CZ15262U1 - Zařízení pro výrobu minerálního sorbentu, zejména pro stelivo pro drobné zvířectvo - Google Patents

Description

Zařízení pro výrobu minerálního sorbentu, zejména pro stelivo pro drobné zvířectvo

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro výrobu minerálního sorbentu, určeného zejména jako stelivo pro drobné zvířectvo, například kočky, morčata, křečky, myši a podobně.

Dosavadní stav technikv

V současné době se jako stelivo pro drobné domácí zvířectvo, zejména pro kočky, používají granuláty, které slouží k zachycování a sorpci zvířecích odpadů. Na trhu jsou minerální granuláty různé zrnitosti s obsahem pojiv či jiných aditiv, které vytvářejí v přítomnosti tekutého odpadu aglomeráty (vlhké hrudky). Nevýhodou některých steliv je zvýšený podíl prachu, který se projevuje při výrobě, přepravě i užití u spotřebitele, kde dochází ke znečišťování domácností. Prach ulpívá na srsti zvířat a je v obydlí roznášen. Složení těchto granulátů je popsáno například v patentech US 4 704 989 a US 4 459 368. V evropském patentu EP 424001 je popisován sorbent zvířecího odpadli, založený na bentonitickém jílu, který po přidání vody expanduje za vzniku pevných aglomerátů a může být tak po nasycení tekutým odpadem odstraňován. Hrudky vlhkého sorbetu nejsou navzájem spojeny, avšak jsou dostatečně pevné, aby mohly být vyjímány z dosud nezvlhčeného sorbentu.

Vlastnosti hrudkujících sorbentů přispěly k jejich značnému rozšíření. Tyto výrobky a způsoby jejich výroby jsou popsány v řadě patentových dokumentů, například patentech US 5 129 365, US 5 329 880, US 5 361 719, US 5 469 809, US 5 609 123, US 5 647 300, US 5 775 259, US 6 089 189, US 6 019 063 a US 6 802 281. Jsou vyráběny i na území České republiky, například v místech výskytu ložisek bentonitického jílu odstínů hnědé nebo šedé barvy, jejichž nejvýznamnější jílovou složkou je minerál ze skupiny smektitů (nejčastěji montmorillonit obecného vzorce x M⁺ · (Al₂._xMg_x)SÍ40io(OH)2, kde jako vyměnitelné ionty M⁺ se mohou uplatnit např. Na⁺, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, Li⁺ a H⁺). Při výrobě sorbentu se k bentonitickému jílu někdy přidává prášková soda. Z těženého bentonitického jílu se separují nezpracovatelné materiály, jako jsou kameny, dřevo a další nežádoucí pevné části, a následným protlačováním se vytvářejí po aktivaci sodou nudličky bentonitického jílu, které se po případném odležení a vysušení následně zpracovávají. Protože mají vlhkost asi 35 %, zpracovávaný materiál se nejprve suší. Současné technologie bentonitických sorbentů používají rotační sušárny, tvořené otáčející se válcovou rourou průměru až 2 metry nebo i více a délky až 20 metrů. Tyto rozměry jsou v podstatě dány požadovaným sušicím výkonem zařízení. Uvnitř roury jsou lopatky pro posouvání zpracovávaného materiálu proti proudu teplého vzduchu směrem k výstupu. Působením lopatek na zpracovávaný materiál dochází k neustálému přesypávání materiálu, odírání povrchu jeho částic a vzniku velkého množství prachové frakce, která je bez dalšího zpracování pro uvedený účel nepoužitelná. Ztráty materiálu dosahují až 30 % jeho usušeného množství, což představuje značnou ekonomickou nevýhodu.

Podstata technického řešení

Předložené technické řešení do značné míry odstraňuje uvedené nevýhody. Týká se zařízení pro výrobu minerálního sorbentu, zejména pro stelivo pro drobné zvířectvo, zahrnující protlačovací zařízení jílu, případně směsi jílu se sodou, na které navazuje sušárna granulí zpracovávaného materiálu, jejíž výstup je napojen na vibrační třídič se síty pro třídění vysušeného materiálu do jednotlivých zrnitostních frakcí, spolu se systémy dopravníků pro přemísťování materiálu mezi jednotlivými výrobními uzly. Podstata technického řešení spočívá v tom, že sušárna je tvořena pásovou sušárnou, zahrnující alespoň jeden pásový dopravník pro sušený materiál, jehož nosná plocha je prostupná pro horký vzduch, kde tento pásový dopravník je uspořádán v uzavřené komoře, opatřené přívodem horkého vzduchu ze spalovací komory, a kde pásová sušárna je opatřena nejméně jedním výduchem pro odnímání vlhkého nasyceného vzduchu, přičemž výstup nej- 1 CZ 15262 Ul nižšího dopravníku je zaústěn vně pásové sušárny do dopravního systému pro přemístění vysušeného materiálu k vibračnímu třídiči.

