ЛЕНТОЧНЫЙ ПРЕСС-ФИЛЬТР ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ШЛАМА И ИЛА Российский патент 1999 года по МПК B01D33/52 B01D33/64 

Изобретение относится к области очистки сточных вод от бытовых, промышленных и сельскохозяйственных комплексов, накопленных и обработанных в илоотстойниках биологических очистных сооружений.

Известны конструкции ленточных пресс-фильтров, содержащие систему приводных и промежуточных валов, между которыми пропускаются две бесконечные ленты-сита верхнего и нижнего расположения с возможностью размещения между ними жидкого шлама и их совместного обкатывания с одновременным обжатием во вращающихся валах, в процессе которого жидкая фракция фильтруется через сита, а сгущенный шлам прессуется в плотную массу с последующим удалением механическими средствами. При этом усилие прессования устанавливается натяжением ленточных сит посредством натяжных механизмов.

Известен ленточный пресс-фильтр фирмы "Экофильтрвнедрение" г. Казань, патент N 38661 на промышленный образец, зарегистрированный в мае 1993 г. Пресс-фильтр снабжен специальным устройством - лекалом, выполняющим функцию первого обжимного вала. Лекало представляет собой шарнирно закрепленную раму, изогнутую по расчетной кривой, на которой размещается множество свободно вращающихся валков малого диаметра, в 2-3 раза меньше размера приводных валов пресс-фильтра, расположенных параллельно друг другу и осям приводных валов с возможностью их одновременного обкатывания совмещенными ленточными ситами. При обкатывании и обжатии круговой поверхности лекала с большим радиусом изгиба достигаются низкие удельные давления прессования жидкого шлама, которые позволяют обрабатывать маловязкий шлам влажностью до 97%.

Недостаток конструкции пресс-фильтра по патенту N 38661 заключается в низком уровне показателей надежности и долговечности. Опорные подшипники скольжения валков лекала работают в водяном потоке с абразивосодержащим взвешенным веществом. Активный износ подшипниковых опор скольжения предотвратить практически невозможно в условиях непрерывной эксплуатации машины в 2-3 смены. Снижается эффективность работы пресс-фильтра в целом из-за простоев в периоды частого техобслуживания.

Известен также ленточный пресс-фильтр а.с. N 936964 кл. B 01 D 33/04 с механизмом натяжения ленточных сит, снабженным датчиком гидравлического управления усилием натяжения лент, выполненного по принципу электроконтактного манометра. Данная конструкция пресс-фильтра взята нами в качестве прототипа.

Недостаток конструкции пресс-фильтра а.с. N 936964 заключается в малой эффективности настройки технологического режима обезвоживания маловязких жидких шламов с влажностью 95% и выше только за счет регуляции усилия натяжения ленточных сит. Здесь требуется дополнительное регулирование малых усилий (давлений) обкатывания лент по валам в зоне начального прессования, обеспечивающими сгущение жидкого шлама до стабильной (не текучей) вязкости.

Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания маловязких жидких шламов влажностью от 97% и ниже.

Поставленная цель достигается тем, что перед первым обжимным валом пресс-фильтра, в зоне совмещения ленточных сит, устанавливаются три вспомогательных валка с подшипниковыми опорами, вынесенными за габариты ленточных сит. Два крайних валка устанавливаются концами в неподвижных подшипниковых опорах, а один средний размещается концами в подвижных подшипниковых опорах. Каждая подвижная опора снабжена винтовой передачей с возможностью перемещения среднего валка вверх или вниз, относительно крайних валков. Положение среднего валка устанавливается с возможностью одновременного обкатывания совмещенными ленточными ситами всех трех валков, при этом усилие совмещения ленточных сит возможно регулировать посредством перемещения среднего валка. Все вспомогательные валки выполнены глобоидной формы, которая придает ленточным ситам вогнутый профиль, чтобы удерживать жидкий шлам симметрично по длине лент и тем самым препятствовать растеканию его за края лент. Положение ленточных сит устанавливается как с одной стороны валков, так и между валками, когда средний размещается ниже лент. По первому варианту, обкатывается односторонняя круговая поверхность обжатия ленточных сит с большим радиусом круга R и с низким удельным давлением прессования шлама. По второму варианту, ленточные сита обкатываются с двух сторон с обжатием их на каждом из трех валков с усилием от "0" до оптимальной величины, исключая выдавливание жидкого шлама через края совмещенных ленточных сит.

Существенным отличием заявленного решения является то, что перед первым обжимным валом, в зоне совмещения ленточных сит, устанавливаются три вспомогательных валка, из которых два крайних закреплены концами в неподвижных подшипниковых опорах, а один средний закрепляется концами в подвижных подшипниковых опорах, снабженных каждый винтовой передачей с возможностью перемещения среднего валка вверх или вниз относительно двух крайних валков, при этом ленточные сита в совмещенном состоянии обкатываются одновременно по всем трем валкам с возможностью регулирования усилия совмещения ленточных сит посредством перемещения среднего валка вверх или вниз, а сами валки выполнены глобоидной формы, чтобы жидкий шлам размещался между ленточными ситами симметрично по длине. При этом, положение совмещенных ленточных сит может выполняться как с одной стороны валков, с возможностью их обжатия по круговой поверхности обката с большим радиусом R изгиба, так и между валками, когда средний валок размещается ниже ленточных сит с возможностью двустороннего обкатывания совмещенных ленточных сит и их обжатия отдельно каждым из трех валков.

