УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2009 года по МПК C02F11/12 

Изобретение относится к устройствам и может быть использовано в угольной, горнорудной и другой промышленности, где применяется вода для транспортировки и обогащения сыпучего материала.

Известна установка для механической очистки сточных вод [1], предназначенная для использования на городских станциях аэрации вместо песколовок и первичных отстойников для выделения из бытовых сточных вод грубодисперсных примесей размером более 2 мм, а также первичного обезвоживания осадков первичных отстойников и отделения активного ила из биохимически окисленных бытовых сточных вод, включающая закрытый корпус, бункер подачи сточных вод, фильтрующее полотно оригинального профиля с переменным радиусом кривизны, расположенное на опорной раме, систему подвода и распределения сточных вод, шнек для выгрузки задержанных примесей или уплотненного осадка, барабанный фильтр, систему вытяжной вентиляции, отличающаяся тем, что верхний край опорной рамы фильтрующего полотна конструктивно крепится к сборной выдвижной стойке, причем угол наклона верхней части профиля фильтрующего полотна может изменяться по отношению к вертикали в пределах 15°. Поверхность фильтрующего полотна имеет шероховатость, оцениваемую параметром R_a, не более 0,040 мкм и коэффициент отражения K_отр не менее 0,50. Отвод воздуха из закрытого корпуса осуществляется непосредственно в узлах подачи и отвода сточных вод и осадка.

Известна установка для механической очистки сточных вод [2], которая включает закрытый корпус, бункер подачи сточных вод, фильтрующее полотно, имеющее профиль с переменным радиусом кривизны, расположенное на опорной раме, системы подвода, распределения и отвода сточных вод, шнек для выгрузки задержанных примесей или уплотненного осадка и систему вытяжной вентиляции. Верхний край опорной рамы фильтрующего полотна конструктивно крепится к сборной выдвижной стойке, причем угол наклона верхней части профиля фильтрующего полотна по отношению к вертикали может изменяться от 30 до 45°. Технический результат: механическая очистка сточных вод от грубодисперсных примесей и предварительное обезвоживание осадка первичных отстойников и активного ила в одной установке, обеспечение регулирования степени очистки сточных вод в зависимости от вида загрязняющих примесей, непрерывное самоочищение фильтрующего полотна и экологическая безопасность установки.

Известно устройство для очистки сточных вод и других жидкостей [3], которое включает вертикальный корпус фильтра и гидроциклон, неподвижный вертикальный фильтрующий элемент с установленным на вращающемся валу скребковым элементом, средство для сбора осадка, вводной и выводной патрубки. Фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированного барабана с фильтрующим материалом. Фильтр снабжен размещенным на валу в центре барабана сепаратором, выполненным в виде двух коаксиальных обечаек, сообщенных между собой переточными щелями. Скребковый элемент прикреплен к наружной обечайке и выполнен в виде диаметрально расположенных труб с продольными прорезями или полутруб. Прямоточный гидроциклон установлен в сепараторе соосно ему и соединен с крышкой фильтра. Внутренняя труба гидроциклона в своей нижней части выполнена перфорированной, а корпус фильтра и фильтрующий элемент соединены со средством для сбора осадка, выполненным в виде бункера. Трубы с продольными прорезями или полутрубы снабжены дополнительно контроллерами рабочего слоя на фильтрующей поверхности, содержащими в головной по ходу вращения скребка части режущее, а в хвостовой части - утюжащее приспособления.

Известно устройство для очистки сточных вод и других жидкостей [4], которое включает корпус фильтра, неподвижный вертикальный элемент с центрально установленным на вращающемся валу скребковым элементом, средство для сбора осадка, вводной и выводной патрубки. Фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированного барабана с фильтрующим материалом. Скребковый элемент выполнен в виде закрепленного на валу посредством крестовины вертикального перфорированного барабана с двумя и более лопастями, выполненными в виде цилиндрической фрезы. При этом корпус в верхней части снабжен распределительной камерой, а нижняя часть корпуса соединена со средством для сбора осадка, выполненным в виде бункера, и нижней частью неподвижного барабана. Лопасти фрезы снабжены контроллерами рабочего слоя на фильтрующей поверхности.

