RU2656636C1

RU2656636C1 - Aeration unit

Info

Publication number: RU2656636C1
Application number: RU2017106722A
Authority: RU
Inventors: Валерий Романович Мячин; Юнус Юсуфович Ислямов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Технологический институт горно-обогатительного машиностроения" (ЗАО "ТИГОМ")
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-06-06

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to dressing of minerals by means of floatation method, in particular, to aeration devices, and can be used in metallurgical, coal, mining, chemical and other industries. Aeration unit includes a coaxially mounted hollow shaft rigidly connected to the bladed impeller, a bladed stator, a bump. Above the impeller made in the form of a hollow branch pipe with holes and a disk with blades radially located on both sides of the disk, perpendicular to the disk and symmetrically to each other one bladed stator with horizontally arranged blades is installed with a gap of 2-3 mm. Under the impeller, another similar bladed stator is installed likewise. Both stators outer diameters and impeller are equal. In the installed under the impeller stator blades plane, a bump is installed. Along the perimeter at a distance of 40-60 mm from the stators and the impeller outer diameter, at least four stabilizers are installed radially and perpendicular to the horizontal plane. Located above the impeller, the bladed stator is made detachable.

EFFECT: technical result is an increase in the pulp aeration efficiency and air dispersion intensification with the production of finely dispersed bubbles necessary for the formation of mechanically strong floccules.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации, в частности к аэрационным устройствам, и может быть использовано в металлургической, угольной, горной, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to mineral processing by flotation, in particular to aeration devices, and can be used in metallurgical, coal, mining, chemical and other industries.

Известен аэрационный узел, используемый во флотационной машине по Патенту РФ №2095155 МПК B03D 1/14, состоящий из закрепленного на конце полого вала лопастного импеллера, соосно установленного внутри лопастного статора с зазором.Known aeration unit used in a flotation machine according to RF Patent No. 2095155 IPC B03D 1/14, consisting of a blade impeller fixed to the end of a hollow shaft, coaxially mounted inside the blade stator with a gap.

Недостатком данного устройства является низкий уровень диспергирования поступающего воздуха.The disadvantage of this device is the low level of dispersion of the incoming air.

Наиболее близким является аэрационный узел, используемый во флотационной машине по Патенту РФ №2095154 МПК B03D 1/14, содержащий связанный с полым валом лопастной импеллер, размещенный внутри лопастного статора, разделенного диском на верхнюю и нижнюю части. Используемая конструкции импеллера создает придонную и верхнюю циркуляции пульпы.The closest is the aeration unit used in the flotation machine according to RF Patent No. 2095154 IPC B03D 1/14, containing a blade impeller connected to the hollow shaft, located inside the blade stator, separated by a disk into the upper and lower parts. The impeller design used creates bottom and top pulp circulation.

Недостатком является слабая придонная циркуляция пульпы за счет торможения его встречным потоком воздуха, поступающим из полого вала в придонную часть флотационной машины.The disadvantage is the weak bottom circulation of the pulp due to its inhibition by the oncoming air flow coming from the hollow shaft into the bottom part of the flotation machine.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности аэрации пульпы и усиление диспергации воздуха.The task of the invention is to increase the efficiency of aeration of the pulp and enhance air dispersion.

Поставленная задача решается тем, что в аэрационном узле, включающем соосно установленные полый вал, жестко соединенный с лопастным импеллером, лопастной статор и отбойник, над импеллером, выполненным в виде полого патрубка с отверстиями и диска с лопастями, расположенными по обе стороны диска радиально, перпендикулярно диску и симметрично друг другу установлен с зазором 2-3 мм один лопастной статор с горизонтально расположенными лопатками и под импеллером аналогично установлен другой такой же лопастной статор, причем наружные диаметры обоих статоров и импеллера равны, в плоскости лопаток статора, установленного под импеллером, расположен отбойник, а по периметру на расстоянии 40-60 мм от наружного диаметра статоров и импеллера радиально и перпендикулярно горизонтальной плоскости установлено как минимум четыре успокоителя.The problem is solved in that in the aeration unit, which includes a coaxially mounted hollow shaft, rigidly connected to the blade impeller, a blade stator and a chipper, above the impeller, made in the form of a hollow pipe with holes and a disk with blades located radially and perpendicularly on both sides of the disk one blade-type stator with horizontally located blades is installed symmetrically to each other with a gap of 2-3 mm and another similar blade-type stator is installed similarly under the impeller, with outer diameters both stators and impeller are equal, a bump is located in the plane of the stator vanes installed under the impeller, and at least four dampers are installed radially and perpendicular to the horizontal plane along the perimeter at a distance of 40-60 mm from the outer diameter of the stators and the impeller.

Кроме того, лопастной статор, расположенный над импеллером, может быть выполнен разъемным.In addition, the blade stator located above the impeller can be made detachable.

