Устройство для механического обезвоживания торфа Советский патент 1985 года по МПК E21C49/00 C10F5/04 

Изобретение относится к механическому обезвоживанию торфа и может быть использовано при круглогодовом производстве подстилки и других продуктов из торфа низкой степени разложения.

Известно устройство для механического обезвоживания торфа, состоящее из загрузочного узла, связанного с ванной, в которую помещена перегородка, выступающая над уровнем суспензии и разделяющая ванну на два сосуда, один из которых является гидросепаратором древесных включений, а в другом сосуде смонтирован сетчатый барабан с отжимными валами, контактирующий с техническим сукном, облегающим поддерживающие валики и пресс-вал, контактирующий через техническое сукно с форматным барабаном образующими собой прессующий узел, очиститель, выполненный в виде ножасъемника, прижимаемый к-форматному барабану, привод, соединенный передаточным механизмом с пресс-валом Cl Недостатком указанного устройства для механического обезвоживания торфа является невысокая производительность из-за некачественного обезвоживания ввиду смачивания торфа водой, выливающейся в зоне уплотнения, и выноса этой водой пьтевидных частиц торфа, что в свою очередь уменьшает удельную поверхность слоя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для механического обезвоживания торфа, содержащее смонтированные на станине загрузочный узел, связанный с тремя последовател но соединенными между собой ваннами в каждой из которых установлены по две мешалки, а над ними - сетчатый барабан, контактирующий с фильтрующей бесконечной лентой, облегающей отжимные и поддерживающие валики, прессующий узел, состоящий из опорного вала, двух дополнительных пресс-валиков и расположенного над ними форматного барабана, связанного с механизмом подъема, два отжимных валика, контактирующих через фильтрующую бесконечную ленту, очистител выполненный в виде ножа-съемника, прижимаемый к форматному барабану, две вакуумные коробки, одна из которых установлена под ветвью

фильтрующей бесконечной ленты, а другая - над ее нижней ветвью. Причем опорный вал и дополнительные пресс-валики контактируют через фильтрующую бесконечную ленту с форматным барабаном C lНедостатками известного устройства являются возможность работы только на суспензии обрабатываемого материала из-за конструкции питающего узла, вьтолненного в виде ванны с сетчатым барабаном, невысокое качество прилипания обрабатываемого материала к поверхности форматного барабана из-за небольшого числа контактов между слоем и форматным барабаном, невысокая производительность из-за понижения качества вакуумированного слоя ввиду уменьшения содержания тонкодисперсньгх частиц и небольшой удельной поверхности этого слоя из-за отсасывания в зоне вакуумирования до 3% мелких частиц движущимися с большой скоростью воздухом и водой, низкое качество уплотнения в виду смачивания материала водой, выливающейся в зоне уплотнения, а также вынос этой водой пылевидных частиц из слоя.

Цель изобретения - повышение производительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для механического обезвоживания торфа, содержащем смонтированный на станине прессующий узел с фильтрующей бесконечной лентой, огибающей поддерживающие валики, соединенный с прессующим узлом очиститель, вакуумные коробки и привод, соединенньй с прессующим узлом передаточным механизмом, прессующий узел выполнен в виде гусеничного движителя с барабаном и подпружиненных блоков прокатывающих валиков, которые установлены с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью нижней ветви фильтрукущей бесконечной ленты, а поддерживающие валики установлены по дуге, эквидистантной барабану гусеничного движителя, при этом барабан соединен со станиной при помощи силового механизма.

На фиг. 1 изображена схема устройства, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (блок прокатывающих валиков); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (блок прокатывающих

валиков), на фиг. 4 - вид В на фиг.1 (поддерживающие валики), на фиг. 5 размещение фильтрующей ленты в прессующем узле, вид сбоку.

