Пневмо-механическая машина Макинтоша

06.08.2018
Машины Макинтоша уже нашли значительное распространение на наших флотационных фабриках (Карсакпай, Калата, Кировск и даже дискуссировался вопрос о целесообразности их установки для гиганта Прибалхашской фабрики вместо запроектированных машин Фаренволда, особенно для сульфидной части руд) и начали осваиваться нашей машиностроительной промышленностью.

К машине Макинтоша можно притти двояким путем: исходя из механической машины с горизонтальным ротором К и К и из пневматической машины Келлоу.

В обоих случаях мы должны иметь регулируемые аэрацию и агитацию с преобладанием первой. Поэтому, идя от машины К и К, ротор, видоизменяясь, должен превратиться в мелкопористый с поверхности, с подаваемым внутрь его сжатым воздухом, а число оборотов, уменьшаясь, должно снизить эффективность агитирования по сравнению с эффективностью аэрирования, с возможностью исчезновения шпицкастена, надобность в котором отпадает. С другой стороны, идя от машины Келлоу, для увеличения агитации пришлось бы неподвижное горизонтальное полотно превратить в пористый вращающийся ротор с подаваемым внутрь его сжатым воздухом. Таким образом, мы получаем пневмо-мехачичсскую машину Макинтоша.

На фиг. 109 показано основное устройство машины. В ванне типа машины Келлоу, но с суживающимися ко дну стенками, помещается внизу медленно вращающийся ротор 3. Над ротором находится свободное пространство, служащее шпицкастеном 2, совершенно аналогичным по виду машине Келлоу. Ротор является единственным механическим и пневматическим производителем пены в машине, и от его устройства может зависеть та или иная конструкция этого типа машин.

Устройство ротора. На фиг. 110—111 показано постепенное изменение устройства ротора при переходе от парусиновой к резиновой покрышке.


Вначале делали пустотелый ротор при небольшой длине (порядка 3 м) из деревянных планок или круглых брусочков 3 (фиг. 110), которые соединялись на концах обоймой 4. Вдоль всего ротора ставились железные планки 5, служащие для прикрепления в них полотняной рубашки или чулка 6, который закрепляется выступающей наружу лопастью 7, с прокладкой из манильского каната 11. Обычно делали таких лопастей в роторе от 2 до 4. Ротор с надетым чулком, обмотанным на концах обойм канатом 11 (манильским и т. п.), вставляется в особые сальники пустотелых цапф 8, установленных в торцевых стенках корпуса машины. Воздух подается с одной или двух сторон по трубопроводу 9. Весь ротор через цепную зубчатую или ременную передачу 10 получает необходимое вращение.

Такие роторы установлены и работают у нас в машинах Макинтоша. на Карсакпайской флотационной фабрике и встречаются на целом ряде заграничных фабрик.

Несмотря на то, что по сравнению с полотнищами машин Келлоу такие полотняные роторы имеют несомненное преимущество в смысле более длительной и эффективной работы, все же для многих руд, с сильно щелочной пульпой, со сложной, разъедающей ткань смесью реагентов, полотнища быстро изнашиваются и требуют смены, что вызвало замену пористых тканей мягкой продырявленной резиной 12 (фиг. 111). Такие роторы быстро находят себе применение за границей и у нас применяются на Кировской флотационной апатитовой фабрике. Конструкция такого резинового ротора чрезвычайно проста и вместе с тем прочна. Он легко ставится на место в машине, служит долго и не причиняет никаких забот и осложнений.

Для корпуса этих роторов длиной в 3 м употребляется листовая сталь толщиной 2 мм или спиральная труба; в первом случае материал прокатывают и сваривают в виде цилиндра диаметром 229 мм, причем в листе, перед прокаткой, пробуравливают отверстия диаметром около 10 мм на расстоянии 76 ял между центрами; во втором случае отверстия высверливаются в трубах. Для роторов длиной свыше 3 м употребляют листы толщиной 2,8 мм или также спиральные трубы. К концам ротора приваривают кольца литой стали, после чего ротор затачивается на станке для выверки концов. Затем к концам прикрепляют чугунные фланцы, при помощи, болтов со шляпками диаметром 19 мм. На фланцах делается нарезка для ввинчивания осей пустотелых труб.

