аэрационный узел

Формула изобретения

1. Аэрационный узел, включающий приводной вал, рабочие патрубки с входными и выходными отверстиями, причем оси рабочих патрубков не параллельны оси приводного вала и скрещиваются с ней, корпус размещения рабочих патрубков, прикрепленный к нижней части приводного вала, диспергирующие элементы, расположенные на корпусе размещения рабочих патрубков, отличающийся тем, что снабжен статором, расположенным с зазором к поверхности корпуса размещения рабочих патрубков и к торцам выходных отверстий рабочих патрубков, распределительной камерой, выполненной в корпусе размещения рабочих патрубков, циркуляционной трубой большего диаметра, чем приводной вал, установленной соосно с приводным валом и с зазором к нему.

2. Аэрационный узел по п.1, в котором приводной вал выполнен цельным, нижняя часть циркуляционной трубы сообщается с распределительной камерой через кольцевое отверстие, выполненное в верхней части корпуса размещения рабочих патрубков, в циркуляционной трубе ниже уровня пульпы выполнены отверстия для забора пульпы, а выше уровня пульпы внутреннее пространство циркуляционной трубы сообщается с атмосферой воздуха.

3. Аэрационный узел по п.1, в котором приводной вал выполнен полым, сообщается с входными отверстиями рабочих патрубков через распределительную камеру, кроме того, в приводном вале ниже уровня пульпы выполнены отверстия для забора пульпы, а выше уровня пульпы в приводном вале выполнены отверстия или отверстие для забора воздуха, циркуляционная воздуха, циркуляционная труба не сообщается с распределительной камерой, установлена ниже уровня пульпы в области отверстий для забора пульпы и выполнена цилиндрической или расширяющейся к верху.

4. Аэрационный узел по п.3, в котором на внутренней поверхности циркуляционной трубы выполнены продольные успокоительные ребра, установленные с зазором к приводному валу.

5. Аэрационный узел по п.1, в котором между входными отверстиями рабочих патрубков выполнены перегородки.

6. Аэрационный узел по п.1, в котором рабочие патрубки выполнены непосредственно в теле корпуса размещения рабочих патрубков.

7. Аэрационный узел по п.1, в котором выходные отверстия рабочих патрубков расположены заподлицо с корпусом размещения рабочих патрубков или за его габаритами.

8. Аэрационный узел по п.1, в котором рабочие патрубки по длине имеют различную площадь поперечного сечения при выполнении их, например, сужающимися от входных отверстий к выходным отверстиям, расширяющимися или переменного сечения.

9. Аэрационный узел по п.1, в котором рабочие патрубки имеют различную длину.

10. Аэрационный узел по п.1, в котором рабочие патрубки имеют, например, круглую, эллипсообразную, прямоугольную или треугольную форму поперечного сечения.

11. Аэрационный узел по п.1, в котором на внутренней поверхности рабочих патрубков выполнены формирователи потока пульпы, например, в форме остроугольных или спиралевидных ребер.

12. Аэрационный узел по п.1, в котором рабочие патрубки формой и расположением аналогичны Сегнерову колесу.

13. Аэрационный узел по п.1, в котором рабочие патрубки в корпусе размещения рабочих патрубков выполнены на двух и более уровнях относительно горизонтали.

14. Аэрационный узел по п.1, в котором приводной вал выполнен цельным, нижняя часть циркуляционной трубы сообщается с распределительной камерой через кольцевое отверстие, выполненное в верхней части корпуса размещения рабочих патрубков и расположена с зазором к корпусу размещения рабочих патрубков и к входным отверстиям рабочих патрубков, в циркуляционной трубе ниже уровня пульпы выполнены отверстия для забора пульпы, а выше уровня пульпы циркуляционная труба сообщается с атмосферой воздуха через торцевое отверстие.

15. Аэрационный узел по п.14, в котором на поверхности приводного вала, ниже уровня отверстий для забора пульпы циркуляционной трубы и с зазором к ней выполнены транспортирующие лопасти любой формы, расположенные под углом к горизонтали и в соответствии с направлением вращения приводного вала.

16. Аэрационный узел по п.1, в котором при выполнении приводного вала цельным циркуляционная труба расположена ниже уровня пульпы, причем она сообщается с всасывающей трубой или трубами, сообщающейся с атмосферой воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогатительному оборудованию, и может быть использовано для обогащения руд и промпродуктов цветных и черных металлов в жидкой среде, а также для аэрации различных стоков технологического и бытового происхождения.

