RU2078062C1

RU2078062C1 - Centrifuge

Info

Publication number: RU2078062C1
Application number: RU95100885A
Authority: RU
Inventors: П.П. Ищенко; В.Д. Савин; В.М. Шрамков; Н.Л. Кошкин; И.Г. Орлов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Экочоу"
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1997-04-27
Also published as: RU95100885A

Abstract

FIELD: separation and dewatering of highly concentrated sewage, manure and dung for example. SUBSTANCE: centrifuge has horizontal perforated drum with worm feeder which is made in form of shaft with blades secured to it over helical. perforated filtering drum is made in form of bar grate. Ratio of worm feeder helical line pitch to diameter of its shaft exceeds 17.8 and length of drum is no less than two its diameters. Amount of clearance between inner surface of drum and outer edges of worm feeder blades ranges from two to three widths of slit between grate bars of drum. Such relation-ships provide for forming of sediment on inner surface of drum of optimal thickness, continuous process of separation and stable reliable operation of device. EFFECT: stable reliable operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки концентрированных сточных вод и может быть использовано для разделения и обезвоживания навоза и помета, поступающих из животноводческих помещений на очистные сооружения. The invention relates to the field of treatment of concentrated wastewater and can be used for the separation and dehydration of manure and litter coming from livestock buildings to wastewater treatment plants.

Известны устройства для разделения и обезвоживания высококонцентрированных сточных вод, включающие перфорированный корпус с размещенным в нем шнеком [1, 2]
Однако известные устройства недостаточно эффективны в работе.Known devices for the separation and dehydration of highly concentrated wastewater, including a perforated housing with a screw located in it [1, 2]
However, the known devices are not efficient enough.

Наиболее близким известным устройством к заявленному является "Устройство для разделения навоза", содержащее размещенный в корпусе фильтрующий барабан, в котором расположен транспортирующий механизм в виде многозаходного шнека с отношением шага винтовой линии к диаметру образующей ее равным 3,75 17,8 [3]
Недостатком известного устройства является низкая эксплуатационная надежность и невысокая степень обезвоживания исходной массы навоза.The closest known device to the claimed one is a "Device for the separation of manure", containing a filter drum located in the housing, in which there is a transporting mechanism in the form of a multi-feed screw with a ratio of the pitch of the helix to the diameter of its generatrix equal to 3.75 17.8 [3]
A disadvantage of the known device is the low operational reliability and a low degree of dehydration of the initial mass of manure.

Цель изобретения повышение эффективности разделения и обезвоживания навоза и помета и увеличение эксплуатационной надежности устройства. The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation and dehydration of manure and litter and to increase the operational reliability of the device.

Указанная цепь достигается тем, что в устройстве, содержащем перфорированный фильтрующий барабан и шнек, барабан установлен горизонтально, шнек выполнен в виде горизонтального вала с двумя навитыми по винтовой линии лопастями с отношением шага винтовой линии шнека к его диаметру превышающим 17,8, фильтрующий барабан выполнен в виде решетки из колосников, длина фильтрующего барабана не менее двух его диаметров, отношение величины зазора между внутренним диаметром барабана и внешними кромками лопастей шнека к ширине цели между колосниками составляет от двух до трех. Кроме того, устройство снабжено средством в виде камеры с щелью на подводящем патрубке для удаления крупных включений, а лопасти шнека имеют скосы под углом не менее 45 градусов к оси шнека для обеспечения устойчивой и надежной работы центрифуги. The specified chain is achieved by the fact that in the device containing the perforated filter drum and auger, the drum is mounted horizontally, the screw is made in the form of a horizontal shaft with two blades wound along a helical line with a screw pitch to diameter ratio exceeding 17.8, the filter drum is made in the form of a grate of grates, the length of the filter drum is at least two of its diameters, the ratio of the gap between the inner diameter of the drum and the outer edges of the auger blades to the width of the target between the grates It is from two to three. In addition, the device is equipped with a means in the form of a chamber with a slot on the inlet pipe to remove large inclusions, and the auger blades have bevels at an angle of at least 45 degrees to the auger axis to ensure stable and reliable operation of the centrifuge.

На чертеже изображена центрифуга для разделения навоза и помета в продольном разрезе. The drawing shows a centrifuge for the separation of manure and litter in a longitudinal section.