В последней конструкции ротора скребки соединены болтами с концами выступающего на 12,7 мм уголка, на расстоянии от 457 до 762 мм
друг от друга. Эти выступающие скребки помещаются свободно на уголках и могут легко сменяться без удаления ротора из машины.

Во многих случаях весьма целесообразно применение двойного воздушного регулятора для сжатого воздуха. В этом случае воздух, контролируемый воздушным клапаном, может впускаться у обоих концов ротора, причем регулировка контроля поступающего воздуха производится у разгрузочного конца камеры. Такой контроль дает экономию воздуха, а также способствует получению лучшего качества продукта. Это приспособление всегда необходимо для очистных ванн и часто бывает полезно для первичной флотации. Для этой цели ставятся капитальные перегородки в роторе (на полпути между его головками) и дополнительный воздушный клапан для каждой ванны.
Пневмо-механическая машина Макинтоша

Резиновая покрышка для ротора получила за последнее время весьма широкое распространение. Материал, из которого сделаны покрышки, представляет собой чистый каучук толщиной 2—2,5 мм, в котором особым способом (запатентованным) продырявливаются отверстия (фиг. 112). На 1 см2 приходится 35 отверстий диаметром 0,2 мм, которые во время остановки работы не пропускают пульпы внутрь. Расход воздуха в резиновых роторах приблизительно на 25% меньше, чем для парусиновых покрышек. Сильно щелочная среда, как показал ряд данных, не имеет особо вредного на них действия, так как никаких засорений и отложений извести здесь не происходит.

Применение резиновой ткани устранило неравномерное распределение воздуха, закупорку отверстий твердыми частицами, попадание пульпы внутрь ротора при прекращении давления воздуха, что в результате вызывало понижение расхода энергии.

Резиновая ткань плотно прикрепляется на концах ротора медной проволокой, а в продольном отношении склеивается резиновым клеем. Общий вид положения ротора в машине показан на фиг. 113.

Помимо резиновой ткани на многих фабриках все еще применяют и парусиновую ткань, материал и качество которой должны быть предварительно испытаны на пригодность для данного режима флотации. В заграничной практике приготовляют специальные ткани, например американскую парусину специальной выработки № 3 ОС (№ 3 ОС National Weave Canvas), тогда как испытанные на наших фабриках материи производства Техноткани пока оказались малоудовлетворительными, что заставило наши фабрики постепенно начинать переходить на резиновую ткань (Кировск).

Парусиновая покрышка представляет собой чулок длиной по внутренней окружности 750 мм, натягиваемый на ротор. На концах чулка надевается сложенный вдвое манжет из парусины шириной 38 мм, который обматывается в два ряда гальванизированной проволокой диаметром 2 мм, затянутой натуго зажимной клеммой. Такие покрышки работают удовлетворительно в ненасыщенных известью пульпах иногда сроком от 6—8 мес. По истечении известного периода времени, устанавливаемого практикой фабрики, они становятся плотными от сильного давления воздуха и их можно исправлять путем периодической сушки ротора воздухом при давлении 0,23 кг/см2 и очисткой покрышки проволочной щеткой: эта операция обычно занимает около 20 мин.

Чтобы уменьшить закупорку отверстий ткани, вводится внутрь ротора 2 особый распылитель воды, представляющий тонкую трубочку диаметром 10 мм, с узким отверстием, через которую вода под давлением разбрызгивается внутри ротора, отчего внутренняя поверхность парусины остается мокрой; тогда вследствие капиллярного действия прекращается образование на ней корки из известковых солей. Наилучшим приводом для роторов считается в настоящее время привод от индивидуального мотора путем непосредственной и редукционной передачи от мотора или путем цепной передачи а с редуктором скоростей б, соединенным через червячную передачу в с мотором (фиг. 114). Пуск и остановка мотора совершаются передвижением кнопки в пусковом приспособлении г. Подводка сжатого воздуха совершается по трубопроводу д в вал ротора е.

