УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ ПРОСТРАНСТВА, НАХОДЯЩЕГОСЯ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 2004 года по МПК B01D29/94 B01D33/76 

Изобретение относится к устройству, которое используется для удаления твердых материалов, в частности к устройству, предназначенному для удаления тонкоизмельченного, твердого материала, который образуется в процессе фильтрации, из пространства, находящегося под избыточным давлением, причем к этому устройству подключены элементы для подачи обрабатываемого материала в процесс, выполняемый в пространстве, находящемся под избыточным давлением, и для удаления продуктов, создаваемых в процессе, происходящем внутри указанного пространства, находящегося под избыточным давлением.

Обычно материал удаляется из пространства, находящегося под избыточным давлением таким образом, что давление в указанном пространстве снижается, и для удаления указанного материала из указанного пространства открывается выпускное отверстие, предназначенное для выпуска материала. В случае, когда необходимо поддерживать избыточное давление, к отверстию выпуска материала подключают клапан или клапаны, с помощью которых указанный материал может удаляться из указанного пространства без существенного изменения избыточного давления в нем. Применяемые клапаны могут быть электрическими, гидравлическими или пневматическими, причем в этом случае материал обычно создает давление на заслонку клапана. Когда это давление превышает определенный предел, клапан открывается, и материал выпускается из пространства. Когда количество выпускаемого материала понижается до уровня, при котором давление, создаваемое указанным материалом, существенно снижается, клапан закрывается. Такой клапан может быть выполнен, например, как клапан с эксцентриковой заслонкой, в котором давление действует на одну сторону заслонки клапана. Однако такой клапан не пригоден для использования с тонкоизмельченными твердыми веществами, поскольку при закрывании клапана между заслонкой и корпусом клапана остаются частицы твердого вещества, которые снижают степень уплотнения клапана и, в конце концов, делают клапан непригодным для использования.

Для удаления материала из пространства, находящегося под давлением, также используются пневматически уплотняющиеся клапаны. Пневматически уплотняющийся сферический клапан имеет равномерное пневматическое уплотнение, но в остальном его структура, в принципе, соответствует шаровому клапану, недостатками которого являются большие размеры и высокая стоимость. Известные пневматически уплотняемые откидные клапаны имеют симметричную форму по отношению к оси, причем недостатком такой конструкции является плохое уплотнение вдоль оси. Клапана такого типа компоновки также легко блокируются.

Из патента FI 68977 известно фильтрующее устройство, которое используется вместе с зубчатой передачей и силовым приводом внутри пространства, находящегося под избыточным давлением, и продукты его фильтрации, то есть тонко измельченное твердое вещество, удаляются через запорную заслонку из пространства, находящегося под избыточным давлением. Используемая запорная заслонка представляет собой, например, лопастный замок или спиральный конвейер, причем в этом случае поток твердых веществ используется для работы запорной заслонки. При этом при удалении, в определенной степени, предотвращается попадание тонкоизмельченного твердого вещества между упорным элементом запорной заслонки и стенкой, поскольку запорная заслонка, как таковая, не выполняет движение в направлении, противоположном направлению циркуляции твердого вещества, и твердое вещество всегда поступает в том же направлении. Однако работа запорной заслонки такого типа зависит от потока твердого вещества, поскольку с его помощью также поддерживается уплотнение, достигаемое с помощью запорной заслонки, так как положение ее лопастей меняется для удержания избыточного давления в пространстве, находящемся под избыточным давлением.

В американском патенте 5362403 описано фильтрующее устройство и способ удаления осадка на фильтре из фильтрующей части фильтрующего устройства. В указанном способе осадок на фильтре переносится с помощью спирального конвейера на выпускной стержень. В нижней части указанного выпускного стержня установлен запорный элемент, который управляется с помощью гидравлического привода. В соответствии с американским патентом 5362403 запорный элемент вместе с выпускным стержнем формируют запор давления между фильтрующим устройством и нормальным давлением воздуха. Работа запорного элемента управляется с помощью двух электродов, установленных на выпускном стержне так, что когда осадок на фильтре достигает определенной высоты на выпускном стержне, этот осадок на фильтре электрически замыкает электроды, управляющий элемент открывает запорный элемент, и осадок на фильтре выпускается через выпускной стержень. Удаление осадка на фильтре, таким образом, выполняется в прерывистом режиме, и при таком удалении также возможно характерное падение давления в фильтрующем устройстве.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании такого устройства, с помощью которого устраняются некоторые недостатки, известные из уровня техники, при этом это улучшенное устройство имеет более простую конструкцию и более низкую себестоимость и предназначено для удаления фильтруемого материала из пространства, находящегося под избыточным давлением, причем указанное устройство функционирует автоматически в соответствии с рабочим давлением и потоком материалов. Существенно новые особенности изобретения очевидны из прилагаемой формулы изобретения.

