ИМПЕЛЛЕР

Предлагаемое устройство относится к элементам оборудования, применяемого в горнодобывающей промышленности для обогащения полезных ископаемых, и предназначено для использования в аэраторах флотомашин. Наиболее близким к предлагаемому устройству является импеллер аэратора флотационной машины, выполненный в составе усеченного конуса с выступами на боковой поверхности и щелями, расположенными равномерно по образующим по боковой поверхности конуса у его нижнего основания за выступами. Усеченный конус соединен с патрубком для подачи воздуха, обращен меньшим основанием вниз, над верхним его основанием находится диск с центральным отверстием и радиальными лопастями 11. Усеченный конус является распределителем воздуха в объеме пульпы.
Недостатком известных импеллеров является относительно низкая эффективность насыщения пульпы воздухом и его диспергирования. Это обусловлено слабым образованием зоны пониженного давления в пульпе у поверхности конуса, способствующего диспергированию воздуха, а также уменьшением эффективного живого сечения щелей для выхода воздуха из патрубка, происходящего при вращении его цилиндрической поверхности с отверстиями относительно вертикальной струи воздуха. В этих условиях для подачи большого количества воздуха в камеру флотомашины необходимо создавать высокое давление, что приводит к выходу струи воздуха из зоны диспергирования между выступами конуса и его «пробулькиванию». Предлагаемый импеллер решает задачу улучшения гидродинамического режима насыщения пульпы воздухом и его диспергирования за счет большей степени понижения давления у поверхности импеллера и увеличения эффективного живого сечения щелей в аэрационном патрубке путем придания струе вращения, синхронного с вращением патрубка.
Это достигается тем, что распределитель воздушной струи в объеме пульпы выполнен в импеллере в виде усеченной восьмигранной пирамиды, а в подводящем воздух аэрационном патрубке установлены вертикальные лопатки. При вращении импеллера части граней, находящиеся в «тени» выступов, имеют больший радиус вращения, чем средина граней, что создает дополнительное понижение давления, способствующее выходу воздуха из распределителя и его диспергированию, в то же время набегающая часть граней увеличивает степень перемешивания пульпы.
Вертикальные лопатки в аэрационном патрубке обеспечивают при вращении импеллера вращательное движение струи поступающего воздуха, синхронное с вращением патрубка. При этом эффективное живое сечение щелей будет равно их номинальному значению, что снизит сопротивление выходу воздуха из распределителя и соответственно энергозатраты, требуемые при повышенном давлении воздуха.
Таким образом предлагаемые новые элементы импеллера улучшают условия
выхода воздуха из распределителя, повышают эффективность его диспергирования за счет интенсификации зоны пониженного давления и перемешивания пульпы у поверхности импеллера.
Общий вид предлагаемого импеллера приведен на фиг.1, фиг.1a - вид снизу. Фиг 2 - вариант выполнения импеллера с лопатками в патрубке, 2а - вид сверху. Импеллер состоит из подводящего в камеру флотомашины воздух аэрационного патрубка 1, соединенного с концентрическим кольцом 2 с радиальными лопатками 3 и распределителя воздуха в виде усеченной восьмигранной пирамиды 4, обращенной меньшим основанием вниз.
В нижней части аэрационного патрубка находятся вертикальные щели 5 для выхода воздуха в пульпу камеры флотомашины, в верхней части - лопатки 6 для придания воздуху вращательного движения. В гранях пирамиды имеются щели 7, являющиеся продолжением щелей 5.
В концентрическом кольце 2 имеются отверстия 8 для циркуляции пульпы в районе поступления воздуха снизу, лопатки 3 закреплены нижними концами в восьмигранной пирамиде. Верхнее основание пирамиды закрыто диском 9, меньшее нижнее сопряжено с концом открытого снизу патрубка 1.
На поверхности граней пирамиды расположены радиальные выступы 10.
Устройство работает следующим образом.
При вращении импеллера лопатки 3 концентрического кольца 2 и радиальные выступы 10 усеченной пирамиды 4 отбрасывают пульпу, засасываемую через отверстия 8 в кольце 2, на периферию и создают в пульпе зону пониженного давления, прилегающую к поверхности импеллера и способствующую выходу воздуха из распределителя 4 через щели 7. Понижению давления в пульпе и увеличению турбулентности способствуют грани усеченной пирамиды 4, имеющие переменный радиус набегания поверхности вращения на пульпу. Лопатки 6 внутри аэрационного патрубка 1 создают вращательное движение струи воздуха, синхронное с вращением импеллера и патрубка. Благодаря этому увеличивается эффективное живое сечение щелей и улучшаются условия насыщения пульпы воздухом.
Вышедший из распределителя 4 воздух поднимается вверх в зону лопаток 3 и смешивается с турбулентным потоком пульпы, при этом происходит его диспергирование. При контакте с частицами полезного минерала последние прилипают к пузырькам и поднимаются вверх в виде минерализованной пены. Предлагаемая новая конструкция импеллера, обеспечивающая повышение степени насыщения пульпы воздухом и его диспергирование - факторов непосредственно влияющих на качество процесса флотации - создает условия для повышения эффективности этого процесса.
Источники информации
1. Патент РФ №2255814 В03 1 14 2002 г.
2. Патент РФ №2158186 В03 1 14 2000 г.