КОМПЛЕКС ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ САПРОПЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК C05F7/00 C02F11/12 

Изобретение относится к комплексам для снижения влагосодержания сапропеля и может быть использовано для обезвоживания сапропелей коллоидной структуры.

Известно устройство для обезвоживания сапропеля, включающее загрузочное приспособление для подачи сапропеля под давлением, разгрузочное приспособление, технологический аппарат для отвода воды из сапропелевой массы, выполненный в виде дискового фильтра со сближенными дисками (Пат. РФ № 2057726, кл. С 05 F 11/00, 1996 г.).

Однако недостатком устройства является низкая эффективность при обезвоживании сапропеля коллоидной структуры. Лабораторными исследованиями установлено, что тонкодисперсные сапропели практически не фильтруются, поэтому известное устройство, основанное на фильтрации, для обезвоживания сапропеля коллоидной структуры практически не пригодно.

Задачей изобретения является повышение эффективности обезвоживания сапропеля коллоидной структуры.

Поставленная задача решается за счет того, что в комплексе для снижения влагосодержания сапропеля, включающем загрузочное приспособление для подачи сапропеля под давлением, разгрузочное приспособление, технологический аппарат для отвода воды из сапропелевой массы, технологический аппарат для отвода воды состоит из замкнутой на приводном и натяжном барабанах гибкой плоской ленты, над верхней ветвью которой установлены с возможностью вращения и взаимодействия с ней нажимные барабаны, наружная цилиндрическая поверхность которых покрыта слоем пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, при этом все барабаны кинематически связаны между собой и с приводным барабаном ленты с помощью системы цепных передач таким образом, чтобы линейная скорость ленты и окружные скорости нажимных барабанов с учетом деформации поверхностного слоя были одинаковы, а корпуса подшипников оси каждого барабана размещены с возможностью смещения в вертикальных направляющих и снабжены размещенными на корпусах сменными грузами, каждый нажимной барабан установлен совместно с отжимным роликом с возможностью его вращения и взаимодействия с цилиндрической поверхностью нажимного барабана, причем ролик размещен на конце шарнирно установленного углового рычага с противовесом на другом его конце, а под отжимным роликом размещен наклонный желоб для отвода воды, при этом загрузочное приспособление снабжено щелевым дозатором с возможностью подачи через него сапропеля и его размещения по всей ширине ленты между неподвижными бортами, размещенными по длине ленты по ее краям.

Лента может быть установлена наклонно к горизонту. Верхняя ветвь ленты в зоне размещения нажимных барабанов может опираться на опоры скольжения. Верхняя ветвь ленты в зоне размещения каждого нажимного барабана может опираться на два ролика с охватом нажимного барабана снизу. Отжимной ролик может быть выполнен перфорированным отверстиями и выполнен полым.

Комплекс для снижения влагосодержания сапропеля представлен на фиг.1, вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1; на фиг.4 - узел подачи сапропеля; на фиг.5 - вариант установки нажимного барабана; на фиг.6 - вариант выполнения отжимного ролика.

Комплекс состоит из замкнутой на приводном 1 и натяжном 2 барабанах гибкой плоской ленты 3, наклонно размещенной под острым углом β к горизонту. Над верхней ветвью ленты 3 установлены c возможностью вращения и взаимодействия с лентой 3 нажимные барабаны 4, наружная цилиндрическая поверхность которых покрыта слоем 5 пористого материала незамкнутой капиллярной структуры. Количество нажимных барабанов не менее 4-6. Все барабаны 4 кинематически связаны с приводным барабаном 1 ленты 3 с помощью системы цепных передач 6 таким образом, чтобы линейная скорость ленты 1 и окружные скорости нажимных барабанов 4 с учетом деформации слоя 5 были одинаковы. Корпуса подшипников 7 оси 8 каждого барабана размещены с возможностью смещения в вертикальных направляющих 9 и снабжены свободно размещенными на корпусах сменными грузами 10.

Над верхней ветвью ленты 1 в хвостовой ее части размещено загрузочное приспособление для подачи на ленту 1 предварительно смешанного с реагентом сапропеля.

Загрузочное приспособление состоит из щелевого дозатора 11, установленного на разгрузочном патрубке 12 шнека 13, а последний размещен под контактным чаном 14 для смешивания сапропеля с реагентом. Ширина В щелевого дозатора 11 соответствует ширине ленты 1, а высота h щели принята равной от 3 до 6 мм.

