ЛЕНТОЧНЫЙ ПРЕСС-ФИЛЬТР ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ШЛАМА И ИЛА Российский патент 2000 года по МПК B01D33/04 

Изобретение относится к области очистки сточных вод от шлама и ила, накопленных при эксплуатации бытовых, промышленных и сельскохозяйственных комплексов.

Известны конструкции ленточных пресс-фильтров, содержащие раму и смонтированную на ней систему приводных и промежуточных валов, между которыми пропускаются две бесконечные ленты-сита верхнего и нижнего расположения с возможностью размещения между ними жидкого шлама, снабженные также натяжными механизмами и устройствами для ворошения или сдвига осадка в процессе обезвоживания.

Известны конструкции ленточных пресс-фильтров отечественного и зарубежного производства. Например, патент RU N38661 на промышленный образец, в котором сдвиг осадка между лентами осуществляется посредством специального устройства - лекала, выполняющего функцию первого по ходу осадка отжимного вала. На лекале размещается множество роликов с возможностью сдвига осадка между ситами. В пресс-фильтре фирмы "Бельмер" для целей перемешивания осадка на верхней ленте-сите размещаются клиновидные плужки, которые раздвигают массу шлама и создают дренажные борозды для сбора свободной воды с последующей ее фильтрацией через сита.

Известен также ленточный пресс-фильтр а.с. N1028347, B 01 D 33/052, 1981 года, снабженный роликами с автономными подпружиненными рычагами размещенные в зоне первого по ходу фильтруемого осадка отжимного вала, для осуществления дополнительного сдвига осадка между ленточными ситами в процессе их обжатия (прессования) с целью активизации выделения водяной фракции из осадка и ее фильтрации через сита. Взят нами как прототип.

Недостаток этой конструкции заключается в низком уровне показателей надежности и долговечности. Опорные подшипники роликов работают в водяном потоке с абразивосодержащим взвешенным веществом. При этом частота вращения роликов в 15-20 раз превышает частоту вращения отжимного вала, активизируя износ подшипниковых опор скольжения роликов в условиях непрерывной эксплуатации машины в 2-3 смены. Кроме того, данное техническое решение решает проблему шевеления обезвоживаемого осадка только в процессе обжатия ленточных сит, то есть в процессе прессования.

Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания маловязких жидких шламов влажностью до 97%.

Поставленная цель достигается тем, что верхнее ленточное сито, на которое загружается жидкий шлам, движется по поверхности виброударного устройства на длине всей зоны свободной фильтрации. Одна опора такого устройства закреплена шарнирно к несущему каркасу пресс-фильтра, а другая опора установлена на два дисковых кулачка, размещенных по концам приводного вала пресс-фильтра. При вращении приводного вала кулачки осуществляют плавный подъем устройства вместе с движущейся лентой, а затем, копируя вертикальный срез кулачков, резко падают с ударом в исходное горизонтальное положение. При этом ленточное сито встряхивает массу шлама, отделяя через прозоры сита жидкую фракцию. Колебательный цикл виброудара происходит за один оборот приводного вала.

Виброударное устройство выполнено в виде короба или лотка, куда сливается фильтрованная вода. На верхнем уровне короба размещены и неподвижно закреплены на расстоянии друг от друга несколько профильных полозков, по которым непрерывно скользит лента сита, не препятствуя отделению воды. Дополнительно короб снабжен ударным бойком, выполненным в виде металлической трубы или прутка, который неподвижно размещается под днищем короба в зоне разделения ленточных сит с возможностью контакта по всей ширине ленты. При ударе бойка о ленту происходит отделение остатков прессованного шлама с эффектом очистки ленточного сита. Ударный боек располагается как можно близко к месту разделения лент, порядка 200 мм от оси приводного вала. Амплитуда колебания короба с лентой соответствует рабочему подъему кулачков, высота которого регулируется симметрично на каждом кулачке посредством толкателей, которые размещены в корпусах, неподвижно закрепленных на боковых стенках короба. Каждый корпус снабжен также регулировочным винтом для установки положения толкателя.

