoitettu vaahdotuskammion yläosaan yli- 4 84441 virtauskynnyksen alapuolelle. Vaakasuoraan asennettuna vaahdotuskammion sisällä on verkko, joka erottaa kammion yläosan alaosasta. Ilman syöttö aikaansaadaan imulla ulkopuolisesta ilmasta ilman ohentamisen seurauksena kier-5 toputkessa siipipyörän pyörimisen johdosta, mikä poistaa erillisen lähteen tarpeen paineilman syöttämistä varten. Keksipakosiipipyörä on samanlainen rakenteeltaan kuin edellä mainittu US-patenttihakemuksen mukainen rakenne.

Tällaisen laitteen toiminnassa muodostetaan liet-10 teeseen sisältyneiden jähmeiden hiukkasten juokseva kerros laitteen alasivulla olevan verkon pinnalle sen seurauksena, että siipipyörä syöttää jatkuvasti ilmastetun lietteen virtaa, jolloin ilmastetussa lietteessä olevat ilmakuplat tarttuvat mainittuihin hiukkasiin ja hiukkaset 15 menevät ylös.

Verkko tekee mahdolliseksi erottaa vaahdotuskammion sekoitusalueen ja vaahdotusalueen, millä tavoin vähennetään sekoituksen voimakkuutta sekoitusalueella. Tämä tekee mahdolliseksi toisaalta pienentää mahdollisuutta, 20 että erotettavana olevan materiaalin jähmeät hiukkaset kiskoutuvat pois ilmakuplista vaahdotusalueella, mikä suurentaa koneen tehokkuutta ja toisaalta pienentää niiden materiaalien määrää, moita ei ole tarkoitettu vaahdotettavaksi mutta jotka nousevat lietteen pintaan, mikä pa-25 rantaa saadun tiivisteen laatua verrattuna edellä mainitun US-patenttihakemuksen*mukaiseeh laitteeseen.

Kuitenkin vaaditaan riittävän voimakas lietehiuk-kasten sekoittaminen verkon pinnalla kohtuullisen tehon saavuttamiseksi, mikä johtaa vaahdotusalueella pidetty-30 jen lietevirtausten huomattavaan turbulenssiin ja heikentää tiivisteen laatua ja koneen tehoa ja suurentaa energiankulutusta, kuten edellämainittiin.

Keskipakosiipipyörän käyttäminen johtaa suureen energian ja metallin kulutukseen alennusvaihteen käytön 35 takia ja huonontaa ilman dispersiota. Tällaisessa vaah-dotuskoneessa vaaditaan myös lisätehoa voittamaan vastus, 5 84441 jonka verkko aiheuttaa sen läpivirtaavalle lietevirtauk-selle samoin kuin ilman ohennusalueen muodostamiseksi sii-pipyörän yläpuolelle ilman imemiseksi ulkopuolisesta ilmasta .

5 Lisäksi huomattavan suurikokoinen ja -painoinen metalliverkko lisää koneeseen käytettävän metallin määrää.

Esillä olevan keksinnön pääasiallisena tehtävänä on muodostaa mekaaninen vaahdotuskone, joka tekee mahdolliseksi vähentää turbulenssia vaahdotuskammion vaahdotus-10 alueella, samalla kun muodostetaan voimakas sekoittaminen sen sekoitusalueella, käyttää korkeanopeuksista siipipyÖ-rää, jolla on suhteellisen korkea tehokkuus ja joka takaa ilman tehokkaan dispersion, samoin kuin aikaansaadaan lietteen ilmastus ilman ilman imemistä ja ilmanpakkosyöttöä 15 erillisestä lähteestä, täten suurentaa vaahdotuskoneen lähtötehoa ja parantaen tiivisteen laatua, vähentäen vaahdotuskoneen energian kulutusta toiminnassa ja alentaen koneeseen käytettävän metallin määrää ja koneen valmistuskustannuksia .