В устройстве в соответствии с изобретением твердые материалы, обрабатываемые в пространстве, находящемся под избыточным давлением, такие, как тонкоизмельченный твердый материал, создаваемый в процессе фильтрации, вначале переносятся в блок выпуска твердого материала, соединенный с указанным пространством, находящимся под избыточным давлением. По отношению к пространству, находящемуся под избыточным давлением, блок выпуска предпочтительно установлен так, что обрабатываемый твердый материал может перемещаться под действием силы тяжести из пространства, находящегося под избыточным давлением, в блок выпуска. По меньшей мере, на конце блока выпуска, который отходит от пространства, находящегося под избыточным давлением, предусмотрены выпускные отверстия материала. В каждом отдельном выпускном отверстии установлен, по меньшей мере, один элемент регулировки, предназначенный для регулирования количества материала, расположенного в блоке выпуска, и удаляемого из этого блока выпуска, по существу, непрерывно. Элементы, которые помогают осуществлять удаление материала из пространства, находящегося под избыточным давлением, предпочтительно функционируют таким образом, что материал удаляется из блока выпуска, по существу, при этом количество и высота поверхности обрабатываемого твердого материала в блоке выпуска регулируются путем управления работой элементов, установленных в выпускных отверстиях.

В соответствии с изобретением, по меньшей мере, часть выпускных отверстий, установленных в блоке выпуска твердого материала, обработанного в пространстве, находящегося под давлением, установлены по отношению к направлению потока материала, предпочтительно таким образом, что материал, проходящий через выпускное отверстие, удаляется из блока выпуска под действием силы тяжести. Выпускные отверстия или, по меньшей мере, часть их также могут быть установлены так, что для удаления материала, проходящего через выпускные отверстия из пространства, находящегося под избыточным давлением, используется разность давления между пространством, находящимся под избыточным давлением, и пространством за его пределами.

В соответствии с изобретением, в выпускное отверстие блока выпуска установлен элемент, то есть клапан, предназначенный для регулировки количества твердого материала, проходящего через указанное выпускное отверстие, причем указанный клапан предпочтительно представляет собой зажимной клапан резиновой трубки, зажимной клапан резинового рукава или всасывающий клапан. Кроме того, к регулирующему элементу, подключенному к выпускному отверстию, дополнительно подключен электрический, гидравлический или пневматический привод, который управляет работой регулирующего элемента для обеспечения того, чтобы через выпускное отверстие проходило предпочтительное количество материала.

Регулирующие элементы, то есть клапаны, подключенные к отдельным выпускным отверстиям, совместно работают с помощью привода так, что высота поверхности материала, расположенного в блока выпуска, остается, по существу, на одной и той же заранее определенной величине. Предпочтительно высота поверхности материала, подаваемого в блок выпуска, поддерживается на таком уровне, чтобы материал, поступающий в блок выпуска, достигал поверхности материала до того, как он может быть выпущен из блока выпуска через первое выпускное отверстие в направлении потока материала. Тот факт, что высота поверхности материала остается на одном и том же уровне, также позволяет использовать материал, находящийся в блоке выпуска, как запор давления между пространством, находящимся под давлением, и, например, пространством с нормальным давлением.

С помощью управления регулирующими элементами, то есть клапанами, которые предпочтительно установлены в каждом выпускном отверстии, также достигается, по существу, непрерывный поток материала из блока выпуска наружу. Это, по существу, облегчает дальнейшую работу с материалом, обработанным в пространстве, находящимся под избыточным давлением.

