FI79042C - Flotationsmaskin. - Google Patents

Description

1 79042

Vaahdotuskone

Keksintö liittyy laitoksiin, joissa rikastetaan mineraaleja vaahdottamalla malmeja, hiiltä ja muita mineraaliraaka-ainei-ta, ja tarkemmin sanottuna se liittyy vaahdotuskoneisiin.

Alalla tunnetaan eräs vaahdotuskone, jossa ilmaa sumutetaan pyörteiseen rajakerrokseen. Koneessa on kenno, jossa on panostus- ja purkauslaitteet, ontto akseli, joka on asennettu mainittuun kennoon ja joka kannattaa katkokartion tai puolipallon muotoista potkuria rihlauksineen. Potkuria peittää ylhäältä pyöreä laatta (vrt. N. F. Mescheryakov "Flotation Machines and Apparatuses" (venäjänkielinen), Moskova, Nedra-kustantamo, 1982, ss. 105-106).

Tässä laitteessa paineilma, joka tulee potkurin pohjaosassa olevasta aukosta, joutuu potkurin pyöriessä yhdessä lietteen kanssa alttiiksi kohoumien (rihlauksen) vaikutukselle ja nousee pohjalta ylöspäin nousevaa kierukkamaista rataa noudattaen ylälaattaan saakka. Laatta heittää sitten lietteen ja ilman seoksen kennon seinämille.

Tämä laite ei voi olla tehokas, kun se upotetaan syvälle kapa-; siteetiltaan suurissa vaahdotuskoneissa, koska lietteen teho kas ilmastus tapahtuu suhteellisen ohuessa kerroksessa lähellä potkurin yläosaa. Samanaikaisesti potkurin pyörintänopeu-den kasvaessa tai kun potkurin halkaisijaa suurennetaan, pyör-teinen rajakerros hajoaa ja energiantarve kasvaa.

Alalla tunnetaan myös eräs vaahdotuskone, joka käsittää kennon, jossa on panostus- ja purkauslaitteet, ontto akseli, joka kannattaa kennoon sovitettua potkuria. Tämän koneen potkurissa on pystysuuntaiset U-muotoiset siivet, joiden poikki-leikkausala muuttuu pystysuorassa suunnassa pienentyen potkuria alaspäin mentäessä. Siivet on asennettu siten, että vierekkäisten siipien lavat rajaavat tilan välttämättä syötetyn 2 79042 ilman poistumista varten. Siipiä peittää ylhäältä pyöreä laatta. Koneeseen on sovitettu staattori samanakselisesti potkurin kanssa ja siinä on pystysuuntaiset siivet (vrt. N.F. Mescheryakov: "Flotation Machines and Apparatuses", Moskova,

Nedra, 1982, ss. 132-133).

Tällaisen potkurin toimiessa paineilmaa suihkuaa ulos siipien raoista ja U-muotoiset siivet suihkuttavat lietettä staatto-rin pystysuuntaisiin siipiin. Ilmaa sumutetaan staattorin ja potkurin väliseen tilaan. Tämä laite tekee mahdolliseksi lietteen ilmastamisen suurikokoisissa vaahdotuskoneissa, mutta tämä tapahtuu ylimitoittamalla laite voimakkaasti (suurempikokoinen potkuri ja vastaavan kokoinen potkurin kanssa koak-siaalinen staattori), jolloin energiantarve vastaavasti kasvaa .

Lopuksi vielä tunnetaan vaahdotuskone, jossa on kenno panostus- ja purkauslaitteineen, kennoon sovitettuja stabilaatto-reita ja ontto akseli, joka on kytketty käyttölaitteeseen ja jonka toisessa päässä on kahden pyöreän laatan muodostama pot-; kuri: ylälaatan, jossa on keskellä aukko, ja alalaatan, jot ka liittyvät toisiinsa siivillä. Laattojen väliin asennetut siivet aikaansaavat lietteen kiertämisen eli sen imeytymisen ylälaatan keskiaukosta ja työntymisen ulos kennon kehää kohti siipien välissä olevien tilojen kautta. Alalaatassa on tappeja, joissa on pystysuuntaisia säteen suuntaan sovitettuja levyjä (vrt. US-patentti 3 843 101).