Существенным отличием заявленного решения являются то, что верхнее ленточное сито, на которое загружается жидкий шлам, движется по поверхности виброударного устройства с размерами равнозначной зоне свободной фильтрации шлама и выполненного в виде короба или лотка с функцией сбора и слива фильтрованной воды, на верхнем уровне которого закреплены неподвижно несколько профильных полозков для размещения на них ленточного сита с возможностью скольжения, причем с одной стороны короб закрепляется на несущем каркасе пресс-фильтра, посредством двух шарнирных симметрично разнесенных опор, а с противоположной стороны короб устанавливается своими опорными толкателями на два дисковых кулачка, размещенных на концах приводного вала пресс-фильтра, с возможностью цикличного колебания в режиме сначала, плавного подъема с последующим резким падением по срезу кулачка до удара с высоты, равной рабочему подъему кулачка, и с частотой цикла колебания равнозначного частоте вращения приводного вала. При этом на нижнем уровне короба, под днищем, в зоне разделения ленточных сит и на расстоянии 200 мм от оси приводного вала, дополнительно размещен ударный боек, выполненный в виде металлического бруска с круглым сечением, выставленного и неподвижно закрепленного с возможностью контакта по всей ширине ленточного сита верхнего расположения при крайнем нижнем положении короба, причем амплитуда колебания короба от крайнего нижнего до крайнего верхнего положения соответствует рабочему подъему кулачка, который регулируется опорными толкателями, размещенными в корпусах, закрепленных неподвижно на боковых стенках короба, причем корпус опорного толкателя снабжен также регулировочным винтом с возможностью изменять установку толкателя по вертикали.

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

На фиг. 1 изображена кинематическая схема ленточного пресс-фильтра с виброударным устройством в зоне свободной фильтрации шлама. На фиг. 2 показана схема кулачкового привода от приводного вала пресс-фильтра до виброударного устройства с опорным толкателем.

Ленточный пресс-фильтр на фиг. 1, 2 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 2 и 3 совмещаются в зоне начального прессования шлама с минимальными удельными давлениями и далее в совмещенном виде обкатываются другими обжимными валами с нарастающим давлением прессования шлама. Зона максимальных давлений прессования определяется на приводит валах 5. Здесь происходит разделение ленточных сит и их очистка, от прессованного остатка шлама - кека.

В зоне свободной фильтрации под ленточным ситом 2 установлено виброударное устройство 9, нижний уровень которого ограничен базовой поверхностью "Б" четырех резиновых буферов 10. Виброударное устройство 9 с одной стороны закреплено к боковинам каркаса 1 посредством двух шарнирных опор 11, а с другой стороны выставляется на дисковые кулачки 12 посредством регулируемых опорных толкателей 13. Кулачки 12 размещаются по концам приводного вала 4, а толкатель 13 размещается в корпусе 14 с возможностью регулировки положения винтом 15. Корпус 14 толкателя закреплен неподвижно на боковой стенке короба 16, который является несущей конструкцией виброударного устройства и выполняет функцию сливного лотка для фильтрованной вода. На верхнем уровне короба 16 закреплены неподвижно несколько продольных полозков 17, по которым скользит движущаяся лента 2 при работе пресс-фильтра. На нижнем уровне короба 16 под днищем размещен неподвижно ударный боек 18.

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 запушена в работу.