Известно фильтрующее устройство [5], которое может быть использовано, в основном, для очистки вод на животноводческих комплексах. Фильтровальное устройство выполнено в виде колодца, над устьем которого смонтирован бункер с элементами порционной загрузки зернистого сыпучего материала, а нижняя часть колодца вскрыта штольней для задачи фильтрата и отработанного фильтрующего материала, и на сопряжении колодца и штольни в качестве днища колодца установлена вибрационная площадка с вибратором, а выходное окно для выгрузки зернистого материала перекрыто для пропуска фильтрата гибкой перегородкой, всплывающей на зернистом материале при вибрации. Устройство может быть снабжено дополнительными бункерами с элементами порционной загрузки нейтрализующих компонентов. Нижняя часть колодца может быть вскрыта выработкой, оборудованной скиповой установкой.

Известно устройство для очистки сточных вод и других жидкостей [6] для очистки и осветления сточных вод различного происхождения и других жидкостей от внешних частиц примесей, которое, содержит цилиндроконический гидроциклон с крышкой, с тангенциальным питающим патрубком и с осевым шламовым и сливным патрубками, сливную камеру с фильтрующим элементом и скребковое устройство, сливной патрубок гидроциклона выполнен изогнутым и соединен последовательно с распределителем и сливной камерой, выполненной в виде полого неподвижного вертикального перфорированного барабана с фильтрующим материалом, установленного соосно распределителю и параллельно гидроциклону, заключенному в корпус камеры фильтрата и содержащего центрально расположенный вал с приводом и крестовиной, на котором диаметрально размещены скребки, выполненные в виде труб с продольными прорезями или полутруб. Коническая часть гидроциклона и низ сливной камеры соединены параллельно с бункером сбора и обезвоживания осадка. Также предусмотрены контроллеры рабочего слоя на фильтрующей поверхности, установленными на трубах с прорезями или полутрубах.

Известно устройство для предочистки сточных вод фильтрованием [7] для очистки от грубодисперсной взвеси промышленных сточных вод с высоким содержанием взвешенных веществ, обладающих высокими адгезионными свойствами, т.е. сточные воды мясной, пищевой и др. отраслей, в которое подают сточную воду через трубопровод на внутреннюю поверхность фильтрующего барабана, приводимого во вращение приводом. Барабан погружен нижней своей частью в фильтрат. Твердые примеси с внутренней поверхности барабана захватываются полками. Полки закреплены в шарнирах и прижимаются пружинами кручения вперед по ходу вращения барабана. Положение полки в процессе вращения барабана оптимально обеспечивает захват примесей в зоне фильтрования, их отцеживание во время движения полки вверх, эффективную разгрузку отходов в бункер, регенерацию щеточным валом. Во время движения полки над бункером примеси сползают в бункер и шнеком выводятся из устройства. Для опорожнения устройства предусмотрен кран.

Известно устройство для обезвоживания шлака [8], которое состоит из бункеров-накопителей, камеры осветленной воды, трубопроводов подвода шлаковой пульпы, шиберного запорного приспособления для выпуска обезвоженного шлака, дисковых фильтров, трубопроводов подачи сжатого воздуха, задвижки фильтрующего устройства для слива воды. За счет дополнительного отвода воды из бункера с помощью дискового фильтра улучшается качество обезвоживания и его скорость.

Указанные устройства сложны по конструкции, требуют больших затрат при эксплуатации, не имеют высокой надежности работы.

Известно устройство для обезвоживания сыпучих материалов [9], которое представляет наклонный бункер с двойными наклонными верхней и нижней стенками, выполненный из листовой стали, внутренние наклонные стенки которого выполнены перфорированными и с некоторым зазором по отношению к внешним сплошным стенкам бункера, при этом пространство между верхней наклонной стенкой и ситом служит воздухопроводящим каналом, а между нижней водонепроницаемой стенкой и ситом - сточным каналом.

Известно устройство [10], содержащее вертикальную емкость с двойными стенками, из которых внутренняя стенка перфорирована, а внешняя водонепроницаема, служащая для сбора и отвода воды.

Указанные устройства могут быть использованы только для обезвоживания предварительно дешламированных материалов или с незначительным их содержанием.

Известно устройство для обезвоживания мелких сыпучих материалов, выполненное в виде вертикальной емкости с двойным днищем и стенками, из которых внутренняя стенка полностью или частично состоит из пористого фильтрующего материала [11], заранее футеруемого.