Ход процесса флотации на машине Макинтоша следующий.

Пульпа поступает в загрузочный ящик 1 (фиг. 109) в нижнюю часть ванны, где под действием сжатого воздуха и вращения ротора аэрируется и агитируется. Образуемый столб пены типа машины Келлоу переливается в верхней части ванны (через регулируемые по высоте слива продольные ее края) в желоба 8 и 11, а оставшаяся несфлотированной пульпа уходит из ванны обычным путем через регулируемое переливное устройство для хвостов б (аналогичное другим машинам).

При нарушении режима флотации из-за порчи ткани обычно машину останавливают и сменяют ротор на запасной, а неисправную деталь исправляют.

Размеры и данные о работе. Машины Макинтоша встречаются обычно с длиной роторов от 1,22 до 6,1 м (максимально 8,5 м), причем наружные размеры по ширине и высоте очень мало изменяются, так как диаметр ротора остается постоянным и равным 229 мм, так что на каждый метр длины имеется площадь 0,705 м2.

Стандартная длина роторов — 3,05, 4,57 и 6,1 м, основные размеры машин для них приведены в табл. 100.

Считая нормальным число оборотов ротора в пределах 15—20, найдем, что периферическая скорость его вращения будет 14,2—18,9 м/мин, или 0,24—0,32 м/сек, т. е. примерно в 25—33 раза меньше, чем таковая у мешалки нормальной машины MC (считая за среднее 8 м/сек).

Давление воздуха для полотняных роторов принимается в 0,13—0,17 кг/см3, и в особых случаях доходит до 0,22 кг/см3, повышаясь иногда до 0,25 кг/см3. Для Кировского апатита с резиновыми роторами имеем 0,21 кг/см3. Таким образом, резиновые роторы понижают давление воздуха.

Расход воздуха колеблется в зависимости от режима флотации, качества руды и площади ротора. Его считают обычно на 1 м2 поверхности покрышки ротора и реже относят на 1 пог. м или целиком на машину. Обычно принимают для руд цветных металлов расход в 1,5—2,1 м3/мин. и до 2,4 м3/мин. на 1 мм поверхности ротора. Для Кировского апатита — 2,28 м3/мин.

Расход энергии считают на передачу движения ротора и на сжатие воздуха (расход на вентиляторную установку). Иногда сюда же причисляют расход на транспортирующие пульпу насосы, хотя этот расход следует относить в статью внутрифабричного транспорта пульпы. Для вращения ротора ставится мотор в 1 л. с. при длине ротора до 4,5 м и 1,5 л. с. при длине ротора свыше 4,5 м. Фактический расход обычно ниже. На сжатие расходуется в среднем 2,5—3,5 л. с., редко повышаясь до 3,75 л. с., что дает в среднем 0,6—0,75 kWh/т.

Пример 170. На фабрике Накозари мотор в 1 л. с. потребляет 0,3 л. с., что дает 0,06 kWh/т. На сжатие расход опускается до 0,46, а на фабрике Коппер Клиф он доходит до 0,9.

При расходе воздуха до 170 м3/мин следует ставить воздуходувку типа Рута, Стюртеванта и т. п., тогда как для потребности свыше 170 м3/мин выгоднее ставить центробежные воздуходувки.

При подборе воздуходувок следует учитывать, что центробежный тип выгоднее при больших производительностях по сравнению е ротационным (Рут). К. п. д. центробежной воздуходувки принимается 0,1—0,7. Они освоены нашей промышленностью и уже применяются у нас на Красноуральской и Kapaбашской фабриках и, например, в Майами в Америке.

Для Кировской фабрики третьей очереди для машин Макинтоша при ширине 0,6—0,7 м и длине 6,1 м для давления 2 500 мм вод. ст. следует принять двухступенчатую воздуходувку. Она должна обеспечить потребность в воздухе 84 двойных машин в шести секциях, т. е. 168 роторам с общей длиной 1 025 м. Общая боковая поверхность роторов пМ = 3,14*0,32*1025 = 740 м2. Тогда, беря по данным работы фабрики расход воздуха на 1 м2 поверхности ротора равным 2,28 м3/мин, получим общую потребность в воздухе 740*2,28 = 1700 м3/мин.