20 Tämä pääasiallinen päämäärä huomioon ottaen on muo dostettu mekaaninen vaahdotuskone, joka käsittää vaahdotuskammion, joka on sovitettu vaahdotettavaa materiaalia sisältävän lietteen vastaanottamiseksi ja jonka yläosassa on ylivirtauskynnys vaahdotusprosessin tuloksena muodostu-25 neen tuotteen poiskuljettamiseksi sen kautta, kiertoput-en, joka on asennettu vaahdotuskammion sisään ja joka ulottuu huipusta pohjaan, niin että sen alapää sijaitsee vaahdotuskammion alaosassa, siipipyörän, joka on pyörivä kiertoputken alapään ja vaahdotuskammion pohjan välissä 30 olevan pystysuoran akselin ympäri ja jonka sisääntulopuo-li on kiertoputken alapäähän päin, jotta muodostettaisiin lietteen kulku kiertoputken sisältä siipipyörän ulkosivun luona olevaan tilaan, laitteen, joka yhdistää siipipyörän ulosmenopuolen luona olevan tilan kiertoput-35 ken sisätilaan, ja siipipyörän käyttölaitteen, jolloin keksinnön mukaan siipipyörä on tehty aksiaalisen siipi- 6 84441 pyörän muotoon, jossa on säteittäiset lavat, jotka ovat tangentiaalisesti vinossa samassa suunnassa siipipyörän pyörimisakselin suhteen, jolloin laite, joka yhdistää siipipyörän ulosmenopuolen luona olevan tilan kiertoput-5 ken sisätilaan, jonka putken yläpää on sijoitettu vaahdo-tuskammion ylivirtauskynnyksen yläpuolelle, käsittää ulomman onton sylinterin, joka on asennettu kiertoputken alapään alle ja kiinnitetty siihen, sisemmän onton sylinterin, joka on asennettu mainitun ulomman onton sylinterin sisä-10 puolelle ja joka sulkee sisäänsä siipipyörän, ja siivet, jotka on asennettu säteittäisesti onttojen sylintereiden välille muodostettuun rengasmaiseen väliin ja jotka ovat tangentiaalisesti vinossa siipipyörän pyörimisakselin suhteen suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän lapojen 15 vinoudelle lietevirtauksen suuntaamiseksi siipipyörän alta kiertoputken sisätilan sisään suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän pyörimisen suunnalle.

Aksiaalisen siipipyörän käyttäminen, joka tunnetusti on tehokkaampi kuin keskipakotyyppiä olevat siipi-20 pyörät olosuhteissa, joissa on siipipyörällä siirretyn virtauksen aiheuttaman suhteellisen pieni vastus (näin on asianlaita vaahdotuskoneessa), tekee mahdolliseksi vähentää vaahdotuskoneen kuluttamaa energiaa.

Siipipyörän pyöriminen antaa nousun laskevalle ak-25 siaaliselle lietteen virtaukselle..Tämä johtaa paine-eroon siipipyörän imualueella, ts. siipipyörän sisääntulopuolen luona olevan tilan, ja pakkoalueen välillä, ts. siipipyörän ulosmenopuolen luona olevan tilan välillä. Mainitun paine-eron ansiosta aksiaalisen virtauksen suurempi osa 30 siipipyörän alta palaa kiertoputkeen ulomman ja sisemmän - sylinterin välissä olevan rengasmaisen aukon kautta liet teen sekoittamisen jälkeen sekoitusalueella. Mainittuun rengasmaiseen aukkoon asennetut säteittäiset siivet suun-taavat palaavan lietevirtauksen siipipyörän lapojen pyö-35 rimissuuntaa vastaan, mikä estää lietevirtausta olemasta katkenneena siipipyörän sisääntulon luona. Koska palaava 7 84441 lietevirta muodostetaan vaahdotuskoneen sekoitusalueella, nousevan lietevirtauksen turbulenssi pienenee voimakkaasti, mikä johtaa parantuneeseen tiivisteen laatuun ja suurentaa sen tuotantoa. Lisäksi siipipyörän käyttöenergiaa 5 tuskin kulutetaan sekoittamaan lietettä koneen vaahdotus-alueela tai ylittämään sekoitusalueen ja vaahdotusalueen erottavan verkon aiheuttama vastus, mikä alentaa koneen tehovaatimuksia.