Известен аэрационный узел флотационной машины "Денвер D-R" (США) (Мещеряков Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные аппараты и машины. - М.: Недра, 1990, с.147). Аэрационный узел включает приводной вал, лопаточный статор, лопаточный импеллер, раструб, конический стакан, обсадную трубу. При вращении импеллера пульпа всасывается через конический стакан к импеллеру и выбрасывается лопатками импеллера на лопатки статора, установленного с зазором к импеллеру. Воздух подается через обсадную трубу.

Недостатком работы известного аэрационного узла является проскальзывание пульпы в зазоре между лопатками ротора и корпусом статора, за счет чего возникают дополнительные энергозатраты для создания необходимого разрежения. Диспергирование воздуха осуществляется, практически, только на кромках лопаток ротора и статора и не обеспечивается высокая производительность по диспергированию воздуха.

Известен аэрационный узел флотационной машины (RU 2188079 С1, опубл. 27.08.2002), включающий привод с полым валом, лопастной статор и лопастной импеллер, выполненный в виде двух концентрических колец, между которыми закреплены радиальные лопатки. Верхнее кольцо импеллера крепится к валу через крыльчатку, имеющую лопасти трапециевидной формы. Нижнее кольцо импеллера крепится непосредственно к полому валу и на своей нижней поверхности имеет выступы. Подача воздуха производится в пространство под нижним основанием импеллера. При вращении импеллера в его межкольцевом пространстве создается область пониженного давления. Вследствие этого пульпа устремляется внутрь импеллера через отверстия между верхним концентрическим кольцом и валом. Крыльчатка, имеющая лопасти трапециевидной формы, усиливает поток пульпы, расположенной выше импеллера. В дальнейшем пульпа выбрасывается лопатками импеллера в межлопастное пространство статора.

Недостатком работы известного аэрационного узла является то, что диспергирование в основном осуществляется только выступами на нижнем кольце и на кромках лопаток импеллера и статора. Такая конструкция не обеспечивает высокого разрежения для всасывания пульпы и воздуха, а также высокую производительность по диспергированию воздуха.

Известен аэрационный узел флотационной машины (RU 2206406 С1, опубл. 20.06.2003), который содержит полый вал, через который подается воздух, на нем крепятся два импеллера на разных уровнях от дна машины, установленные в статоры. Нижний импеллер выполнен двухступенчатым, верхняя ступень представляет собой диск с окнами, имеющими гидравлически обтекаемую поверхность, и радиальными лопатками. Основание нижней ступени выполнено в виде глухого диска, прикрепленного к валу. Радиальные лопатки нижней ступени, описанная боковая поверхность которых представляет собой усеченный конус, установлены между глухим диском и концентрическим кольцом. В теле лопаток имеются прорези для подачи воздуха. Статор верхнего импеллера выполнен в виде стакана, диаметром несколько большим, чем диаметр описанной окружности радиальных лопаток импеллера. Обечайка верхнего статора представляет перфорированную поверхность, отверстия которой расположены в строго определенном порядке, причем в статор импеллер утоплен частично верхней частью. При вращении конусовидного импеллера в межкольцевом пространстве создается область пониженного давления. Вследствие этого пульпа устремляется внутрь импеллера через окно между валом и концентрическим кольцом. Часть пульпы выбрасывается лопатками импеллера в межлопастное пространство статора, а часть вновь устремляется внутрь нижней ступени импеллера через зазор между валом и внутренней кромкой кольца. Пульпа выбрасывается лопатками нижней ступени импеллера в межлопастное пространство статора. Подача воздуха осуществляется через прорези, имеющиеся в теле лопаток нижней ступени импеллера. Диспергирование происходит вначале лопатками нижней ступени импеллера, дополнительно выступами, находящимися на наружной стороне диска, а затем в межлопастном пространстве статора.

Недостатком работы известного аэрационного узла является то, что диспергирование в основном осуществляется только на кромках лопаток двух ступеней импеллера и статора, дополнительно выступами, находящимися на наружной стороне диска. Такая конструкция не обеспечивает высокое разрежение для всасывания пульпы и воздуха, а также высокую производительность по диспергированию воздуха.

