Устройство для исследования процессов регенерации отработанных смесей Советский патент 1984 года по МПК B22C5/00 

со

tsD

О

ю

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при проведении исследований процессов гидрогенерации песков из отработанных смесей литейных цехов, а также при исследованиях процессов осветления воды, образующейся в процессе гидрорегенерации, как в условиях прямотока, так и в условиях оборотного водоснабжения регенерационной .установки.

Известно устройство для исследования процессов гидрорегенерации песков, содержащее магнитный сепаратор, сито, дробилки, питатель, а также аппараты для смешивания отработанной смеси с водой, промывки, оттирки и сушки песка til.

Недостатком данного устройства является отсутствие системы осветления воды, что препятствует проведению исследований качества регенерированного песка в условиях оборотного водоснабжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования процессов регенерации отоаботанных смесей, включающее установ

ленные в технологической последовательности и соединенные трубопроводами и лотками аппараты для смешивания отработанной смеси с водой, оттирки и промывки песка, насосы, песколовку, напорный бак, емкости для хранения i и регуляторы расхода коагулянта и. флокулянта, две колонки, вьтолненные из прозрачного материала и сообщенные между собой в средней части горизонтальными трубопроводами 2.

Недостатками известного устройства являются низкая точность получаемых результатов, значительная трудоемкост проведения исследований и отсутствие возможности одновременного осветления воды в обороте при различных скоростя или с использованием различных коагулянтов и флокулянтов.

Цель изобретения - сокращение времени проведения экспериментов,растирение технологических возможностей при одновремеЯном повышении точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования процессов регенерации отработанных смесей, включающее установленные в технологической последовательности и соединенные трубопроводами и лотками

аппараты для смешивания отработанной смеси с водой, оттирки и промывки регенерата, насосы, песколовку, напорный бак, емкости для хранения и регуляторы расхода коагулянта и флокулянта, две колонки, вьтолненные из прозрачного материала и сообщенные между собой в средней части горизонтальными трубопроводами, снабжено переключателем потока, дозатором флокулянта и дополнительной колонкой, при этом дополнительная колонка равноудалена от двух упомянутых, а дозатор связан через переключатель потока с дополнительной и одной из упомянутых колонок.

На фиг.1 приведена общая схема устройства; на фиг.2 - схема работы колонок при сравнительных испытаниях.

Устройство включает последовательно соединенные мешалку 1, насос 2, спиральный классификатор 3, оттирочную машину 4, спиральные классификаторы 5 и 6, отстойник 7. Классификаторы 3, 5 и 6 и оттирочная машина 4 снабжены лотками (не показаны).

Классификаторы 3, 5 и 6 соединены с баком 8 сливных вод, который соединен последовательно с насосом 9, песколовкой 10, напорным баком 11, сообщающимся верхней частью с баком 8. Напорный бак 11 снабжен тремя патрубками, соединенными с тремя вертикальными колонками 12-14, причем колонка 13 равноудалена от колонок 12 и 14 и соединена с каждой из них в средней части горизонтальными трубопроводами 15 и 16 с зажимами 17 и 18 соответственно. Нижняя часть колонки 12 соединена через регулятор 19 расхода с дозатором 20 флркулянта.

Нижние части колонок 13 и 14 соединены с переключателем 21 потока, которьй соединен через регулятор 22 расхода с дозатором 23 флокулянта. Колонки 12-14 соединены с напорным баком 11 трубопроводами с кранами 2426 соответственно. Кроме того, колонки 12-14 в нижней части через краны 27-29 соединены соответственно с коллектором 30 шлама, с которым через кран 31 соединена также песколовка 10.