Данный существенный признак неизвестен нам из патентной и научно-технической информации и потому считаем, что предлагаемое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена кинематическая схема ленточного пресс-фильтра с компоновкой зоны начального прессования обезвоживаемого шлама с односторонней обкаткой трех вспомогательных валков по круговой поверхности радиусом R. На фиг. 2 показан вариант компоновки зоны начального прессования обезвоживаемого шлама с двусторонней поверхностью обката ленточных сит. На фиг. 3 приведена схема винтовой передачи для перемещения среднего глобоидного вала, а также показано размещение ленточных сит с жидким шламом между ситами.

Пресс-фильтр на фиг. 1 состоит из несущего каркаса 1, в котором смонтировано множество валов различного типоразмера. Между валами пропущены две бесконечные ленты-сита верхнего 2 и нижнего 3 расположения. Кинематика пресс-фильтра представляет собой эластичную передачу типа плоскоременной с однозначными расчетными параметрами. Вращение валов осуществляется посредством механического привода, на схеме не показано, через приводные валы 4 и 5. Натяжение ленточных сит осуществляется посредством промежуточных валов 6, размещенных в подвижных опорах 7 с гидроприводами 8. Ленточные сита совмещаются в зоне начального прессования, включающей вспомогательные валки 10, 11, 12 и первый обжимной вал 13 с размерами в 3 раза превышающего приводные валы. Зона повышенных давлений прессования шлама распространяется на остальные валы при их обжатии ленточными ситами. Зона максимальных давлений прессования шлама определяется на приводных валах 5.

Работа ленточного пресс-фильтра.

Исходное положение: ленточные сита 2 и 3 натянуты по заданному режиму прессования, механический привод вращает приводные валы 4 и 5, кинематика ленточной передачи запущена в работу.

Жидкий коагулированный шлам подается на верхнее сито 2 ровным слоем через специальное загрузочное устройство. При движении ленточного сита 2 происходит свободная фильтрация жидкой фракции шлама. В конце зоны лента 2 меняет направление движения на валах 6 подвижных опор 7. Частично обезвоженный шлам переваливается на движущуюся нижнюю ленту 3 через лоток 9. Далее, по ходу движения ленточных сит, жидкий шлам поступает в зону начального прессования с настроенным положением валков 10, 11, 12 по технологическому режиму: либо ленточные сита обжимают круговую поверхность радиусом R, либо назначается двустороннее обжатие между валками 11 и 12, см. вариант фиг. 2. Давление начального прессования шлама при необходимости корректируется посредством перемещения валка 12 выше или ниже уровня валков 11, осуществляя вращение винтовой передачи 14 с подвижной подшипниковой опорой 15.

В зоне начального прессования происходит "сгущение" жидкого шлама, когда отжимается вода, а жидкий шлам не выдавливается за края ленточных сит. Далее "сгущенный" шлам поступает в зону низкого давления прессования на первом обжимном валу 13, а затем в зоны механического валкового обжатия с нарастающим усилием прессования до максимального на приводных валках 5. В зоне разделения ленточных сит 2 и 3 осуществляют удаление обезвоженного остатка шлама посредством специальных скребковых устройств, на схеме не показаны. Фильтрованная вода собирается в коробах 16 и через систему лотков сливается в отстойники, на схеме не показано.

Изобретение предназначено для очистки сточных вод от шлама и ила, накопленных при эксплуатации промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Пресс-фильтр состоит из несущего каркаса, в котором смонтировано множество валов различного типоразмера. Между валами пропущены две бесконечные ленты-сита верхнего и нижнего расположения. Вращение валов осуществляется через приводные валы посредством механического привода. Натяжение ленточных сит осуществляется промежуточными валами. Ленточные сита совмещаются в зоне начального прессования, включающей вспомогательные валки и первый обжимной вал. Усилие совмещения ленточных сит регулируется перемещением валка вверх или вниз посредством винтовой передачи. Жидкий коагулированный шлам подается на верхнее сито, на котором происходит свободная фильтрация жидкой фракции шлама. При движении ленточных сит осуществляется перевалка частично обезвоженного шлама с верхней ленты на нижнюю. Далее по ходу движения ленточные сита совмещаются, а жидкий шлам размещается между ними и поступает в зону начального прессования с предварительно настроенным положением валков: либо ленточные сита обжимают круговую поверхность радиусом R, либо назначается двустороннее обжатие лент между валками. В фильтре повышается эффективность обезвоживания маловязких жидких шламов влажностью до 97%. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ленточный пресс-фильтр для обезвоживания шлама и ила, содержащий систему приводных и промежуточных валов, между которыми пропускаются две бесконечные ленты-сита верхнего и нижнего расположения с возможностью размещения между ними жидкого шлама и их совместного обкатывания с одновременным обжатием во вращающихся валах, а также с возможностью натяжения обоих ленточных сит посредством гидроприводов, отличающийся тем, что перед первым обжимным валом в зоне совмещения ленточных сит устанавливают три вспомогательных валка, из которых два крайних закреплены концами в неподвижных подшипниковых опорах, а один средний закреплен концами в подвижных подшипниковых опорах, снабженных каждый винтовой передачей с возможностью перемещения среднего валка вверх или вниз относительно двух крайних валков, при этом ленточные сита в совмещенном состоянии обкатываются одновременно по всем трем валкам с возможностью регулирования усилия совмещения ленточных сит посредством перемещения среднего валка вверх или вниз, а сами вспомогательные валки выполнены глобоидной формы, чтобы жидкий шлам размещался между ленточными ситами симметрично по длине. 2. Пресс-фильтр по п.1, отличающийся тем, что расположение совмещенных ленточных сит может выполняться как с одной стороны вспомогательных валков с возможностью их обжатия по круговой поверхности обката с радиусом R изгиба, так и между вспомогательными валками, когда средний валок размещается ниже ленточных сит с возможностью двустороннего обкатывания ленточных сит и их обжатия отдельно каждым из трех валком.