RU2728024C1

RU2728024C1 - Laboratory flotation machine

Info

Publication number: RU2728024C1
Application number: RU2019138998A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Понитков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Технологический институт горно-обогатительного машиностроения" (ЗАО "ТИГОМ")
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-07-28

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: present invention relates to benefication of minerals and can be used for carrying out of flotation experiments at investigation of different ores for enrichment in laboratories of concentrating factories or scientific research or training institutes. Laboratory flotation machine includes housing, float chamber and impeller unit. On the housing containing engine with hollow shaft, electromagnetic locking device and device regulating air flow supplied to hollow shaft of engine, floatation chamber is installed. An impeller unit with a hollow shaft is mounted in the bottom of the floatation chamber coaxially to the hollow shaft of the engine. Impeller hollow shaft is tightly connected to engine hollow shaft. On the hollow shaft of the impeller unit, which includes a check valve, a cap with blades is fixed, forming a gap between the cap and outer side of the hollow shaft of the impeller unit. At least one protrusion of the cylindrical shape of the cap located coaxially to the hollow of the impeller unit along the side surface forms a gap with projections of cylindrical shape located at the bottom of the chamber.EFFECT: longer service life, as well as replacement of chambers without additional fasteners.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использована для проведения флотационных экспериментов при исследования различных руд на обогатимость в лабораториях обогатительных фабрик либо научно-исследовательских или учебных институтах.The invention relates to the field of mineral processing and can be used to conduct flotation experiments in the study of various ores for dressability in laboratories of concentration plants or research or educational institutions.

Известна лабораторная флотационная машин ФМЛ-3, которую выпускает НПО «МеханобрТехника» г. Санкт-Петербург (http://mtspb.com/mashini_flotatsiomie/fml3240fl.html).Known laboratory flotation machine FML-3, which is produced by NPO MekhanobrTechnika, St. Petersburg (http://mtspb.com/mashini_flotatsiomie/fml3240fl.html).

Флотационная машина состоит из корпуса, флотокамеры, которая устанавливается на столе, и установленных в верхней части корпуса подшипникового узла, блока управления, импеллера и пеногона с приводамиThe flotation machine consists of a body, a flotation chamber, which is installed on a table, and a bearing unit installed in the upper part of the body, a control unit, an impeller and foam foam with drives

Такая конструкции соблюдается в подавляющем большинстве флотомашин и является общеупотребительной. Однако известное устройство обладает следующим недостатком. Общая компоновка получается при этом слишком разнесенной, а это в свою очередь ведет к чрезмерному увеличению массы и габаритов. Основная часть механизмов находится в верхней части корпуса, который выполнен приподнятым. Последнее обстоятельство, как и удобство размещения механизмов, обуславливает увеличение массы корпуса и применение либо относительно дорогих комплектующих (направляющих, компонентов ручного механизма передвижения камеры), либо относительно дорогой обработки деталей и сборочных единиц.This design is observed in the overwhelming majority of flotation machines and is generally used. However, the known device has the following disadvantage. The overall arrangement is thus too spaced, and this in turn leads to an excessive increase in weight and dimensions. The main part of the mechanisms is located in the upper part of the body, which is made raised. The latter circumstance, as well as the convenience of placing the mechanisms, causes an increase in the mass of the body and the use of either relatively expensive components (guides, components of the manual camera movement mechanism), or relatively expensive processing of parts and assembly units.

Известна производимая компанией ТВЭЛЛ лабораторная флотомашина ФМП-Л (https://нэб.рф/catalog/000224_000128_0002636074_20171120_C1_RU/viewer/), состоящая из стационарной нижней части корпуса и подвижной верхней, а также флотационной камеры, устанавливаемой на нижнюю часть корпуса. Импеллер вместе с верхней частью корпуса поднимается или опускается во флотокамеру при начале или окончании флотационного процесса.There is a well-known laboratory flotation machine FMP-L manufactured by TVELL (https: //neb.rf/catalog/000224_000128_0002636074_20171120_C1_RU/viewer/), consisting of a stationary lower part of the body and a movable upper part, as well as a flotation cell installed on the lower part of the body. The impeller, together with the upper part of the housing, is raised or lowered into the flotation chamber at the beginning or end of the flotation process.

Данное устройство обладает теми же недостатками, что и предыдущий аналог, причина которых заключается в общей компоновке, применении дорогих комплектующих, неудобства размещения и массивности установки.This device has the same disadvantages as the previous analogue, the reason for which is the general layout, the use of expensive components, inconvenience of placement and massiveness of the installation.