Недостатком известного устройства является необходимость периодической очистки фильтрующего слоя, для чего устанавливаются форсунки, усложняющие конструкцию.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для обезвоживания зернистых материалов [12], содержащее емкость, разделенную перфорированными стенками на центральную и периферийную камеру, конусное днище с затвором в виде перфорированного диска, присоединенное к центральной камере. Средство для подачи пульпы, сита, расположенные под камерами, причем сито, расположенное над центральной камерой, имеет конусную форму и выполнено с ячейками меньшими, чем сито, расположенное над периферийной камерой.

Известное устройство имеет незначительную пропускную поверхность перфорированных стенок и сит, что снижает его производительность и затруднен выпуск материала из периферийной камеры.

Предложенное техническое устройство решает задачу обезвоживания сыпучих материалов пульпы, осветления воды, снижения трудоемкости его обслуживания, повышения производительности и пропускной способности бункера.

Решение поставленной задачи достигается тем, что конусное днище снабжено водоотводящим желобом и внешняя и внутренняя стенки корпуса выполнены из трех рядов, вертикально установленных стержней, поперечных балок и стяжек, вертикально расположенного шпальтового сита, причем шпальтовое сито жестко крепится к внешнему ряду стержней с внутренней стороны корпуса, а стержни среднего и внутреннего рядов емкости образуют стенку защитного ограждения шпальтового сита.

Ширина зазоров между стержнями в рядах составляет величину не более половины размера максимального куска сыпучего материала.

Средний ряд стержней отстоит от фильтрующей (его) сетки (сита) на расстояние не менее половины размера максимального куска сыпучего материала.

Расстояние между средним и внутренними рядами, образующими ограждение шпальтового сита, по радиусу составляет не более трех четвертей величины зазора между стержнями в рядах.

Стержни внутреннего ряда устанавливаются в промежутках стержней среднего ряда.

Предлагаемое техническое решение позволяет сформировать на ограждении фильтрующий слой из крупных кусков материала при заполнении емкости, уплотнить материал в ее центре и сжатым воздухом вытеснить воду на периферию, а также интенсифицировать выпуск материала из бункера. Фильтрующий слой обновляется по мере его выпуска и позволяет проводить осветление воды. Более мелкая фракция сыпучего материала, чем минимальный зазор между стержнями внутреннего ограждения, задерживается шпальтовым ситом и выгружается, по мере выпуска материала из емкости, при ее встряхивании, что значительно упрощает его конструкцию и снижает трудоемкость его обслуживания. Применение шпальтового сита повышает пропускную способность емкости.

На фиг.1 представлен разрез устройства для обезвоживания сыпучих материалов, вид сбоку.

На фиг.2 представлен разрез Б-Б фиг.1.

Фиг.3 - узел В фиг.1.

Устройство состоит из вертикальной емкости 1, имеющей внешнюю 2 и внутреннюю 3 стенки, выполненные из трех рядов вертикально установленных стержней 4, поперечных балок 5, стяжек 6, а также расположенное между ними шпальтовое сита 7. Конусное днище 8 снабжено затвором 9 и водоотводящим желобом 10.

Стержни 4 внутренней стенки 3 установлены в два ряда и служат ограждением шпальтового сита 7 от ударов кусков падающего материала.

Зазоры между стержнями в рядах ограждения с+с больше, чем зазоры между смежными стержнями рядов d, так как стержни рядов устанавливаются симметрично в промежутках стержней соседнего ряда и на расстоянии в по радиусу не более трех четвертей ширины зазора между стержнями рядов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Сыпучий материал с водой, подаваемый в емкость 1, осаждается в ее центральной зоне, воды через материал и по его поверхности дренирует к шпальтовому ситу 7, осветляется и по ее (его) внешней стороне стекает в желоб 10, откуда попадает в отстойник. Крупные куски материала за счет его осажденного естественного откоса в центре емкости скатываются к внутренней стенке 3, где задерживаются на ограждении, формируя фильтрующий слой для осветления воды. Куски материала, прошедшие через ограждение к шпальтовому ситу 7, при выгрузке возвращаются обратно через зазоры ограждения, что обеспечивает смену фильтрующего слоя материала без дополнительных трудозатрат.

Вода дренирует из устройства через материал, фильтрующий слой и ограждение, осветляется и сбрасывается по желобу 10, а загруженный материал обезвоживается до необходимой влажности и выгружается через затвор 9 в днище 8.

Список использованных источников

1. Заявка №2004126054 РФ, МПК C02F1/52, В01D 35/027. Установка для механической очистки сточных вод. / Заявитель ООО "ИНЕКС"; заявл. 2004.08.25. Опубл. 2006.02.10.