На фиг. 1 изображен аэрационный узел в разрезе.In FIG. 1 shows a section of the aeration unit.

На фиг. 2 - разрез А-А аэрационного узла на фиг. 1.In FIG. 2 is a section AA of the aeration unit in FIG. one.

На фиг. 3 - разрез Б-Б лопастного импеллера на фиг. 2.In FIG. 3 is a section BB of the blade impeller of FIG. 2.

На фиг. 4 - схема движения потока пульпы в развернутом виде.In FIG. 4 is a diagram of the movement of the flow of pulp in expanded form.

Аэрационный узел соединен с приводом флотационной машины (не показан) и содержит соосно установленные полый вал 1, лопастной импеллер 2, верхний 3 и нижний 4 лопастные статоры, отбойник 5, выполненный с конической верхней частью и жестко соединенный с днищем 6 флотационной машины. Лопастной импеллер 2 состоит из полого патрубка 7 и диска 8, на котором по обе стороны радиально, симметрично друг другу и перпендикулярно диску 8 расположено не менее двух нижних 9 и двух верхних 10 лопастей, причем диск 8 может быть выполнен в виде плоской шайбы или усеченного конуса с центральным углом от 120° до 160°. Полый вал 1 жестко соединен посредством патрубка 7 с импеллером 2. В нижней части патрубка 7 по периметру перед диском 8 расположено не менее двух отверстий 11 с диаметром не менее 10 мм.The aeration unit is connected to the drive of a flotation machine (not shown) and contains a coaxially mounted hollow shaft 1, a blade impeller 2, an upper 3 and a lower 4 blade stators, a chipper 5 made with a conical upper part and rigidly connected to the bottom 6 of the flotation machine. The impeller 2 consists of a hollow pipe 7 and a disk 8, on which at least two lower 9 and two upper 10 blades are located radially, symmetrically to each other and perpendicular to the disk 8, and the disk 8 can be made in the form of a flat washer or truncated cone with a central angle of 120 ° to 160 °. The hollow shaft 1 is rigidly connected by means of a pipe 7 to an impeller 2. In the lower part of the pipe 7 along the perimeter in front of the disk 8 there are at least two holes 11 with a diameter of at least 10 mm.

Нижний статор 4 установлен на опорах 12, жестко соединенных с днищем 6 флотационной машины, таким образом, чтобы был образован зазор Δ₁ от 2 мм до 3 мм между лопастями 13 нижнего статора 4 и нижними лопастями 9 лопастного импеллера 2. Минимальное расстояние нижнего статора 4 от днища 6 флотационный машины составляет 40 мм. Лопасти 13 нижнего статора 4 расположены под углом α=60°-75° в сторону вращения лопастного импеллера 2 по отношению к радиальному направлению.The lower stator 4 is mounted on supports 12, rigidly connected to the bottom 6 of the flotation machine, so that a gap Δ ₁ of 2 mm to 3 mm is formed between the blades 13 of the lower stator 4 and the lower blades 9 of the impeller 2. The minimum distance of the lower stator 4 from the bottom 6 of the flotation machine is 40 mm. The blades 13 of the lower stator 4 are located at an angle α = 60 ° -75 ° in the direction of rotation of the blade impeller 2 with respect to the radial direction.

Верхний статор 3 установлен с помощью кронштейна 14 над лопастным импеллером 2 на успокоителях 15 с зазором Δ₂ от 2 мм до 3 мм между лопастями 16 верхнего статора 3 и верхними лопастями 10 лопастного импеллера 2. Успокоители 15, выполненные в виде пластин, установлены радиально и перпендикулярно горизонтальной плоскости на расстоянии 40-60 мм от периметра наружных диаметров статоров и импеллера. Лопасти 16 верхнего статора 3 так же установлены под углом α=60°-75° в сторону вращения лопастного импеллера 2 по отношению к радиальному направлению. Количество лопастей верхнего 3 и нижнего 4 статоров одинаково. Верхний 3 статор может быть выполнен секционным, что облегчит сборку аэрационного узла и замену импеллера в случае необходимости.The upper stator 3 is installed using the bracket 14 above the blade impeller 2 on the dampers 15 with a gap Δ ₂ from 2 mm to 3 mm between the blades 16 of the upper stator 3 and the upper blades 10 of the blade impeller 2. The dampers 15, made in the form of plates, are mounted radially and perpendicular to the horizontal plane at a distance of 40-60 mm from the perimeter of the outer diameters of the stators and the impeller. The blades 16 of the upper stator 3 are also installed at an angle α = 60 ° -75 ° in the direction of rotation of the impeller 2 with respect to the radial direction. The number of blades of the upper 3 and lower 4 stators is the same. The upper 3 stator can be made sectional, which will facilitate the assembly of the aeration unit and the replacement of the impeller if necessary.