Задачей настоящего изобретения является создание максимально облегченной, небольшой, универсальной и удобной лабораторной флотомашины, на которой можно осуществлять эксперименты по флотации рудных концентратов, используя камеры разного объема.The objective of the present invention is to create the most lightweight, small, versatile and convenient laboratory flotation machine, which can carry out experiments on the flotation of ore concentrates using chambers of different volumes.

Поставленная задача решается тем, что в лабораторной флотационной машине, содержащей корпус, флотокамеру, импеллерный блок, на корпус, содержащий двигатель с полым валом, электромагнитное запирающее устройство и устройство, регулирующее расход воздуха, поступающего в полый вал двигателя, устанавливается флотокамера, в днище которой соосно полому валу двигателя смонтирован импеллерный блок с полым валом, при этом полый вал импеллера герметично соединяется с полым валом двигателя. Кроме того, на полый вал импеллерного блока, включающий обратный клапан, крепится колпачок с лопастями, образуя зазор между колпачком и наружной стороной полого вала блока импеллера, при этом, как минимум, один выступ цилиндрической формы колпачка, расположенный коаксиально полому валу импеллерного блока по боковой поверхности, образует зазор с выступами цилиндрической формы, расположенными на дне камеры.The problem is solved by the fact that in a laboratory flotation machine containing a housing, a flotation chamber, an impeller unit, a flotation chamber is installed on the housing containing a hollow shaft engine, an electromagnetic locking device and a device that regulates the flow of air entering the hollow shaft of the engine, in the bottom of which an impeller unit with a hollow shaft is mounted coaxially with the hollow shaft of the engine, while the hollow shaft of the impeller is hermetically connected to the hollow shaft of the engine. In addition, a cap with blades is attached to the hollow shaft of the impeller unit, including the check valve, forming a gap between the cap and the outer side of the hollow shaft of the impeller unit, while at least one protrusion of the cap cylindrical shape located coaxially with the hollow shaft of the impeller unit along the lateral surface, forms a gap with cylindrical protrusions located at the bottom of the chamber.

На фиг. 1 представлена схема лабораторной флотационной машины. На фиг. 2 импеллерный блок в разрезе.FIG. 1 shows a diagram of a laboratory flotation machine. FIG. 2 impeller block in section.