Устройство содержит станину 1, на которой смонтированы горизонталь. ные направляющие валы 2-4, а под ним два нижних вала 5 с зубьями по краям натяжной вал 6, фильтрующую бесконечную ленту 7 с отверстиями на краях для зацепления с зубьями валов 5, которая огибает валы 2-4, валы с зубьями 5 и натяжной вал 6, прессующий узел, представляющий собой гусеничный движитель, который состои из силового барабана 8 с гидроцилиндром, -выполненного с возможностью горизонтального перемещения, натяжного поддерживающего вала 9, бесконечной ленты 10, охватывающей силовой барабан 8 и вал 9, два блока прокатываюп1ик валиков 11 и 12, подпружиненных пружинами 13, каждый из которых состоит из трех валиков, размещенных между силовым барабаном 8 и валом 9, поддерживающие валики 14, сгруппированные в три блока, с поддерживающими роликами, которые установлены по дуге эквидистантной барабану 8, пружины 15, взаимодействующие с концами осей поддерживающих валиков 14, помещенными в пазы боковин станины 1, крайние блоки из которых имеют по три валика 14, а средний блок имеет четыре валика 14, которые через фильтрующую 7 и бесконечную 10 ленты контактируют с силовым барабаном В, пресс-вал 16 с гидроцилиндром, установленный над силовым барабаном 8, вакуумную коробку 17, размещенн то под нижней ветвью фильтрующей бесконечной ленты 7 в зоне блока прокатывающих валиков 11, опорную плиту 18, находящуюся под нижней ветвью фильтрующей бесконечной ленты 7 в зоне блока прокатывающих валиков 12, вакуумную коробку 19, размещенную в начале зоны сжатия под силовым банабаном 8, очистители 20, под одним из которых расположен ленточный транспортер 21, загрузочный узел 22 с паровыми патрубками,,транспортер 23, сообщающийся с внутренней полостью загрузочного узла 22, цепную- передачу 24, связывающую прокатывающие валики 11 и 12с натяжным валом 9, цепную передачу 25, соединяющую

поддерживающее валики 14 с силовым барабаном 8, связанным цепными персдачами 26 с валом 9 и валом 5, поддон 27, установленный под нижней ветвью фильтрующей бесконечной ленты 7. Причем- прокатывающие 11 и 12 и поддерживающие 14 валики связаны цепиьтми передачами, а расстояние между смежными валиками равно 0-1 мм.

Устройство для механического обезвоживания торфа работает следующим образом.

Перед началом работы устанавливают заданную силу давления блоков прокатывающих валиков 11, равную 0,1-0,2 кг/см, и блоков прокатывающих валиков 12, равную О, 5-1,5 к 1,5 кг/см, давление силового барабана 8, равное 15-20 кг/см, давлен пoддepж вaющиx валиков 14, которое от нгокнего блока последних к их верхнему блоку равно 2,5-5 кг/см, 5-10 кг/см, 10-15 кг/см соответственно, давление пресс-вала 16,, равное 15-20 кг/см и обеспечивающее необходимое yciinife на всей длине зоны сжатия (уплотнения).

