Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.IX.1969 58230 KI. 12 d, 5/01 MKP B 01 d UKD czUl Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Tadeusz Ziemba, mgr inz. Eugeniusz Kozlowski, mgr inz. Jurand Folta i mgr inz.Kazimierz Olszówka Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Ramowa prasa filtracyjna 2 Przedmiotem wynalazku jest ramowa prasa fil¬ tracyjna, zaopatrzona w hydrauliczne napedy pompy dawkujacej oraz mechanizmów manipula¬ cyjnych zespolu prasy, przeznaczona do odwadnia¬ nia zawiesin ilastych z kopalnianych wód po- pluczkowych.Dotychczas znane prasy odwadniajace o kon¬ strukcjach ramowych lub komorowych sa uzywa¬ ne do oddzielania zawiesin cial stalych z miesza¬ nin cieklych. Znane prasy ramowe tworza zesta¬ wy ram filtracyjnych ulozonych obok siebie, które osadzone na prowadnikach sa zwiazane na oby¬ dwu koncach pokrywami zamykajacymi. Ramy sa zaopatrzone w rozpiete na nich sita filtracyjne lub przegrody warstwowe z tkanin filtracyjnych albo kombinacje sit i tkanin, na których naste¬ puje osadzanie sie zawiesin z przeplywajacej przez nie mieszaniny, a odsaczona ciecz wyplywa na ze¬ wnatrz prasy. Nadawa jest podawana do zespolu filtracyjnego prasy za pomoca pamp wirniko¬ wych, tlokowych lub membranowych. Po zakon¬ czeniu filtracji i zapelnieniu filtrów na ramach od¬ saczeni, uklad ram zostaje rozsuniety i opróznio¬ ny z osadów. Przed nastepnym cyklem filtracji ramy zwiera sie szczelnie i zamyka pokrywami, a nastepnie uruchamia zasilanie. W znanych pra¬ sach operacje zwierania i rozsuwania pokryw przeprowadza sie róznymi sposobami i za pomoca róznych urzadzen, rózne tez sa sposoby i urzadze¬ nia do rozsuwania oraz przesuwania poszczegól- 10 20 25 80 nych ram, a takze do ich oprózniania z odsaczów uformowanych najczesciej w postaci placków.W starszych konstrukcjach pras pokrywy sa zwie¬ rane i rozsuwane mechanizmami srubowymi lub mimosrodowymi napedzanymi recznie albo mecha¬ nicznie, przy czym przesuwanie ram w tych pra¬ sach odbywa sie recznie za pomoca przestawnych dzwigni. Nowsze rozwiazania pras ramowych ma¬ ja pokrywy napedzane silownikami hydrauliczny¬ mi lub pneumatycznymi, które jednoczesnie zwie¬ raja uklady ram. Natomiast rozsuwanie i przesu¬ wanie ram przy usuwaniu odsaczów odbywa sie w nich pojedynczo za pomoca elektrycznych na¬ pedów linami bez konca lub lancuchami Galla zaopatrzonymi w zbieraki, przy czym usuwanie placków odbywa sie recznie lub przez wypycha¬ nie. W innych rozwiazaniach ramy sa przesuwane wedrujacym przyrzadem pneumatycznym, a osa¬ dy odsaczu usuwa sie sprezonym powietrzem.Znany jest tez wedrujacy zespól z hydraulicz¬ nym silownikiem do pojedynczego przesuwania ram prasy. Jeszcze inne rozwiazanie stosuje si¬ lownik hydrauliczny do zwierania i rozwierania pokryw, który jest wyposazony w jednym warian¬ cie w dodatkowe wodzidla sworzniowe do rozsu¬ wania ram, zaopatrzonych naprzemian w wystepy i wpusty oraz polaczonych ze soba specjalnymi srubami dystansowymi, przy czym usuwanie osa¬ dów odbywa sia specjalnym ukladem sztywnych skrobaków umieszczonych pomiedzy ramami fil- 5823058230 3 tracyjnymi, które porusza sie w tym czasie zespo¬ lem hydraulicznych silowników do góry i w dól.Inny wariant tego rozwiazania stosuje do roz¬ suwania ram uklady przegubowe czworoboków dzwigni, zwiazanych przegubami srodkowymi 5 z chwytami ram a koncami z silownikiem za¬ wierajacym pokrywy oraz z korpusem prasy. Wiele z tych pras