RU205968U1

RU205968U1 - Belt adjustable filter press

Info

Publication number: RU205968U1
Application number: RU2021114042U
Authority: RU
Inventors: Идгай Хасанович Мингазетдинов; Светлана Александровна Мальцева; Ирина Геннадьевна Григорьева; Алия Ильясовна Гисматуллина
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2021-08-12

Abstract

Полезная модель относится к обезвоживанию составов с использованием тканевых фильтроэлементов и может найти применение на предприятиях химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности. Ленточный регулируемый фильтр-пресс содержит раму с загрузочным бункером, фильтровальные полотна, образующие сужающийся канал с приводными барабанами, ножи-скребки. Под загрузочным бункером имеется шнек с приводом, а фильтровальные полотна оборудованы устройствами регулирования скорости перемещения, которые представляют собой фрикционный вариатор, выполненный в виде двух конусов со скрещивающимися осями, с промежуточным диском-сателлитом. Нижнее фильтровальное полотно имеет промывные форсунки, установленные в противотоке исходной фильтрации, при этом промывные форсунки расположены в несколько рядов в шахматном порядке. Техническим результатом является повышение качества водоотведения ленточного фильтр-пресса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the dehydration of formulations using fabric filter elements and can be used in chemical, pulp and paper, and food industries. Adjustable belt filter press contains a frame with a loading hopper, filter cloths forming a tapering channel with drive drums, scraper knives. There is an auger with a drive under the loading hopper, and the filter cloths are equipped with devices for adjusting the speed of movement, which are a friction variator made in the form of two cones with crossing axes, with an intermediate satellite disk. The lower filter cloth has flushing nozzles installed in a countercurrent flow to the initial filtration, while the flushing nozzles are arranged in several rows in a staggered manner. The technical result is to improve the quality of the belt filter press drainage. 1 wp f-ly, 4 dwg.

Description

Предложенная полезная модель предназначена для обезвоживания составов с использованием тканевых фильтроэлементов и может найти применение в различных производствах, таких как химическая, целлюлозно-бумажная, пищевая промышленность.The proposed utility model is intended for dewatering compositions using fabric filter elements and can be used in various industries, such as the chemical, pulp and paper, and food industries.

Известны устройства для обезвоживания различных суспензий с использованием ленточных фильтроэлементов, например, в кн. Тимонин А.С. «Инженерно-экологический справочник» Т.2. – Калуга: изд. Бочкаревой Н. 2003 – 884с, на стр. 457 рис 1.38. приведена схема ленточного фильтра, в котором регулирование механического давления осуществляется с помощью шаров переменного диаметра. Данное устройство представляет большую сложную конструкцию и вызывает сильный износ ленточного фильтра. Known devices for dewatering various suspensions using belt filter elements, for example, in the book. Timonin A.S. "Engineering and environmental reference book" V.2. - Kaluga: ed. Bochkarevoy N. 2003 - 884s, on page 457 fig. 1.38. the diagram of a belt filter is shown, in which the regulation of mechanical pressure is carried out using balls of variable diameter. This device is of a large complex structure and causes severe wear on the belt filter.

Известен ленточный фильтр – пресс (патент №2434667, бюл. № 33 от 27.11.2011 г.), в котором имеется несколько прессовых валов, расположенных друг над другом с определенным углом наклона для сбора фильтрата. Конструкция очень сложная и регенерация ленты от шлама производится только ножевыми скребками.Known belt filter - press (patent No. 2434667, bulletin No. 33 dated November 27, 2011), in which there are several press rolls located one above the other with a certain angle of inclination to collect the filtrate. The design is very complex and the belt is regenerated from sludge only with knife scrapers.

Известно устройство (патент на полезную модель № 108318, от 20.09.2011 г.) «Ленточный фильтр для обезвоживания осадка», в котором имеются дополнительные компенсационные валы и пневматические цилиндры натяжения. Очистку фильтровальной ленты проводят с помощью ножей для срезания спрессованного осадка. Устройство является кинематически сложным.There is a known device (patent for utility model No. 108318, dated 20.09.2011) "Belt filter for sludge dewatering", which has additional compensation shafts and pneumatic tension cylinders. The cleaning of the filter belt is carried out using knives for cutting off the compressed cake. The device is kinematically complex.

Известно устройство (патент на полезную модель № 187828, бюл. 8 от 19.03.2019 г.) «Ленточный фильтр – пресс непрерывного действия», в котором имеется дополнительный вал – активатор с волнообразными выступами. Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие. Known device (patent for a useful model No. 187828, bul. 8 from 19.03.2019) "Belt filter - press of continuous action", which has an additional shaft - an activator with wave-like protrusions. We took this device as a prototype. The disadvantages of the prototype are as follows.