Siipipyörän käyttäminen, joka on mieluummin aksiaa-10 lista kuin keskipakotyyppiä, tekee mahdolliseksi käyttää suhteellisen pienen halkaisijan omaavaa siipipyörää, joka kuitenkin pyörii suhteellisen korkealla nopeudella, koska aksiaalisen siipipyörän korkeakaan kiertonopeus ei aiheuta kavitaatiota sen lapoihin. Katkeama virtauksessa siipi-15 yörän pyörimisnopeuden suurenemisen aiheuttamana aikaisemman lajin vaahdotuskoneiden tapaan on tässä estetty vastavirtauskartiolla, kuten edellä mainittiin.

Siipipyörän pyörimisnopeuden kasvu poistaa alen-nusvaihteen tarpeen moottorin pyörimisen siirtämiseksi 20 siipipyörän akseliin täten pienentäen vaahdotuskoneen rakentamiseksi vaadittavan metallin määrää, mikä aiheutuu vaahdotuskoneen kammiossa olevien sekoitusalueen ja vaahdotusalueen erottavan verkon poisjäämisestä. Lisäksi kor-keanopeuksinen siipipyörä dispergoi ilmaa tehokkaammin tä-25 ten suurentaen koneen tehoa.

Kiertoputkeen siipipyörän yläpuolelle muodostetulla vastavirtauskartiolla on suuri pinta-ala, mikä antaa lietteen hyvän ilmastuksen pyörivän kartion pinnan sulkeman ilman toimesta. Tämä alentaa tehovaatimuksia lietteen 30 ilmastukseen tätä rakennetta olevan vaahdotuskoneen toiminnassa, mikä ei vaadi ilman ohentamista siipipyörän yläpuolella ilman imemistä varten. Tässä ei myöskään vaadita mitään lisävarusteita lietteen pakkoilmastusta varten.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa mekaanisessa 35 vaahdotuskoneessa siipipyörän ulosmenopuolen luona oleva tila voi lisäksi olla yhteydessä kiertoputken sisäpuolen 8 84441 kanssa kiertoputken sisäseinään muodostettujen reikien kautta ja olla varustettu reikien yläpuolella kiertoputken sisäpuolelle asennetuilla ohjauslevyillä, niin että mainituista rei'istä ulos virtaavat lietteen kuidut putoa-5 vat kiertoputkessa pyörivän lietteen pinnalle, mikä johtaa ilman parempaan pidättämiseen lietteen pinnan toimesta ja täten lietteen tehokkaampaan ilmastukseen. Ohjauslevyt voidaan suunnata siipipyörän lapojen vinouden suhteen vastakkaisesti tarkoituksella käyttää virtauksen putoavien 10 kuitujen liike-energiaa kiertoputkessa muodostetun kartion pyörittämiseksi. Tämä alentaa jonkin verran operaatiossa kulutettua energiaa. Vaadittaessa vaahdotuskone voidaan varustaa erillisellä laitteella ilman pakkosyöttämiseksi, joka laite on onton toruksen muodossa, joka on asennettu 15 siipipyörän alapuolelle ja kiinnitetty onton sylinterin alapäähän, siten että sen akseli sattuu yhteen siipipyörän pyörimisakselin kanssa. Onton toruksen sisäpinnalle on muodostettu rakoja, jotka ovat tangentiaalisesti vinosti siipipyörän mainitun pyörimisakselin suhteen vastakkaises-20 sa suunnassa kuin siipipyörän lapojen vinous. Ulkopuolisesta lähteestä syötetään paineilmaa onton toruksen sisätilan sisään, ja ilma tulee rakojen läpi siipipyörän ala-puoellla olevalle alueelle täten ilmastaen lisää lietettä.

