Аэратор для диспергации сжатого воздуха в пульпе

Полезная модель относится к области обогащения полезных ископаемых флотационным способом и может быть использована для диспергации сжатого воздуха в пульпе в пневматических флотационных машинах.
Известны различные  конструкции  пневматических и пневмогидравлических аэраторов для диспергации сжатого воздуха в пульпе  обогатительных устройств. Конструкции пневматических аэраторов  представлены на рис. 2.1-2.23 где сжатый воздух диспергируется  на отдельные пузырьки при пропускании его в пульпу через пористые  или перфорированные материалы. Распространение получили также аэраторы из резиновых перфорированных трубок  представленных на рис. 2.18-2.20, 2.21, обеспечивающие достаточную аэрацию пульпы в машине пузырьками воздуха оптимального размера. (см Черных С.И.  Создание флотационных мащин пневматического типа и опыт их применения на обогатительных фабриках. М. ЦНИИцветмет экономики и информации, 1995г.).
Недостатком известных аэраторов является ограниченный срок их службы из-за быстрого забивания отверстий аэратора минеральными частицами, находящимися в пульпе и старения.
Наиболее близким по технической  сущности с заявляемой полезной моделью является аэратор газлифтного типа для диспергации сжатого воздуха в пульпе патент РФ на полезную модель № 37716, который включает в себя внешнюю трубу с патрубком для подачи сжатого воздуха, перфорированную трубу расположенную соосно внутри внешней трубы, между которыми образована полость, разгонную трубу с отверстием в центре, расположенную соосно над внешней трубой, устройство для выброса пульповоздушной смеси.  Причём патрубок  для подачи сжатого воздуха выполнен тангенциальным к боковой поверхности внешней трубы, а устройство для выброса пульповоздушной смеси выполнено в виде усечённого конуса из отбойных дисков, основание которого размещено на верхнем срезе разгонной трубы.
Недостатком известного аэратора является его небольшая производительность по сжатому воздуху. При повышении расхода сжатого воздуха выше определенного предела, весь его объем не успевает проходить через отверстия внутрь перфорированной трубы и излишек недиспергированного  воздуха в виде крупных пузырей уходит в рабочую камеру флотомашины через зазор между нижними концами внешней сплошной и внутренней перфорированной труб. Это приводит к возникновению турбулентных потоков в рабочей камере флотомашины и нарушению процесса флотации.
Техническая задача, на решение которой направлена  заявляемая полезная модель – увеличение производительности аэратора по сжатому воздуху без выхода в рабочую камеру флотомашины крупных пузырей воздуха.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном аэраторе для диспергации сжатого воздуха, включающем сплошную внешнюю трубу с расположенным тангенциально патрубком для подачи сжатого воздуха, перфорированную трубу, расположенную соосно внутри внешней трубы, между которыми образована межтрубная полость, разгонную трубу с отверстием в центре, расположенную соосно над внешней трубой, устройство для выброса  пульповоздушной смеси, образованная между внешней сплошной трубой  и внутренней перфорированной трубой межтрубная полость снабжена крышкой, которая выполнена в виде кольцевого диска,  полностью перекрывающего нижнюю часть полости.
Кроме того, крышка жестко закреплена на торцевой части труб  сваркой или резьбовым соединением.
Фиг.1
А-А.
На чертеже  изображен общий вид заявленного аэратора и крышка  на  разрезе
Заявленный аэратор включает в себя сплошную внешнюю трубу 1 с патрубком для подачи сжатого воздуха 2, перфорированную трубу 3, расположенную соосно внутри внешней трубы 1. Между внешней трубой 1 и перфорированной трубой 3 размещена межтрубная полость (позицией не обозначена). Патрубок 2 для подачи сжатого воздуха выполнен тангенциальным к боковой поверхности внешней трубы 1. Разгонная труба 4 расположена соосно над внешней трубой 1. Устройство для выброса пульповоздушной смеси выполнено в виде усечённого конуса из отбойных дисков 5, основание которого размещено на верхнем срезе разгонной трубы 4. Крышка в виде дискового кольца 6 закрывает нижнюю часть межтрубной полости (между внешней трубой 1 и перфорированной трубой 3).
Заявленный аэратор работает следующим образом:
Сжатый воздух, подаваемый через тангенциально расположенный воздухопроводящий патрубок 2 в межтрубную полость между сплошной внешней трубой 1 и перфорированной трубой 3 создаёт вращающийся поток и через отверстия поступает внутрь перфорированной трубы 3, создавая область пониженного давления. Пульпа засасывается через открытый нижний конец перфорированной трубы 3, перемешивается с воздухом, в виде пульповоздушной смеси с высокой скоростью движется вверх по разгонной трубе 4 на отбойные диски 5 и выбрасывается в щели между ними. Крышка 6 закрывает межтрубную полость между стенками внешней сплошной 1 и внутренней перфорированной труб 3 и не позволяет сжатому воздуху в виде крупных пузырей  уходить в рабочую камеру флотомашины. За счет этого повышается количество подаваемого в аэратор сжатого воздуха.
Аэратор испытан в промышленных условиях на медьсодержащем сырье. Результаты испытаний представлены в таблице.
Таблица – Результаты промышленных испытаний
№№ п.п.
Наименование показателя
Аэратор
Заявленный
Известный
1
Максимальный расход  сжатого воздуха в аэратор без эффекта бурления пульпы в рабочей камере флотомашины
80
40
2
Показатели флотации в флотомашине:Массовая доля меди, %        -     в питании- в пенном продукте- в хвостахИзвлечение меди в пенный продукт, %
0,8522,700,1780,60
0,8522,560,3263,25
Результаты, приведённые в таблице, свидетельствуют о том, что конструкция заявленного аэратора позволяет вести процесс флотации с большим расходом воздуха  и, соответственно, повысить показатели флотации во флотомашине.