FI113687B - Vaahtopumppuja koskevat parannukset - Google Patents

Description

113687

Vaahtopumppuja koskevat parannukset - Förbättringar av skumpumpar Tämä keksintö koskee yleisesti laitteistoa fluidien pumppaamiseksi ja tarkemmin sanottuna siipipyörää pumppua varten, joka soveltuu käytettäväksi vaahtoisien flui-5 dien, kuten vaahdotuskonsentraattien, pumppaamiseksi. Esimerkki tällaisista vaahtoisista fluideista voi tyypillisesti olla veden, ilman ja mineraalihiukkasten seos, jota voidaan tuottaa mineraalien vaahdotuksella kaivostuotannon prosessilaitoksissa. Seuraavasta selityksestä on kuitenkin ymmärrettävissä, että tätä keksintöä voitaisiin sopivasti käyttää myös muissa sovelluksissa. Esimerkiksi pumppu voi olla sopiva 10 käytettäväksi viskoosien lietteiden kanssa.

Mineraalien prosessointilaitoksissa käytetään usein prosessia, joka tunnetaan nimellä vaahdotus, halutun mineraalin erottamiseksi hylkykivestä. Tämä aikaansaadaan vaahdotussäiliössä tai kennossa, johon liete on sijoitettu ja johon on lisätty pieniä ilmakuplia ja reagensseja. Sitten säiliön sisältöä sekoitetaan ja näin syntyväs-15 sä vaahdossa, joka nousee vaahdotuskennon yläosaan, on halutun mineraalin hienoja hiukkasia kiinnittyneinä vaahtokupliin. Vaahdon kerääminen tarjoaa sitten keinon kerätä haluttu mineraali, joka on erotettu prosessin avulla.

Vaahdotusprosessissa syntyvä vaahto sisältää halutun mineraalin ja normaalisti se täytyy pumpata seuraavaan prosessivaiheeseen. Syntyneen vaahdon erilaiset tyypit : ·, 20 riippuvat paljon vaahdotettavasta hiukkaskoosta, reagenssien tyypistä ja määrästä ja ‘ . ilmakuplien määrästä ja koosta. Vaahdotusprosessi on jatkuvatoiminen, mutta ny- » · kyisin ei ole olemassa kaupallisesti saatavaa laitteistoa, joka pystyy vähentämään vaahdon ilmamäärää eikä ole käytännöllistä antaa ilman erottua itsestään ennen ‘ vaahdon pumppaamista.

25 Hyvien talteenottotuloksien saavuttamiseksi vaaditaan, että mineraali jauhetaan hy- vin hienojakoiseksi (joissain tapauksissa alle 10 mikronia). Lisäksi hyvän mineraa- .··, litalteenoton saavuttamiseksi käytettyjä reagensseja täytyy kontrolloida, mutta mel- * ’·' ko usein tästä yhdistettynä kuplien määrään, joka on välttämätöntä prosessin saa- :.i.: miseksi tehokkaaksi, seuraa hyvin vakaa ja sitkeä vaahto. Nämä sitkeät vaahdot jä- 30 tettynä säiliöön tyypillisesti tarvitsisivat 12-24 tuntia muuttuakseen ainoastaan ve-.:. deksi ja kiinteäksi aineeksi, ts. kuplat dispergoituvat äärimmäisen hitaasti.

'···' Pumput, joita käytetään nykyisin vaahdon pumppaamiseksi, ovat muodoltaan pys tyyn ja/tai vaakasuoraan asetettavia pumppuja. Pystypumput on järjestetty niin, että pumpun imuaukko on sijoitettu tavallisesti pystysuoraan ja vaakapumput on sijoi- 2 113687 tettu niin, että pumpun imuaukko on sijoitettu yleensä vaakasuoraan. Pystymalliset vaahtopumput ovat osoittaneet pumppaavansa hyvinkin sitkeätä vaahtoa, mutta ovat melko usein fyysisesti suuria ja ne täytyy itse asiassa ottaa huomioon mineraalilai-toksen alkuperäisessä suunnittelussa. Vaakapumppuja on toisaalta käytetty vaahto-5 pumppauksessa, mutta ei aina menestyksellisesti sitkeätä vaahtoa pumpattaessa. Vaakapumput ovat olleet perinteisesti tarkoituksellisesti ylimitoitettuja vaahtosovel-luksissa. Suurempi pumppu tarkoittaa, että ne voivat olla tehottomia sillä seurauksella, että virtaus on alhainen ja ilman sekoittuminen suurta vaahtoa suurella pumpulla pumpattaessa. Mekaanisista vioista voi tulla ongelma epävakaassa pumppauk-10 sessa. Vaahto on täynnä ilmaa, mutta hyvin pienellä kuplakoolla on vähemmän tehoa kuin samalla ilmamäärällä suurempina kuplina. Kuitenkin on olemassa piste, missä pumpun vaahtotoleranssi putoaa ilman vaikutuksen vuoksi. Pumpun ilmatole-ranssia kutsutaan myös nettopositiiviseksi imuksi (net positive suction, NPSH), ts. mitä pienempi nettopaine pumpun sisäänotossa on, sitä todennäköisempää on, että 15 suorituskykyyn on vaikutusta.