Pásová sušárna s výhodou zahrnuje nejméně dva nad sebou uspořádané pásové dopravníky, které jsou navzájem uspořádány délkově přesazené pro postupný plynulý průchod sušeného materiálu z výše umístěných dopravníků na níže umístěné dopravníky, a pod nejnižším dopravníkem může být uspořádán výhrab pro odnímání prachové frakce vysušeného materiálu. Uzavřená komora pásové sušárny může být s výhodou po své délce dělena na dílčí komory. Každá dílčí komora může mít vlastní míchací ventilátor pro víření horkého vzduchu, vháněného do sušárny ze spalovací komory.

Přívod horkého vzduchu ze spalovací komory může být v jednom z provedení tohoto technického řešení vyústěn pod pásem nejnižšího pásového dopravníku pásové sušárny. V jiném provedení technického řešení může být přívod horkého vzduchu ze spalovací komory vyústěn v horní části uzavřené komory pásové sušárny, která je ve své spodní části osazena nejméně jedním odtahovým ventilátorem výduchu pro odnímání vlhkého nasyceného vzduchu.

Nosná plocha dopravníků pásové sušárny může být tvořena kovovou nebo plastovou síťovinou. Výhrab může být tvořen pásovým dopravníkem se stěracími segmenty pro stírání prachové frakce usušeného materiálu, který je uspořádán po celé délce uzavřené komory pásové sušárny.

Podstatnou výhodou oproti dosavadním rotačním sušárnám, které jsou dosud používány pro výrobu minerálního, bentonitického sorbentu, je výrazné snížení množství obtížně použitelné pra20 chové frakce zpracovávaného materiálu, a to z dosavadních přibližně 30 % až na 10 %. Znamená to značné zvýšení výtěžnosti zpracovávaného bentonitického jílu a zlepšení ekonomiky výroby sorbentu.

Dopravní systém pro přemístění vysušeného materiálu z pásové sušárny k vibračnímu třídiči zahrnuje nejméně jeden pásový dopravník a elevátor pro vertikální přepravu usušeného materiálu do vibračního třídiče, na jehož první výstup navazuje zásobník zhotoveného sorbentu pro balicí zařízení. Výhodou je, že ze sít vibračního třídiče se usušený materiál dopravuje do zásobníku gravitačním působením.

Na druhý výstup vibračního třídiče navazuje drticí zařízení pro nadsítné, jehož výstup je napojen na dopravní systém mezi pásovou sušárnou a vibračním třídičem. Drticí zařízení může být s vý30 hodou tvořeno kladivovým drtičem s regulací otáček pro změnu zmitostního poměru výstupního materiálu, případně válcovým mlýnem. K třetímu výstupu vibračního třídiče je připojen zásobník pro podsítné, který je svým výstupem odpovídajícími dopravníky připojen přes hnětač na protlačovací zařízení před vstupem do pásové sušárny. Nadsítné i podsítné je tak plně využito pro výsledný výrobek.

Protlačovací zařízení může být tvořeno kolovým mlýnem s děrovanými mlecími deskami. K protlačovacímu zařízení před vstupem do pásové sušárny může být přes úložiště předúpravy napojen výstup válcového separátoru s aktivovaným jílem.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude dále vysvětleno na konkrétním příkladu jednoho z jeho možných prove40 dění, a to pomocí připojených výkresů a následného popisu příkladu tohoto konkrétního provedení.