Беря две воздуходувки по 850 м3/мин производительностью, получим потребную мощность их:

берем 75 л. с.

Расход энергии зависит также и от производительности фабрики. Так, для производительности фабрики от 2 000 до 10 000 т/сутки расход энергии на машине Макинтош обычно считают в пределах 0,52—0,6 kWh/т, для 500—1000 т/сутки — 1,25—1,5 kWh/т и для 100—200 т/сутки — 1,5—2,5 kWh/т.

Износ полотна принимают для полотняной покрышки в 3—6 мес. и реже до 8, тогда как для резиновой покрышки берут до 15 мес.

Время съемки полотняной покрышки считают в 30—40 мин., а резиновой в 20—30 мин., причем на замену ротора с готовой покрышкой тратят около 15—30 Мин.

Производительность зависит от многих факторов. Например, чем длиннее ротор, тем производительность 1 пог. м больше. Так, для 6-м ротора производительность в 2—2,5 раза выше, чем для 3-м ротор.

Производительность обычно считают на 1 пог. м длины ротора или 1 м2 площади его пористой поверхности. В первом случае часовая производительность в тоннах колеблется в пределах 0,5—1,6 т/час, повышаясь до 2 т/час по рудам цветных металлов. Например, производительность на 1 пог. м так изменялась на некоторых фабриках: 1) Интернэшионал Никкель — первичная флотация по медно-никелевой руде —1,71 т/час; 2) на флотации золотых руд — 1,09 т/час; 3) на флотации апатита в Кировске — 3,5 т/час.

Производительность на 1 м2 полотна колеблется в пределах от 0,9 до 2,2 т/час.

Наконец, на качество работы машины влияют: пористая ткань, положение ротора в ванне и ширина машины. Флотация простой руды требует поэтому меньшей ширины машины, чем селективной.

Стоимость импортного перфорированного резинового полотна, патентованного фирмой Геко, считается около 35 руб. зол. на 1 м2.

Пример 171. Разберем перечень основных инструктивных указаний фирмы по уходу за машинами Макинтош.

1. Нормальная скорость для ротора —14—17 об/мин.

2. При употреблении набивной коробки и сальника необходимо давать небольшое количество воды для смазывания и предохранения от порезок оси. Вода должна быть светлая, свободная от примеси посторонних веществ и подаваться под давлением 0,40—0,55 ат.

3. Для замены ротора следует удалить от скребка продольный прут, вынув четыре установочных болта диаметром 19 мм со шляпкам, которыми концы ротора укреплены к кольцу. Немного отодвинув оси назад, вынуть ротор из ванны. При удалении и вставлении ротора необходимо соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не наступить на покрышку и вообще не попортить ее. Оборудованный полностью ротор длиной 3 м, весит около 80 кг.

4. В случае применения закрытой коробки, заменяющей сальник, чугунный конус должен помещаться на оси таким образом, чтобы он проходил на расстоянии 13 мм от резинового кольца. При более близком расстоянии происходит чрезмерное изнашивание резины.

5. Если и резиновой покрышке обнаруживаются дырки или порванные места, то их можно зачинить «холодной заплатой», как это делается при починке автомобильных шин. Что же касается парусиновых покрышек, то после общей прочистки на них ставят заплатки из кусочков новой ткани, покрытой водонепроницаемым цементом, дав постоять 20—30 мин., прежде чем снова пустить в работу.

6. Перед тем как вставить ротор обратно в камеру, нарезку винтовых болтов, служащих для соединения головок с кольцами, следует покрыть цементом, применяемым для кранов во избежание ржавчины.

7. Необходимо самое тщательное наблюдение за работой люка для выпуска песков у выгрузного конца. Этот люк устроен с целью выгрузки крупных или тяжелых частиц, имеющих склонность осаждаться на дне ванны, и должен оставаться настолько открытым, насколько это требуется для данной цели.