Наличие вала-активатора вместе с козырьком над ним позволяет регулировать площадь загрузочного окна только в ограниченном диапазоне и вал – активатор способствует активному продвижению только определенной части поступающего материала. Другой недостаток прототипа заключается в том, что очистка фильтровальных полотен только ножами не обеспечивает полной регенерации фильтровального полотна, т.к. часть шлама застревает в порах фильтроэлемента, вследствие чего фильтровальные свойства полотна будут нестабильными по мере эксплуатации. Еще одним недостатком прототипа является отсутствие регулирования скорости движения фильтровального полотна, что необходимо, т.к. интенсивность закупоривания пор фильтровальной ткани будет зависеть от вида, состава и концентрации шлама в исходном отжимаемом материале.The presence of the activator shaft together with the visor above it allows you to adjust the area of the loading window only in a limited range and the activator shaft contributes to the active advancement of only a certain part of the incoming material. Another disadvantage of the prototype is that cleaning the filter cloths with knives only does not provide a complete regeneration of the filter cloth, because part of the sludge gets stuck in the pores of the filter element, as a result of which the filtering properties of the web will be unstable during operation. Another disadvantage of the prototype is the lack of regulation of the speed of movement of the filter cloth, which is necessary, because the intensity of clogging of the pores of the filter cloth will depend on the type, composition and concentration of the sludge in the original squeezed material.

Задачей полезной модели является обеспечение надежной принудительной подачи исходного материала в зону фильтрации и обеспечение стабильной регенерации фильтровальной ткани.The task of the utility model is to provide a reliable forced supply of the source material to the filtration zone and to ensure a stable regeneration of the filter cloth.

Технический результат полезной модели является повышение качества водоотделения ленточного пресса-фильтра.The technical result of the utility model is to improve the quality of water separation of the belt press filter.

Поставленная цель достигается тем, что в ленточном регулируемом фильтр-прессе, который содержит раму с загрузочным бункером, фильтровальные полотна, образующие сужающийся канал и имеющие приводные барабаны, ножи-скребки, имеется шнек под загрузочным бункером, подвижные полотна оборудованы устройством регулирования скорости перемещения, выполненное в виде фрикционного вариатора из двух конусов со скрещивающимися осями и имеет промывные форсунки, установленные в противотоке исходной фильтрации, расположенные в несколько рядов поперек движения фильтровального полотна, в шахматном порядке, бункер подачи отжимаемого материала имеет подвижную заслонку.This goal is achieved by the fact that in an adjustable belt filter press, which contains a frame with a loading hopper, filter cloths forming a tapering channel and having drive drums, scraper knives, there is an auger under the loading hopper, the movable blades are equipped with a device for adjusting the speed of movement, made in the form of a friction variator of two cones with crossing axes and has flushing nozzles installed in a counterflow to the initial filtration, located in several rows across the movement of the filter cloth, in a staggered manner, the bunker for feeding the squeezed material has a movable flap.

Предложенное устройство представлено на фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, где Фиг.1 . – общий вид ленточного пресс-фильтра;The proposed device is shown in figure 1, figure 2, figure 3, figure 4, where figure 1. - General view of the belt press filter;

Фиг.2. –сечение устройства с расположенными форсунками;Fig. 2. –Section of the device with located nozzles;

Фиг.3. – вид уплотняющего шнека;Fig. 3. - type of the sealing auger;