Tämän keksinnön kohde on saada aikaan parempi siipipyörä, joka soveltuu käytettäväksi vaahtopumpuissa ja joka parantaa sen suorituskykyä.

Tämän keksinnön erään aspektin mukaisesti saadaan aikaan siipipyörä, joka soveltuu käytettäväksi keskipakoispumpussa, pumpun sisältäessä pumpun pesän ja pum-20 pun imuaukon, siipipyörän sisältäessä päärunko-osan, joka sisältää useita ensisijaisia pumpun siipiä ja yhden tai useamman virtausta indusoivan siiven, joka ulottuu . i # ulospäin siipipyörän päärunko-osasta.

Tämän keksinnön toisen aspektin mukaisesti saadaan aikaan keskipakoispumppu, * ‘ joka sisältää pumpun pesän ja pumpun imuaukon, ja siipipyörän, joka sisältää pää- 25 runko-osan, joka sisältää useita ensisijaisia pumpun siipiä ja yhden tai useamman • · » virtausta indusoivan siiven, joka ulottuu ulospäin siipipyörän päärunko-osasta, siipipyörän päärunko-osan ollessa asennettu pyörimään pumpun pesässä pyörimisak- • * · ‘; selin (X-X) ympäri.

•« » • · Tämä järjestely on sellainen, että kun asennetussa asemassaan pumpussa siipipyö- : *.: 30 rän päärunko-osa on sijoitettu pumpun pesän sisälle ja kukin virtausta indusoiva sii- ·:·*: pi ulottuu pumpun imuaukkoon. Siipipyörä on asennettu pyörimään keskellä ole- .!. van pyörimisakselin ympäri ja pumpun imuaukko on sijoitettu pyörimisakselin alu- ** , eelle. Fluidia pumpataan sitten pumpun siipien avulla ja se poistuu sieltä siipipyörän • » 3 113687 kehällä. Järjestely on sellainen, että fluidin virtauksessa pumpun pesään on sekä akselin suuntaiset että säteen suuntaiset komponentit.

Eräässä muodossa siipipyörän päärunko-osa sisältää suojuksen ensisijaisten pumpun siipien toisella puolella, suojuksen ollessa erillään pumpun imuaukosta asen-5 netussa asennossaan. Tässä erityisessä suoritusmuodossa, pumpun siivet ulottuvat suojuksesta ja niissä on vapaa reuna, joka on pumpun pesän pumpun imuaukon puolen vieressä asennetussa asennossaan. Edullisesti kukin virtausta indusoiva siipi on kiinnitetty yhden tai useamman pumpun siiven vapaaseen reunaan ja asennettuna se työntyy imuaukkoon. Edullisesti kuhunkin pumpun siipeen on kiinnitetty vir-10 tausta indusoiva siipi.

Tämän keksinnön toisessa muodossa päärunko sisältää kaksi erilleen sijoitettua suojusta pumpun siipien jäädessä niiden väliin. Tässä suoritusmuodossa kukin virtausta indusoiva siipi työntyy suojuksesta pumpun pesän pumpun imuaukkopuolen vieressä ja ulottuu imuaukkoon.

15 Edullisesti kussakin virtausta indusoivassa siivessä on reuna, joka on kiinnitetty pumpun siiven vapaan reunan osaan tai joka on sen yhtenäinen osa ja joka ulottuu siitä ulospäin etupinnan ulottuessa yleensä osittain kierteisenä poikkileikkauksena.

Virtausta indusoivien siipien muoto ja niiden asema niiden ollessa asennettuna saa ' aikaan ylimääräistä pyörimistä vaahdossa ennen sen saapumista pumppuun ja sa- :·. # 20 manaikaisesti antaa paremman ja tasaisemman syötön pääsiipipyörän kanavaan vaahtoa varten. Virtausta indusoivien siipien vaikutus alentaa nettopositiivista huip-. purajavaatimusta, joka tarvitaan, jotta pumppu suoriutuisi kunnolla esimerkiksi sil keistä vaahdoista.