Tässä vaahdotuskoneessa ilmaa syötetään potkurin alalaatan alta ja sen hajottavat tapit, joiden päässä on levyjä, ja staattorin siivet. Potkuri panee lietteen siirtymään kennon keskiosasta sen kehää kohti laattojen väliin asennettujen siipien ja alaosassa olevien levyillä varustettujen tappien vaikutuksesta, ilman hajotessa ainoastaan potkurin alaosan vaikutuksesta ja potkurin yläosan aikaansaamia virtauksia käytetään ainoastaan lietteen ja ilman seoksen jakelemiseen kennossa. Tämä laite ei voi taata lietteen tasaista tiheyttä 3 79042 kennon pystysuunnassa, joten sen tuotantokyky on rajallinen. Lisäksi tässä koneessa, kuten edellä kuvatussakin, tarvitaan staattori, joka on ehdottoman välttämätön, jotta liete saadaan tehokkaasti ilmastetuksi, joten laitteen valmistukseen tarvitaan enemmän metallia ja sen rakenne tulee monimutkaisemmaksi .

Keksinnön pohjana on kysymys siitä, miten saada aikaan vaahdo-tuskone, jossa on sellainen potkuri, joka takaa lietteen tehokkaan ilmastuksen kapasiteetiltaan suurissa vaahdotusken-noissa tarvitsematta käyttää staattoria, samalla energiantarvetta pienentäen.

Tämä kysymys ratkaistaan vaahdotuskoneella, jossa on kenno, jossa on panostuslaite ja purkauslaite, ja kennon sisällä on stabilisaattori ja ontto akseli, joka on kytketty käyttölaitteeseen ja jonka vastakkaisessa päässä on potkuri, jonka muodostaa kaksi pyöreää laattaa: ylälaatta, jossa on keskellä aukko, ja alalaatta, laattojen liittyessä toisiinsa siivillä, ja keksinnön mukaan kukin siipi muodostuu kahdesta levystä, jotka ovat keskenään samansuuntaiset ja joiden väliin jää tila, joka on yhteydessä akselin sisään, levyjen ollessa muodoltaan sellaiset, että levyjen poikkileikkausala kasvaa ylälaa-tasta alalaattaan päin mentäessä.

Siivet voivat olla säteen suuntaiset ja siten, että niiden levyjen tasot ovat suorassa kulmassa pyöreiden laattojöh tasoihin nähden.

Siivet voivat olla sovitetut siten, että levyjen tasot leik-kaavat laattojen tasot linjoissa, jotka muodostavat kulmana laattojen säteisiin nähden.

Levyjen tasot voivat olla suorassa kulmassa laattojen tasoi hin nähden tai ne voivat leikata laattojen tasot kulmassa γ“, joka ei ole 90°.

4 79042

Kunkin siiven muodostavat levyt voivat edullisesti olla eripituiset säteen suunnassa.

Siipien levyjen väliset tilat ovat edullisesti suljetut potkurin kehältä ja kunkin siiven potkurin pyörimissuunnassa katsottuna ylävirranpuoleiseen levyyn on tehty rako, joka ulottuu siiven koko korkeudelle sen ulkoreunan vieressä ilman päästämiseksi ulos.

Keksinnön mukainen vaahdotuskone mahdollistaa ilman, joka syötetään siipien raoista, hajottamisen lietevirran suurimman nopeuden alueelle, minkä vaikutuksesta lietteen ja ilman ' seos menee kennon sisempään osaan vaikka potkuri on kooltaan pienempi. Huomattakoon, että ilmafaasi hajotetaan vielä toistamiseen ennen kuin se suihkuaa poispäin potkurista pyörteisiin virtauksiin, jotka muodostuvat potkurin siipien alavirran puolella. Tämä järjestely mahdollistaa staattorin poisjättämisen, jolloin vaahdotuskoneen rakenne saadaan yksinkertaisemmaksi ja hajotetun ilman määrää saadaan lisätyksi hajotuksen laadun pysyessä korkealaatuisena, jolloin vaahdotusprosessi saadaan intensiivisemmäksi. Energian ominaiskulutuksen pieneneminen saadaan aikaan ilmastuslaitteen pienemmän koon ansiosta eli siis ilmastuslaitteen pienemmän lineaarisen nopeuden ansiosta.

Keksintöä kuvataan seuraavassa sen erityissuoritusmuotojen yhteydessä liittyen liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti pituussuuntaista halkileikkaus-ta eräästä vaahdotuskoneesta.