ma zautomatyzowane uklady steru¬ jace rozsuwaniem, opróznieniem i zwieraniem ram, a sterowanie nimi przez obsluge polega 10 przede wszystkim na wlaczaniu i wylaczaniu za¬ silania nadawa.Glównymi wadami znanych, niezautomatyzowa- nych pras ramowych jest uciazliwa, pracochlon¬ na i niezbyt bezpieczna obsluga, szczególnie przy 15 recznych manipulacjach ukladami ram oraz recz¬ nym usuwaniu osadów, co wynika z duzej liczby ram oraz ich znacznych ciezarów. Poza tym do¬ step do ram jest utrudniony, a produkty zage¬ szczania mimo uformowania w placki sa wilgotne 20 i maja duza przyczepnosc, stad trudno jest od¬ dzielac je od przegród filtracyjnych, przy czym opadanie ich zagraza obsludze urazami. Dalszymi ujemnymi cechami, wynikajacymi ze sposobów recznej obslugi ram w prasach, sa male przepu- 25 stowosci oraz niskie wydajnosci eksploatacyjne urzadzen. Malymi wydajnosciami i niewielkimi przepustowosciami charakteryzuja sie takze prasy zaopatrzone w mechanizmy zabierakowe lub we¬ drujace do pojedynczego rozsuwania ram, które 30 opróznia sie kolejno z osadów, poniewaz opera¬ cje te zabieraja znaczne .ilosci czasu, zwielokrot¬ nione liczba ram w stosunku do oprózniania rów¬ noczesnego calego ukladu. Nastepna wada wiek¬ szosci pras ramowych sa wymagania duzej kon- 35 centracji i doswiadczenia w stosunku do persone¬ lu obslugujacego, które sa potrzebne nawet przy urzadzeniach wyposazonych w mechaniczne nape¬ dy manipulacyjne ale sterowane recznie. Inna wada pras, zaopatrzonych w linowe i lancuchowe 40 mechanizmy rozsuwania i przesuwania ram, a tak¬ ze w mechanizmy sprzezone wodzidlami sztywny¬ mi lub przegubowymi jest otwarta budowa me¬ chanizmów, przez co sa narazone na zanieczyszcze¬ nia usuwanymi osadami, które powoduja z kolei czeste zaciecia i usterki w dokladnosci dzialania, a nawet uszkodzenia urzadzen. Dalsza istotna wa¬ da dotychczasowych pras ramowych jest brak syn¬ chronizacji pomiedzy intensywnoscia zasilania nadawa, a zmieniajaca sie przepustowoscia ukladu ram filtracyjnych, które w miare postepujacego odkladania sie zageszczonych osadów na sitach lirtf^ 'tkaninach filtracyjnych przepuszczaja mniej intensywnie Ciecz odsaczana. Urzadzenia te wyma¬ gaja podawania nadawy przy zachowaniu cisnienia optymalnego ze wzgledu na przebieg procesu oraz wytrzymalosc filtrów, przy jednoczesnym zmniej¬ szaniu sukcesywnym Wydajnosci az do zaniku prze¬ plywu. Stosowane pompy tlokowe i membranowe pracuja ze stala wydajnoscia oraz maja sklonno¬ sci przekraczania optymalnych cisnien, dlatego proces f-iitraoji nie przebiega poprawnie przy za¬ silaniu nimi, a jednoczesnie nastepuje przedwcze¬ sne zuzywanie sie lub uszkadzanie filtrów. Pom¬ py odsrodkowe, uzywane najczesciej do zasilania 65 45 50 55 60 pras ramowych, maja regulowana wydajnosc dla¬ wieniem przeplywu. Ale im wiekszy jest stopien dlawienia czyli im mniejsza wydajnosc, tym wiek¬ sze wówczas wystepuje kruszenie substancji stalej w nadawie przez wirniki, a to ujemnie wplywa na proces filtracji, zwalniajac jego przebieg i zmniejszajac skutecznosc. Tak wiec dotychcza¬ sowe sposoby zasilania oraz stosowane pompy nie zapewniaja poprawnej pracy urzadzen.Jak wynika z omówienia znanych rozwiazan ra¬ mowych pras filtracyjnych oraz ich dzialania, za¬ równo sposoby ich zasilania, jak tez wykorzystane sposoby i konstrukcje mechanizmów manipula¬ cyjnych dla oprózniania z odsaczonych osadów zespolów ram wykazuja wiele powaznych wad i niedomagan, które