УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2008 года по МПК B01D33/27 

Изобретение относится к пищевой промышленности, например, для обезвоживания сырья при производстве пектина, выделения жидкой фазы из сыпучих материалов, при сушке материалов, к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии.

Известен инерционный сгуститель (а.с. №1389815, кл. В01D 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатками известной конструкции являются малая производительность и необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для выделения жидкой фазы из материалов (патент №1797950, кл. В01D 33/27,1993 г.), включающую фильтр, состоящий из секций, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатками известной конструкции являются необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки материалов от загрузки к выгрузке, сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является транспортировка материала от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении установки, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей установки.

Поставленная задача достигается тем, что установка для выделения жидкой фазы из материалов снабжена наружным барабаном, внутри которого закреплена винтовая вставка, а фильтр изготовлен из трех перфорированных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70°, с образованием трех ломаных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах - расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции установки для выделения жидкой фазы из материалов.

Новизна обусловлена тем, что фильтр выполнен из трех одинаковых по ширине и длине перфорированных полос, что упрощает конструкцию и технологию изготовления фильтра.

Новизна усматривается в том, что фильтр выполнен многозаходным с тремя ломанными винтовыми линиями по периметру фильтра, что обеспечивает транспортировку материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении установки.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление фильтра по периметру позволяет не только обеспечить продольное каскадное перемещение материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении фильтра, но и обеспечить интенсивное перемешивание материалов, что расширяет технологические возможности установки.

Новизна обусловлена также тем, что форма поперечного сечения фильтра - неправильный четырехугольник, который по длине фильтра меняет не только форму и размеры сторон четырехугольника, но и их расположение относительно оси вращения фильтра, что нарушает стационарность движения материалов и способствует интенсификации смешивания и отделения жидкой фазы материалов.

На фиг.1 изображена установка для выделения жидкой фазы из материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр, вид спереди; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.3; на фиг.6 - одна из полос с разметкой сгиба; на фиг.7 - разрез Г-Г на фиг.6 в масштабе 5:1; на фиг.8 - полоса после сгиба по прямым линиям разметки; на фиг.9 - сечение Д-Д на фиг.8; на фиг.10 - сечение Е-Е на фиг.8; на фиг.11 - сечение Ж-Ж на фиг.8.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов содержит станину 1, выполненную в виде сварной рамы. На станине закреплен привод, состоящий из электродвигателя 2, цепной передачи 3 и четырех роликовых опор 4, на которые установлены две круговые обечайки 5 и 6, в которых закреплены наружный барабан 7, с коаксиально смонтированным в нем фильтром 8.

Наружный барабан 7 изготовлен в виде цилиндра, внутри которого закреплены винтовые направляющие 9 (винтовые вставки), и снабжен по периметру отверстиями 10 для отвода жидкой фазы из фильтра.

Участок наружного барабана 7 с отверстиями 10 смонтирован в корпусе 11, который в своей нижней части снабжен окном 12 (патрубок для отвода фильтрата). На станине 1 смонтировано загрузочное устройство в виде воронки 13 (входной патрубок). Установка снабжена транспортером 14 для приема твердой фазы материала (патрубок для отвода сгущенной фракции) и емкостью 15 для приема жидкой фазы материалов.

Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4) изготовлен из трех перфорированных полос 16, 17, 18 с образованием по периметру по наружному диаметру трех ломаных винтовых линий 19-20-21-22-23-24, 25-26-27-28-29-30, 31-32-33-34-35-36, а внутреннему диаметру трех ломаных винтовых канавок (фиг.5) 19-20-21-22-23-24, 25-26-27-28-29-30, 31-32-33-34-35-36 с внутренним углом 70°. На каждой перфорированной полосе (фиг.6) под углом 60° к продольным кромкам 37 и 38 выполнены попеременно с противоположных сторон полосы надрезы 39 и 40 (фиг.7) со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому посредством фрезерования, обработкой давлением и т.п. с образованием равносторонних треугольников. Геометрия и величины углов α, β, λ, ϕ, ω, ψ скосов надрезов (фиг.7, фиг.8) 42-51; 51-43; 43-52; 52-44; 44-53; 53-45; 45-54; 54-46; 46-55; 55-47; 47-56; 56-48; 48-57; 57-49 и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 41 друг к другу. После сгиба перфорированной полосы надрезы 42-51; 51-43; 43-52; 52-44; 44-53 53-45; 45-54; 54-46; 46-55; 55-47; 47-56; 56-48; 48-57; 57-49 сваривают, в результате образуются ребра жесткости. Полосы 16, 17, 18 после сгиба соединяют одна с другой по продольным кромкам под углом 70°. Такое соединение трех полос 16, 17, 18 становится возможным, так как после сгиба под углом 140° по прямым линиям 39, 40 (фиг.10, фиг.11, фиг.12) попеременно друг друга в противоположные стороны, на полосе образуются грани в виде равносторонних треугольников 35, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны с образованием винтовых ломаных линий по периметру фильтра 19-20-21-22-23-24; 25-26-27-28-29-30; 31-32-33-34-35-36 в точках излома, которых-вершинах, например 28 (фиг.3) сходятся по две стороны 59, 60 и 61, 62 двух равносторонних треугольников. Соединение полос 16, 17, 18 может быть осуществлено известными методами, например сваркой. Форма поперечного сечения фильтра 8 (фиг.2, фиг.4) - неправильный четырехугольник, который по длине фильтра меняет не только форму и размеры сторон четырехугольника, но и их расположение относительно оси вращения фильтра, что нарушает стационарность движения материалов и способствует интенсификации смешивания и отделения жидкой фазы материалов.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов работает следующим образом.

Подлежащие обработке материалы поступают через загрузочную воронку 13 в фильтр 8.

В фильтре 8, за счет движения потоков материалов по сложным траекториям и под разными углами к оси отверстий перфораций фильтра 8, нестационарного характера движения потоков материалов внутри фильтра 8, их интенсивного перемешивания и каскадного перемещения, относительно разнонаправленных друг к другу и к оси вращения перфорированных стенок, увеличения мощности и частоты взаимодействия потоков материалов друг с другом и со стенками фильтра 8, обеспечивается не только благоприятная гидродинамическая обстановка для эффективного проведения процессов выделения жидкой фазы из материалов, но и интенсифицируется процесс отделения жидкой фазы из материалов.

Таким образом, при перемещении материалов внутри фильтра 8 жидкая фаза через его перфорированные отверстия выводится в полость наружного барабана 7, где винтовыми направляющими 9 транспортируется к отверстиям 10. Через отверстия 10 жидкая фаза выводится из полости наружного барабана 7 в полость корпуса 11 и через окно 12 поступает в емкость 15. Твердая фаза материалов выводится через выходное отверстие фильтра 8 на транспортер 14.

Технико-экономические преимущества возникают за счет упрощения изготовления фильтра из трех одинаковых полос, создания по наружной поверхности фильтра трех ломаных винтовых линий одного направления, а по внутренней поверхности трех ломаных винтовых канавок, что не только обеспечивает транспортирование материалов от загрузки к выгрузке внутри фильтра, но и за счет разнообразия геометрии стенок фильтра и их разнонаклонности друг к другу и к оси вращения фильтра, увеличивает частоту и мощность взаимодействия материалов, увеличивает площадь рабочих перфорированных элементов, участвующих в отделение жидкой фазы при тех же габаритах фильтра, что обеспечивает не только интенсификацию процесса отделения жидкой фазы от твердой фазы материалов, но и расширяет технологические возможности установки.

Изобретение предназначено для обезвоживания сырья и может найти применение в сельском хозяйстве, химической, фармацевтической, комбикормовой и других отраслях промышленности. Установка включает фильтр, состоящий из секций, патрубки, наружный барабан с винтовой вставкой внутри. Фильтр изготовлен из трех перфорированных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны. Полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием трех ломаных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах - расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости. Технический результат: упрощение изготовления и расширение технологических возможностей. 11 ил.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов, включающая фильтр, состоящий из секций, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, отличающаяся тем, что она снабжена наружным барабаном, внутри которого закреплена винтовая вставка, а фильтр изготовлен из трех перфорированных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием трех ломаных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.