• ft»· ; Sitkeissä vaahdoissa on yleensä korkea ilmapitoisuus, joten on vaikeata kohdistaa 25 minkään tyyppistä voimaa tai painevoimaa vaahtoon, koska voimat eivät läpäise ·:·: vaahdon massaa. Näin vaahto ei helposti kulkeudu pumpun imuaukkoon tai pum- .“·. pun siipipyörään. Koska pumpun siipipyörä lisää energiaa fluidiin tai vaahtoon, jota se pumppaa, voidaan nähdä, että on välttämätön vaatimus saada vaahto kulkeutu-

I t I

maan siipipyörään mahdollisimman helpolla tavalla. Sekä tämä keksintö että imu-30 aukon NPSH-vaatimusten aleneminen tekevät mahdolliseksi siipien ulottamisen ·· pumpun imuun ja luovat paljon paremman syötön siipipyörään, ts. vähemmän ko- *. koonpuristumista ja hävikkiä siipipyörän syötössä. Kun siipipyörä pyörii, siivet käytännössä ’’kuorivat” tai ’’kauhovat” sitkeätä vaahtoa. Tämän toiminnan avulla vaahtoa on helpompi vetää siipipyörään pumppausta varten.

4 113687 Tätä keksintöä voitaisiin normaalisti käyttää mihin tahansa olemassa olevaan pumppumalliin, mutta erityisesti se soveltuu makaaviin lietepumppuihin ja liete-pumppuihin, joiden imuaukko on suurempi kuin mitä normaalisti vaaditaan. Sitä voitaisiin myös käyttää helposti avosiipisiin pumppuihin. Ts. siipipyöriin, joissa ei 5 ole etusuojusta, kuitenkin, kuten on selitetty, ei ole mitään estettä käyttää tätä keksintöä standardipumppuihin tai suljettusiipisiin pumppuihin.

Lisäksi tämän keksinnön siipipyörä voisi soveltua käytettäväksi minkä tahansa vaikean lietteen tai fluidin, kuten suurtiheyksisen viskolietteen, pumppaamiseksi ja sen vuoksi sen käyttö ei rajoitu nimenomaan vaahtojen pumppaukseen.

10 Tämän keksinnön edullisia suoritusmuotoja selitetään jäljempänä viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on kaavamainen perspektiivikuva tämän keksinnön mukaisen siipipyörän eräästä suoritusmuodosta; kuvio 2 on kaavamainen perspektiivikuva erään pumpun siipipyörästä ja pumpun 15 imuaukko-osasta; kuvio 3 on kaavamainen sivukuva, jossa esitetään kuvioiden 1 ja 2 siipipyörä asennettuna pumpun pesään; ja ...: kuvio 4 on edestä päin kuva kuvioissa 1-3 esitetystä pumpun siipipyörästä.

,Viitaten ensin kuvioon 3, siinä esitetään osittaisena poikkileikkauksena osa keski-20 pakoispumpusta, jota on merkitty yleisesti viitenumerolla 50, joka sisältää pumpun I · . kotelon 51, jossa voi olla pumpun vuoraus tai sitä ei ole, pumpun pesän 54 ja pum- pun imuaukon 56. Lisäksi siinä on esitetty siipipyörä 10, joka on asennettu pumpun pesään 54 pyöriäkseen pyörimisakselin X - X ympäri.

Esitetyssä suoritusmuodossa siipipyörä 10 sisältää päärunko-osan 12, jossa on .· ·. 25 taempi suojus 14, jonka takapinnalla on vastasiipipyörän siivet 18 ja pumpun siipien 16 sarja, jotka ulottuvat pumpun imuaukkoa 56 kohti. Siipipyörä 10 sisältää useita virtausta indusoivia siipiä 20, jotka ulottuvat kustakin pumpun siivestä 16 pumpun imuaukkoon 56. Kuten kuviossa 2 esitetään, materiaali kulkeutuu siipipyörään ·1 nuolen D suuntaisesti ja kulkeutuu ulos nuolen E suuntaisesti. 2 2 30 Kuten kuviossa 3 esitetään, siipipyörän 10 ollessa asennettuna pumppuun 50, siipi pyörän päärunko-osa 12 on sijoitettu pumpun pesän 54 sisälle ja virtausta indusoivat siivet 20 ulottuvat pumpun imuaukkoon 56. Pumpun imuaukko 56 on sijoitettu 5 113687 pyörimisakselin X - X alueelle ja järjestetty niin, että sisään tuleva fluicii tulee pumpun pesään sisältäen sekä akselin suuntaisia että säteen suuntaisia komponentteja. Sitten fludia pumpataan pumpun siipien avulla ja se poistuu sieltä siipipyörän kehältä.