Keksintö ymmärretään paremmin seuraavasta edullisen 25 sovellutusmuodon yksityiskohtaisesta selostuksesta, joka on tehty oheisiin piirusthksiin liittyen, joissa kuvio 1 edustaa kaavamaisesti keksinnön mukaisen mekaanisen vaahdotuskoneen leikkauskuvaa; kuvio 2 edustaa keksinnön mukaisen vaahdotuskoneen 30 siipipyörän suurennettua kuvaa; kuvio 3 edustaa kuvion 1 koneen ohjauslaitteen ja ilman pakkosyöttölaitteen suurennettua leikkauskuvaa; ja kuvio 4 edustaa kuvion 3 viivaa IV - IV otettua leikkauskuvaa.

9 84441

Nyt viitataan kuvioon 1, jossa mekaaninen vaahdo-tuskone käsittää vaahdotuskammion 1, jossa on ylivirtaus-kynnys 2, kiertoputken 3, joka on asennettu pystysuoraan kammioon 1, ja aksiaalisen siipipyörän 4, joka on varus-5 tettu säteittäisessä sovituksessa olevilla lavoilla 5. Siipipyörä 4 on asennettu näin, jotta tehtäisiin mahdolliseksi pyöriminen kiertoputken 3 alapään ja vaahdotuskammion 1 pohjan välillä olevan pystysuoran Z-akselin ympäri, ja kiinnitetty akselille 6 yhdistetty esim. käyttäen 10 kytkintä (ei esitetty) sähkömoottorin 7 akseliin, siten että siipipyörän 4 sisääntulopuoli on kiertoputken alapäähän päin. Siipipyörän 4 lavat 5 ovat tangentiaalises-ti vinossa samassa suunnassa pyörimisen Z-akselin suhteen, niin että jokaisen lavan 5 alareuna on siirretty tangenti-15 aalisessa suunnassa sen yläreunan suhteen myötäpäivään katsottuna lavan alareunoista.

Siipipyörän 4 vastakkaisella (ulosmenon) puolella oleva tila (kuvio 1) on yhteydessä kiertoputken 3 sisätilan kanssa ohjauslaitteen 8 kautta, joka on esitetty 20 yksityiskohtaisemmin kuvioissa 2 ja 3. Ohjauslaite 8 on tehty ulomman onton sylinterin 9 ja sisemmän onton sylinterin 10 muotoon, jolloin ulompi ontto sylinteri 9 on asennettu kiertoputken 3 alapään alapuolelle ja kiinnitetty siihen esimerkiksi laippaliitoksella, ja sisempi ' 25 ontto sylinteri 10 on asennettu ulomman onton sylinterin ' 9 sisäpuolelle sulkeakseen sisäänsä siipipyörän 4. Sä- teittäisesti sovitettuna rengasmaiseen väliin 11 muodostettuna sylinterien välissä on siivet 12, jotka ovat tan-gentiaalisesti vinossa siipipyörän 4 kiertymisen Z-akselin 30 suhteen, niin että jokaisen siiven 12 alareuna on siirret-ty suhteessa sen yläreunaan vastapäivään katsottuna siipien alareunoista, ts. vastakkaisessa suunnassa kuin sii-pipyörän lapojen 5 vinous (kuvio 2) .

Siipipyörän 4 ulosmenopuolella oleva tila (kuvio 1) 35 on lisäksi yhteydessä kiertoputken 3 sisäpuolen kanssa . reikien 13 kautta, jotka on muodostettu kiertoputken 3 ίο 84441 sivuseinään ja varustettu ohjauslevyillä 14, jotka on asennettu mainittujen reikien yläpuolelle kiertoputken 3 sisäpuolelle. Ohjauslevyt 14 ovat tangentiaalisesti vinossa siipipyörän 4 lapojen 5 vinouteen verrattuna vas-5 takkaisessa suunnassa.