Вакуумные коробки 17 и 19 регулируют на разряжение 250-500 мм рт.с чем обеспечиваются необходимые условия для фильтрации обрабатываемого материала. После этого включают привод (не показано), от которого вращение через цепные передачи 26 передается ведущему валу 5, валу 9 и барабану 8. При этом зубья вала 5 взаимодейств тот с отверстиями фильтрующей бесконечной ленты 7 и перемещают ее в направлении вращения вала 5, а за счет Грения приводятся во вращение валы 6, 4, 3 и 2. Одновременно от вала 9 и силового барабана 8 получает движение бесконечная лента 10. От силового барабана 8 через цепную передачу 25 вращение передается поддерживающим валиком 14, а от вала 9 через цепную передачу 24 - прокатывающими валиками 11 и 12. Благодаря цепным передачам (не показаны) валики 1 1 , 12 и 14 блоков работают без проскальзывания, а зубья валов 5 исключают сползание фильтрующей ленты 7. Поддерживающие ролики валиков 14 исключают проваливание филтрующей бесконечной ленты 7. При этом ленты 7 и 10 перемеп5аются с од51наковой угловой скоростью, так как валы 5 и 9 и силовой барабан 8 имеют одинаковую частоту вращения. После этого освоболоденный от древесных включений одним из извест ных способов, например гидросепарацией, торф степенью разложения 5-20% и влажностью 90-97% из верховой залежи подают транспортером 23 в загрузочный узел 22, где он пропа ривается подводимым паром при 60200 0, выдерживается при такой температуре 20-40 мин и одновременно перемешивается мешалками узла 22. Благодаря этому вязкость жидкости уменьшается, а пластичность торфа повышается. Такой торф нижней мешалкой узла 22 подается на фильтрую щую бесконечную ленту 7, которая движется со скоростью 25-55 м/мин, с удельной загрузкой 0,5-3 г/см, благодаря этому обеспечивается опти мальная производительность По выходу готового продукта, и перемеп ается лентой 7 в область вакуумной коробки 17, имеющей разряжение 250 500 мм рт. ст. Когда торф, поры которого заполнены водой, окажется над щелью ваку ной коробки 17, то в первый, момент засасываемый воздух не может пройти сквозь слой торфа, так как этому ме шает находящаяся в порах вода. Тако слой является воздухонепроницаемой перегородкой, подвергающейся.более высокому давлению воздуха сверху (атмосферное давление), и меньшему давлению снизу (давление разряженно воздуха в коробке 17). При этих условиях вакуум обезвоживания- протекает в три стадии. Сначала слой тор фа, сжимается под воздействием разности давлений атмосферного и вакуу ной коробки 17. В результате из его пор удаляется вода как в процессе прессования. Причиной этого является давление воздуха над Егелыо вакуу ной коробки 17. После такого уплотнения плотность слоя торфа увеличивается настолько, что давление воздуха для его сжатия становится н достаточнь1М и дальнейший отвод воды на этом участке происходит без сжатия слоя. При этих условиях воздух .вытесняет воду из пор выталкивакием подобно поршню. Поры, освободи шиеся от воды, становятся сквозными и по ним свободно движется воздух. 2fe засасываемый вакуумной коробкой 17. Причем воздух движется с- большой скоростью и увлекает за собой некоторое количество воды, оставшейся на стенках пор. На этом участке вакуумирования с поверхности слоя торфа отсасывается до 3% пылевидных частиц. Это уменьшает содержание ,тонкодисперсных частиц в вакуумированном слое, поэтому он имеет мен1}Шую удельную поверхность, прилипаемость его уменьшается. При поступлении в зону прокатывающих валиков 11 этот слой торфа уплотняется последними при давлении 1 - 2 кг/см, которое больше разности давления воздуха над вакуумной коробкой 17 и внутри нее. Поэтому на этом участке такой слой в процессе вакуум-обезвоживания не сжимается, а воздух вытесняет воду из пор подобно поршню,, выталкивающему воду из цилиндра. Поры, из которых вода удалена, становятся сквозными и по ним свободно движется воздухе, засасываемый вакузмной коробкой 17. Воздух Имеет большую скорость и увлекает за собой некоторое количество воды, оставшейся на стенках пор, при этом уносится небольшое количество пылевидных частиц (до 0,2-0,5%). На этом участке подсос воздуха происходит с торцовых и боковых сторон валиков 11, которые взаимодействуют через бесконечную 10 и фильтрующую бесконечную 7 ленты с плитой вакуумной коробки 17 Благодаря этому поступающий в зону слой торфа уплотняется между лентами 10 и 7 (фиг. 2, слой Г). При дальнейшем перемещении фильтрующей ленты 7 вакууг.