171323. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás és berendezés gázoknak, főként levegőnek folyadékokba vagy zagyokba való bediszpergálására

171323 3 4 Az elmúlt 60 év során a habos fiotációs technika alkalmazására kidolgozott fiotációs berendezések száma tekintélyes növekedést mutat. A kidolgozott típusok legnagyobb része azonban nem állta meg a helyét a gyakorlatban és eltűnt az iparból. Az iparban ma is dolgozó, illetve a piacon beszerezhető típuscsoportok alapvető jellemzőit a következőkben soroljuk fel: 1. pneumatikus flotáló gépek, melyekben az érc zagyot a zagyba befúvatott alacsony nyomású levegővel tartják szuszpendált alakban. Az alacsony nyomású levegőt a gép fenekébe beépített csöveken, fúvókákon stb. vezetik be. Az e típusba tartozó gépek alkalmazási területe azonban jelenleg viszonylag szűk. 2. Mechanikus elven működő flotáló berendezések, melyek egy hajtómechanizmussal egybeépített rugórészszel vannak ellátva és a forgórész a külső atmoszférából szív be levegőt, a levegőt bediszpergálja a zagyba és a zagyot szuszpendált állapotban tartja. 3. Mechanikus—pneumatikus elven működő flotáló berendezések, melyekben a zagyot szuszpendált állapotban tartó forgórész működésétől függetlenül a szükséges levegőt túlnyomással táplálják be a berendezésbe. A betáplált nagynyomású levegőt általában a forgórésszel diszpergálják. A mechanikus és a mechanikus—pneumatikus elven működő berendezések működtető mechanizmusa egy forgórész és egy állórész kombinációjaként van kiképezve. Az ilyen működtető szerkezetekkel ellátott berendezéseknek a piacon kapható főbb típusai a következők: 1. Az 1.984.366 sz. amerikai szabadalmi leírásban ismertetett úgynevezett Denver mechanizmus. Ennek a berendezésnek egy vízszintes síkban forgó tányérszerű impeller keverője van, melynek mind a felső mind az alsó felületén alacsony bordák vannak kiképezve. Az impeller keverő környezetében egy stabilizátor van elrendezve, melynek alsó oldalán radiális irányban elrendezett bordák vannak rögzítve. Az impeller keverő a külső atmoszférából egy, a keverő tengellyel koaxiálisán elrendezett rögzített csövön keresztül szív be levegőt. Az impeller keverőn és a stabilizátoron egymással szemben elrendezett bordák oldalai függőleges síkokban vannak elhelyezve. 2. Az 1.963.122 sz. amerikai szabadalmi leírásban ismertetett úgynevezett Fágergren mechanizmus, melynek eredeti konstrukciójánál mind a forgórész, mind az állórész egymáshoz hasonló dobként van kiképezve, melyek között két véggyűrű közé befogott függőleges csövek vannak beépítve. A forgómozgással menesztett forgórész a rögzített helyzetű állórész belsejében alsó részével a zagyot szívja be, miközben felső részével a hajtótengellyel koaxiálisán elrendezett rögzített csövön keresztül levegőt szív be. Az újabban kifejlesztett Fágergren típusú szerkezetek esetén az eredeti típus 300—400 mm hosszú csöveit függőleges síkokban elhelyezett lemezekkel cserélték föl, melyek a forgórész középpontjából kiindulva radiális irányban terjednek a forgórész kerülete felé. Ezzel egyidejűleg az újabb típus állórészét egy a forgórészt körülvevő perforált palástú hengerként képezték ki. 3. A 3.327.851 sz. amerikai szabadalmi leírásban ismertetett Agitair típusú flotáló gép forgórésze egy lemezként van kiképezve, melynek felső felülete összefüggő sima felület, alsó részén pedig lefelé irányított függőleges csapok vannak a lemez széle mentén szabályos osztásban elrendezve. Az ismert berendezés állórésze radiális irányokban elrendezett téglalap alakú lemezekből van felépítve, melynek középpontjában van a forgórész forgómozgással menesztve. 5 4. A 45.416 sz. finn szabadalmi leírásban ismertetett VK—3 típusú flotáló berendezés működtető mechanizmusának forgórésze vízszintes síkban elrendezett tárcsaként van kiképezve, melynek mindkét oldala lapátozva van. A forgórész felett egy zárt ütközőlemez van elren-10 dezve. A forgórész működése közben az ütközőlemez és a forgórész felülete között erős szívóhatás ébred, mellyel a zagyot a berendezésbe lehet továbbítani. Az alacsony nyomású levegőt a forgórész üregeit tengelyén keresztül vezetjük be, és a forgórész alsó lapátozásának segítségé-15 vei diszpergálják a zagyba. Miközben a zagyot a forgórész a forgórészt körülvevő radiálisán, vízszintesen és függőlegesen elrendezett lemezekből összeállított állórész terébe szórják. Az iparban használt, illetve a piacon kapható többi 20 flotáló berendezések a fent leírt alaptípusok több-kevesebb módosítással kialakított változatai. Ezek mindegyike rendelkezik azzal a jellegzetességgel, hogy konstrukciója gyakorlati tapasztalatokon és pillanatnyi észrevételeken alapul, mindenre kiterjedő érvényű, a fizikai 25 jelenség elemzésén alapuló meggondolások helyett. Leírásunk következő részében a találmány szerinti eljárást egy olyan fizikai jelenség diszkussziójára vonatkoztatjuk, melynél levegőt vagy valami más gázt disz-30 pergálunk egy folyadékba. A vizsgálatot elsősorban arra alapítjuk, hogy a flotáló berendezésekben fellépő helyzeteket elemezzük. Mind ezeket, mind a folyadékokba való levegő vagy gázbevitel jelenségeit rendkívül gondos logikai vizsgálatnak vetjük alá. A felhozott példák 35 azonban alkalmasak általánosabb érvényű következtetések levonására is. A találmány szerinti üzemeljárás kiindulópontja az a kézenfekvő tény, hogy a kis buborékokként a folyadékban diszpergált levegőt felvevő felület egységnyi meny-40 nyiségének a folyadékra vonatkoztatott képessége be van határolva, és ha ezt a határértéket túllépjük, akkor az elérhető eredmények jelentős mértékben leromlanak. Abban az esetben, hogyha a diszpergált levegő buborékjainak mérete növekszik és a felületegységre eső terhelés 45 fokozódik, akkor a folyadékba bevitt levegő szökni kezd, azaz anélkül, hogy diszpergált állapotba kerülne, áthatol a zagyon és kilép annak felületén. A készülék méreteinek növekedése technológiailag és gazdaságilag akkor előnyös, ha tartályonként egy diszpergáló mecha-50 nizmust építünk be, vagy bármilyen esetben a készülékbe beépített mechanizmusok számát lehetőleg minimális értéken tartva a diszpergált levegő mennyiségét egy mechanizmusra vonatkoztatva növeljük. A találmány feladata nagy fajlagos teljesítmény mel-55 lett is jó hatásfokkal dolgozó diszpergáló üzemeljárás és berendezés kidolgozása. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy a folyadékkal vagy zaggyal a diszpergáló felületre gyakorolt össznyomást a teljes vagy csaknem teljes disz-60 pergáló felület mentén állandó értéken tartjuk, melynél a diszpergáló felületre ható és a folyadék mélységével arányosan növekvő hidrosztatikus nyomást a folyadék mozgásának dinamikus nyomásával egyenlítjük ki, ahol a dinamikus nyomás értékét a folyadékmélység függvé-65 nyében előre megadott mértékben változtatjuk, az idő-