Sovitettuna siipipyörän 4 alapuolelle on laite ilman pakkosyöttöä varten (suihkutin) 15 (kuvio 3), joka käsittää onton toruksen 16, joka on asennettu niin, että sen akseli sattuu yhteen siipipyörän 4 pyörimisen Z-akse-10 Iin kanssa. Ontto torus 16 on varustettu raoilla 17, jotka on tehty sen sisäpintaan ja jotka ovat tangentiaalisesti vinossa siipipyörän 4 kiertymisen Z-akselin sutheen ohjauslaitteen 8 siipien 12 vinouden suunnassa, ts. suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän lapojen 5 vinoudelle. 15 Suihkutin 15 on kiinnitetty esimerkiksi hitsaamalla sisemmän onton sylinterin 10 alapäähän. Suihkutin 15 (kuvio 3) käsittää myös liitännän 18, joka yhdistää onton toruksen 16 sisätilan paineilman ulkopuoliseen lähteeseen (ei esitetty) putken 19 kautta (kuvio 1), jonka toinen pää on 20 yhdistetty liitäntään 18 (kuvio 2) ja toinen menee vaahdo-tuskammion 1 toiselle puolelle ja on yhdistetty paineilman lähteeseen.

Mekaaninen vaahdotuskone toimii seuraavasti. Vaahdotettavaa materiaalia sisältävä liete syötetään vaahdo-25 tuskammion 1 alaosaan, ja liete täyttää sen ylivirtaus-kynnykseen 2 saakka. Kytkettäessä sähkömoottori 7 siipi-pyörää 4 käytetään akselilla 6 ja se pyörii Z-akselin ympäri lapojen 5 yläreunojen tämän akselin suhteen olevan vinouden suunnassa, samalla kuljettaen kiertoputken 30 3 sisältämää lietettä. Tässä prosessissa liete muodostaa laskevan aksiaalisen virtauksen Q, joka liikuu Z-akselia pitkin vaahdotuskammion 1 pohjaa kohti ohjauslaitteen 8 sylinterin 10 sisälle ja sitten leviää kammion 1 pohjan yli ja sekoittaa lietettä, joka kulkee pohjaa pitkin.

; 35 Virtaus jaetaan edelleen kahteen komponenttiin, ja

Virrat ja on esitetty kokoviivoin piirretyillä nuolilla kuvioon 1.

n 84441

Siipipyörän 4 imualueen ja puristusalueen välisen paine-eron vaikutuksen alaisena, joka syntyy virran Q ohikulkemisen johdosta, virtaus palaa kiertoputkeen 3 ohjauslaitteen 8 sisäsylinterin 10 ja ulkosylinterin 9 5 välissä olevan rengasmaisen välin 11 kautta. Siipien 12 vinouden johdosta suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän 4 lapojen 5 vinoudelle, kiertoputkeen 3 palaava virtaus ottaa lähtiessään rengasmaisesta aukosta 11 liikesuunnan, jolloin tämän virtauksen vaakasuora kompo-10 nentti on suunnattu vastakkaiseen suuntaan kuin siipipyörän 4 pyöriminen. Kiertoputkeen 3 palaavan virtauksen virtausmäärä riippuu rengasmaisen välin 11 poikkileik-kausalasta, jolloin virtauksen suunnan määrää siipien 12 vinous. Aukon 11 poikkileikkausala ja siipien 12 vinous 15 on valittu niin, että ne muodostavat pyörteitä kiertoputkeen 3 suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän 4 pyörimiselle. Tällaisessa tapauksessa siipipyörän 4 yläpuolella oleva liete muodostaa kartion, joka pyörii suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän 4 pyörimiselle. Tämä 20 estää katkoksen lietevirtauksessa kiertoputkessa 3 siipipyörän 4 yläpuolella, mikä puolestaan tekee mahdolliseksi, että liete on hyvin voimakkaasti sekoitettuna sen jatkuvassa aksiaalisessa virtauksessa vaahdotuskammion 11 sekoitusvyöhykkeellä. Sekoitusvyöhykkeen rajaviivat 25 vastaavat suunnilleen vyöhykkeen A rajaviivoja kuviossa 1 .