nie pozwalaja na racjonalna i skuteczna intensyfikacje procesów filtracyjnych szczególnie w zautomatyzowanych urzadzeniach.Jednoczesnie stosowane uklady sterujace i regula¬ cyjne znanych pras filtracyjnych sa bardzo skom¬ plikowane oraz stosunkowo malo pewne w dzia¬ laniu, poza tym nie znane sa uklady regulacji sprzezonej miedzy zasilaniem i opróznianiem pras.Natomiast stosowane uklady programowane wy¬ magaja podawania nadawy o stalej konsystencji i jednolitym skladzie, o ile procesy filtracji maja przebiegac jednolicie oraz otrzymywane produkty filtracji maja posiadac ten sam stopien uwodnie¬ nia. Przy tym wszystkim wszystkie znane prasy filtracyjne o automatycznym lub pólautomatycz¬ nym dzialaniu maja bardzo kosztowne urzadzenia sterujace oraz skomplikowane i kosztowne roz¬ wiazania konstrukcyjne samych pras.Celem wynalazku jest usuniecie istotnych wad pras ramowych wskazanych w opisie oraz umo¬ zliwienie calkowitej automatyzacji procesu filtra¬ cyjnego.Cel ten osiagnieto w nowej konstrukcji urza¬ dzenia przez zastosowanie samoczynnie sterowa¬ nych napedów hydraulicznych pompy podajacej nadawe do prasy filtracyjnej ze zmienna wydaj¬ noscia oraz napedów hydraulicznych ukladu ma¬ nipulacyjnego zespolem prasy i ram przy ich opróznieniu z odsaczonych osadów za pomoca sa- mowzbudnych wibracji. Istota wynalazku jest wy¬ posazenie zespolu ramowej prasy w uklad hydra¬ uliczny silowników rozsuwajacych i zwierajacych zestaw ram wraz z pokrywami, osadzonych spre¬ zyscie na prowadnikach, który jest sprzegniety z ukladem zasilajaco-sterujacym zwieranie i roz¬ wieranie ram, a takze pulsacyjne wstrzasanie oprózniajace je, oraz w zespól podajacy nadawe ze stalym cisnieniem i regulowana wydajnoscia, dostosowana do intensywnosci procesu filtracji, za pomoca nurnikowej pompy hydraulicznej, nape¬ dzanej osobnym ukladem zasilajaco-sterujacym.Zespól zasilania prasy nadawa rozwiazano w ten sposób, ze nurnikowa pompa napedzana hydra¬ ulicznym silownikiem ma sprezony ruch nurnika z suwakiem sterujacym hydraulicznego ukladu zasilajaco-sterujacego. Uklad ten podaje czynnik hydrauliczny o stalym cisnieniu dwustronnie do silownika pompy przez suwakowy rozdzielacz. Na¬ tomiast ustawienie rozdzielacza steruje hydra¬ ulicznie poprzez zbocznikowany obieg czynnika5 58230 6 obrotowy nastawnik, przy czym ijego zwrotne po¬ lozenia sa przedstawiane zderzakami suwaka ste¬ rujacego pompy. Uklad sterujacy ijest zasilany hydrauliczna pompa wyposazona w przelewowy zawór stalego cisnienia oraz pojemnosciowy za- 5 wór wylaczajacy. Tak rozwiazany zespól zasila¬ nia prasy ma istotne zalety, poniewaz pracuje bez obslugi i jest samoczynnie sterowany. Zapewnia przy tym wymagane parametry podawania nada- wy, to gest stale cisnienie i zmienna wydajnosc 10 dostosowana do przesaczalnosci filtrów, która zmniejsza sie w miare zapelniania osadami az do ustania przeplywu. Pompa nie kruszy ziarna w na- dawie i nie utrudnia procesu filtracji. Proces ma zapewniony najskuteczniejszy przebieg, a urza- 15 dzenie optymalna przepustowosc. Poza tym filtry sa zabezpieczone przed uszkodzeniami i przed¬ wczesnym zuzyciem.Zespól ramowej prasy filtracyjnej ma uklad hydraulicznych silowników manipulacyjnych tak 20 rozwiazany, ze sprzezony zestaw rozsuwajacych silowników jest umocowany do ram i pokryw, a silownik zwierajacy prase jest polaczony z po¬ krywa ruchoma. Przy czym obydwie pokrywy sa wsparte na sprezynowych amortyzatorach przy- 