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叶轮的结构设计及其作用

  叶轮作为浮选机中必不可少的一个零部件,在浮选机运行过程中起着至关重要的作用。选矿设备浮选机在运行时,叶轮旋转产生负压,空气由围绕轴的中空竖管吸入。空气流由叶轮剪切成气泡,并立即于进入浮选机的槽体落在旋转叶轮上的矿浆混合。叶轮之上有一固定盖板,用以防止浮选机停车时矿砂堵塞叶轮。有四个稳流叶片同盖板相连接,叶片几乎延伸到槽的四角。这些是为了防止矿浆在叶轮上形成搅拌漩涡。从而形成一个稳定区,气泡可在该区载着矿粒上浮,不致因受到冲刷而使荷载的矿物掉落。载矿气泡在该区同脉石分离并上升形成泡沫。当泡沫上升到矿浆液面时,由于后继气泡的推挤作用而被涌向溢流唇,泡沫刮板促进溢流,将泡沫快速刮出,我们所需要的矿物质就在被刮出的泡沫中,在经过浓缩烘干过程就能得到成品。

  通常情况下,浮选机在工作过程中是不限流量型的,因为它比“槽-槽”型更适于大生产量,更易维护。丹佛Sub-A浮选槽是最著名的“槽-槽”型浮选机,以往它被广泛用于小型选厂以及多段精选流程中,叶轮的吸入作用使得介质不需要外加泵即可流动。

  选矿设备浮选机的生产槽体积容积为14.2立方米,大多数用作煤精选设备,用户称这种槽与不限流量型相比,在选择性上有很大提高。浮选机械搅拌机构悬吊在单个的方形槽中,相邻槽之间用可调堰隔开,给矿管将矿浆流由前一个槽的堰导入后一个槽的搅拌机构,矿浆借助于叶轮的吸入作用流动。

  叶轮是机械搅拌式浮选机最主要的部件,叶轮设计中主要考虑了下列问题,搅拌力要适中,不应在槽内造成较大的动压头。这是因为动压头大会造成分选区不稳定、液面翻花,影响气泡矿化,降低有用矿物的回收,同时增加了不必要的功率消耗。通过叶轮的矿浆循环量要大,这有利于矿粒悬浮、空气分散和改善选别指标。矿浆在叶轮中的流线合理,磨损轻且均匀。形式合理,结构简单,功耗低。

  叶轮的另一个重要作用是分散空气,为此在叶轮腔中设有空气分配器。空气分配器能预先将空气较均匀地分布在转子叶片的大部分区域,提供大量的矿浆空气界面,从而改善叶轮弥散空气的能力,提高空气分散度。

  根据离心泵的设计理论,叶轮叶片出口安装有三种情况,即叶片前倾、叶片径向和叶片后倾。对后向叶片而言,当流量大时产生的理论压头低,总理论压头中动压头成分相应较小,这对于稳定矿浆液面有好处,符合浮选机流体动力学的要求。另外,后向叶片流量较大时,功耗较低,因此采用后向叶片形式完全符合浮选机流体动力学的要求。比转数是确定叶轮形状的主要依据,对于高比转数泵而言,具有流量大、压头小的特点,反之,则流量小压头大。浮选机叶轮的情况与高比转数泵相似,由于高比转数泵叶轮进口直径和出口宽度相对较大,出口直径和进口宽度相对较小,因此在设计浮选机叶轮时采用类似于高比转数泵叶轮的形状是一个正确的方向。

  浮选机在工作的过程中不仅仅是用来输送,而且它面对的工作对象是固体、液体、气体的三相悬浮体。因此,仅仅依靠离心泵的原理来确定浮选机叶轮的形状显然是不显示的。还需要凭借实验等手段才能将叶轮的设计逐步进行完善。叶轮对于浮选机起着至关重要的作用,因此叶轮的设计更应该严谨、慎重。

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