Lietevirtaus Q2 kohoaa vaahdotuskammion 1 yläosaan, ts. vaahdotusalueelle, jonka rajaviivat vastaavat suunnilleen alueen B rajaviivoja, ja palaa reikien 13 30 kautta kiertoputken 3 sisälle.

Pyörivä kartio, joka muodostetaan kiertoputkeen 3, pidättää ilmakehän ilmaa kiertoputkesta 3. Kuvio 1 esittää kiertoputkeen 3 tulevaa ilmakehän ilmaa katkoviivalla merkityllä nuolella. Lietevirtauksen mukana sii-35 pipyörään 4 saapuva ilma dispergoidaan siipipyörän lapo-jen 5 välissä. Siipipyörällä 4 on suhteellisen pieni hai- i2 84441 kaisija, mutta se pyörii suurella nopeudella, koska se on aksiaalityyppinen siipipyörä, jossa sen pyörimisnopeuden suurentuminen ei aiheuta kavitaatiota, ja koska siipipyörän 4 yläpuolelle muodostettu vastavirtauskartio 5 estää virtauksen katkeamisen. Siipipyörän 4 korkea pyörimisnopeus aikaansaa lietteeseen sisältyneen ilman tehokkaan dispersion tuottamalla lukuisia pieniä ilmakuplia suurella kokonaispinta-alalla. Ilmastettua lietettä sekoitetaan sekoitusalueella A sillä seurauksella, että 10 vaahdotettavan materiaalin hiukkaset kiinnittyvät ilmakupliin, jotka tulevat lietteen pintaan,ja kuljettavat mainittuja hiukkasia täten parantaen koneen tehoa. Ilmakuplat, joissa on vaahdotettavan materiaalin hiukkasia, kerääntyvät lietteen pintaan muodostamaan vaahtotuote, jos-15 sa on paljon vaahdotettavaa materiaalia. Vaahtotuote poistetaan vaahdotuskammiosta 1 ylivirtauskynnyksen 2 kautta ja se menee jatkokäsittelyyn.

Lisäksi siipipyörän 4 korkea pyörimisnopeus mahdollistaa sähkömoottorin 7 akselin olemisen yhdistettynä 20 suoraan siipipyörän 4 akseliin käyttämättä välissä olevaa alennusvaihdetta.

Koska ohjauslaitteen 8 väli 11 on sijoitettu vaah-: dotuskammion 1 alaosaan (sekoitusalueeseen A), virtaus ei aiheuta lainkaan tai käytännöllisesti katsoen ei lain-25 kaan turbulenssia (sekoitusta) vaahdotusalueella B. Reikien 13 pinta-ala on valittu-pieneksi, niin että virtaus Q2 on ainoastaan pieni osa virtauksesta Q, ts. pieni verrattuna virtaukseen , täten se ei aiheuta lietteen huomattavaa sekoitusta vaahdotusalueella B. Tämä vähentää : 30 sen todennäköisyyttä, että vaahdotettavan materiaalin : jähmeät hiukkaset tulevat kiskaistuiksi irti ilmakuplis ta, täten suurentaen koneen tehoa, ja pienentää sen todennäköisyyttä, että ei-vaahdotettavan materiaalin hiukset, esim. hylkykivi, kuljetettaisiin turbulenssivirtauk-: 35 silla vaahdotusalueelle B, täten parantaen saadun tiivis teen laatua. Virtaus Q2 kiihdyttää ilmakuplien liikettä, i3 84441 joiden mukana on vaahdotettavan materiaalin hiukkasia, lietteen pintaa kohti, täten suurentaen koneen tehoa. Kuitenkin liiallinen lisäys virtauksessa Q2 suurentaa liiaksi ei-vaahdotettavien hiukkasten pääsemistä lietteen 5 pintaan, täten huonontaen huomattavasti saadun tiivisteen laatua. Sen vuoksi reikien 13 pinta-ala on valittu niin, että muodostetaan maksimaalinen koneen teho huonontamatta huomattavasti saadun tiivisteen laatua.

