УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И АЭРАЦИИ ПУЛЬПЫ В ФЛОТАЦИОННОЙ МАШИНЕ

Полезная модель относится к флотационному обогащению полезных ископаемых, в частности к узлам флотационных машин механического и пневмомеханического типа и других аппаратов, в которых осуществляется перемешивание и аэрация пульпы.
Пульпа представляет собой водную суспензию твердых частиц полезных ископаемых, в большинстве своем обладающих абразивными свойствами и одной из проблем, возникающих при эксплуатации флотационных машин, является абразивный износ их конструктивных элементов, имеющих относительную скорость с суспензией. При этом степень износа тем больше, чем выше относительная скорость, поэтому износу наиболее подвержены рабочие органы узла перемешивания и аэрации - лопасти импеллера и пластины статора.
Кроме того, пульпа, как правило, содержит и различные химически активные соединения, вызывающие коррозию конструктивных элементов, в том числе и рабочих органов импеллеров и статоров, что также ведет к их износу и сокращению срока их службы.
В связи с этим актуальной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства для перемешивания и аэрации из конструкционных материалов, обеспечивающих необходимую прочность для восприятия всех эксплуатационных нагрузок, максимально возможную абразивную и коррозионную стойкость и приемлемую для обеспечения конкурентоспособности стоимость.
Уже известно выполнение импеллеров флотационных машин из металлов, характеризующихся повышенной износостойкостью [1].
Изначально для этого использовался чугун, имеющий необходимые прочностные характеристики и приемлемую стоимость, однако его срок службы исчислялся несколькими месяцами, в дальнейшем чугун стали заменять дорогостоящими легированными сталями, например, хромоникелевыми сплавами, что повысило срок службы импеллеров, но не намного - до одного года.
Известно также выполнение отдельных частей узла перемешивания и аэрации пульпы из полимерных, как правило, эластомерных материалов, а также покрытие наиболее подверженных износу деталей или их частей футеровкой из полимерных материалов. При этом чаще всего используются различные виды резины, полиуретан или полиэстер и т.п. [2].
Использование эластомерных материалов позволяет несколько увеличить срок службы импеллерного узла флотомашин, но тем не менее сохраняется необходимость периодической замены всего узла или его рабочих органов.
Наиболее близким техническим решением из числа известных аналогов полезной модели является устройство для перемешивания и аэрации пульпы, содержащее установленный на приводном валу лопастной импеллер и окружающий его пластинчатый статор, каждая пластина которого покрыта износостойкой эластичной оболочкой, зафиксированной зажимной крышкой [3]. В процессе эксплуатации флотамашины по мере износа защитных оболочек пластин, являющимся неравномерным по их поверхности, производят остановку машины, расфиксацию защитных оболочек и их перемещение таким образом, чтобы заменить изношенную часть оболочки менее изношенной. Сдвинутые оболочки фиксируются и машина может продолжать работать. Эти операции могут повторяться несколько раз, что увеличивает срок эксплуатации узла перемешивания и аэрации пульпы. Однако увеличение срока службы достигается существенным усложнением конструкции, а следовательно ее удорожанием и снижением надежности ее функционирования и также повышением трудоемкости обслуживания флотационной машины.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемой полезной модели, заключается в упрощении конструкции и существенном увеличении срока службы устройства для перемешивания и аэрации пульпы.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для перемешивания и аэрации пульпы, содержащем установленный на приводном валу лопастной импеллер и окружающий его статор, предлагается лопасти импеллера выполнить из базальта и каждую из них закрепить посредством разъемного соединения.
Разъемное соединение лопастей может быть выполнено в виде болтового соединения, обеспечивающего возможность изменения положения лопастей относительно приводного вала и статора.
Статор также может быть выполнен лопастным с рабочими органами в виде пластин из базальта.
Базальтовые лопасти импеллера и пластины статора могут быть получены методом каменного литья [4], позволяющего получить изделия, характеризующиеся высокой твердостью, очень высокой стойкостью к абразивному износу и к коррозии, а также высокой механической прочностью не только на сжатие, но и на растяжение и изгиб. Срок службы базальтовых рабочих органов в 6-10 раз превышает срок службы рабочих органов из хромоникелевых и хромомарганцевых сталей, а также из покрытых износостойкими эластомерными оболочками.
Конструктивное выполнение заявляемой полезной модели проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, не исчерпывающих однако все возможные варианты ее реализации.
На фиг. 1 представлен вид спереди на устройство для перемешивания и аэрации пульпы.
На фиг. 2 показано в увеличенном масштабе сечение A-A на фиг. 1.
На фиг. 3 приведен другой вариант устройства с дисковым импеллером.
На фиг. 4 показано в увеличенном масштабе сечение B-B на фиг. 3.
Устройство для перемешивания и аэрации пульпы содержит расположенный в камере 1 флотационной машины 2 лопастной импеллер 3.
Импеллер 3 закреплен на валу 4, связанном с приводом его вращения (на чертежах не показан). Концентрично импеллеру 3 установлен статор 5, рабочие пластины 6 которого закреплены на плите 7, связанной с камерой 1 флотационной машины 2.
Импеллер 3 имеет лопасти 8, которые в зависимости от типа импеллера и его размеров могут быть выполнены цельно литыми (см. фиг. 1), или составлены из отдельных элементов (фиг. 3). Лопасти 8 крепятся на ступице 9 вала 4 (фиг. 2), либо на закрепляемом на валу 4 диске 10 (фиг. 3). При этом лопасти 8 на диске 10 расположены радиально на верхней и нижней его сторонах или на одной из них. Возможно также выполнение импеллера 3 с двумя параллельно установленными на валу 4 дисками 10, между которыми закреплены лопасти 8 (на чертежах не показано).
Независимо от конструктивного исполнения импеллера 3 наиболее подверженные износу лопасти 8, как и пластины 6 статора 5, выполнены из базальта методом каменного литья, позволяющим получить точные и высокопрочные изделия. Крепление лопастей 8 может осуществляться любым из числа известных разъемных соединений, например, болтовым соединением 11 (см. фиг. 4).
Для изменения положения лопасти 8 относительно вала 4 или диска 10 болтовое соединение 11 может быть выполнено регулируемым, например, путем удлинения отверстия 12 под болт 11 в лопасти 8 (фиг. 4) и/или в диске 10 (фиг. 3).
Выполнение лопастей 8 импеллера 3 из базальта и их разъемное закрепление позволяет упростить конструкцию устройства для перемешивания и аэрации пульпы и существенно повысить срок его службы без увеличения стоимости.
Заявляемое в качестве полезной модели устройство может быть произведено из известных материалов на известном оборудовании и по известным технологиям.
Источники информации:
[1]. SU, №827177, B03D 1/16, 1979.
[2]. US, №4265739, B03D 1/16, 1981.
[3]. US, №4508619, B03D 1/14, 1985, (прототип)
[4]. RU, №2014308, C04B 30/00, 1991.
[5]. SU, №1655018, B03D 1/16, 1989.
[6]. SU, №1233944, B03D 1/16, 1984