Жидкий коагулированный шлам подается на верхнее ленточное сито 2 ровным слоем через специальное загрузочное устройство. При движении ленты происходит свободная фильтрация жидкой фракции шлама. Одновременно с гравитационным процессом фильтрации происходит механическая фильтрация от действия виброударного устройства 9. При вращении вала 4 с дисковыми кулачками 12 передается движение вверх по подвалу спирали кулачка опорному толкателю 13 вместе с коробом 16 и движущейся ленте 2 до настроенной амплитуды "H₁", которая соответствует высшей точке подъема спирали кулачка 12. Затем по срезу кулачка толкатель с коробом и лентой резко подают в исходное нижнее положение, ограниченное поверхностью "Б" упругих буферных пластин 10. Происходит ударная реакция на ленточное сито одновременно в двух местах: инерция резкой остановки встряхивает сито 2 вместе с жидкой массой шлама по всей длине зоны свободной фильтрации, уплотняя шлам и выжимая воду в фильтрат внутрь короба 16; боек 18 ударяет по ленте 2 в зоне разделения сит, отделяя и очищая ленту от остатка, спрессованного обезвоженного шлама на выходе из обжимного вала 5.

Далее, предварительно обезвоженный "сгущенный" шлам переваливается на нижнее ленточное сито 3 через валы 6 в зоне подвижных опор 7 и поступает в зону начального прессования с низкими удельными давлениями обжатия совмещенных ленточных сит 2 и 3, а затем по ходу обкатывания совмещенных лент с многовалковым обжатием давление прессования возрастает до максимального в зоне разделения ленточных сит. Здесь производят механическое отделение спрессованного шлама: верхнее сито 2 очищают ударами бойка 18, нижнее сито очищают специальными скребковыми устройствами, на схеме не показано.

Фильтрованная вода удаляется через систему лотков, на схеме не показано.

Изобретение предназначено для очистки сточных вод от шлама и ила, накопленных при эксплуатации промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Пресс-фильтр содержит несущий каркас, 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 осуществляются промежуточными валами, размещенными в подвижных опорах, посредством гидроприводов. Под верхним ленточным ситом установлено виброударное устройство, нижний уровень которого ограничен буферами, которое с одной стороны закреплено к боковинам каркаса посредством двух шарнирных опор, а с противоположной стороны выставляется на дисковые кулачки посредством опорных толкателей. Кулачки размещаются по концам приводного вала, а толкатель размещается в корпусе с возможностью его регулировки винтом. Корпус толкателя закреплен неподвижно на боковой стенке короба, который является несущей конструкцией виброударного устройства. На верхнем уровне короба закреплены неподвижно продольные полозки, по которым скользит лента. На нижнем уровне короба установлен неподвижно ударный боек. В пресс-фильтре обеспечивается повышение эффективности обезвоживания маловязких жидких шламов влажностью до 97%. 2 ил.

Ленточный пресс-фильтр для обезвоживания шлама и ила, содержащий несущий каркас и смонтированную на нем систему приводных и промежуточных валов, между которыми пропущены 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, снабженных натяжными механизмами, отличающийся тем, что верхнее ленточное сито движется по поверхности виброударного устройства, выполненного в виде короба для слива фильтрованной воды, на верхнем уровне которого закреплены неподвижно несколько продольных полозков для размещения на них ленточного сита с возможностью скольжения, при этом с одной стороны короб закрепляется на несущем каркасе посредством двух шарнирных симметрично разнесенных опор, а с противоположной стороны короб устанавливается своими опорными толкателями на два дисковых кулачка, размещенных на концах приводного вала с возможностью цикличного колебания устройства в алгоритме сначала плавного подъема по спиральной поверхности кулачка с последующим резким падением по профильному срезу кулачка с высоты, равной рабочему подъему спирали кулачка, и с частотой цикла колебания, равной частоте вращения приводного вала, причем величина рабочего подъема кулачка регулируется опорным толкателем посредством регулировочного винта, размещенного с опорным толкателем в одном корпусе, неподвижно закрепленном на боковой стенке короба, а на нижнем уровне короба размещен ударный боек, выполненный в виде металлического бруса круглого сечения и выставленный в крайнем нижнем положении короба на расстоянии 200 мм от оси приводного вала, причем ударный боек закреплен неподвижно к днищу короба с возможностью контакта по всей ширине верхнего ленточного сита с прессованным шламом.