Příklady provedení technického řešení

V ložisku se natěží bentonitický jíl převládající hnědé nebo šedé barvy. Přes první podavač i je surovina o maximální zrnitosti přibližně 400 x 400 x 400 mm, objemové hmotnosti 1,4 až

1,5 t/m³ a vlhkosti asi 35 % dopravena na dopravník 2, například pásový nebo šnekový dopravník, na který je současně z dávkovacího zařízení 3 přidávána prášková soda v množství přibližně do 1 % hmotn. Dávkovači zařízení 3 je tvořeno násypkou a šnekovým dopravníkem, regulací

-2 CZ 15262 Ul jeho rychlosti se řídí množství sypané sody. Z dopravníku 2 přichází surovina na vstup válcového separátoru 4 typu Morando, ve kterém se oddělují nezpracovatelné materiály, jako jsou kameny, dřevo a další nežádoucí pevné části z těženého bentonitického jílu. Současně se bentonitický jíl protlačuje otvory o průměru 14 až 18 mm tak, že ze separátoru 4 vystupují nudličky bentonitického jílu, který je smíchán se sodou. Separované pevné části tvoří odpad. Alternativně může být použit mísič bentonitického jílu se sodou a pak se výsledná hmota protlačuje v kolovém mlýnu.

Ze separátoru 4 je sodou aktivovanýjíl dopravován systémem dopravníků na úložiště 5 pro odležení. Na úložišti 5 se ponechá přibližně tři dny před vlastním zpracováním.

Bentonitický jíl je navezen do úpravny na provozní skládku 6, ze které se nakladačem odebírá do druhého podavače 7 a přes dopravníky 8 směřuje do protlačovacího zařízení 9, tvořeného například kolovým mlýnem, cihlářským lisem, separátorem typu Morando a podobně. Podstatou této úpravy v protlačovacím zařízení 9 je vytváření granulí zpracovávaného materiálu o zrnitosti přibližně 10 x 20 x40 mm pro jejich následné sušení. Pokud je však materiál zpracováván v předúpravě ve válcovém separátoru 4 typu Morando, může být přepravován přímo do sušárny, není nutné ho znovu protlačovat v protlačovacím zařízení 9. Z protlačovacího zařízení 9 (případně z úložiště 5 předúpravy) jsou granule zpracovávaného materiálu prostřednictvím dopravníků přemisťovány na vstup pásové sušárny 10. Tato pásová sušárna 10 zahrnuje jeden nebo několik (zpravidla tři) nad sebou uspořádaných pásových dopravníků, jejichž nosné plochy jsou prostupné pro horký vzduch, ale tak, aby na nich umístěný sušený materiál současně nepropadal dolů. Jsou tvořeny například kovovou nebo plastovou síťovinou. Obvykle se používá síťovina z nerezavějící oceli, její pás má šířku 1450 mm, síta jsou vyrobena z drátu o průměru 1 mm s oky 4,5 x 4 mm. Na obou svých okrajích je síto kotveno na dopravní řetěz. Oba dopravní řetězy jsou mezi sebou propojeny příčníky a na tyto příčníky je rozebíratelně připevněno nerezové síto. Dopravní řetězy jsou osazeny rolnami, které se pohybují po nosné pojezdové dráze, která je kotvena k nosné konstrukci komor pásové sušárny 10.

Pásová sušárna 10 je po své délce dělena na komory, kde každá komora má vlastní míchací ventilátor pro víření horkého vzduchu, vháněného do sušárny 10 ze spalovací komory. V tomto příkladu provedení technického řešení má pásová sušárna JO (celkové délky 31,1 m, šířky 2,3 m a výšky 3,3 m) celkem čtrnáct komor, které jsou tvořeny rámovou konstrukcí, ke které jsou zvnějšku kotveny izolační panely. V horní části každé komory je osazen míchací axiální ventilátor, který zajišťuje nucený průchod sušicího horkého vzduchu přes sušený materiál. Do každé komory je v její horní části vháněn sušicí vzduch o teplotě v rozmezí od 200 do 400 °C, který je ohříván ve spalovací komoře. Vzduch je zaveden do centrálního rozvodného tunelu a přes vstupní otvory o rozměrech přibližně 400 χ 750 mm, které jsou osazeny regulačními hradítky, je sveden do jednotlivých komor. V sušárně 10 se sušený materiál pohybuje, jak již bylo výše uvedeno, na třech nad sebou umístěných pásech příslušných pásových dopravníků, kde jednotlivé pásy jsou na svém konci opatřeny přesypy. Sušený materiál je takto přepravován přes sušárnu třikrát, dochází tak k maximálnímu využití sušicího tepla. Pro odnímání vlhkého nasyceného vzduchu z pásové sušárny 10 jsou zde výduchy 11 s filtry, ventilátory a komíny. Ve své spodní části je sušárna 10 osazena z boku pěti odtahovými ventilátory, které zajišťují odtah těžkého vzduchu, nasyceného vodními parami. Teplota sušicího vzduchu je v oblasti horního pásu přibližně 80 až 110 °C, středního pásu 60 až 80 °C a spodního pásu 40 až 60 °C.