Фиг.4. – кинетическая схема вариатора,Fig. 4. - kinetic diagram of the variator,

где 1 – рама, 2 – ведомый барабан нижнего фильтровального полотна, 3 – корпус уплотняющего шнека, 4 – узлы вращения шнека, 5 – лопасти шнека, 6 – вал шнека, 7 – бункер подачи отжимаемого материала, 8 – подвижная заслонка, 9- ведомый барабан верхнего фильтровального полотна, 10 – верхнее фильтровальное полотно, 11 – натяжной ролик верхнего полотна, 12 – ведущий барабан верхнего фильтровального полотна, 13 – скребковые ножи, 14 – поддон верхнего фильтровального полотна, 15 – отвод отжатого материала (шлама), 16 – ведущий барабан нижнего фильтровального полотна, 17 – поддон нижнего фильтровального полотна, 18 – нижнее фильтровальное полотно, 19 – натяжные ролики нижнего фильтровального полотна, 20 – промывные форсунки, 21- поддон сбора промывной воды, 23 – отжимаемый материал, 24 – радиальные кронштейны, 25 – вал ведомого конуса, 26 – ведомый конус, 27 – ведущий конус, 28 – вал ведущего конуса, 29 – узел регулирования, 30 – звено перемещения промежуточного диска, 31 – промежуточный диск – сателлит, 32- ролики, 33 – вал ведущего барабана нижнего фильтровального полотна.where 1 - frame, 2 - driven drum of the lower filter cloth, 3 - packing auger body, 4 - screw rotation units, 5 - auger blades, 6 - auger shaft, 7 - supply hopper for squeezed material, 8 - movable flap, 9 - driven drum of the upper filter cloth, 10 - upper filter cloth, 11 - tension roller of the upper cloth, 12 - driving drum of the upper filter cloth, 13 - scraper knives, 14 - pan of the upper filter cloth, 15 - removal of squeezed material (sludge), 16 - leading drum of the lower filter cloth, 17 - bottom filter cloth pan, 18 - lower filter cloth, 19 - tension rollers of the lower filter cloth, 20 - washing nozzles, 21- washing water collection pan, 23 - squeezed material, 24 - radial brackets, 25 - driven cone shaft, 26 - driven cone, 27 - driving cone, 28 - driving cone shaft, 29 - control unit, 30 - intermediate disc displacement link, 31 - intermediate disc - satellite, 32 - rollers, 33 - shaft of the driving drum of the lower filter cloth.

Предложенное устройство представляет собой раму 1 с загрузочным бункером 7. В нижней части рамы 1 расположены барабаны: 2 - ведомый и 16 – ведущий барабаны нижнего фильтровального полотна 18. В верхней части рамы 1 находится корпус уплотняющего шнека 3, непосредственно под загрузочным бункером 7. В корпусе 3 имеются лопасти шнека 5, расположенные на валу шнека 6. Вал 6 вместе с лопастями 5 имеет возможность вращения в узлах вращения 4 от постороннего привода (не показан). Верхний узел вращения закрыт крышкой, а нижний узел вращения 4 закреплен радиальными кронштейнами 24, которые имеют заостренную форму в осевом направлении вала шнека 6. В верхней части рамы 1 расположено верхнее фильтровальное полотно 10, которое перемещается по ведомому барабану 9 и ведущему барабану 12, между которыми имеется натяжной ролик 11. Ведомый барабан 9 расположен непосредственно около корпуса уплотняющего шнека 3, а ведущий барабан 12 расположен ниже, так, что между верхним фильтровальным полотном 10 и нижним фильтровальным полотном 18 образуется сужающийся конфузорный канал (α ~ 25÷35°). В выходной части конфузорного канала, между двумя барабанами 12 и 16, находятся скребковые ножи 13 для очистки полотен 10 и 18 от налипшего шлама. Для сбора фильтрата с верхнего полотна 10 под ним имеется поддон 14. Отвод отжатого материала (шлама) производится через патрубок 15. Бункер подачи отжимаемого материала 7 оборудован передвижной заслонкой 8. Нижнее фильтровальное полотно 18 передвигается между ведущим 16 и ведомым 2 барабанами. Натяжение полотна 18 регулируется роликами 19. Для сбора профильтрованной жидкости установлен поддон 17. Над нижней ветвью полотна 18 расположены форсунки 20, установленные в несколько рядов поперек движения полотна 18 в шахматном порядке (фиг.2). Под зоной расположения промывных форсунок 20 находится поддон сбора промывной воды 22 с патрубком отвода воды 21. Внутри рамы 1 расположено устройство регулирования скорости перемещения фильтровальных лент. Устройство представляет собой фрикционный вариатор, который содержит ведущий конус 27 с валом 28, соединенный с внешним приводом (не показан). Ведущий конус 27 передает вращение ведомому конусу 26 и валу 25 через промежуточный диск-сателлит 31, имеющий ролики 32. Ось вращения диска-сателлита 31 и его положение относительно конусов 26 и 27 регулируется звеном перемещения диска 30, а перемещение и фиксация в пространстве определяется узлом регулирования 29. Перемещая звено 30 и меняя положение диска-сателлита 31 относительно конусов 26 и 27, можно бесступенчато менять передаточное отношение между конусами, которое определяется по соотношению n=d₁/d₂ и передает необходимое число оборотов на вал 33, который определяет скорость движения фильтровального полотна 18. Вращение с барабана 16 передается на ведущий барабан верхнего полотна 12 посредством кинематической связи (ременная или цепная передача, (не показана)). Можно использовать шестеренчатый редуктор, который может быть применен при проектировании фильтра-пресса больших габаритов, для обезвоживания значительных объемов отжимаемого материала. In the housing 3 has auger blades 5 located on the screw shaft 6. The shaft 6, together with the blades 5, has the ability to rotate in the rotation units 4 from an external drive (not shown). The upper rotation unit is closed with a lid, and the lower rotation unit 4 is fixed with radial brackets 24, which are sharpened in the axial direction of the screw shaft 6. In the upper part of the frame 1 there is an upper filter cloth 10, which moves along the driven drum 9 and the drive drum 12, between which has a tension roller 11. The driven drum 9 is located directly near the housing of the sealing auger 3, and the driving drum 12 is located below, so that a tapering converging channel (α ~ 25 ÷ 35 °) is formed between the upper filter cloth 10 and the lower filter cloth 18. In the outlet part of the confuser channel, between the two drums 12 and 16, there are scraper knives 13 for cleaning the webs 10 and 18 from adhered sludge. To collect filtrate from the upper web 10, there is a pallet 14 under it. The squeezed material (sludge) is removed through the branch pipe 15. The feed hopper of the squeezed material 7 is equipped with a movable damper 8. The lower filter cloth 18 moves between the driving 16 and driven 2 drums. The tension of the web 18 is regulated by the rollers 19. To collect the filtered liquid, a tray 17 is installed. Above the lower branch of the web 18, there are nozzles 20 installed in several rows across the movement of the web 18 in a checkerboard pattern (Fig. 2). Under the area where the washing nozzles 20 are located there is a pan for collecting wash water 22 with a water outlet pipe 21. Inside the frame 1 there is a device for adjusting the speed of movement of the filter belts. The device is a friction variator that contains a drive cone 27 with a shaft 28 connected to an external drive (not shown). The driving cone 27 transmits rotation to the driven cone 26 and the shaft 25 through the intermediate satellite disk 31, which has rollers 32. The axis of rotation of the satellite disk 31 and its position relative to the cones 26 and 27 is regulated by the link for moving the disk 30, and the movement and fixation in space is determined by the unit regulation 29. By moving the link 30 and changing the position of the satellite disk 31 relative to the cones 26 and 27, you can continuously change the gear ratio between the cones, which is determined by the ratio n = d ₁ / d ₂ and transfers the required number of revolutions to the shaft 33, which determines the speed the movement of the filter cloth 18. Rotation from the drum 16 is transmitted to the driving drum of the upper cloth 12 by means of a kinematic connection (belt or chain drive, (not shown)). You can use a gear reducer, which can be used in the design of a large filter press for dewatering large volumes of squeezed material.