Блок выпуска обработанного материала, присоединенный к пространству, находящемуся под избыточным давлением, установлен по отношению к пространству, находящемуся под избыточным давлением, по существу, в вертикальном положении, или, по существу, в наклонном положении так, что материал удаляется через отверстие, сформированное между пространством, находящимся под избыточным давлением, и блоком выпуска из пространства, находящегося под избыточным давлением, по существу, с использованием силы тяжести. Когда блок выпуска находится, по существу, в вертикальном положении по отношению к пространству, находящемуся под избыточным давлением, этот блок выпуска, предпочтительно, сформирован в виде элемента трубы, и на конце указанного элемента, который отходит от пространства, находящегося под избыточным давлением, установлен элемент остановки потока такой, как заслонка для твердого материала, который подлежит удалению. Указанный элемент остановки потока имеет ряд выпускных отверстий материала, к которым дополнительно подключен, по меньшей мере, один элемент регулировки потока материала. Управляя работой элементов регулировки с помощью приводов, подключенных к указанным элементам регулировки так, чтобы высота поверхности материала оставалась, по существу, одинаковой, сам материал формирует часть запора давления между пространством, находящимся под избыточным давлением, и окружающим пространством. Кроме того, регулирующие элементы, предпочтительно, управляются таким образом, что, по меньшей мере, через одно выпускное отверстие, расположенное в блоке выпуска, материал поступает наружу, причем в этом случае поток материала поддерживается, по существу, непрерывным.

Блок выпуска может быть установлен под наклоном по отношению к пространству, находящемуся под давлением, причем в этом случае материал, поступающий из пространства, находящегося под давлением, проходит, по меньшей мере, частично вдоль, по меньшей мере, одной стенки блока выпуска. В этом случае блок выпуска может быть сформирован из трубчатого элемента или элементов, в котором, по меньшей мере, часть стенок выполнена плоскими. В конце блока выпуска, который отходит от пространства, находящегося под давлением, дополнительно установлен элемент остановки потока, заслонка. Для того, чтобы предпочтительно выпускать материал, обработанный в пространстве, находящемся под давлением, как в стенках блока выпуска, так и в элементе остановки потока, который установлен в конце блока выпуска, сформированы выпускные отверстия, к которым дополнительно подключен, по меньшей мере, один элемент остановки потока, предназначенный для поддержания высоты поверхности материала на требуемом уровне и для создания, по существу, непрерывного потока материала между пространством, находящимся под избыточным давлением, и окружающим пространством.

Изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг.1 схематично изображает предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения на виде сбоку; фиг.2 изображает вариант осуществления по фиг.1 при рассмотрении его в направлении 2-2; фиг.3 изображает схему другого предпочтительного варианта осуществления изобретения, вид сбоку.

Как видно на фиг.1 и 2, вокруг устройства 1, используемого для фильтрации материала в виде суспензии, установлен резервуар 2 давления, предназначенный для того, чтобы процесс фильтрации проходил под давлением. В стенке резервуара 2 давления, которая окружает пространство, находящееся под избыточным давлением, выполнено отверстие 3, к которому присоединен блок 4 выпуска пространства, находящегося под избыточным давлением. Блок 4 выпуска установлен, по существу, в вертикальном положении по отношению к направлению потока материала 5. Для того, чтобы передавать твердый материал 5, обработанный в устройстве 1, из устройства 1 в отверстие 3 блока выпуска, внутри резервуара 2 давления установлен конвейер 6, причем этот конвейер 6 сбрасывает материал 5 через отверстие 3 в блок 4 выпуска. Блок 4 выпуска сформирован из трубчатого элемента, и на конце указанного трубчатого элемента, который отходит от резервуара 2 давления, установлена заслонка 7, которая предотвращает свободный доступ материала 5 из резервуара 2 давления в окружающее пространство. В заслонке 7 сформированы отверстия 8, через которые материал 5 может выходить из пространства, находящегося под избыточным давлением. В случае необходимости отверстия 8 также могут быть выполнены в стенке блока 4 выпуска. К каждому отверстию 8 подключен, по меньшей мере, один элемент 9 регулировки материала, работа которого управляется с помощью управляющего элемента 10, подключенного к элементу регулировки. Управляющие элементы 10 взаимно соединены так, что высота 11 поверхности материала 5 может поддерживаться, по существу, на одном и том же заранее определенном уровне, в то время, как поток материала 5, выходящего из блока 4 выпуска, поддерживается, по существу, непрерывным.