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaa A kuviosta 1 suuremmassa mittakaavassa.

Kuviot 3, 4, 5, 6 ja 7 ovat perspektiivikuvia potkurista ont- toine akseleineen siipien eri suoritusmuotojen valaisemiseksi .

Kuviossa 1 vaahdotuskone käsittää kennon 1, joka on asennettu 5 79042 tukirakenteelle 2 ja siinä on panostuslaite 3, johon kuuluu ulkopuolinen panostussäiliö ja kennon 1 seinässä säiliön alaosassa oleva aukko, ja purkauslaite 4, jossa on purkuaukko 5 kennon 1 yläosassa ja vastaanottokouru 6. Kennon 1 sisään sijoitettu ilmastuslaite käsittää onton akselin 7, joka on kytketty käyttölaitteeseen 8, ja potkurin 9, joka on asennettu onton akselin 7 päähän. Kennon 1 seinämille potkurin 9 yläpuolelle on sovitettu stabilaattoreita 10. Potkurin 9 (kuvio 2) muodostaa kaksi pyöreää laattaa 11 ja 12; ala- ja ylälaat-ta, vastaavasti, jotka ovat keskenään samansuuntaiset ja liittyvät toisiinsa siivillä 13. Ylälaattaan on tehty keskiaukko 14 samankeskisesti onton akselin 7 kanssa ja laatan 11 ylä-ja alapuolelle on tehty säteen suuntaisia ulokkeita 15. Laatan 12 alaseinämään 16 (kuvio 1) päin olevalle puolelle on tehty säteen suuntaisia ulkonemia 17. Lisäksi stabilaattorei-hin 10 kiinnitetty kiertomuhvi 18 on asennettu laatan 11 yläpuolelle samankeskisesti onttoon akseliin 7 nähden. Ontto akseli 7 on varustettu syöttöputkella 19 paineilman päästämiseksi onton akselin 7 sisään.

Kukin siipi 13 (kuviot 2, 3) muodostuu kahdesta laatasta 20, jotka ovat keskenään samansuuntaiset, niin että niiden väliin muodostuu tila 21, joka on yhteydessä onton varren 7 sisään. Siivet 13 muodostavat levyt 20 ovat muodoltaan sellaiset, että niiden poikkileikkausala kasvaa ylälaatasta 11 alalaattaan 12 päin mentäessä. Kuviossa 3 esitetyssä potkurin suoritusmuodossa levyt 20 ovat muodoltaan suorakulmaisia puolisuunnikkaita, joissa on viistottu terävä kulma, ja ne liittyvät pienemmästä kannastaan ylälaattaan 11, puolisuun-nikkaiden suurempien kantojen liittyessä alalaattaan 12. Levyt 20 ovat säteen suuntaiset ja niiden tasot ovat suorassa kulmassa pyöreiden laattojen 11 ja 12 tasoihin nähden.

Potkurin kuviossa 4 esitetyssä suoritusmuodossa siivet 13 on järjestetty siten, että siivet 13 muodostavien levyjen tasot leikkaavat laattojen 11 ja 12 tasot niin, että ne muodostavat kulman OC, joka ei ole 90°, laattojen 11 ja 12 säteisiin 6 79042 nähden. Levyjen 20’ tasot ovat suorassa kulmassa levyjen 11 ja 12 tasoihin nähden ja levyt 20' ovat muodoltaan viisikulmioita, joiden kahdesta samansuuntaisesta sivusta pienemmät liittyvät ylälaattaan 11 ja suuremmat liittyvät alalaattaan 12, ulkoseinämien ollessa kulmassa >'i < 90° laatan 11 tasoon nähden.

Potkurin kuviossa 5 esitetyssä suoritusmuodossa kuvion 4 suoritusmuodosta poiketen levyjen 20 tasot ovat viistot laattojen 11 ja 12 tasoihin nähden muodostaen kulman tc , joka ei ole 90°.

Potkurin kuviossa 6 esitetyssä suoritusmuodossa kuvion 3 suoritusmuodosta poiketen kunkin siiven muodostavat levyt 20 ja 20" on tehty säteen suunnassa eripituisiksi siten, että levyt 20" ovat lyhyemmät.