Предложенное устройство работает следующим образом. Предварительно, до начала работы пресса-фильтра, проводят лабораторные исследования и устанавливают характеристики используемых фильтровальных материалов, служащих фильтровальными полотнами в устройстве. На основе полученных характеристик и исходных данных по составу и концентрации шлама в отжимаемом материале, выбирают скорость перемещения фильтровального (или обеих фильтровальных) полотна и регулируют подачу материала в бункер 7 подвижной заслонкой 8. Включают привод вращения шнека (не показан) и привод вращения барабанов (не показан) и в пространство между верхним полотном 10 и нижним полотном 18 начинает поступать отжимаемый материал 23, непрерывно закачиваемый вращающимся шнеком 5. Заостренная форма радиальных кронштейнов 24 не оказывает значительного сопротивления проходящей отжимаемой массе. Отжимаемая масса 23, поступая в конфузорный суживающийся канал, испытывает возрастающее объемное давление и через фильтровальную ткань полотен 10 и 18 начинает отжиматься жидкая фаза. Большая часть жидкости стекает через нижнее полотно (~ 70%) и собирается на поддон нижнего фильтровального полотна 17. Меньшая часть отжимаемой жидкости профильтровывается через верхнее полотно 10 и собирается в поддон 14. Сгущенная масса 23 после обезвоживания поступает между барабанами 12 и 16, где скребковыми ножами 13 удаляется через магистраль отвода 15. Натяжение полотен 10 и 18 при необходимости регулируется роликами 11 и 19. Нижнее фильтровальное полотно 18 пройдя зону барабана 16, проходя обратно к барабану 2 попадает в зону действия промывных форсунок 20, где загрязняющие компоненты шлама, закупоривающие поры фильтровальной ткани, вымываются сильной струей промывной воды, истекающей из форсунок под высоким давлением, Шахматное расположение обеспечивает полный охват площади полотна, не оставляя непромытых участков. Промывная вода, вместе с удаленным шламом стекает в поддон 22 и удаляется через патрубок 21.The proposed device works as follows. Previously, before the start of the filter press, laboratory tests are carried out and the characteristics of the filter materials used, which serve as filter sheets in the device, are established. On the basis of the obtained characteristics and initial data on the composition and concentration of sludge in the squeezed material, the speed of movement of the filtering (or both filtering) cloth is selected and the supply of material to the hopper 7 is controlled by the movable gate 8. The screw rotation drive (not shown) and the drum rotation drive ( not shown) and the squeezed material 23 begins to flow into the space between the upper web 10 and the lower web 18, which is continuously pumped in by a rotating screw 5. The sharpened shape of the radial brackets 24 does not provide significant resistance to the passing squeezed mass. The squeezed mass 23, entering the converging tapering channel, experiences an increasing volumetric pressure and the liquid phase begins to be squeezed out through the filter cloth of the webs 10 and 18. Most of the liquid flows down through the bottom sheet (~ 70%) and is collected on the bottom of the filter cloth 17. knives 13 are removed through the discharge line 15. The tension of the webs 10 and 18, if necessary, is adjusted by the rollers 11 and 19. The lower filter cloth 18, passing the zone of the drum 16, passing back to the drum 2, enters the zone of action of the washing nozzles 20, where the contaminating components of the sludge clogging the pores filter cloth, are washed out by a strong jet of rinsing water flowing out of the nozzles under high pressure, the checkerboard arrangement provides full coverage of the cloth area, leaving no unwashed areas. The wash water, together with the removed sludge, flows into the pan 22 and is removed through the branch pipe 21.