Центрифуга содержит горизонтально установленный перфорированный фильтрующий барабан 1 со шнеком, выполненным в виде вала 2 с лопастями 3, прикрепленными к нему по винтовой линии. Вал приводится во вращение двигателем 4 через передаточный механизм 5. Центрифуга содержит подводящий патрубок 6 для исходной массы навоза и помета, патрубок 7 в виде цилиндра для отвода твердой фракции и патрубок 8 в поддоне для отвода жидкой фракции. На подводящем патрубке 6 может быть установлено защитное устройство в виде камеры 10 для удаления крупных включений из исходной массы. Барабан имеет легко открывающееся ограждение 11. Длина L_ф.б. фильтрующего барабана 1, выбрана равной или превышающей удвоенный его диаметр D_ф.б., т.е. L_ф.б.≥2D_ф.б.. Согласно экспериментальным данным указанное соотношение обеспечивает минимальные энергозатраты, порядка 0,5 0,6 квт/м³/ч при влажности твердой фракции в пределах 73 75% Шнек выполнен двухлопастным, то-есть к горизонтальному валу по винтовой линии прикреплены две лопасти. Экспериментальные данные показали, что увеличение числа лопастей свыше двух значительно увеличивает энергозатраты при незначительном повышении производительности. Высота лопасти шнека выбрана из условия обеспечения ламинарного режима движения навоза, при котором работа устройства протекает устойчиво и надежно, без значительных затрат электроэнергии. Отношение шага винтовой линии шнека, то-есть длины лопасти к его диаметру принято превышающим 17,8 (в прототипе 3,75 17,8). Увеличение этого соотношения позволяет увеличить горизонтальную составляющую абсолютной скорости вращения шнека и скорости передвижения массы навоза, что значительно повышает эффективность разделения и производительность устройства. Отношение величины зазора l_ф между внутренним диаметром фильтрующего барабана и внешними кромками лопастей к ширине l_щ щели между колосниками 12 фильтрующего барабана принято равным от двух до трех, то-есть l_ф:l_щ=2^oC3. Этот выбор способствует формированию оптимальной толщины фильтрующего слоя на внутренней поверхности барабана, что обеспечивает качество фильтрата и высокую эффективность разделения. Испытаниями установлено, что величину фактора разделения отношение центробежной силы к силе тяжести следует принимать равной или более 100. Для обеспечения устойчивой и надежной работы центрифуги шнека: в начальной части для плавного приведения во вращение поступающей исходной массы, а в конечной части для плавного гашения скорости вращения выводимой твердой фракции.The centrifuge contains a horizontally mounted perforated filter drum 1 with a screw made in the form of a shaft 2 with blades 3 attached to it along a helical line. The shaft is driven by the engine 4 through the transmission mechanism 5. The centrifuge contains a supply pipe 6 for the initial mass of manure and litter, pipe 7 in the form of a cylinder for removal of the solid fraction and pipe 8 in the pan for draining the liquid fraction. A protective device in the form of a chamber 10 can be installed on the inlet pipe 6 to remove large inclusions from the initial mass. The drum has an easily openable guard 11. Length L _f.b. filter drum 1, selected equal to or greater than doubled its diameter D _fb , i.e. L _fb ≥2D _fb . According to experimental data, this ratio ensures minimal energy consumption, about 0.5 0.6 kW / m ³ / h with a moisture content of the solid fraction within 73 75%. The screw is made of two blades, that is, two blades are attached to a horizontal shaft along a helical line. Experimental data showed that an increase in the number of blades over two significantly increases energy consumption with a slight increase in productivity. The height of the auger blades is selected from the condition of ensuring a laminar mode of movement of manure, in which the device operates stably and reliably, without significant energy costs. The ratio of the pitch of the helix of the screw, that is, the length of the blade to its diameter, is taken to exceed 17.8 (in the prototype 3.75 17.8). The increase in this ratio allows you to increase the horizontal component of the absolute speed of rotation of the screw and the speed of movement of the mass of manure, which significantly increases the separation efficiency and productivity of the device. The ratio of the clearance l _p between the inner diameter of the filter drum and the outer edges of the blades to the width l _u gap between grate bars 12 of the filter drum taken to be two to three, that is, _f l: l = _u 2 ^o C3. This choice contributes to the formation of the optimal thickness of the filter layer on the inner surface of the drum, which ensures the quality of the filtrate and high separation efficiency. Tests have established that the value of the separation factor, the ratio of centrifugal force to gravity should be taken equal to or more than 100. To ensure stable and reliable operation of the auger centrifuge: in the initial part for smoothly bringing the incoming source mass into rotation, and in the final part for smoothly damping the rotation speed output solid fraction.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исходное сырье поступает через подводящий патрубок 6 в фильтрующий барабан 1, в котором вращающийся шнек передвигает и отбрасывает исходную массу к внутренней поверхности барабана за счет центробежных сил. На внутренней этой поверхности образуется фильтрующий слой, равный величине зазора между барабаном и внешними кромками лопастей 3 шнека. Выбранное соотношение между зазором и шириной щели между колосниками барабана от двух до трех обеспечивает оптимальную толщину слоя осадка на внутренней поверхности фильтрующего барабана, которая не препятствует работе шнека и позволяет получить фильтрат высокого качества. За счет наличия осевой составляющей центробежной силы, создаваемой шнеком, осуществляется съем и транспортировка твердой фракции навоза и помета к патрубку 7 для выгрузки его в обезвоженном виде из устройства. Жидкая фракция, прошедшая через слой осадка на внутренней поверхности фильтрующего барабана, попадает в ниже расположенный поддон 9, откуда сливается через сливной патрубок 8. Непрерывность процесса разделения и обезвоживания навоза и помета обеспечена постоянной самоочисткой фильтрующей поверхности барабана и его перфораций движущейся массой твердой фракции навоза или помета. The feedstock passes through the inlet pipe 6 to the filter drum 1, in which the rotating screw moves and discards the initial mass to the inner surface of the drum due to centrifugal forces. A filter layer is formed on this inner surface equal to the gap between the drum and the outer edges of the auger blades 3. The selected ratio between the gap and the width of the gap between the grate of the drum from two to three provides the optimal thickness of the sediment layer on the inner surface of the filter drum, which does not interfere with the screw and allows you to get a high quality filtrate. Due to the presence of the axial component of the centrifugal force created by the screw, the solid fraction of manure and litter are removed and transported to the pipe 7 for unloading it in a dehydrated form from the device. The liquid fraction passing through the sediment layer on the inner surface of the filter drum falls into a lower located pan 9, from where it is drained through the drain pipe 8. The continuity of the process of separation and dehydration of manure and litter is ensured by constant self-cleaning of the filter surface of the drum and its perforations by the moving mass of solid manure or litter.