Устройство содержит дозатор 32 коагулянта с регулятором 33 расхода, соединенным с колонкой 12, и дозатор 34 коагулянта с регулятором 35 расхода, соединенным через краны 36 и 37 с колонками 13 и 14 соответственно. Колонки 4-12 через регуляторы расхода 38-40 и краны 41-43 соеди нены соответственно с баком 44 оборотной воды, который соединен с насосом 45, соединенным с мешалкой 1 и классификаторами 5 и 6 через регуляторы 46-48 расхода соответственно. Кроме того, бак 44 снабжен трубопроводом 49 чистой воды с краном 50. Колонки 12-14 через краны 51-53 соответственно соединены со сбросным коллектором 54. Устройство работает следующим образом. I В дозатор 20 заливают раствор эталонного флокулянта, а в дозатор 23 - раствор исследуемого флокулянта При зтом регуляторы 19 и 22 расхода закрыты. В дозатор 32 заливают раствор эталонного коагулянта, а в дозатор 34 - раствор исследуемого коагулянта, при этом регуляторы 33 и 35 расхода закрыты. Краны 24 и 26 и зажимы 17 и 18 открывают, а краны 25, 27, 28, 29 и 31 закрывают. Открывают регуляторы 38, 39, 40, 47 и 48 расхода. Включают насосы 2,9 и 45. Открывают кран 50 и заполняют систему чистой водой, при этом в колонку 13 вода поступает через,горизонтальные трубопроводы 15 и 16 из колонок 12 и 14 при открытых зажимах 17 и 18. После заполнения колонок в них с помощью регуляторов 38-40 расхода устанавливаются необходимые скорости восходящего потока воды, например, в колонках 12 и 14 1 мм/с, а в колонке 13-0,05 мм/с. С помощью регуляторо 46-48 расхода устанавливают количест во воды, поступающей в мешалку 1 и классификаторы 5 и 6. При этом краны 41-43 закрыты, а краны 51-53 открыты т.е. система работает в режиме прямо тока на свежей водопроводной воде. В мешалку 1 непрерывно и равномер но подают регенерируемую смесь, кото рая последовательно проходит через мешалку 1, насос2, классификатор 3, оттирочную машину 4, классификаторы 5 и 6 и накапливается в отстойнике 7 Сливные воды от классификаторов 3,5 и 6, несущие в себе загрязнения, отделенные от регенерируемой смеси, поступают в бак 8, откуда насосом 9 от качиваются в песколовку 10, п которо наиболее грубодисперсная взвесь осаж дается и периодически через кран 31 1 02 выпускается в шламовый коллектор 30. Основная часть воды из песколовки 10 поступает в напорный бак 11, в котором с помощью перелива поддерживается постоянньм уровень. В это время открывают регулятор 33 расхода и эталонный коагулянт из дозатора 32 вместе с осветляемой водой поступает в колонку 12. Исследуемый коагулянт из дозатора 34 через открываемый в это же время регулятор 35 расхода и открытый кран 37 (при закрытом кране 36) вместе с осветляемой водой поступает в колонку 14. Раствор эталонного флокулянта из дозатора 20 через регулятор 19 расхода поступает в колонку 12, а раствор исследуемого флокулянта из дозатора 23 через переключатель 21 потока и регулятор 22 расхода поступает в колонку 14. За счет протекания физико-химических реакций в колонках 12 и 14 начинается процесс коагуляции, выпадения взвеси в виде хлопьев, крупностькоторых обуславливает превышение скорости их выпадения над скоростью восходящего потока воды. Таким образом, в колонках 12 и 14 образуется взвешенный слой хлопьев, верхняя граница которого поднимается по мере накопления взвеси. В тот момент, когда эта граница достигнет уровня горизонтальных трубопроводов 15 и 16, хлопья, вместе с протекающей по этим трубопроводам водой, попадают в колонку 13 (фиг42) в которой можно выделить по высоте две зоны, отличакяциеся по скорости восходящего потока. Так как вода в колонку 13 поступает только через трубопроводы 15 и 16, то ниже их вода неподвижна, а выше их имеет скорость восходящего потока и составляет 0,5 мм/с. Благодаря этому хлопья взвеси, попадающие в колонку 13, осаждаются и накапливаются в нижней части колонки, где образующийся шлам постепенно уплотняется. Далее с помощью регуляторов 35 и 22 расхода устанавливают такие дозы исследуемых коагулянта и флокулянта, при которых качество осветленной в . колонке 14 воды не уступает качеству воды, осветленной в колонке 12 с помощью эталонных реагентов. При этом поступающий в колонку 13 шлам, благодаря малой скорости восходящего потока воды, осаждается и периодически выпускается в шламовьй коллектор 30 через кран 28, Носле того, как определены дозы исследуемьк реагентов, необходимых для качественного осветления воды при скорости 1 мм/с, в дозаторы 32 и 34 заливают также растворы исследу емых реагентов и определяют максимально возможную скорость восходящего потока в осветлителе при приемлемом качестве воды. Для этого в колонке 12 оставляют скорость равной 1 мм/с, а в колонке 14, с помощью ре гулятора 38 расхода, последовательно увеличивают скорости (2,3,4 мм/с) подбирая для каждой скорости необходимые дозы реагентов. При этом с помощью зажимов 17 и 18 устанавливают такие расходы шлама (через трубопроводы 15 и 16 соответственно), при которых не происходило бы перетекани воды из колонки 12 через трубопровод 15, колонку 13 и трубопровод 16 в колонку 14, что может произойти за счет инжекции благодаря более высоко скорости в колонке 14 по сравнению с скоростью в колонке 12. После того, как установлена максимально допустимая скорость восходящего потока воды в колонке 12 с помощью регулятора 40 устанавливается эта скорость, а расход шлама через трубопроводы 15 и 16 уравнивается с помощью зажимов 17 и 18. После этого открывают краны 41-4 и закрывают краны 50-53, Таким образом, устройство переводят в режим оборотного водоснабжения, после чего исследуют влияние качества оборотной воды на качество получаемого регенерированного песка. Однако при некото рых условиях (.ожет оказаться, что максимально возможная скорость такова, что для получения необходимого количества воды достаточно одной колонки. Тогда закрывают регуляторы 33 и 19 расхода и кран 37, открывают кран 36, а. переключатель 21 потока устанавливают на подачу раствора фло кулянта из дозатора 23 в колонку 13, С помощью регулятора 39 расхода в колонке 13 устанавливают необходимую скорость, а в колонках 12 и 14 с помощью регуляторов 40 и 38 устанавливают скорость 0,05 мм/с, С помощью регуляторов 35 и 22 расхода устанав,ливают необходимые расходы реагентов Лри этом шлам из колонки 13 в силу ее равноудаленности от колонок 12 и 14 перетекает в эти колонки в равных количествах. Шлам из колонок 12 и 14 периодически выпус ают через краны 27 и 29 в коллектор ЗП, а так как суммарный объем этих колонок в два раза больше, чем объем колонки 13, то вьтускать шлам из них можно в два раза реже , что благоприятно сказывается на точности исследований , так как выпуск шлама связан с нарушением водно-шламового баланса устройства,работающего в режиме оборотного водоснабжения, Наличие дополнительной колонки и переключателя потока, соединенного с одним из дозаторов фпокулянта через регулятор, расхода, а также с дополнительной колонкой и колонкой для сгущения пшама, которая равноудалена от двух других колонок, позволяет в непрерывном цикле, на одной и той же партии отработанной смеси, проводить исследования по подбору доз исследуемых реагентов в сравнении с эталонными реагентами, определять максимально возможные скорости осветления и исследовать влияние качества оборотной воды на качество получаемого регенерированного песка. Это позволяет повысить точность результатов исследований благодаря непрерывности |процесса. За счет этого же сокращает ся трудоемкость проведения исследований. Расширение технологических возможностей обеспечивается за счет возможности использования всех колонок, например, колонки для сгущения ишама в качестве колонки для осветления, а две колонки для осветления воды в качестве двух колонок для сгущения шлама. Благодаря такой схеме удается вдвое увеличить объем шламонакопителя. Выпуск шлама из шламонакопителя производится периодически и неизбежно приводит к нарушению водно-шламового баланса, так как во время выпуска щлама неизбежно снижается количество поступающей в оборот осветленной воды, что обуславливает необходимость пополнения системы водопроводной водой для стабилизации общего отношения твердого и жидкого и, следовательно, к разбавлению оборотной воды водопроводной, что отрицательно сказывается на точности результатов исследования влияния оборотного водоснабжения на качество регенери1 П3202 8