При изменении параметров исходных данных (объем отжимаемого материала, состав и концентрация шлама и др.), осуществляется переналадка фильтр-пресса. Проводится регулирование проходного сечения бункера 7, используя подвижную заслонку 8. When changing the parameters of the initial data (volume of squeezed material, composition and concentration of sludge, etc.), the filter press is readjusted. The flow section of the bunker 7 is regulated using a movable gate 8.

Используя предварительно полученные опытные данные зависимости скорости фильтрации и скорости передвижения фильтровальных полотен устанавливают необходимую скорость передвижения или одного (нижнего полотна 18) или обеих (верхнего 10 и нижнего 18) используя вариатор (фиг. 4). Передвигая звено 30 относительно узла регулирования 29, устанавливают промежуточный диск-сателлит 31 в такое положение, чтобы ролики 32 обеспечивали необходимое соотношение n=d₁/d₂. Это соотношение будет обеспечивать вращение вала 28 и соответственно конуса 27, и передавать это вращение конусу 26 и валу 25. Вращение вала 25 будет передаваться валу 33, обеспечивая вращение барабана 18 и передвижение полотна 18 с необходимой скоростью. При проектировании конкретных устройств пресса-фильтра по предложенной схеме, при больших габаритах, возможно вращение от вала 33 через редуктор передавать на барабан 12, обеспечивая перемещение обеих фильтровальных полотен.Using the previously obtained experimental data of the dependence of the filtration speed and the speed of movement of the filter webs, the required speed of movement is set either for one (lower web 18) or both (upper 10 and lower 18) using a variator (Fig. 4). Moving the link 30 relative to the control unit 29, the intermediate disk-satellite 31 is set in such a position that the rollers 32 provide the required ratio n = d ₁ / d ₂ . This ratio will ensure the rotation of the shaft 28 and, accordingly, the cone 27, and transfer this rotation to the cone 26 and the shaft 25. The rotation of the shaft 25 will be transmitted to the shaft 33, ensuring the rotation of the drum 18 and the movement of the web 18 at the required speed. When designing specific filter press devices according to the proposed scheme, with large dimensions, it is possible to transfer rotation from the shaft 33 through the gearbox to the drum 12, ensuring the movement of both filter webs.

Таким образом, использование предложенного устройства, за счет надежной принудительной подачи отжимаемого материала шнеком и более полной регенерации фильтровальной ткани с регулированием скорости перемещения ткани, позволяет повысить качество водоотделения ленточного пресса-фильтра.Thus, the use of the proposed device, due to the reliable forced supply of the squeezed material by the screw and a more complete regeneration of the filter cloth with the regulation of the speed of the cloth movement, makes it possible to improve the quality of water separation of the belt press-filter.

Claims

1. Belt adjustable filter press, containing a frame with a loading hopper, filter cloths forming a narrowing channel with drive drums, scraper knives, characterized in that there is a driven screw under the feed hopper, and the filter cloths are equipped with devices for adjusting the speed of movement, which are a friction variator made in the form of two cones with crossing axes, with an intermediate satellite disk, also the lower filter cloth has flushing nozzles installed in a counterflow to the initial filtration, while the flushing nozzles are arranged in several rows in a staggered manner.

2. Belt adjustable filter press according to claim 1, characterized in that the hopper for feeding the squeezed material has a shutter.