На фиг.3 устройство 21, используемое для фильтрации материала типа суспензии, установлено внутри резервуара 22 давления, и стенка резервуара 22 давления имеет отверстие 23, предназначенное для удаления из резервуара 22 давления твердого материала 24, отфильтрованного и полученного из устройства 21. К отверстию 23 присоединен блок 25 выпуска, предназначенный для выпуска твердого материала 24, через который материал 24 может удаляться из резервуара 22 под давлением так, что удаление материала может выполняться без существенного снижения избыточного давления, поддерживаемого в резервуаре 22 давления. Блок 25 выпуска установлен под наклоном по отношению к стенке резервуара 22 давления, и блок 25 выпуска сформирован, по существу, плоскими стенками 26, которые образуют многоугольник в поперечном сечении. На конце блока 25 выпуска, который отходит от резервуара 22 давления, установлен элемент 27 остановки потока, предназначенный для предотвращения свободного выхода материала 24 из пространства, находящегося под избыточным давлением. В стенках 26 блока выпуска и в элементе 27 остановки потока, который установлен в конце блока выпуска, выполнены выпускные отверстия 28 материала, через которые материал 24 может удаляться из блока 25 выпуска. К выпускным отверстиям 28 материала присоединен, по меньшей мере, один элемент регулировки потока, то есть клапан 29. Клапаны 29, служащие в качестве элементов регулировки, соединены вместе с помощью привода 30 так, что, по существу, может поддерживаться требуемая высота 31 поверхности материала и непрерывность потока материалов из блока выпуска в пространство снаружи от пространства, находящегося под избыточным давлением. В зависимости от количества материала 24, выходящего из устройства 21 и удаляемого через отверстие 23, выпускные отверстия 28 удерживаются открытыми с помощью элементов 29 регулировки с различной длительностью в различные моменты времени так, что высота 31 поверхности, по существу, поддерживается на одном уровне.

Изобретение относится к устройству, предназначенному для удаления твердого материала, в частности, для удаления тонкоизмельченного твердого материала, создаваемого в процессе фильтрации, из пространства, находящегося под избыточным давлением. Указанное устройство имеет элементы, предназначенные для подачи обрабатываемого материала в процесс, происходящий в пространстве, находящемся под избыточным давлением, а также для удаления продуктов, создаваемых в указанном процессе, из пространства, находящегося под избыточным давлением. Согласно изобретению, в блоке выпуска, присоединенном к пространству, находящемуся под избыточным давлением, выполнены выпускные отверстия, предназначенные для выпуска твердого материала, который следует удалять из пространства, находящегося под избыточным давлением. Указанные выпускные отверстия имеют, по меньшей мере, один регулирующий элемент, предназначенный для регулирования количества материала, расположенного в блоке выпуска, который должен удаляться из блока выпуска. Технический результат - упрощение конструкции и автоматическое функционирование в соответствии с рабочим давлением и потоком материала. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство, предназначенное для удаления твердого материала, в частности, для удаления тонко измельченного твердого материала, образованного в процессе фильтрации, из пространства, находящегося под избыточным давлением, причем к этому устройству подключены элементы, предназначенные для подачи материала, предназначенного для обработки, в процесс, происходящий в указанном пространстве, находящемся под избыточным давлением, а также для удаления продуктов, создаваемых в указанном процессе, из указанного пространства, находящегося под избыточным давлением, и указанное пространство, находящееся под избыточным давлением, присоединено к блоку выпуска, в котором установлен элемент регулировки, предназначенный для регулировки количества материала, выпускаемого из указанного пространства, находящегося под избыточным давлением, отличающееся тем, что в блоке выпуска, присоединенном к пространству, находящемуся под избыточным давлением, предусмотрены выпускные отверстия, предназначенные для удаления твердого материала из пространства, находящегося под избыточным давлением, причем в каждом отдельном выпускаемом отверстии установлен, по меньшей мере, один элемент регулировки, предназначенный для регулирования количества материала, проходящего через указанное выпускное отверстие и удаляемого из блока выпуска, по существу, непрерывно.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на конце блока выпуска, который отходит от пространства, находящегося под избыточным давлением, предусмотрены выпускные отверстия материала.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в стенках блока выпуска выполнены выпускные отверстия материала.4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что элемент регулировки, присоединенный к выпускному отверстию материала, представляет собой зажимной клапан резиновой трубки.5. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что элемент регулировки, присоединенный к выпускному отверстию материала, представляет собой зажимной клапан резинового рукава.6. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что элемент регулировки, присоединенный к выпускному отверстию материала, представляет собой всасывающий клапан.7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что блок выпуска сформирован в виде трубчатого элемента.8. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что блок выпуска, по меньшей мере частично, сформирован, по существу, из плоских стенок.9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что блок выпуска установлен, по существу, в вертикальном положении по отношению к пространству, находящемуся под избыточным давлением.10. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что блок выпуска установлен под наклоном по отношению к пространству, находящемуся под избыточным давлением.