Vaahdotusprosessi voidaan suorittaa ilman pystysuo-10 raa lietteen sekoittamista, ts. tapauksessa, jossa virtaus Q2 on nolla, jolloin ilmakuplat, joissa on mukana vaahdotettavan materiaalin jähmeitä hiukkasia, kuljetetaan ainoastaan ilmakuplien oman nostovoiman vaikutuksesta. Tällainen vaahdotusprosessi tapahtuu, kun käytetään kierto-15 putkea 3, jossa on jatkuva seinä, ts. ilman reikiä 13.

Tämä alentaa jonkin verran koneen tehoa, mutta näin saadaan korkealaatuinen tiiviste.

Kun käytetään kiertoputkea 3, jossa on reiät 13 sivuseinään muodostettuna, mainittujen reikien kautta 20 kulkeva virtaus Q2 muodostaa lietesuihkuja, jotka putoavat rei'istä 13 kiertoputkessa 3 pyörivän lietteen muodostaman kartion pinnalle. Tuloksena syntyy häiriöitä kar--- tion pinnalle, mikä auttaa ilman voimakkaampaan pidättä- . . miseen lietteellä. Lisäksi suihkut pidättävät itse ilmaa 25 pudotessaan ja täten parantavat lietteen ilmastusproses-sin tehokkuutta. Ilmastusprosessin tämä toteutus vaahdo-tuskoneessa tekee yleisesti mahdolliseksi tulla toimeen ilman ulkopuolista lähdettä ilman pakkosyöttöä varten ja täten ilman lisävarusteita. Lisäksi lietteen riittävä il-30 mastus usein varmistetaan myös käyttämällä kiertoputkea 3, jossa on jatkuva seinä, ts. jossa ei ole reikiä 13.

Ohjauslevyjen 14 ansiosta, jotka on sovitettu rei-- - kien 13 yläpuolelle ja suunnattu päinvastoin kuin siipi- pyörien 5 vinous, rei'istä 13 tulevat lietesuihkut otta-35 vat liikesuunnan, joka on vastakkainen siipipyörän 4 pyörimiselle, mikä suurentaa kiertoputkessa 3 olevan vasta- i4 84441 virtauskartion pyörimisnopeutta ja alentaa jonkin verran tehovaatimuksia.

Lietteen ilmastusta suoritetaan edelleen suihkutti-mella 15 (kuvio 3), kuten voidaan vaatia. Ulkopuolisesta 5 lähteestä (ei esitetty) tulevaa ilmaa syötetään putken 19 kautta liitännän 18 välityksellä onton toruksen 16 sisäpuolelle ja suunnataan reikien 17 läpi siipipyörän 4 alapuolella olevaan tilaan (kuvio 1) ja edelleen vaahdotus-alueelle B. Reikien 17 vinous, joka on vastakkainen siipi-10 pyörän lapojen 5 vinoudelle, aikaansaa lietteen tehokkaan ilmastuksen. Lisäksi rakojen 17 mainittu vinous ontossa toruksessa on edullinen siipipyörän 4 alapuolelta tulevan lietteen kiertoliikkeen estämiseksi ja parantaa suihkutti-men 15 kautta saapuvan ilman dispersiota vastakkaisten 15 lietteen ja ilman virtausten syntymisen ansiosta. On yleisesti mahdollista tulla toimeen ilman ulkopuolista lähdettä ilman syöttämiseksi, kuten edellä mainittiin. Tällaisissa tapauksissa ei vaadita suihkuttimen 15 asentamista.