шрованньй слой Г поступает в зону прокатывающих валиков 12, где уплотняется с силой 5 15 кг/см от действия пружин 13. В результате пары слоя торфа сдавливают СИ, а их объём становится меньше .. меняется и форма пор в поперечном сечении. При- этом опорная плита 19 способствует равномерному сдавливанию пор и предотвращает вспучивание бесконечньп : лент 7 и 10, а слой торфа Д полугхается ровный (фиг. 3). На участке вакуумирования (коробка 17) торф теряет до 15-20% влаги. Слой Д перемещается в зону сжатия прессу1ош,его узла лентами 7 и 10. На этом участке слой торфа сдавливается силовым барабаном 8 и поддерживающи валиками 1 А. Причем в зависимости от удельной загрузки барабан 8 пере мещается в горизонтальной плоскости а пружины 15 деформируются. Благода ря этому поддерживаюпще валики 14 с поддерживающими роликами также перемещаются в пазах боковин станин 1, а сила давления на торф увеличивается от нижних поддерживающих в ликов 14 к верхним валикам 14. Расположение поддерживающих валиков 14 и роликов друг от друга на расстоянии 0-1 мм по дуге, эквидистантной барабану 8, сглаживает провалы межД экстремальными нaгpyзкaмИj а волнообразная деформация ленты 7 сводится к минимуму. На. участке поддерживающих валиков 14 из пор торфа тзливается вода, которая стекает к згчастку входа в зону, сжатия, где отсасывается вакуумной коробкой 19. Благодаря сдавливанию пор валиками 12 и 14 их объем становится еще мен ше, по этой причине заполнение скво ных пор водой будет тоже меньше, а отсос изливающейся воды вакуумной коробкой 19 исключает, ее накопление в этой части прессующего узла В зоне сжатия из торфа удаляется от 30 до 40% воды. Такой слой торфа лентами 7 и 10 перемещается в зону уплотнения пресс-вала 16, где он сдавливается с силой, равной ISOZOO кг/см, от гидроцилиндра вала 1 6 . На этом участке пресс-вала t6 происходит окончательное удаление в ды из пор торфа, а сами поры еще раз сдавливаются, при этом их объем уменьшается. Благодаря этому неболь шая часть изливающейся воды заполня ет поры на участке уплотнения, а вьш1едпшй пресс-вала 16 торф незначительно насыщается воздухом, что повышает его плотность. При дальнейшем перемещении торф с ленты 7 удаляется одним из очистителей 20, а с бескотечной ленты 10 другим очистителем 20 сбрасывается в транспортер 21.Освободившая ся ОТ- торфа часть фильтрующей беско нечной ленты 7 при дальнейшем движении постутгает в зону поддо28на 27, где ленту 7 промывают водой, которую по желобу отводят в отстойник (не показано). В качестве фильтрующей бесконечной ленты 7 можно использовать техническое сукно, а в качестве бесконечной ленты 10 - металлическую ленту. Сила давления в прессующем узле может отличаться от принятого в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала а торф в узле .22 может не подвергать ся воздействиям пара. Кроме этого, в бункер, а может быть прямо на ленту, можно подавать твердые добавки, что улучшает условия процесса обезвоживания. Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить до 3% вьгаос из слоя торфа пылевидных частиц путем уплотнения слоя в зоне вакуумирования за счет введения прокатывающих валиков, снизить смачиваемость торфа изливающейся водой в зоне уплотнения за счет размещения в начале этой зоны вакуумной коробки, улучшить условия обезвоживания торфа за счет образования прессующего узла в виде гусеничного движителя и поддерживающих валиков, расположенных по дуге, эквидистантной силовому барабану, подпружиненньк с возрастающим снизу усилием, а также за счет расстояния между смежными валиками, равного 0-1 мм уменьшающего, а может быть вовсе исключающего волнистость фильтрующей бесконечной ленты в зоне сжатия, обеспечивает устойчивое положение фильтрующей бесконечной ленты за счет введения поддёрживаюшлх валиков совместно с поддерживающими роликами. Кроме этого, расположение смежных поддерживающих валиков на близком расстоянии, например О - 1 мм, сокращает расстояние между пиками нагрузок (импульсами нагрузок), благодаря чему уменьшаются провалы между пиками (смежными импульсами) нагрузок соседних поддерживающих валиков, а значит интенсифицируется процесс механического обезвоживания . торфа, а значит повьш1ается производительность устройства. Г- I- 16 3 2 20 д W 11 9 Г 25 9 13 7 27 17

LS- I.ME-

чГ

Фиг.г 6 л I П2

Фиг. /

Фиг.З 20 Пар 2if 26 5

ВидЗ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ТОРФА, содержащее : смонтированный на станине прессующий узел с фильтрующей бесконечной. лентой, огибающей поддерживающие валики, соединенный с прессующим узлом очиститель, вакуумные коробки, и привод, соединенный с прессующим узлом передаточным механизмом, о тличающееся тем, что, с целью повышения его производительности, прессующий узел вьтол ен в виде гусеничного движения с барабаном и подпружиненных блоков прока-тьгоающих валиков, установленных с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью нижней ветви фильтрующей бесконечной ленты, а поддерживающие валики установлены по дуге, эквидистантной барабану, § гусеничного движителя,при этом бараг бан соединен со станиЬой при помощи (Л силового механизма.

Фиг. 5