Cirkulace sušicího vzduchu může být prováděna prostřednictvím bočního tunelu sušárny 10. do kterého není přisáván, vzhledem k jeho vlhkosti, těžký vzduch nasycený vodními parami. Je tak ekonomicky využíváno sušicích vlastností vzduchu, který není i po průchodu pracovní zónou stále ještě nasycen vodními parami. Tento vzduch se v horní části sušárny 10 mísí s nově přiváděným vzduchem ze spalovací komory.

Pro optimální výkon pásové sušárny PO se reguluje teplota přiváděného vzduchu ze spalovací komory (řídí se výkonem na hořáku), množství přiváděného vzduchu (řídí se na spalovací komoře u ventilátorů a nastavením hradítek na vstupu do jednotlivých komor), rychlost jednotlivých

- 5 CZ 15262 Ul pásů (řídí se pomocí frekvenčních měničů, které jsou osazeny na převodovkách pohonu pasu), rychlost sušicího vzduchu (pomocí regulace otáček míchacích ventilátorů, jejich motory jsou osazeny frekvenčním měničem) a množství odtahovaného vzduchu pomocí odtahových ventilátorů (řídí se regulačním hradítkem nebo frekvenčním měničem, csazeným na motoru ventilátoru).

Prachová frakce v pásové sušárně JO propadává otvory v pásových dopravnících až na výhrab 12, který je tvořený pásovým dopravníkem se stěracími segmenty. Je to kyvný pluh, který je veden pomocí rolen, pojíždějících v pojezdové drážce, kotvené na nosnou konstrukci komor v celé délce sušárny JJ). Ztráty materiálu v této frakci jsou přibližně desetiprocentní, což je výrazné zlepšení oproti až třicetiprocentním ztrátám při sušení stávajícími rotačními sušárnami.

Vysušený materiál z pásové sušárny 10 směřuje prostřednictvím dopravníků dále na síta vibračního třídiče 13, ze kterých jsou odebírány tři frakce. Jednou z těchto frakcí je podsítné o zrnitosti pod 0,7 mm. Tento zrnitostní podíl se může vracet zpět a zahnětávat do vstupního materiálu před vstupem do protlaěovacího zařízení 9, například kolového mlýna. V takovém případě je před tímto protlačovacím zařízením 9 uspořádán hnětač, například dvouhřídelový hnětač, ktetý za15 hněte prach ze sít vibračního třídiče 13 do vstupního materiálu. Další frakcí je vlastní výrobek, to je stelivo pro kočky a drobné zvířectvo. Tento výrobek je podle požadavku zákazníka o velikosti zrn v rozsahu od 0,7 do 5 mm, jestliže je určen pro kočky, případně v rozsahu od 0,5 do 2 mm, jestliže je určen pro menší zvířata jako jsou morčata, křečci, myši a podobně. Požadovanou velikost zrn lze nastavit pomocí sít vibračního třídiče 13. Konečně třetí frakcí je nadsítné o zrnitosti nad 5 mm, které se dopraví potrubím do drticího zařízení 14, například kladivového drtiče s regulací otáček pro změnu zrnitostního poměru výstupního materiálu, nebo válcového mlýna, ze kterého se pak vrací zpět na síta vibračního třídiče 13. Mezi výstupem z pásové sušárny 10 a vibračním třídičem 13 může materiál procházet drtičem pro hrubé drcení usušeného materiálu, tak aby jeho přeprava do vibračního třídiče 13 byla plynulá, bez ucpávání průchodu. Mezi do25 právníky za pásovou sušárnou 10 a vibračním třídičem 13 může být elevátor pro vertikální přepravu usušeného materiálu, který se pak gravitačním působením dopravuje ze sít vibračního třídiče 13 do zásobníků 15, ze kterých se pak přivádí do balicího zařízení 16 vhodného typu.