Аэрационный узел работает следующим образом.Aeration unit operates as follows.

Полый вал 1 с лопастным импеллером 2, приводится во вращение от привода (на чертеже не показано) флотационной машины. При вращении импеллера 2 происходит засасывание пульпы в пространство между патрубком 7 и статором 3. Часть воздуха, проходящего по полому валу 1, через отверстия 11 поступает в пространство между лопатками 16 верхнего статором 3 и верхними 10 лопатками импеллера 2, другая часть воздуха ударяется об коническую часть отбойника 5 и отбрасывается в пространство между нижними 9 лопастями импеллера 2 и лопастями 13 нижнего статора 4. При вращении импеллера 2 происходит соединение пульпы с воздухом и образованная пульповоздушная смесь под действием центробежных сил выбрасывается в пространство между лопастями 16 верхнего статора 3 и верхними 10 лопастями импеллера 2 и в пространство между нижними 9 лопастями импеллера 2 и лопастями 13 нижнего статора 4, а затем и в зону флотации. В то же время пульповоздушная смесь, проходя через зазоры Δ₂ и Δ₁, усиленно подвергается диспергации за счет многократного сжатия и разрежения пульповоздушной смеси за лопатками статоров и за лопатками импеллера. Во время вращения импеллера 2 при подходе лопаток импеллера к лопаткам статоров образуется зона высокого давления, а при выходе пульповоздушной смеси из зазоров Δ₂ _и Δ₁ за краями лопастей статоров образуется вакуум, за счет которого происходит интенсивное всасывание воздуха по полому валу 1 в зону работы импеллера 2. Проходя успокоители 15, пульповоздушная смесь дополнительно дробится, а также исключается закручивание пульпы. Следует устанавливать не менее четырех успокоителей 15, иначе пульповоздушная масса будет закручиваться.The hollow shaft 1 with a blade impeller 2, is driven into rotation from the drive (not shown) of the flotation machine. When the impeller 2 rotates, the pulp is sucked into the space between the nozzle 7 and the stator 3. A part of the air passing through the hollow shaft 1, through the holes 11, enters the space between the blades 16 of the upper stator 3 and the upper 10 blades of the impeller 2, the other part of the air hits the conical part of the chipper 5 and is thrown into the space between the lower 9 blades of the impeller 2 and the blades 13 of the lower stator 4. When the impeller 2 is rotated, the pulp is connected to the air and the formed pulp-air mixture under the action of prices tractive forces are thrown into the space between the blades 16 of the upper stator 3 and the upper 10 blades of the impeller 2 and into the space between the lower 9 blades of the impeller 2 and the blades 13 of the lower stator 4, and then into the flotation zone. At the same time, the pulp-air mixture passing through the gaps Δ ₂ and Δ ₁ is intensely subjected to dispersion due to repeated compression and rarefaction of the pulp-air mixture behind the blades of the stators and behind the blades of the impeller. During the rotation of impeller 2, when the impeller blades approach the stator blades, a high pressure zone is formed, and when the pulp-air mixture leaves the gaps Δ ₂ _and Δ ₁ , a vacuum is formed behind the edges of the stator blades, due to which air is intensively sucked through the hollow shaft 1 into the working zone impeller 2. Passing dampers 15, the pulp-air mixture is additionally crushed, and the pulp is not twisted. At least four dampers 15 should be installed, otherwise the pulp and air mass will spin.

Таким образом, предложенная конструкция аэрационного узла позволяет за счет придонной циркуляции, интенсивного самовсасывания воздуха через полый вал улучшать циркуляцию пульпы, что способствует повышению эффективности аэрации пульпы и усилению диспергации воздуха с получением тонкодисперсных пузырьков, необходимых для образования механически прочных флокул.Thus, the proposed design of the aeration unit allows improving pulp circulation due to near-bottom circulation and intensive self-absorption of air through the hollow shaft, which improves the efficiency of pulp aeration and enhances air dispersion to produce finely dispersed bubbles necessary for the formation of mechanically strong flocs.

Claims

1. Aeration unit, including a coaxially mounted hollow shaft, rigidly connected to a blade impeller, a blade stator, a chipper, characterized in that above the impeller, made in the form of a hollow pipe with holes and a disk with blades located radially on both sides of the disk, perpendicular to the disk and one symmetrically mounted to each other with a gap of 2-3 mm, one blade stator with horizontally located blades, and another similar blade stator is similarly installed under the impeller, the outer diameters of both stators and the impeller is equal, in the plane of the stator vanes installed under the impeller, a bump is located, and at least four dampers are installed radially and perpendicular to the horizontal plane along the perimeter at a distance of 40-60 mm from the outer diameter of the stators and the impeller.

2. The aeration unit according to claim 1, characterized in that the blade stator located above the impeller is detachable.