Прототипом предлагаемого изобретения является устройство для аэрации пульпы (SU 478612 A1, B03D 1/16, 30.07.1975), включающее приводной вал, рабочие патрубки с входными и выходными отверстиями, причем в патрубках выполнен ряд отверстий, расположенных по образующей, оси рабочих патрубков не параллельны оси приводного вала и скрещиваются с ней, ступицу (корпус размещения рабочих патрубков), прикрепленную к нижней части приводного вала, диспергирующие элементы, расположенные на корпусе размещения рабочих патрубков.

Недостатком работы известного устройства для аэрации пульпы является то, что данная конструкция не обеспечивает высокую производительность по всасыванию и диспергированию воздуха из-за отсутствия статора, а также за счет наличия в патрубках ряда отверстий, расположенных по образующей. Кроме того, при работе данного устройства образуется воронка, препятствующая нормальной циркуляции пульпы.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом изобретении, заключается в увеличении производительности по диспергированному воздуху за счет равномерной циркуляции пульповоздушной смеси (или смеси раствора с воздухом) в закрытых каналах всех рабочих патрубков, а также в получении более мелких пузырьков воздуха за счет высокой турбулентности пульповоздушной смеси (или смеси раствора с воздухом). Кроме того, конструкция предлагаемого аэрационного узла, по сравнению с известными, позволяет прокачивать пульповоздушную смесь (или смесь раствора с воздухом) на большую глубину без дополнительной принудительной подачи воздуха за счет эффекта насоса. Такая конструкция обеспечивает высокое разрежение в области рабочих патрубков для всасывания пульпы (раствора) и воздуха. Эти факторы обеспечивают снижение энергозатрат на аэрацию пульпы по сравнению с известными устройствами.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Аэрационный узел содержит приводной вал, рабочие патрубки с входными и выходными отверстиями, выполненные в корпусе размещения рабочих патрубков. Оси рабочих патрубков не параллельны оси приводного вала и скрещиваются с ней. Корпус размещения рабочих патрубков прикреплен к нижней части приводного вала. На корпусе размещения рабочих патрубков размещены диспергирующие элемнты. Аэрационный узел снабжен статором, расположенным с зазором к поверхности корпуса размещения рабочих патрубков и к торцам выходных отверстий рабочих патрубков, распределительной камерой, выполненной в корпусе размещения рабочих патрубков, циркуляционной трубой большего диаметра, чем приводной вал, установленной соосно с приводным валом и с зазором к нему.

При этом приводной вал выполнен цельным, нижняя часть циркуляционной трубы сообщается с распределительной камерой через кольцевое отверстие, выполненное в верхней части корпуса размещения рабочих патрубков, в циркуляционной трубе ниже уровня пульпы выполнены отверстия для забора пульпы, а выше уровня пульпы внутреннее пространство циркуляционной трубы сообщается с атмосферой воздуха.

Также, приводной вал выполнен полым, сообщается с входными отверстиями рабочих патрубков через распределительную камеру, кроме того, в приводном вале ниже уровня пульпы выполнены отверстия для забора пульпы, а выше уровня пульпы в приводном вале выполнены отверстия или отверстие для забора воздуха, циркуляционная труба не сообщается с распределительной камерой, установлена ниже уровня пульпы в области отверстий для забора пульпы и выполнена цилиндрической или расширяющейся кверху.

При этом на внутренней поверхности циркуляционной трубы выполнены продольные успокоительные ребра, установленные с зазором к приводному валу.

Также, между входными отверстиями рабочих патрубков выполнены перегородки.

Кроме того, рабочие патрубки выполнены непосредственно в теле корпуса размещения рабочих патрубков.

При этом выходные отверстия рабочих патрубков расположены заподлицо с корпусом размещения рабочих патрубков или за его габаритами.

Также рабочие патрубки по длине имеют различную площадь поперечного сечения.

Также рабочие патрубки имеют различную длину.

При этом рабочие патрубки имеют поперечное сечение любой формы.

Кроме того, на внутренней поверхности рабочих патрубков выполнены формирователи потока пульпы различной формы.

Также рабочие патрубки формой и расположением аналогичны Сегнерову колесу.

Кроме того, рабочие патрубки в корпусе размещения рабочих патрубков выполнены на двух и более уровнях относительно горизонтали.