Лабораторная флотационная машина содержит корпус 1, в котором размещены электродвигатель 2, содержащий полый вал 3, расходомер 4, дроссель 5, электромагнитное запирающее устройство, включающее электромагнит 6, соединенный с заглушкой 7, закрывающей отверстие полого вала 3 двигателя 2, и флотокамеру 8. Через центральное отверстие флотокамеры 8, проходит полый вал 9 импеллерного блока 10, герметично установленный через уплотнительное кольцо 11 соосно полому валу 3 электродвигателя 2 и выполненный с возможностью соединения с полым валом 3. При этом флотокамера 8 устанавливается на корпус 1 и фиксируется при помощи установочных ребер 12 от проворота. На верхнюю часть флотокамеры 8 установлен пеноотводящий желоб 13. На днище флотокамеры со стороны корпуса 1 коаксиально полому валу 9 импеллерного блока 10 и полому валу 3 электродвигателя 2 крепится стакан 14, служащий для установки в нем подшипника 15 и фиксации его распорным кольцом 16. В подшипник 15 через центральное отверстие флотокамеры 8 устанавливается полый вал 9 импеллерного блока 10. На внутренней стороне днища флотокамеры 8 коаксиально полому валу 9 импеллерного блока 10 выполнены разной высоты выступы цилиндрической формы 17,18. В верхней части полого вала 9 импеллерного блока 10 установлен обратный клапан 19, обеспечивающий возможность выхода воздуха из полого вала 9 и предотвращающий попадание пульпы в полый вал 9. Колпачок 20, имеющий лопасти 21, выполненные, например, в виде загнутых трубок, при помощи резьбового соединения жестко соединяется с полым валом 9 импеллерного блока 10, при этом обеспечивается зазор для прохода воздуха между колпачком 20 и наружной стороной полого вала 9. Нижняя часть колпачка 20 имеет наружные выступы цилиндрической формы 22, 23, расположенные коаксиально полому валу 9. При соединении колпачка 20 с полым валом 9 выступы 22, 23 колпачка 20 проходят между выступами цилиндрической формы 17, 18 флотокамеры 8 на расстоянии 1-3 мм от днища камеры.The laboratory flotation machine contains a housing 1, which houses an electric motor 2 containing a hollow shaft 3, a flow meter 4, a choke 5, an electromagnetic locking device including an electromagnet 6 connected to a plug 7 that closes the hole in the hollow shaft 3 of the engine 2, and a flotation chamber 8. Through the central hole of the flotation chamber 8, the hollow shaft 9 of the impeller unit 10 passes, hermetically installed through the sealing ring 11 coaxially with the hollow shaft 3 of the electric motor 2 and made with the possibility of being connected to the hollow shaft 3. In this case, the flotation chamber 8 is installed on the housing 1 and is fixed using the mounting ribs 12 from turning. A foam chute is installed on the upper part of the flotation chamber 8. On the bottom of the flotation chamber, from the side of the housing 1, coaxially to the hollow shaft 9 of the impeller block 10 and the hollow shaft 3 of the electric motor 2, a glass 14 is attached, which serves to install the bearing 15 in it and fix it with a spacer ring 16. In the bearing 15 through the central hole of the flotation chamber 8 is installed a hollow shaft 9 of the impeller unit 10. On the inner side of the bottom of the flotation chamber 8, coaxially to the hollow shaft 9 of the impeller unit 10, cylindrical protrusions of different heights 17, 18 are made. In the upper part of the hollow shaft 9 of the impeller unit 10, a check valve 19 is installed, which allows air to escape from the hollow shaft 9 and prevents the slurry from entering the hollow shaft 9. Cap 20, having blades 21, made, for example, in the form of bent tubes, using a threaded connection is rigidly connected to the hollow shaft 9 of the impeller unit 10, while providing a gap for air passage between the cap 20 and the outer side of the hollow shaft 9. The lower part of the cap 20 has outer cylindrical protrusions 22, 23, located coaxially to the hollow shaft 9. When connecting the cap 20 with a hollow shaft 9, the projections 22, 23 of the cap 20 pass between the cylindrical projections 17, 18 of the flotation chamber 8 at a distance of 1-3 mm from the bottom of the chamber.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В исходном положении посредством электромагнита 6 заглушка 7 перекрывает поступление воздуха в полый вал 3 двигателя 2. Флотокамера 8 устанавливается на корпус 1, при этом происходит герметичное соединение полого вала 9 импеллерного блока 10 с полым валом 3 двигателя 2. Во флотокамеру 8 наливают пульпу. Пульпа частично заполняет зазор: наверху - между колпачком 20 и наружной поверхностью полого вала 9 импеллерного блока 10, и внизу - между наружным выступом 23 колпачка 20 и выступающим цилиндром 17 флотокамеры 8. В таком состоянии обратный клапан 19 предотвращает попадание пульпы в полый вал 9. Для проведения агитации (перемешивания) включают двигатель 2. Полый вал 3 двигателя передает вращение на полый вал 9 импеллерного блока 10, прикрепленный к нему колпачок 20 и лопасти 21. Лопасти 21, вращаясь, перемешивают пульпу, но вследствие того, что поступление воздуха перекрыто заглушкой 7, воздух в пульпу не поступает, флотации не происходит и лопасти 21 только перемешивают пульпу. Для проведения флотации при включении электромагнита 6 заглушка 7 отходит от полого вала 3, вследствие чего благодаря воздушной тяге, создаваемой гидродинамическим взаимодействием лопастей 21 с пульпой, воздух из открытого торца полого вала 3 двигателя 2 поступает в полый вал 9 импеллерного блока 10, обратный клапан 19 пропускает через себя воздушный поток, который затем проходит через зазор между колпачком 20 и наружной стенкой полого вала 9 и через лопасти 21 выходит в пульпу. Образованная в процессе флотации пена самотеком переливается через край флотокамеры, и далее через пеноотводящий желоб 13 удаляется. В процессе флотации расход поступающего воздуха измеряется при помощи расходомера 4 и регулируется дросселем 5. Конструкция корпуса 1 исключает подсосы воздуха откуда-либо еще, кроме расходомера.In the initial position, by means of the electromagnet 6, the plug 7 closes the air flow into the hollow shaft 3 of the engine 2. The flotation chamber 8 is installed on the housing 1, while the hollow shaft 9 of the impeller unit 10 is tightly connected to the hollow shaft 3 of the engine 2. The pulp is poured into the flotation chamber 8. The pulp partially fills the gap: at the top - between the cap 20 and the outer surface of the hollow shaft 9 of the impeller block 10, and at the bottom - between the outer protrusion 23 of the cap 20 and the protruding cylinder 17 of the flotation chamber 8. In this state, the check valve 19 prevents the pulp from entering the hollow shaft 9. To carry out agitation (mixing), turn on the engine 2. The hollow shaft 3 of the engine transmits rotation to the hollow shaft 9 of the impeller unit 10, the cap 20 and blades 21 attached to it. The blades 21, while rotating, stir the pulp, but due to the fact that the air intake is blocked by a plug 7, no air enters the pulp, no flotation occurs and the blades 21 only mix the pulp. To carry out flotation, when the electromagnet 6 is turned on, the plug 7 moves away from the hollow shaft 3, as a result of which, due to the air thrust created by the hydrodynamic interaction of the blades 21 with the pulp, air from the open end of the hollow shaft 3 of the engine 2 enters the hollow shaft 9 of the impeller unit 10, the check valve 19 passes an air stream through itself, which then passes through the gap between the cap 20 and the outer wall of the hollow shaft 9 and through the blades 21 enters the pulp. The foam formed in the process of flotation is poured by gravity over the edge of the flotation chamber, and then it is removed through the froth chute 13. In the process of flotation, the flow rate of the incoming air is measured using a flow meter 4 and is regulated by a throttle 5. The design of the housing 1 excludes air leaks from anywhere other than the flow meter.