Claims (4)

1. Mekaaninen vaahdotuskone, joka käsittää vaahdo-tuskammion (1), joka on sovitettu vaahdotettavaan materi-5 aalia sisältävän lietteen vastaanottamiseksi ja jonka yläosassa on ylivirtauskynnys (2) vaahdotusprosessin tuloksena muodostuneen tuotteen poiskuljettamiseksi sen kautta, kiertoputken (3), joka on asennettu vaahdotuskammion (1) sisään ja ulottuu huipusta pohjaan, niin että sen alapää 10 sijaitsee vaahdotuskammion (1) alaosassa, siipipyörän (4), joka on pyörivä kiertoputken (3) alapään ja vaahdotuskammion (1) pohjan välissä olevan pystysuoran akselin Z ympäri ja jonka sisääntulopuoli on kiertoputken (3) alapäähän päin, jotta muodostettaisiin lietteen kulku kierto-15 putken (3) sisältä siipipyörän (4) ulosmenopuolen luona olevaan tilaan, laitteen, joka yhdistää siipipyörän (4) ulosmenopuolen luona olevan tilan kiertoputken (3) sisätilaan, ja siipipyörän (4) käyttölaitteen, tunnet-t u siitä, että siipipyörä (4) on tehty aksiaalisen 20 siipipyörän muotoon, jossa on säteittäiset lavat (5), jotka ovat vinossa tangentiaalisesti samassa suunnassa siipipyörän (4) pyörimisen Z-akselin suhteen, ja laite, joka yhdistää siipipyörän (4) ulosmenopuolen luona olevan tilan kiertoputken (3) sisätilaan, jonka putken yläpään on 25 sijoitettu vaahdotuskammion (1) ylivirtauskynnyksen (2) yläpuolelle, käsittää ulomman onton sylinterin (9), joka on asennettu kiertoputken (3) alapään alle ja kiinnitetty siihen, sisemmän onton sylinterin (10), joka on asennettu ulomman onton sylinterin (9) sisälle ja joka sulkee si-30 säänsä siipipyörän (4), ja säteittäiset siivet (12), jotka on asennettu säteittäisesti onttojen sylinterei-den välille muodostettuun rengasmaiseen väliin (11) ja tangentiaalisesti vinossa siipipyörän (4) pyörimisen Z-akselin suhteen suunnassa, joka on vastakkainen siipipyö-35 rän lapojen (5) vinoudelle lietevirtauksen suuntaamiseksi siipipyörän (4) alta kiertoputken (3) sisätilan sisään 16 84441 suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän (4) pyörimissuunnalle .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekaaninen vaah-dotuskone, tunnettu siitä, että laite, joka yh- 5 distää siipipyörän (4) ulosmenopuolen luona olevan tilan kiertoputken (3) sisätilaan, on lisäksi varustettu rekillä (13), jotka on tehty kiertoputken (3) sivuseinään ja varustettu ohjauslevyillä (14), jotka on asennettu reikien (13) yläpuolelle kiertoputken (3) sisään lietteen 10 suuntaamiseksi kiertoputkessa (3) sen alapään suunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mekaaninen vaah-dotuskone, tunnettu siitä, että ohjauslevyt (14) ovat tangentiaalisesti vinossa siipipyörän (4) pyörimisen Z-akselin suhteen suunnassa, joka on vastakkainen siipi- 15 pyörän lapojen (5) vinoudelle, lietteen suuntaamiseksi kiertoputken (3) sisään sen alapään suunnassa.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen mekaaninen vaahdotuskone, tunnettu siitä, että se käsitää lisäksi onton toruksen (16), joka on asennet-20 tu siipipyörän (4) alapuolelle, kiinnitetty sisimmän onton sylinterin (10) alapäähän ja varustettu raoilla (17), jotka on tehty toruksen (16) sisäpintaan ja ovat vinossa tangentiaalisesti siipipyörän (4) pyörimisen Z-akselin suhteen suunnassa, joka on vastakkainen siipipyörän 25 lapojen (5) vinoudelle, jolloin toruksen (16) sisätila on yhteydessä paineilman lähteen känssa ilman syöttämiseksi paineen alaisena mainittujen rakojen läpi siipipyörän (4) alapuolella olevaan tilaan. i7 84441