Также приводной вал выполнен цельным, нижняя часть циркуляционной трубы сообщается с распределительной камерой через кольцевое отверстие, выполненное в верхней части корпуса размещения рабочих патрубков, и расположена с зазором к корпусу размещения рабочих патрубков и к входным отверстиям рабочих патрубков. В циркуляционной трубе ниже уровня пульпы выполнены отверстия (отверстие) для забора пульпы, а выше уровня пульпы (раствора) циркуляционная труба сообщается с атмосферой воздуха через торцевое отверстие.

Кроме того, на поверхности приводного вала, ниже уровня отверстий для забора пульпы циркуляционной трубы и с зазором к ней выполнены транспортирующие лопасти любой формы, расположенные под углом к горизонтали и в соответствии с направлением вращения приводного вала.

Кроме того, при выполнении приводного вала цельным циркуляционная труба расположена ниже уровня пульпы (раствора), причем она сообщается с всасывающей трубой (или трубами), сообщающейся с атмосферой воздуха.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1-25 схематически показано конструктивное выполнение предложенного аэрационного узла.

На фиг.1-25 показаны приводной вал 1, рабочие патрубки 2 с входными 3 и выходными 4 отверстиями, выполненные в корпусе 5 размещения рабочих патрубков 2, который прикреплен к нижней части приводного вала 1, диспергирующие элементы 6, расположенные на корпусе 5 размещения рабочих патрубков 2, статор 7, расположенный с зазором к поверхности корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2 и к торцам выходных отверстий 4 рабочих патрубков 2, в случае исполнения приводного вала 1 полым в нем выполнены отверстия 8 для забора пульпы (раствора) и отверстия (отверстие) 9 для забора воздуха, перегородки 10, установленные между входными отверстиями 3, распределительная камера 11, формирователи 12 потока пульпы (раствора), выполненные на внутренней поверхности рабочих патрубков 2, циркуляционная труба 13 с отверстиями 14 для забора пульпы (раствора) и торцевым отверстием 15, кольцевое отверстие 16, выполненное в верхней части корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2, успокоительные ребра 17, всасывающая труба 19 с торцевым отверстием 20 для забора воздуха, а также транспортирующие лопасти 18, уровень 21 пульпы (раствора).

Продольные оси рабочих патрубков 2 не параллельны оси приводного вала 1 и скрещиваются с ним (фиг.5-7).

Приводной вал 1 может быть выполнен цельным, нижняя часть циркуляционной трубы 13 сообщается с распределительной камерой 11 через кольцевое отверстие 16, выполненное в верхней части корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2, в циркуляционной трубе 13 ниже уровня 21 пульпы выполнены отверстия 14 для забора пульпы, а выше уровня 21 пульпы внутреннее пространство циркуляционной трубы 13 сообщается с атмосферой воздуха (фиг 1).

Приводной вал 1 может быть выполнен полым (фиг.2- 4), в этом случае он сообщается с входными отверстиями 3 рабочих патрубков 2, кроме того, в полом приводном вале 1 ниже уровня 21 пульпы (раствора) выполнены отверстия 8 для забора пульпы (раствора), а выше уровня 21 пульпы (раствора) в приводном вале 1 выполнены отверстия (отверстие) 9 для забора воздуха, циркуляционная труба 13 не сообщается с распределительной камерой 11, установлена ниже уровня 21 пульпы в области отверстий 14 для забора пульпы и выполнена цилиндрической (фиг.2, 4) или расширяющейся кверху (фиг.3).

На внутренней поверхности циркуляционной трубы 13 (фиг.4) могут быть выполнены продольные успокоительные ребра 17, установленные с зазором к приводному валу 1.

Также, между входными отверстиями 3 рабочих патрубков 2 (фиг.7) могут быть выполнены перегородки 10.

Рабочие патрубки 2 могут быть выполнены непосредственно в теле корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2 (фиг.7).

Выходные отверстия 4 рабочих патрубков 2 могут быть расположены заподлицо с корпусом 5 размещения рабочих патрубков 2 (фиг.7) или за его габаритами (фиг.8).

Рабочие патрубки 2 по длине могут иметь различную площадь поперечного сечения при выполнении их, например: сужающимися от входных отверстий 3 к выходным отверстиям 4 (фиг.9), расширяющимися (фиг.10) или переменного сечения (фиг.11).

Рабочие патрубки 2 могут иметь различную длину (фиг.12).

Рабочие патрубки 2 могут иметь поперечное сечение любой формы, например круглую (фиг.13), эллипсообразную (фиг.14), прямоугольную (фиг.15) или треугольную (фиг.16).