Potkurin kuviossa 7 esitetyssä suoritusmuodossa levyjen 20 välissä olevat tilat ovat suljetut potkurin kehältä ja kunkin siiven 13 potkurin pyörimissuunnassa katsottuna (kuten kuviossa on osoitettu nuolella B) ylävirranpuoleiseen levyyn 20 on tehty rako 22, joka ulottuu levyn 20 koko korkeudelle siiven 13 ulkoreunan vieressä ilman päästämiseksi näistä raoista. Rako 22 voi olla muodoltaan kuviossa 7 esitetty aukko tai rei'itys.

Keksinnön mukainen vaahdotuskone toimii seuraavasti.

Kenno 1 (kuviot 1, 2, 3) täytetään lietteellä, joka on veden, alle 0,074 mm:n (yli 40 %) kokoisten mineraalihiukkasten, suurempien hiukkasten ollessa enintään 1 mm:n kokoisia, ja sellaisten epäpuhtauksien kuten puulastujen, kumivuorauspartikke-leiden, seosta. Sitten akselin 7 käyttölaite 8 käynnistetään - ja paineilmaa johdetaan putkijohtoon 19. Potkuri 9 alkaa pyöriä ja ilmaa syötetään akselin 7 sisäkanavan kautta siipien 13 levyjen 20 välisiin tiloihin 21 . Potkurin 9 pyöriessä liete joutuu kiertoliikkeeseen ja imeytyy muhvin 18 yläreu- 7 79042 nan yli potkurin 9 keskiaukkoon 14, minkä vaikutuksesta liete pursuu siipien 13 välisten tilojen kautta kennon 1 sisätilaan kennon 1 sivuseinämiä kohti. Samanaikaisesti ilmaa tulee siipien 13 välisistä tiloista 21 lietteeseen. Siipien 13, joissa poikkileikkausala kasvaa ylälaatasta 11 alalaattaan 12 päin mentäessä, muodon vaikutuksesta ilmastettu liete jakautuu tasaisesti kennon 1 koko poikkileikkaukselle, vaikka kenno olisi suurikokoinen. Virtausnopeudet jakautuvat potkurin 9 korkeudelle siten, että lietevirran nopeus ylälaatan 11 vieressä on olennaisesti pienempi kuin alalaatan 12 vieressä. Tällainen järjestely takaa sen, että ilmastettu liete pysyy liikkeessä eri etäisyyksillä potkurista 9: pienillä etäisyyk sillä lähellä potkuria ja etäisyyksillä, jotka ovat verrattavissa potkurin 9 etäisyyteen kennon 1 seinämistä.

Liete kiertää säteen suuntaisesti lisäten ilmafaasin ilmastusta synnyttämällä pyörteitä sekä siipien 13 välissä että potkurin 9 ulostulossa (jyrkän nopeuden laskun ja paine-eron vuoksi). Ilman syöttäminen siipien 13 suurimman nopeuden alueelle yhdessä alkuperäisen lietevirran (joka ei sisällä ilmafaa-sia) potkurin 9 aikaansaaman huomattavan kiertoliikkeen kanssa tekee mahdolliseksi staattorin poisjättämisen ja ilman hajottamisen tehokkaasti ilmastimen pienemmillä lineaarisilla nopeuksilla. Lietteen kiertäminen kennon 1 yläalueilta tekee mahdolliseksi saada lietteen tiheys tasaiseksi kennon 1 koko korkeudella ja se estää olennaisesti suurempien hiukkasten kiertämisen potkurin 9 läpi.

Jottei lietemassa pyörteile potkurin 9 yläpuolella, on koneeseen sovitettu stabilaattorit 10. Laatan 12 alapinnalla olevat ulkonemat 17 estävät vuoraus-, kivi- ja puupartikkeleita joutumasta alalaatan 12 alle.

Potkurin 9 siivet 13 (kuvio 4), jotka on asennettu kulmaan c*. laatan 12 säteisiin nähden, tekevät mahdolliseksi alentaa lietteen virtausvastusta siipien välisissä tiloissa ja lisätä lietteen virtausnopeutta energiankulutuksen pysyessä samana, jolloin vaahdotuskoneen teho paranee.