Предложенная конструкция центрифуги для разделения и обезвоживания навоза и помета обеспечивает высокую эксплуатационную надежность в работе и эффективное разделение и обезвоживание обрабатываемой массы. Предложенные соотношения между основными конструктивными параметрами устройства проверены в промышленных условиях. Изобретение может быть использовано для обработки высококонцентрированных сточных вод иного происхождения в широком диапазоне количественного и качественного состава. The proposed centrifuge design for the separation and dehydration of manure and litter provides high operational reliability and efficient separation and dewatering of the treated mass. The proposed relationships between the main structural parameters of the device are tested in an industrial environment. The invention can be used for the treatment of highly concentrated wastewater of other origin in a wide range of quantitative and qualitative composition.

Claims

1. A centrifuge for the separation and dehydration of manure and litter, containing a perforated filter drum with a screw in the form of a shaft with blades attached to it along a helical line, a nozzle supplying the initial mass, and nozzles for draining the solid fraction and draining the liquid fraction, characterized in that the filter the drum and auger are installed horizontally, two blades are attached to the auger shaft, the filter drum is made in the form of a grate of grates, the ratio of the pitch of the screw helix to its diameter exceeds 17.8, the filter length b Rabban is not less than two of its diameters, and the ratio between the size of the gap between the inner surface of the filter drum and the outer edges of auger blades to the width of the gap between the filtering grate drum is 2.0 to 3.0.

2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that it is equipped with a protective chamber mounted on the inlet pipe to remove large inclusions from the initial mass.

3. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the screw blades at the end ends are made with bevels at an angle of at least 45 ^° to the axis of the screw for smooth movement of the processed mass at the inlet and outlet sections of the screw.