Формирователи потока 12 пульпы (раствора) выполнены на внутренней поверхности рабочих патрубков 2, могут иметь различную форму, например форму ребер: остроугольных (фиг.17) или спиралевидных (фиг.18).

Рабочие патрубки 2 формой и расположением могут быть аналогичны Сегнерову колесу (фиг.19).

Рабочие патрубки 2 в корпусе 5 размещения рабочих патрубков 2 могут быть выполнены на двух (фиг.20) или нескольких уровнях (фиг.21) относительно горизонтали.

В случае выполнения приводного вала 1 цельным (фиг.22), нижняя часть циркуляционной трубы 13 сообщается с распределительной камерой 11 через кольцевое отверстие 16, выполненное в верхней части корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2, и расположена с зазором к корпусу 5 размещения рабочих патрубков 2 и к входным отверстиям 3 рабочих патрубков 2, в циркуляционной трубе 13 ниже уровня 21 пульпы (раствора) выполнены отверстия 14 для забора пульпы (раствора), а выше уровня 21 пульпы (раствора) циркуляционная труба 13 сообщается с атмосферой воздуха через торцевое отверстие 15.

На поверхности приводного вала 1, ниже уровня отверстий 14 для забора пульпы циркуляционной трубы 13 и с зазором к ней могут быть выполнены транспортирующие лопасти 18 любой формы, например имеющие форму пластин (фиг.23) или спиралеобразные (фиг 24), расположенные под углом к горизонтали и в соответствии с направлением вращения приводного вала 1.

Циркуляционная труба 13 при выполнении приводного вала 1 цельным может быть расположена ниже уровня 21 пульпы (раствора), причем она сообщается с всасывающей трубой (или трубами) 19 (фиг.25), которая сообщается с атмосферой воздуха.

Аэрационный узел работает следующим образом.

Пульпа или раствор заполняет рабочую камеру аппарата, в котором используется предлагаемый аэрационный узел. При работе аэрационного узла, в случае выполнения приводного вала 1 цельным (фиг.1), в результате вращения приводного вала 1, циркуляционной трубы 13 и рабочих патрубков 2 в области входных отверстий 3 рабочих патрубков 2 создается область пониженного давления, которая передается в полость циркуляционной трубы 13, в результате чего пульпа (раствор) через отверстия 14 для забора пульпы (раствора) поступает в полость циркуляционной трубы 13 и далее через входные отверстия 3 проходит в рабочие патрубки 2, где за счет центробежной силы приобретает значительную скорость. За счет создаваемого разрежения в полости циркуляционной трубы 13 воздух всасывается через торцевое отверстие 15 и, в результате турбулентности потоков, смешивается с пульпой (раствором). Образующаяся пульповоздушная смесь поступает через кольцевое отверстие 16 в распределительную камеру 11 и в рабочие патрубки 2, при прохождении которых дополнительно диспергируется и выбрасывается через выходные отверстия 4 рабочих патрубков 2. Диспергирующие элементы 6 обеспечивают дополнительную турбулентность потоков и измельчение пузырьков воздуха после выхода пульповоздушной смеси из рабочих патрубков 2. Статор 7 препятствует закручиванию пульповоздушной смеси при выбрасывании её из рабочих патрубков 2, а также способствует дополнительному диспергированию пульповоздушной смеси. Продольные оси рабочих патрубков 2 не параллельны оси приводного вала 1 и скрещиваются с ней, что позволяет в зависимости от технологических задач направить потоки пульповоздушной смеси из рабочих патрубков 2 под прямым (фиг.1-4), острым (фиг.5) или тупым (фиг.6) углом к оси приводного вала 1. За счет наличия распределительной камеры 11 (фиг.1-4) при вращении пульповоздушная смесь, попадая в нее из полости приводного вала 1, более равномерно распределяется по рабочим патрубкам 2 и не возникает эффекта преимущественной перекачки пульпы или раствора одними рабочими патрубками 2 за счет прекращения или обратной циркуляции в других соседних с ними рабочих патрубках 2.