8 79042

Kun siivet 13 varustetaan alareunaa kohti suippenevilla pälliä, kuten kuviossa 4 on esitetty, on mahdollista, kun kenno on jouduttu hätätilanteessa pysäyttämään, käynnistää se uudestaan alentamatta lietteen vakiiintunutta tiheyttä. Kulman ''' / 70° suuruus valitaan sellaiseksi, että laskeutuvat partikkelit muodostavat alemman tiheyden tilan, joka mahdollistaa aloituksen suorittamisen vähemmällä energiankulutuksella.

Potkurin kuviossa 5 esitetyssä suoritusmuodossa siipien 13 levyt 20, jotka on asennettu kulmaan ^ laatan 12 tasoon nähden, antavat mahdollisuuden parantaa koneen tehoa lisäämällä pumppuna toimivan ilmastuslaitteen kapasiteettia.

Kun potkuri 9 toimii suurikokoisessa kennossa 1, ei mitään nesteen paineen alentumista tapahdu: päinvastoin kennon 1 sy vyyden lisääntyminen vaikuttaa suotuisasti hajotetun ilman määrään ja laatuun (koska syvyyden kasvaminen vaikuttaa lisäävästi nestepaineen staattiseen komponenttiin, kun potkuri on rakennettu keksinnön mukaan).

Levyjen 20 ja 20" rakentaminen säteen suunnassa eri pituisiksi (kuvio 6) mahdollistaa paineen alentamisen enemmän alavirran puolella siiven 13 ulkonevan levyn 20 jälkeen ja lisäpyör-teen muodostumisen hajotusalueella, jolloin ilmafaasin dis-pergoitumisen laatu paranee hajotetun ilman määrien ollessa suuria.

Keksinnön mukaisen vaahdotuskoneen kuviossa 7 esitetyssä suoritusmuodossa hajotettu ilma pääsee raoista 22 kulmassa potkurin 9 siipien 13 välissä olevista tiloista tulevaan lietevir-taan nähden. Liete- ja ilmavirtojen leikkaaminen potkurin pyöriessä antaa mahdollisuuden saada hajotetun ilman laatu olennaisesti paremmaksi ja lisätä sen määrää ilman että energiankulutus kasvaa, joten lietteen ilmastus saadaan tehokkaammaksi .

Claims (7)

9 79042

1. Vaahdotuskone, joka käsittää kennon (1), jossa on panos tus- ja purkauslaitteet (3, 4), stabilaattoreita (10) ja kennoon sijoitettu ontto akseli (7), joka on kytketty käyttölaitteeseen (8) ja jonka päässä on potkuri (9), joka muodostuu kahdesta pyöreästä laatasta (11, 12): ylälaatasta, jossa on keskiaukko (14) ja alalaatasta, jotka liittyvät toisiinsa siivillä (13), tunnettu siitä, että kukin siipi (13) muodostuu parista levyjä (20), jotka ovat keskenään samansuuntaiset, niin että niiden väliin jää tila (21), levyjen ollessa muodoltaan sellaiset, että levyjen (20) poikkileikkausala kasvaa ylälaatasta (11) alalaattaan (12) päin mentäessä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaahdotuskone, tun nettu siitä, että siivet (13) ovat säteen suuntaiset ja niiden levyjen (20) tasot ovat suorassa kulmassa laattojen (11, 12) tasoihin nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaahdotuskone, tunnettu siitä, että levyjen (20") tasot leikkaavat laattojen (11, 12) tasot linjoissa, jotka muodostavat kulman (o*) niiden säteisiin nähden.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen vaahdotuskone, tunnettu siitä, että levyjen (20*) tasot ovat suorassa kulmassa laattojen (11, 12) tasoihin nähden.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen vaahdotuskone, tunnettu siitä, että levyjen (20) tasot leikkaavat laattojen (11, 12) tasot kulmassa (^ ), joka ei ole 90°.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaahdotuskone, tunnettu siitä, että kunkin siiven (13) muodostavat levyt (20, 20") ovat säteen suunnassa eripituiset.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen vaahdotuskone, tunnettu siitä, että siipien (13) levyt (20) ovat 10 79042 suljetut potkurin (9) kehältä, raon (22) ollessa tehty kunkin siiven ylävirran puoleiseen levyyn potkurin (9) pyörimissuuntaan katsottuna, raon ulottuessa siiven (13) koko korkeudelle sen ulkoreunan vieressä ilman päästämiseksi siitä.