Над лентой 3 по всей длине по ее краям установлены неподвижные борта 15 с возможностью размещения между ними на ленте 3 слоя 16 сапропеля. Под верхней ветвью ленты 3 в зоне размещения нажимных барабанов 4 установлены неподвижные опоры скольжения 17 с возможностью опирания на них верхней ветви ленты 3. Нижняя ветвь ленты 3 опирается на роликоопоры 18.

Каждый нажимной барабан 4 установлен совместно с отжимным роликом 19 с возможностью его вращения и взаимодействия с цилиндрической поверхностью (5) нажимного барабана 4. Ролик 19 размещен на конце углового рычага 20 с противовесом 21 на другом его конце. Угловой рычаг 20 шарнирно (22) подвешен к раме 23.

Под каждым отжимным роликом 19 размещен наклонный желоб 24 для отвода воды в сливную трубу 25.

Под верхней ветвью ленты 3 в зоне размещения нажимного барабана 4 могут быть установлены два ролика 26 и 27 таким образом, чтобы лента 3 охватывала снизу нажимной барабан 4 на угол α (фиг.5).

Отжимной ролик 19 может быть выполнен полым и перфорированным отверстиями 28 (фиг.6).

Разгрузочное приспособление снабжено установленным в зоне сбегания ленты 3 с приводного барабана 1 скребковым очистителем 29 ленты 3.

30 - направление движения верхней ветви ленты 3; 31, 32 - направления вращения нажимного барабана 4 и отжимного ролика 19.

Комплекс для снижения влагосодержания сапропеля действует следующим образом. За счет подбора веса сменных грузов 10 создается необходимое давление нажимных барабанов 4 на ленту 3, опирающуюся на опоры скольжения 17. Установкой противовесов 21 на угловых рычагах формируется необходимое усилие прижатия отжимных роликов 19 к поверхности (5) нажимных барабанов 4, достаточное для отжатия воды.

При включении приводного барабана 1 лента 3 начинает двигаться в направлении 30, нажимные барабаны 4 и отжимные ролики 19 - вращаться в направлении 31 и 32. При этом линейная скорость ленты 3 и окружная скорость нажимных барабанов 4 за счет выбора соответствующего передаточного отношения между ними (с помощью цепных передач 6) будут практически одинаковыми.

При включении шнека 13 сапропель, предварительно перемешанный в контактном чане 14 с калийсодержащим реагентом при его концентрации 0,2-0,5% от исходной массы сапропеля, добываемого из внутреннего водоема, из контактного чана 14 подается под давлением через патрубок 12 в щелевой дозатор 11.

Из щелевого дозатора 11 сапропель слоем 16 толщиной h и шириной В подается на верхнюю ветвь движущейся гибкой ленты 3, располагаясь между бортами 15. Продвигаясь с лентой 3 и последовательно взаимодействуя с цилиндрической поверхностью нажимных барабанов 4, покрытых слоем 5 материала незамкнутой капиллярной структуры, сапропель 16 отдает влагу этому слою 5. Обезвоживание сапропеля обеспечивается за счет гигроскопического эффекта, проявляющегося при следующими друг за другом циклами сжатия и восстановления первоначальной структуры слоя материала незамкнутой капиллярной структуры.

При вращении каждого нажимного барабана 4 с постоянной окружной скоростью его обогащенный водой слой 5 постоянно набегает на отжимной ролик 19, благодаря чему аккумулированная в слое 5 влага отжимается и попадает в наклонный желоб 24 и далее - в сливную трубу 25. По трубам 25 отжатая вода отводится в сборное устройство (не показано).

Максимально обезвоженный слой сапропеля 16 сбрасывается с ленты 3 в зоне приводного барабана 1 и направляется на дальнейшую обработку или хранение (не показано). Прилипший к ленте 3 слой сапропеля с помощью скребкового очистителя 29 отделяется от ленты 3 и объединяется с общим потоком разгружаемого с ленты обезвоженного сапропеля.

Скорость движения ленты 3 и производительность комплекса могут быть повышены (фиг.5) за счет увеличения зоны контакта нажимного барабана 4 со слоем 16 сапропеля при огибании лентой 3 нажимного барабана 4 на дуге αR, где α - угол обхвата в радианах, a R - радиус нажимного барабана 4. Это обеспечивается за счет увеличения времени экспозиции. При этом необходимое давление нажимных барабанов 4 на поверхность сапропеля 16 обеспечивается как подбором веса сменных грузов 10, так и соответствующим натяжением ленты 3.