В случае аварийной остановки двигателя 2, при которой заглушка 7 не срабатывает, гидродинамическое взаимодействие лопастей 21 с пульпой прекращается, воздушная тяга не создается, и обратный клапан 19 перекрывает воздушный канал, препятствуя поступлению воздуха в полый вал 9. Получившаяся таким образом воздушная пробка останавливает пульпу между наружной стенкой вала 9 и колпачком 20 на уровне, занимаемом ей до начала агитации либо флотации.In the event of an emergency stop of the engine 2, in which the plug 7 does not work, the hydrodynamic interaction of the blades 21 with the pulp stops, the air draft is not created, and the check valve 19 closes the air channel, preventing the flow of air into the hollow shaft 9. The resulting air lock stops the pulp between the outer wall of the shaft 9 and the cap 20 at the level occupied by it before the start of agitation or flotation.

Уплотнение подшипника 15 происходит следующим образом. Уплотнительное кольцо 11 как в статическом положении, так и при вращении вала 9 создает между цилиндрическими выступами 17, 18, 22, 23 воздушную пробку, препятствующую контакту пульпы с кольцом 11, что предотвращает его абразивный износ, значительно увеличивая срок службы.Bearing 15 is sealed as follows. The sealing ring 11, both in a static position and during the rotation of the shaft 9, creates an air lock between the cylindrical protrusions 17, 18, 22, 23, which prevents the slurry from contacting the ring 11, which prevents its abrasive wear, significantly increasing its service life.

При использования лабораторной флотационной машины для различных исследовательских вариантов следует применять флотационные камеры различных размеров. Предлагаемая лабораторная флотационная машина имеет небольшую массу, удобна в использовании позволяет производить замену камер без дополнительных креплений.When using a laboratory flotation machine for different research options, flotation cells of different sizes should be used. The proposed laboratory flotation machine has a low weight, is easy to use and allows you to replace chambers without additional fasteners.

Claims

1. A laboratory flotation machine, including a body, a flotation chamber, an impeller unit, characterized in that a flotation chamber is installed on the body containing a hollow shaft motor, an electromagnetic locking device and a device that regulates the air flow entering the hollow shaft of the engine, in the bottom of which it is coaxial the hollow shaft of the engine is equipped with an impeller unit with a hollow shaft, while the hollow shaft of the impeller is hermetically connected to the hollow shaft of the engine.

2. Laboratory flotation machine according to claim 1, characterized in that a cap with blades is attached to the hollow shaft of the impeller unit, which includes a check valve, forming a gap between the cap and the outer side of the hollow shaft of the impeller unit, while at least one cylindrical protrusion the shape of a cap, located coaxially with the hollow shaft of the impeller unit along the lateral surface, forms a gap with cylindrical projections located at the bottom of the chamber.