2. Патент 2280618 РФ, МПК C02F1/52, B01D 35/027. Установка для механической очистки сточных вод. - №2004126054/15; заявитель Г.В.Шишло; заявл. 2004.08.25. Опубл. 2006.07.27.

3. Патент 2094087 РФ, МПК B01D 25/38. Устройство для очистки сточных вод и других жидкостей. - №5039344/25; заявитель Ленинградский филиал совместного советско-американо-польского предприятия "Анкор"; заявл. 1992.03.09. Опубл. 1997.10.27.

4. Патент 2091122 РФ, МПК B01D 25/38. Устройство для очистки сточных вод и других жидкостей. - №5039343/25; заявитель Ленинградский филиал совместного советско-американо-польского предприятия "Анкор"; заявл. 1992.03.09. Опубл. 1997.10.27.

5. Заявка №95111477/25 РФ, МПК B01D 24/44. Фильтрующее устройство. / Заявитель АОЗТ "Золотой дождь"; заявл. 1995.07.04. Опубл. 1997.06.20.

6. Патент 2069105 РФ, МПК В04С 9/00. Устройство для очистки сточных вод и других жидкостей. - №5039343/25; заявитель Ленинградский филиал совместного советско-американо-польского предприятия "Анкор"; заявл. 1992.03.09. Опубл. 1996.11.20.

7. Патент 2069105 РФ, МПК B01D 33/06. Устройство для предочистки сточных вод фильтрованием. - №4949628/26; заявитель Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности; заявл. 1991.06.26. Опубл. 19

8. Патент 2014289 РФ МПК C02F 11/12. Устройство для обезвоживания шлака - №5044301/26; заявитель Сибирский металлургический институт; заявл. 1992.05.26. Опубл. 1994.06.15.

9. Баттаглия А. Обезвоживание продуктов обогащения и циркуляция моечных вод. - М.: Недра, 1967. - С.73-76.

10. А.с. СССР №603427. Устройство для обезвоживания крупнозернистых материалов. 1978. Бюл. №15.

11. Кирзхберг Г. Обогащение полезных ископаемых. - М.: Госгортехиздат, 1960. - 351 с.

12. А.с. СССР №1503834. Устройство для обезвоживания зернистых материалов. 1989. Бюл. №32.

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания сыпучих материалов и может быть использовано в угольной, горнорудной и другой промышленности, где применяется вода для транспортировки и обогащения сыпучего материала. Устройство для обезвоживания сыпучих материалов включает корпус из перфорированных стенок, вертикальную емкость и корпусное днище с затвором, причем корпусное днище снабжено водоотводящим желобом, внешняя и внутренняя стенки корпуса выполнены из трех рядов, вертикально установленных стержней, поперечных балок и стяжек, вертикально расположенного шпальтового сита, причем шпальтовое сито жестко крепится к внешнему ряду стержней с внутренней стороны корпуса, а стержни среднего и внутреннего рядов емкости образуют стенку защитного ограждения шпальтового сита. Изобретение позволяет повысить надежность работы бункера, снизить трудоемкость его обслуживания, повысить производительность и пропускную способность. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для обезвоживания сыпучих материалов, включающее корпус из перфорированных стенок, корпусное днище с затвором, отличающееся тем, что конусное днище снабжено водоотводящим желобом и внешняя и внутренняя стенки корпуса выполнены из трех рядов, вертикально установленных стержней, поперечных балок и стяжек, вертикально расположенного шпальтового сита, причем шпальтовое сито жестко крепится к внешнему ряду стержней с внутренней стороны корпуса, а стержни среднего и внутреннего рядов емкости образуют стенку защитного ограждения шпальтового сита.

2. Устройство для обезвоживания сыпучих материалов по п.1, отличающееся тем, что ширина зазоров между стержнями в рядах составляет величину не более половины размера максимального куска сыпучего материала.

3. Устройство для обезвоживания сыпучих материалов по п.1, отличающееся тем, что средний ряд стержней отстоит от шпальтового сита на расстоянии не менее половины размера максимального куска сыпучего материала.

4. Устройство для обезвоживания сыпучих материалов по п.1, отличающееся тем, что расстояние между средним и внутренними рядами, образующими ограждение шпальтового сита, по радиусу составляет не более трех четвертей величины зазора между стержнями в рядах.

5. Устройство для обезвоживания сыпучих материалов по п.1, отличающееся тем, что стержни внутреннего ряда устанавливаются симметрично в промежутках стержней среднего ряда.