В случае выполнения приводного вала 1 полым (фиг.2-4) пульпа или раствор заполняет рабочую камеру аппарата, в котором используется предлагаемый аэрационный узел. В результате вращения приводного вала 1 и рабочих патрубков 2 в области входных отверстий 3 рабочих патрубков 2 создается область пониженного давления, которая передается в полость приводного вала 1, в результате чего пульпа (раствор) через отверстия 8 для забора пульпы (раствора) поступает в полость приводного вала 1 и далее через входные отверстия 3 проходит в рабочие патрубки 2, где за счет центробежной силы приобретает значительную скорость. За счет создаваемого разрежения в полости приводного вала 1 воздух всасывается через отверстие 9 и, в результате турбулентности потоков, смешивается с пульпой (раствором). Образующаяся пульповоздушная смесь поступает в распределительную камеру 11 и в рабочие патрубки 2, при прохождении которых дополнительно диспергируется и выбрасывается через выходные отверстия 4 рабочих патрубков 2. Диспергирующие элементы 6 обеспечивают дополнительную турбулентность потоков и измельчение пузырьков воздуха после выхода пульповоздушной смеси из рабочих патрубков 2. Статор 7 препятствует закручиванию пульповоздушной смеси при выбрасывании её из рабочих патрубков 2, а также способствует дополнительному диспергированию пульповоздушной смеси. Циркуляционная труба 13, расположенная в этом случае ниже уровня 21 пульпы, не сообщается с распределительной камерой 11. Выполнение циркуляционной трубы 13, выполненной цилиндрической (фиг.2), дает возможность организовать циркулирующие потоки от выходных отверстий 4 рабочих патрубков 2 к отверстиям 8 для забора пульпы (раствора), в большей степени, через верхние уровни пульпы (раствора), что важно, например, при проведении флотации. Выполнение циркуляционной трубы 13 расширяющейся кверху (фиг.3), кроме организации циркулирующих потоков, в большей степени через верхние уровни пульпы (раствора), позволяет направить их дальше от оси аэрационного узла, что также важно при проведении флотационных процессов и, особенно, при флотации крупных частиц. Выполнение на внутренней поверхности циркуляционной трубы 13 продольных успокоительных ребер 17 с зазором к приводному валу 1 (фиг.4) препятствует возникновению воронки на поверхности пульпы (раствора), образующейся при вращении приводного вала 1.

Выполнение перегородок 10 между входными отверстиями 3 рабочих патрубков 2 позволяет полностью исключить обратную циркуляцию пульпы или раствора в соседних патрубках 2. В этом случае область размещения перегородок 10 является распределительной камерой 11 (фиг.5-7).

Выполнение рабочих патрубков 2 непосредственно в теле корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2 (фиг.7) позволяет упростить конструкцию и изготовление аэрационного узла, а также при применении эластичных материалов увеличить срок его эксплуатации.

Выполнение выходных отверстий 4 рабочих патрубков 2 заподлицо с корпусом 5 размещения рабочих патрубков 2 (фиг.2, фиг.7) позволяет снизить сопротивление пульпы (раствора) и соответственно энергозатраты, а выполнение выходных отверстий 4 за габаритами корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2 (фиг.8) приводит к увеличению перемешивания пульпы (раствора) и дополнительному измельчению воздушных пузырьков.

Выполнение рабочих патрубков 2 по длине с различной площадью поперечного сечения позволяет в зависимости от производственных задач увеличивать (фиг.9), уменьшать (фиг.10) или варьировать (фиг.11) линейную скорость движения пульповодушной смеси по длине рабочего патрубка 2.

Различная длина рабочих патрубков 2 (фиг.12) способствует отсутствию в этом случае перекрытий областей завихрений пульповоздушной смеси между соседними рабочими патрубками 2 сразу после ее выхода из отверстий 4, следовательно, дополнительному измельчению воздушных пузырьков.

Выполнение рабочих патрубков 2 с поперечным сечением любой формы, например круглым (фиг.13), эллипсообразным (фиг.14), прямоугольным (фиг.15) или треугольным (фиг.16), позволяет изменять производительность предлагаемого аэрационного узла, а также турбулентность потоков внутри каналов рабочих патрубков 2 при одних и тех же радиальных размерах корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2.

За счет наличия на внутренней поверхности рабочих патрубков 2 формирователей 12 потока пульпы (раствора) формы ребер остроугольных (фиг.17) увеличивается турбулентность пульпы (раствора) в каналах рабочих патрубков 2, следовательно, улучшается диспергирование пульповоздушной смеси. Формирователи 12 в виде спиралеобразных ребер (фиг.18), кроме увеличения турбулентности пульпы (раствора), приводят к ее закручиванию, то есть к увеличению пути движения пульпы (раствора) в канале рабочего патрубка 2, что улучшает аэрацию.