рованного песка. В связи с этим дву- О1ению точности результатов исследократное увеличение объема тпамонако- ваний.

пителя позволяет в два раза увеличить Технико-экономический эффект от изобрсзремя стабильной работы устройства, тения при переработке одной представитсльгто. в свою очередь, приводит к повы-5 ной пробы составляет 513 рублей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РЕГЕНЕР.ЦИИ ОТРАБОТАИКЬК СМЕСЕЙ,включающее установленные в технологической последовательности и соединеннь е трубопроводами и лотками аппараты для смешивания отработанной смеси с водой, оттирки и промывки регенерата, насосы, песколовку, напорный бак, емкости для хранения и регуляторы расхода коагулянта и флокулянта, две колонки, выполненные из прозрачного материала и сообщенные между собой в средней части горизонтальными трубопроводами, отличающеес я тем, что, с целью сокращения времени проведения зкспериментов,расширения технологических возможностей при одновременном повышении точности, устройство снабжено переключателем потока и дозатором флокулянта и дог полнительной колонкой, при этом дополнительная колонка равноудалена от СО двух упомянутых, а дозатор связан через переключатель потока с дополнительной и одной из упомянутых колонок .

5« 5/52 53 Ж / 7/ 27 28 п(. 1Ж 29 Фиг1 (//7янг 7 jjo i/ y tfm

/

39

Фае. 2