Эффективность отбора воды из слоя 5 нажимного барабана может быть повышена при использовании перфорированного отжимного ролика 19 (фиг.6). При этом часть воды отводится внутрь ролика 19 через отверстия 28. Через эти же отверстия вода сливается в желоб 24. Остальная отжатая из слоя 5 вода отводится через наружную поверхность ролика 19.

Наклонное расположение ленты 3 к горизонту под углом β облегчает отвод отжатой роликами 19 воды с помощью наклонных желобов 24, особенно при достаточно большой ширине ленты 3, выбираемой из условия обеспечения заданной производительности комплекса.

Отличительные признаки изобретения позволяют повысить эффективность обезвоживания сапропеля коллоидной структуры с удалением, как показали исследования, до 40-50% влаги от массы исходной пульпы при низкой энергоемкости процесса обезвоживания и при относительно несложной технической реализации комплекса непрерывного действия.

Изобретение относится к комплексам для снижения влагосодержания сапропеля и может быть использовано для обезвоживания сапропелей коллоидной структуры. Комплекс включает загрузочное приспособление для подачи сапропеля под давлением, разгрузочное приспособление, технологический аппарат для отвода воды из сапропелевой массы. Технологический аппарат для отвода воды состоит из замкнутой на приводном и натяжном барабанах гибкой плоской ленты, над верхней ветвью которой установлены с возможностью вращения и взаимодействия с ней нажимные барабаны, наружная цилиндрическая поверхность которых покрыта слоем пористого материала незамкнутой капиллярной структуры. Все барабаны кинематически связаны между собой и с приводным барабаном ленты с помощью системы цепных передач таким образом, чтобы линейная скорость ленты и окружные скорости нажимных барабанов с учетом деформации поверхностного слоя были одинаковы. Корпуса подшипников оси каждого барабана размещены с возможностью смещения в вертикальных направляющих и снабжены размещенными на корпусах сменными грузами. Каждый нажимной барабан установлен совместно с отжимным роликом с возможностью его вращения и взаимодействия с цилиндрической поверхностью нажимного барабана, причем ролик размещен на конце шарнирно установленного углового рычага с противовесом на другом его конце, а под отжимным роликом размещен наклонный желоб для отвода воды. Загрузочное приспособление снабжено щелевым дозатором с возможностью подачи через него сапропеля и его размещения по всей ширине ленты между неподвижными бортами, размещенными по длине ленты по ее краям. Изобретение позволяет повысить эффективность обезвоживания сапропеля коллоидной структуры с удалением до 40-50% влаги от массы исходной пульпы при низкой энергоемкости процесса и относительно несложной технической реализации. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Комплекс для снижения влагосодержания сапропеля, включающий загрузочное приспособление для подачи сапропеля под давлением, разгрузочное приспособление, технологический аппарат для отвода воды из сапропелевой массы, отличающийся тем, что технологический аппарат для отвода воды состоит из замкнутой на приводном и натяжном барабанах гибкой плоской ленты, над верхней ветвью которой установлены с возможностью вращения и взаимодействия с ней нажимные барабаны, наружная цилиндрическая поверхность которых покрыта слоем пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, при этом все барабаны кинематически связаны между собой и с приводным барабаном ленты с помощью системы цепных передач таким образом, чтобы линейная скорость ленты и окружные скорости нажимных барабанов с учетом деформации поверхностного слоя были одинаковы, а корпуса подшипников оси каждого барабана размещены с возможностью смещения в вертикальных направляющих и снабжены размещенными на корпусах сменными грузами, каждый нажимной барабан установлен совместно с отжимным роликом с возможностью его вращения и взаимодействия с цилиндрической поверхностью нажимного барабана, причем ролик размещен на конце шарнирно установленного углового рычага с противовесом на другом его конце, а под отжимным роликом размещен наклонный желоб для отвода воды, при этом загрузочное приспособление снабжено щелевым дозатором с возможностью подачи через него сапропеля и его размещения по всей ширине ленты между неподвижными бортами, размещенными по длине ленты по ее краям.2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что лента установлена наклонно к горизонту.3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что верхняя ветвь ленты в зоне размещения нажимных барабанов опирается на опоры скольжения.4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что верхняя ветвь ленты в зоне размещения каждого нажимного барабана опирается на два ролика с охватом нажимного барабана снизу.5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что отжимной ролик может быть выполнен перфорированным отверстиями и выполнен полым.