5 Pumpun siivet 16 ovat tavanomaista muotoa ja niissä on vapaa reuna 17 virtausta indusoivien siipien 20 ulottuessa sen osasta. Kukin virtausta indusoiva siipi 20 sisältää pinnan 21, joka on ulottuu pumpun siivistä yleensä osittain kierteisellä mallilla. Kukin virtausta indusoiva siipi 20 on kiinnitetty pumpun siiven 16 vapaaseen sivureunaan 17 tai muodostettu sen osaksi. Kuten esitetään laitteessa on neljä pum-10 pun siipeä ja neljä niihin liitettyä virtausta indusoivaa siipeä.

Lopuksi on ymmärrettävä, että erilaiset muutokset, muunnokset ja/tai lisäykset voivat sisältyä erilaisiin konstruktioihin ja osien järjestelyihin poikkeamatta tämän keksinnön hengestä tai suoja-alasta. 1 · • · • · • · ·

Claims (10)

113687

1. Pumpun siipipyörä (10), joka soveltuu käytettäväksi keskipakoispumpussa (50) pumppaamaan vaahtoa tai viskoosia fluidia, pumpun sisältäessä pumpun pesän (54) ja pumpun imuaukon (56), siipipyörän, joka pumpun pesään asennettuna pyörii 5 pyörimisakselin (X-X) ympäri ja käsittää päärunko-osan (12), joka sisältää useita ensisijaisia pumpun siipiä (16), joissa kussakin on vapaa etureuna (17), tunnettu siitä, että yksi tai useampi virtausta indusoiva siipi (20), joka on kiinnitetty pumpun vapaaseen etureunaan, tai joka on sen yhtenäinen osa, ja ulottuu ulospäin ensisijaisen pumpun siiven vapaasta etureunasta yleisesti pyörimisakselin suuntaan, jolloin 10 yhdellä tai useammalla virtausta indusoivalla siivellä on pinta (21), joka on yleensä ulkomuodoltaan osittain kierteinen ja asennetussa asemassaan ulottuu pumpun imu-aukkoon siten, että se muodostaa koverruksen indusoimaan virtausta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen siipipyörä, jossa siipipyörän päärunko-osa sisältää suojuksen (14) ensisijaisten pumpun siipien toisella puolelle, suojuksen olles- 15 sa erillään pumpun imuaukosta asennetussa asemassaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen siipipyörä, jossa pumpun siivet ulottuvat suojuksesta, jonka vapaa etureuna on pumpun pesän pumpun imuaukkopuolen vieressä asennetussa asemassaan.

•, 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen siipipyörä, jossa kuhunkin pumpun siipeen on 20 liitetty virtausta indusoiva siipi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen siipipyörä, jossa päärunko-osa sisältää kaksi ' i erillään olevaa suojusta pumpun siipien jäädessä niiden väliin.

• , 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen siipipyörä, jossa kukin virtausta indusoiva siipi ulottuu suojuksesta pumpun pesän pumpun imuaukkopuolen vieressä ja ulottuu 25 pumpun imuaukkoon.

: 7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen siipipyörä, jossa yhdessä tai useammassa virtausta indusoivassa siivessä on reuna, joka on kiinnitetty yhden » ’ pumpun siiven vapaan etureunan osaan tai joka on sen yhtenäinen osa. •

8. Keskipakoispumppu (50) pumppaamaan vaahtoa tai viskoosia fluidia, joka si-! 30 sältää patenttivaatimuksen 1 mukaisen siipipyörän (10), pumpun pesän (54) ja pumpun imuaukon (56), mainitun siipipyörän ollessa asennettu pyörimään pumpun pesässä pyörimisakselin (X-X) ympäri. 113687

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pumppu, jossa siipipyörä sisältää suojuksen (14) ensisijaisten pumpun siipien toisella puolella, suojuksen ollessa erillään pumpun imuaukosta asennetussa asennossaan, pumpun siipien ulottuessa suojuksesta ja niissä on vapaa etureuna, joka on pumpun pesän pumpun imuaukkopuolen vieressä 5 asennetussa asennossaan, yhden tai useamman virtausta indusoivan siiven, joka on kiinnitetty tai yhtenäinen osa pumpun siiven vapaata etureunaa ja työntyy imuauk-koon.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pumppu, jossa päärunko-osa sisältää kaksi erilleen sijoitettua suojusta pumpun siipien jäädessä niiden väliin, yhden tai use- 10 ämmän virtausta indusoivan siiven työntyessä suojuksesta pumpun pesän pumpun imuaukkopuolen vieressä ja ulottuessa imuaukkoon.