8. В случае бокового отверстия для впуска воздуха, смазывание производится кусочком ваты, пропитанным легким маслом; никакого жира употреблять не следует, так как он имеет склонность пробиваться через воздушные ходы в пустотелых осях и отлагаться на внутренней стороне покрышек ротора, что влияет на производительность работы. Так как ось делает лишь около 15 об/мин, то обильного смазывания и не требуется.

9. Для измерения давления воздуха рекомендуются ртутные манометры, которые изготовляются на месте. Если давление воздуха превышает 0,13 аг (в случае резиновых покрышек) или 0,33 ат (в случае парусиновых покрышек), то это означает, что покрышки засорились и требуют прочистки.

10. Следует избегать слишком большого расхода вспенивателя. Машина Макинтош обычно работает с минимальным количеством вспенивателя, иначе получается загрязненная и бедная пена. При оборотных циклах наличие в них вспенивателя дает экономию на первоначальном его расходе.

11. Высота столба пены регулируется установочным шлюзом для сплава у выгрузки. Для каждой отдельной руды она устанавливается в результате опытов. Нормальной высотой считается 200—250 мм.

Пример 172. Разберем инструктивные указания для надевания покрышек на ротор машины Макинтош.

1. Для того чтобы было легче надеть на ротор сетчатую резиновую покрышку, необходимо сначала укрепить ротор на осях, которые наглухо соединяются с фланцами роторных головок, на надлежащей высоте, позволяющей свободное вращение ротора рукой.

2. На концы по наружной поверхности ротора прежде всего надевают над отверстиями для болтов прутков скребка парусиновые манжеты шириной 65 мм и наклеивают парусиновые полоски шириной 65 мм.

3. Поставив отверстия для болтов скребка в вертикальное положение, надевают на ротор резиновую покрышку таким образом, чтобы ее края заходили друг на друга с нижней стороны ротора на одинаковом расстоянии по центральной линии отверстий для болтов. Придерживая сетку в таком положении, ее перевязывают бичевкой или парусиновым бинтом через каждые 0,9—1,2 м по длине ротора.

4. После укрепления покрышки к ротору последний необходимо перевернуть, чтобы концы покрышки оказались вверху, причем перекрывающие друг друга края тщательно очищаются газолином, после чего прочищаются крупнозернистым наждачным полотном. Затем, начиная с одного конца ротора, обе поверхности краев покрышки замазывают резиновым клеем на расстоянии 0,9—1,2 м, дав избытку его засохнуть.

5. Придерживая нижний конец покрышки так, чтобы центральная линия проходила по отверстиям для болтов, натягивают на него верхний конец таким образом, чтобы покрышка была насколько возможно туго натянута на роторе, крепко прижимая друг к другу края. Такого порядка следует придерживаться по всей длине ротора. Ширина перекрытия должна быть 65—75 мм.

6. Для облегчения ровного перекрытия по всей длине сетки можно сделать отметку мелом, отступя на 87 мм от края, сделав такую же и у нижнего конца покрышки, тогда верхний конец ляжет совершенно правильно. Равным образом для выверки краев перекрытия можно начертить и горизонтальные линии.

7. После заклейки накаливают остроконечную железку диаметром 13 мм докрасна и прожигают в сетке отверстия, соответствующие отверстиям для болтов скребка, стараясь, чтобы они были насколько возможно ближе к центру перекрытия. Поверх резиновой покрышки, с обоих концов, кладут в один ряд парусиновые манжеты шириной 65 мм, которые обматывают гальванизированной проволокой, туго стянутой зажимной клеммой.

8. Необходимо обратить внимание на то, чтобы парусиновые манжеты приходились как можно ближе к концам ротора, а также и на качество и прочность проволочной обмотки.

9. Взяв резиновую полоску шириной 65 мм и длиной, равной прутку скребка, необходимо проложить ее под нижней стороной прутка таким образом, чтобы с обеих сторон образовалось достаточное перекрытие для защиты резиновой покрышки от краев прутка в случае набухания покрышки.