25 mocowanych do konców prowadników ram, a po¬ krywa ruchoma jest sprzezona krancowym wy¬ lacznikiem pozycyjnym z ukladem zasilajaco-ste- rujacym silownikami manipulacyjnymi. Po odcie¬ ciu doplywu nadawy uklad sterujacy prasa sa- 30 moczynnie przestawia suwakowy rozdzielacz, któ¬ ry podaje czynnik. hydrauliczny do zestawu si¬ lowników rozwierajacych zestaw ram poprzez su¬ wakowy zawór odcinajacy i pulsator, które sa sprzezone z wylacznikiem krancowym. Suwakowy 35 rozdzielacz laczy zestaw silowników rozsuwaja¬ cych lub silownik zwierajacy naprzemian zwrot¬ nie. Po rozwarciu ram wylacznik krancowy po¬ woduje zamkniecie suwakowego zaworu i urucho¬ mienie pulsatora, który wywoluje pulsacje czyn- 40 nika hydraulicznego w odcietym ukladzie rozsu¬ wajacym i ruchy drgajace zwrotne ram, powodo¬ wane naprzemian sprzezonym ukladem silowni¬ ków oraz napieciem amortyzatorów. Ruchy te sprawiaja wytrzasanie osadów odsaczonych na przegrodach filtracyjnych. Po usunieciu produk¬ tów filtracji wylacza sie pulsator i otwiera zawór suwakowy, a jednoczesnie suwakowy rozdzielacz samoczynnie przesterowuje zasilanie na silownik zwierajacy uklad ram i zamykajacy prase. Cykl filtracyjny powtarza sie. Uklad sterujacy manipu¬ lacjami prasy jest zasilany czynnikiem hydraulicz¬ nym przez pompe wyposazona w kolektor i uklad zaworów zwrotno-regulacyjnych oraz przekaznik cisnieniowy. 55 Nowe rozwiazanie napedów manipulacyjnych ramowej prasy ma powazne zalety, nie spotykane w innych tradycyjnych prasach. Przede wszystkim eliminuje uciazliwe i pracochlonne reczne oczy¬ szczanie filtrów z osadów oraz pojedyncze rozsu- 6o wanie ram, a samoczynne dzialanie urzadzenia eliminuje calkowicie obsluge. Zwieksza sie wy¬ dajnosc i przepustowosc urzadzenia przez skróce¬ nie czasów jalowych i wykluczenie postojów. Bu¬ dowa zamknieta mechanizmów* manipulacyjnych, 65 ich odpornosc na wplywy zewnetrzne i duza sprawnosc gwarantuja pewnosc dzialania. Poza tym cale urzadzenie przez samoczynna regulacje zasilania i samoczynne opróznianie prasy z osa¬ dów oraz wzajemne powiazanie tych operacji po¬ zwala na pelna automatyzacje procesu, a takze wysoka sprawnosc eksploatacyjna przy zepewnie- niu stalej i jednolitej konsystencji produktów od¬ saczanych oraz jednakowego stopnia sklarowania odciekajacej wody. Przy tym budowa prasy oraz jej mechanizmów jest prosta i funkcjonalna, a uklady zasilaj aco-sterujace sa stosunkowo nie- kosztowne i jednoczesnie niezawodne w dzialaniu.W stosunku do innych pras filtracyjnych o ukla¬ dzie ramowym, wyposazonych w automatyczne uklady sterujace i samoczynnie dzialajacych, ma te zalety, ze usuwanie ze wszystkich ram osadów odbywa sie równoczesnie, operacja wytrzasania pozwala oczyscic jednoczesnie przegrody filtra¬ cyjne, czynnosc ta trwa bardzo krótko.Ramowa prasa filtracyjna wedlug wynalazku jest przedstawiona w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ideowy uklad zespolów urzadzenia, fig. 2 — zespól pompy podajacej nadawe i hydrauliczny uklad sterujaco- -zasilajacy pompe, a fig. 3 — zespól ramowej pra¬ sy z hydraulicznymi napedami manipulacyjnymi oraz sterujaco-zasilajacy je uklad hydrauliczny.Ramowa prasa filtracyjna sklada sie z podaja¬ cego nadawe zespolu A, z hydraulicznego steru- jaco-zasilajacego ukladu B kierujacego zespolem A, z zaopatrzonego w hydrauliczne napedy mani¬ pulacyjne zespolu prasy C oraz z hydraulicznego zasilajaco-sterujacego ukladu D uruchamiajacego napedy