Claims (15)

1. Zařízení pro výrobu minerálního sorbentu, zejména pro stelivo pro drobné zvířectvo, zahr30 nující protlačovací zařízení (9) jílu, případně směsi jílu se sodou, na které navazuje sušárna granulí zpracovávaného materiálu, jejíž výstup je napojen na vibrační třídič (13) se síty pro třídění vysušeného materiálu do jednotlivých zrnitostních frakcí, spolu se systémy dopravníků pro přemísťování materiálu mezi jednotlivými výrobními uzly, vyznačující se tím, že sušárna je tvořena pásovou sušárnou (10), zahrnující alespoň jeden pásový dopravník pro sušený

35 materiál, jehož nosná plocha je prostupná pro horký vzduch, kde tento pásový dopravník je uspořádán v uzavřené komoře, opatřené přívodem horkého vzduchu ze spalovací komory, a kde pásová sušárna je opatřena nejméně jedním výduchem (11) pro odnímání vlhkého nasyceného vzduchu, přičemž výstup nejnižšího dopravníku je zaústěn vně pásové sušárny (10) do dopravního systému pro přemístění vysušeného materiálu k vibračnímu třídiči (13).

40

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že pásová sušárna (10) zahrnuje nejméně dva nad sebou uspořádané pásové dopravníky, které jsou navzájem uspořádány délkově přesazené pro postupný plynulý průchod sušeného materiálu z výše umístěných dopravníků na níže umístěné dopravníky, a pod nejnižším dopravníkem je uspořádán výhrab (12) pro odnímání prachové frakce vysušeného materiálu.

45

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uzavřená komora pásové sušárny (10) je po své délce dělena na dílčí komory.

-4CZ 15262 Ul

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že každá dílčí komora má vlastní míchací ventilátor pro víření horkého vzduchu, vháněného do sušárny (10) ze spalovací komory.

5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že přívod horkého vzduchu ze spalovací komory je vyústěn pod pásem nejnižšího pásového dopravníku pásové sušárny (10).

6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že přívod horkého vzduchu ze spalovací komory je vyústěn v horní části uzavřené komory pásové sušárny (10), která je ve své spodní části osazena nejméně jedním odtahovým ventilátorem výduchu (11) pro odnímání vlhkého nasyceného vzduchu.

7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že nosná plocha dopravníků pásové sušárny (10) je tvořena kovovou nebo plastovou síťovinou.

8. Zařízení podle některého z nároků 2 až 7, vyznačující se t í m , že výhrab (12) je tvořený pásovým dopravníkem se stěracími segmenty pro stírání prachové frakce usušeného materiálu, který je uspořádán po celé délce uzavřené komory pásové sušárny (10).

9. Zařízení podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že dopravní systém pro přemístění vysušeného materiálu z pásové sušárny (10) k vibračnímu třídiči (13) zahrnuje nejméně jeden pásový dopravník a elevátor pro vertikální přepravu usušeného materiálu do vibračního třídiče (13), na jehož první výstup navazuje zásobník (15) zhotoveného sorbentu pro balicí zařízení (16).

10. Zařízení podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že na druhý výstup vibračního třídiče (13) navazuje drticí zařízení (14) pro nadsítné, jehož výstup je napojen na dopravní systém mezi pásovou sušárnou (10) a vibračním třídičem (13).

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že drticí zařízení (14) je tvořeno kladivovým drtičem s regulací otáček pro změnu zrnitostního poměru výstupního materiálu.

12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že drticí zařízení (14) je tvořeno válcovým mlýnem.

13. Zařízení podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že k třetímu výstupu vibračního třídiče (13) je připojen zásobník pro podsítné, který je svým výstupem odpovídajícími dopravníky připojen přes hnětač na protlačovací zařízení (9) před vstupem do pásové sušárny (10).

14. Zařízení podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že protlačovací zařízení (9) je tvořeno kolovým mlýnem s děrovanými mlecími deskami.

15. Zařízení podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že k protlačovacímu zařízení (9) před vstupem do pásové sušárny (10) je přes úložiště (5) předúpravy napojen výstup válcového separátoru (4) s aktivovaným jílem.