Форма и расположение рабочих патрубков 2 аналогично Сегнерову колесу (фиг.19) позволяет снизить сопротивление движению пульпы (раствора) внутри каналов рабочих патрубков 2, а также увеличить путь прохождения пульпы (раствора) при сохранении радиального размера корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2, то есть улучшаются условия аэрации пульпы (раствора) при прохождении через рабочие патрубки 2.

Выполнение рабочих патрубков 2 в корпусе 5 на двух (фиг.20) и более (фиг.21) уровнях относительно горизонтали позволяет разместить в корпусе 5 при сохранении его радиальных размеров большее количество рабочих патрубков 2 и таким образом увеличить производительность аэрационного узла, кроме того, такое размещение рабочих патрубков 2 при уменьшении их поперечного сечения позволяет увеличить количество рабочих патрубков 2 при сохранении габаритных размеров корпуса 5, что приводит к увеличению турбулентности в каналах рабочих патрубков 2 и, следовательно, к увеличению аэрации пульпы (раствора).

Приводной вал 1 выполнен цельным, нижняя часть циркуляционной трубы 13 сообщается с распределительной камерой 11 через кольцевое отверстие 16, выполненное в верхней части корпуса 5 размещения рабочих патрубков 2, и расположена с зазором к корпусу 5 размещения рабочих патрубков 2 и к входным отверстиям 3 рабочих патрубков 2. В циркуляционной трубе 13 ниже уровня 21 пульпы (раствора) выполнены отверстия 14 (отверстие) для забора пульпы (раствора), а выше уровня 21 пульпы (раствора) циркуляционная труба сообщается с атмосферой воздуха через торцевое отверстие 15 (фиг.22). Такая конструкция позволяет выполнять вал 1 более жестким при меньшем диаметре по сравнению с полым приводным валом 1. Пульпа (раствор) поступает через отверстия 14 в зазор, образованный циркуляционной трубой 13 и приводным валом 1, где при вращении вала 1 создается область пониженного давления, создаваемого рабочими патрубками 2. Всасывание атмосферного воздуха осуществляется через торцевое отверстие 15. Образующаяся пульповоздушная смесь поступает через распределительную камеру 11 в рабочие патрубки 2, при прохождении которых дополнительно диспергируется и выбрасывается через выходные отверстия 4 рабочих патрубков 2. Основной объем пульпы (раствора) циркулирует между выходными отверстиями 4 рабочих патрубков 2 и отверстиями 14 для забора пульпы (раствора), часть объема попадает в зазор между циркуляционной трубой 13 и корпусом 5 размещения рабочих патрубков 2.

Транспортирующие лопасти 18, имеющие, например, форму пластин (фиг.23), или спиралеобразные (фиг.24) способствуют движению пульповоздушной смеси в направлении распределительной камеры 11, а также дополнительному диспергированию пульповоздушной смеси.

При выполнении приводного вала 1 цельным циркуляционная труба 13 расположена ниже уровня 21 пульпы (раствора), причем она сообщается с всасывающей трубой (или трубами) 19 (фиг.25). Такая конструкция позволяет снизить металлоёмкость аэрационного узла, по сравнению с забором воздуха непосредственно через циркуляционную трубу 13 (фиг.22) и необходимостью ее вывода выше уровня 21 пульпы (раствора).

Аэрационный узел может устанавливаться как вертикально, так и под наклоном к горизонту.

При необходимости в аэрационный узел может подаваться дополнительный воздух под давлением.

Основными преимуществами предлагаемого аэрационного узла являются:

- невысокие энергетические затраты на диспергирование пульповоздушной смеси за счет отсутствия паразитных потоков, возникающих при тангенциальном проскальзывании пульпы (раствора) в известных устройствах;

- высокая степень диспергирования воздуха за счет интенсивных турбулентных потоков, возникающих в закрытых каналах рабочих патрубков, а также за счет наличия статора;

- заданное направление потоков пульпы в объеме аппарата за счет наличия циркуляционной трубы;

- возможность применять предлагаемый аэрационный узел в аппаратах с относительно большой глубиной заполнения пульпой или раствором без дополнительной принудительной подачи воздуха.