prasy C. Przy czym zespól A zasysa na¬ dawe przewodem a podajac ja przewodem b do prasy C, skad po odfiltrowaniu wyplywa przewo¬ dem c jako przesacz. Praca zespolu A jest regu¬ lowana doplywem hydraulicznego czynnika daw¬ kowanego przewodami d i e z ukladu B oraz opo¬ rami przeplywu w prasie C. Napedy manipulacyj¬ ne zespolu prasy C dzialaja przy opróznianiu jej z osadów, zasilane odpowiednio kierowanym czyn¬ nikiem hydraulicznym przez uklad D przewodami fig.Zespól A sklada sie z nurnikowej pompy 1 oraz hydraulicznego silownika 2 zwrotnie zasilanego czynnikiem przewodami d i e przez uklad B, przy czym nurnik pompy 1 jest sprzezony ze steruja¬ cym suwakiem 4a ukladu B. Samoczynnie dzia¬ lajacy, sterujaco-zasilajacy uklad B jest zaopa¬ trzony w suwakowy rozdzielacz 3 kierujacy czyn¬ nik hydrauliczny zwrotnie przewodami d lub e, w obrotowy nastawnik 4 ustawiajacy hydraulicz¬ nie rozdzielacz 3, w sterujacy suwak 4a majacy zderzaki 5 i 6, którymi porusza zwrotnie nastaw¬ nik 4, oraz w hydrauliczna pompe 11 podajaca czynnik przewodem h do rozdzielacza 3 a bocz¬ nikiem i do nastawnika 4. Przy czym nastawnik 4 podaje hydrauliczny czynnik zwrotnie galezia k, wyposazona w nastawny dlawik 7 i przelewowy zawór 9, na jedna strone rozdzielacza 3, a galezia 1 z dlawikiem 8 i przelewowym'zaworem 10 na druga strone rozdzielacza. Hydrauliczna pompa 11 jest zaopatrzona w przelewowy zawór lla stalego58230 7 8 cisnienia na zasilaniu, w pojemnosciowy zawór llb blokujacy zasilanie oraz w zbiornik lla gro¬ madzacy hydrauliczny czynnik, który splywa przewodem j z rozdzielacza 3 i przewodem l z na¬ stawnika 4.Zespól pracy C sklada sie z ulozonych na prze¬ mian filtracyjnych ram 12 i 13, ze stalej pokrywy 13a, z ruchomej pokrywy 13b, z prowadników 14a, na których suwliwie sa osadzone ramy 12 i 13, oraz ze sprezynowych amortyzatorów 14 umoco¬ wanych na koncach prowadników 14a, a wspar¬ tych sprezyscie o pokrywy 13a oraz 13b. Przy czym na ramach 12 sa umocowane hydrauliczne silowniki 27 sprzegniete z ramami 13 i pokrywami 13a oraz 13b, tworzac zestaw do rozsuwania ukla¬ du ram prasy. Natomiast z ruchoma pokrywa 13b sprzegniety jest hydrauliczny silownik 28, który dzialajac zwiera uklad ram. Zestaw silowników 27 jest zasilany zwrotnie czynnikiem hydraulicz¬ nym za pomoca elastycznych przewodów 16 z ko¬ lektora 15, polaczonego przewodem g z ukladem D, który poprzez przewód f równoczesnie zasila zwrotnie silownik 28. Poza tym ruchoma pokrywa 13b jest zaopatrzona w krancowy wylacznik 26 sprzezony kanalem 29 z zespolem D. Natomiast samoczynnie dzialajacy, sterujaco-zasilajacy uklad D jest zaopatrzony w suwakowy rozdzielacz 17 z uruchamiajacym go automatycznie nastawnikiem 30, który kieruje zwrotnie czynnik hydrauliczny do przewodów g lub f. Do obwodu przewodu g sa wlaczone szeregowo pulsator 25 i suwakowy zawór 24, z automatycznym nastawnikiem 31, któ¬ re za pomoca kanalu 29 sa sprzezone zwrotnie z wylacznikiem 26 w zespole B. Uklad D jest za¬ silany hydrauliczna pompa 18, która podaje czyn¬ nik ze zbiornika 23 przewodem n do kolektora 19, wyposazonego w cisnieniowy przekaznik 20 do sterowania praca pompy 18. Przewód n jest za¬ opatrzony w bocznikowany do zbiornika 23 prze¬ lewowy zawór 21 oraz w zwrotny zawór 22. Z ko¬ lektora 19 czynnik hydrauliczny jest podawany przewodem o do rozdzielacza 17, natomiast od¬ plywajacy przez rozdzielacz z zespolu C czynnik jest odprowadzany przewodem p do zbiornika 23. PL