10. В резиновой полоске, поддерживаемой в указанном положении, также прожигаются дырочки, соответствующие отверстиям у прутка скребка, после чего она накладывается на ротор таким образом, чтобы отверстия совпадали. Прутку скребка дают надлежащее положение на роторе, после чего сквозь отверстия в прутке, резиновой прокладке и отверстия в роторе пропускают болты. Затем ротор поворачивают на неполный оборот, во время которого пруток находится на одной плоскости с уровнем. После этого берут приготовленную заранее вторую резиновую полоску, кладут ее на ротор, вставляют выступающие концы болтов в выжженные отверстия и укрепляют прутки на место болтами. Для резиновых прокладок необходимо взять высший сорт чистого каучука. Использование резиновых покрышек с матерчатой прокладкой не рекомендуется. Если для прокладок не имеется возможности достать резины, то можно использовать полоски парусины, положенные в один ряд, хотя последние и не обладают предохраняющим и прочным свойством резины. После того как резиновые покрышки достаточно износятся и потребуют замены новыми, их можно разрезать на 65-мм полосы по всей длине и использовать для вышеуказанной цели. В таком случае покрышка служит двойную службу и является хорошей защитой от прутка скребка.

11. Роторы для камер, снабженных на обоих концах воздушным регулятором, разделяют перегородками, образующими в них независимые воздушные камеры. Перегородка может находиться в самом центре ротора, или ее иногда ставят таким образом, чтобы получились воздушные камеры длиной 1,5 и 3 м или в любой комбинации длины.

12. У ротора, имеющего камеры неодинаковой длины, более короткая всегда располагается со стороны загрузки питания.

13. При покрытии роторов с перегородками резиновыми сетками, над перегородкой, непосредственно к ротору приклеивают 65-мм полоску из парусины, как это делается у концов. После укрепления покрышки цементом и обмотки концов проволокой, прежде чем установить на место скребок, покрышка прикрепляется к ротору над перегородкой, при помощи проволочной обмотки в два ряда по парусиновой прокладке, как это делается у концов ротора. Это необходимо для независимого контроля над отдельными воздушными камерами. Следует обратить самое тщательное внимание на то, чтобы обмотка способствовала тесному контакту между покрышкой и ротором у перегородки.

Пример 173. Разберем перечень обогатительных качеств, какими обладает флотационная машина Макинтош.

1. Чрезвычайно эффективное и экономное распределение воздуха.

2. Исключение возможности возникновения целого ряда различных осложнений и перебоев в работе, характерных для флотационных машин, применяющих стационарную пористую среду.

3. Машина может по желанию флотировать достаточно крупный материал без забивки и прочих механических неполадок.

4. Непрерывная выгрузка пены происходит без помощи какого-либо механического приспособления.

5. Уровень воды легко регулируется, отчего устраняется возможность «наводнения».

6. Полная циркуляция пульпы совершается при эффективной, но спокойной аэрации.

7. Отсутствие чрезмерно энергичной агитации пульпы способствует успешному флотированию большого количества частиц минерала, находящихся у границы раздела, которые могли бы не быть захваченными пузырьками при слишком «интенсивной агитации», присущей некоторым другим машинам. На практике это свойство оказалось чрезвычайно важным.

8. Простота конструкции механизма и незначительное количество регуливочных приспособлений, необходимых для работы, делают машину очень удобной и простой, обеспечивая производительную и бесперебойную работу, не требующую особо квалифицированного персонала.

9. При очень небольшой площади, занимаемой машиной (что в значительной мере облегчает работу), допускается возможность увеличения тоннажа с большой компактностью.

10. Сравнительно невысокая стоимость первоначальной установки.

11. Постоянный уровень пульпы поддерживается установочным шлюзом достаточной ширины, поставленным у выгрузного конца. Для предупреждения возможности скопления крупных песков на дне камеры у выгрузного конца устроен непрерывно работающий люк.

12. Автоматическая выгрузка пены происходит непрерывно при легком поперечном волнообразном движении внутри камеры при каждом повороте ротора.

По личным наблюдениям автора и отзыву проф. Люйкена, использование резинового ротора ставит машину Макинтош «почти вне конкуренции», учитывая, что оперативно она дает более легкий, по сравнению с патрубочным типом машин, способ поддержания нормального режима флотации.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: