RU2080154C1

RU2080154C1 - Dewatering device

Info

Publication number: RU2080154C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Власов; И.Н. Власов; Ю.А. Будаев; М.В. Власова; В.А. Утков; А.М. Орлович
Original assignee: Производственно-коммерческая фирма "Пансиб"
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1997-05-27

Abstract

FIELD: metallurgy, construction and chemical industry. SUBSTANCE: device has filter element made in form of alternating rigid plates 4 and flexible plates 5 assembled on flexible rods 6 at space relation. Upper ends of rods 6 are secured to bottom 2 of receiving reservoir 1 and lower ends are secured to plate 7. Plate is connected to vibration exciter 8 generating transverse oscillations of flexible rods. Plate 7 is provided with hole 9 of adjustable area where activator made in form of band 17 is mounted. Plate 7 is connected with bottom 2 of receiving reservoir 1 by means of flexible walls 13 forming hermetic chamber 14 for receiving and discharging the filtrate. Filtering chamber formed by holes of plates is made in form of wedge. EFFECT: enhanced efficiency. 6 cl, 16 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания различных материалов, преимущественно минерального сырья, и может быть использовано в металлургической, строительной и химической промышленности. The invention relates to devices for dehydration of various materials, mainly mineral raw materials, and can be used in the metallurgical, construction and chemical industries.

Известно вибрационное фильтровальное устройство (авт.св. СССР N 498015, кл. B 01 D 33/36, 1976). Оно включает корпус с патрубками, фильтрующий элемент с шламовым патрубком, выполненный в виде усеченного перфорированного конуса с направленным вверх большим основанием; установленный внутри корпуса и соединенный с ним упругими связями вибратор. Known vibration filtering device (ed. St. USSR N 498015, CL B 01 D 33/36, 1976). It includes a housing with nozzles, a filter element with a slurry nozzle, made in the form of a truncated perforated cone with a large base pointing upward; a vibrator mounted inside the housing and connected to it by elastic ties.

Недостатками известного устройства являются следующие. Из-за отсутствия механизма самоочистки фильтрующих пор фильтрующая поверхность зашламовывается. Кроме того, при использовании абразивных шламов для обезвоживания производительность фильтрующего конуса резко уменьшается. The disadvantages of the known device are as follows. Due to the lack of a self-cleaning mechanism for the filtering pores, the filtering surface is sludged. In addition, when using abrasive sludge for dehydration, the performance of the filter cone decreases sharply.

Известна установка для обезвоживания суспензий (авт.св. СССР N 309917, кл. C 04 B 7/40, 1969). Она содержит рабочую камеру с осадительным конусом, выполненным из полупроницаемого материала и вибровозбудитель, смонтированный в центре конуса. A known installation for dewatering suspensions (ed. St. USSR N 309917, CL C 04 B 7/40, 1969). It contains a working chamber with a precipitation cone made of a semi-permeable material and a vibration exciter mounted in the center of the cone.

Недостатком этой установки является низкая производительность из-за постоянного зашламовывания фильтрующей поверхности, которая еще подвергается и быстрому износу, особенно при абразивных шламах
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка, включающая приемную емкость, фильтрующий элемент в виде чередующихся между собой жестких и упругих пластин, собранных с зазором на стержнях, вибровозбудитель, установленный на фильтрующем элементе, патрубок отвода фильтрата (авт.св. СССР N 1095948, кл. B 01 D 29/28, 1984).The disadvantage of this installation is the low productivity due to the constant slugging of the filter surface, which is also subject to rapid wear, especially with abrasive sludge
The closest in technical essence and the achieved result is the installation, including the receiving tank, a filter element in the form of alternating rigid and elastic plates assembled with a gap on the rods, a vibration exciter mounted on the filter element, a filtrate outlet pipe (Aut. St. USSR N 1095948, CL B 01 D 29/28, 1984).

Недостатком известной установки является ее малая надежность при обезвоживании тонких шламов с большим содержанием твердого вещества. A disadvantage of the known installation is its low reliability in the dewatering of thin sludge with a high solids content.

Техническим результатом является повышение надежности устройства при обезвоживании абразивных тонких шламов с большим содержанием твердого вещества. The technical result is to increase the reliability of the device during dehydration of abrasive thin sludge with a high solids content.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, вертикальный разрез; на фиг. 2 узел А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1 в плане; на фиг. 4 сечение В-В на фиг.3, вертикальный разрез (повернуто); на фиг.5 - принципиальная схема устройства с упругими активаторами, вертикальный разрез; на фиг.6 кинематическая схема работы активатора при его свободном перемещении; на фиг.7 то же, но при его ограниченном перемещении; на фиг.8 - принципиальная схема устройства с вибратором, закрепленным вверху, вертикальный разрез; на фиг.9 то же, с вибратором, закрепленным внизу; на фиг.10 принципиальная схема устройства с фильтрующей полостью прямоугольной формы, вертикальный разрез; на фиг.11 кинематическая схема работы упругих стержней; на фиг.12 узел Г на фиг.10; на фиг.13 положение активатора при работе устройства (крайнее левое); на фиг.14 то же, но крайнее правое положение активатора; на фиг.15 вариант выполнения устройства с фильтрующими полостями прямоугольной формы, в плане на одной плоскости; на фиг.16 вариант выполнения устройства с фильтрующими полостями цилиндрической формы, в плане на одной плоскости. Figure 1 presents a schematic diagram of a device, a vertical section; in FIG. 2 node a in figure 1; figure 3 section BB in figure 1 in plan; in FIG. 4 section BB in FIG. 3, vertical section (rotated); figure 5 is a schematic diagram of a device with elastic activators, a vertical section; figure 6 kinematic diagram of the activator with its free movement; Fig.7 is the same, but with its limited movement; on Fig is a schematic diagram of a device with a vibrator mounted at the top, a vertical section; Fig.9 is the same, with a vibrator mounted below; figure 10 is a schematic diagram of a device with a filtering cavity of a rectangular shape, a vertical section; figure 11 kinematic diagram of the operation of the elastic rods; in Fig.12 node G in Fig.10; on Fig position of the activator during operation of the device (extreme left); on Fig the same, but the extreme right position of the activator; on Fig embodiment of a device with filtering cavities of a rectangular shape, in plan on the same plane; on Fig embodiment of a device with filtering cavities of a cylindrical shape, in plan on the same plane.

Устройство для обезвоживания состоит из приемной емкости 1, к днищу 2 которой присоединена фильтрующая полость 3. Она образована пакетами жестких 4 и упругих 5 пластин, выполненных с внутренними отверстиями, собранных на упругих стержнях 6, расположенных в одной вертикальной плоскости (фиг.3,4). Пластины чередуются между собой с зазором D. Упругие пластины 5 выполнены с прямыми сторонами (фиг.2). The device for dewatering consists of a receiving tank 1, to the bottom 2 of which a filter cavity 3 is attached. It is formed by packets of rigid 4 and elastic 5 plates made with internal holes assembled on elastic rods 6 located in one vertical plane (Fig. 3.4 ) The plates alternate with a gap D. The elastic plates 5 are made with straight sides (figure 2).

Упругие стержни с верхними концами прикреплены к днищу 2, а нижними концами к плите 7, к которой монтируется вибровозбудитель 8 с колебаниями, направленными перпендикулярно вертикальной оси устройства (на фиг.3, 15, 16 направление возмущающих усилий показано стрелками с хвостовым оперением). В плите 7 выполнено отверстие 9 в фильтрующую полость 3. Элементами 10 регулируется его сечение. Elastic rods with upper ends attached to the bottom 2, and lower ends to the plate 7, to which the vibration exciter 8 is mounted with vibrations directed perpendicular to the vertical axis of the device (in FIGS. 3, 15, 16, the direction of the disturbing forces is shown by the arrows with the tail). In the plate 7, a hole 9 is made into the filter cavity 3. Elements 10 adjust its cross section.

В полости 3 установлен активатор в виде упругой полосы 11, закрепленной на плите 7, над отверстием на верхнем конце активатора может быть закреплена инерционная масса 12, служащая источником колебаний. Днище 2 и плита 7 соединена эластичными стенками 13, образуя герметичную полость 14 для приема фильтра с последующим его отводом через патрубок 15. Полость 14 может быть соединена с источником вакуумирования через патрубок 16. In the cavity 3, the activator is installed in the form of an elastic strip 11 fixed to the plate 7, an inertial mass 12, which serves as a source of oscillation, can be fixed above the hole at the upper end of the activator. The bottom 2 and the plate 7 are connected by elastic walls 13, forming an airtight cavity 14 for receiving the filter with its subsequent removal through the pipe 15. The cavity 14 can be connected to a vacuum source through the pipe 16.

Активатор может быть выполнен в виде упругой полосы 17, которая посредством шарнира 18 консольно закреплена в приемной емкости 1. Длина консоли составляет четверть длины полосы 17 (фиг.5). The activator can be made in the form of an elastic strip 17, which by means of a hinge 18 is cantilevered in the receiving tank 1. The length of the console is a quarter of the length of the strip 17 (Fig. 5).

На консоли установлен вибратор 19 направленных колебаний, перпендикулярных вертикальной оси устройства. Форма колебаний упругой полосы 17 в этом случае изображена на фиг.6 и 7, где дана кинематическая схема работы активатора при его свободном перемещении и при его ограниченном перемещении. On the console there is a vibrator 19 of directional vibrations perpendicular to the vertical axis of the device. The oscillation shape of the elastic strip 17 in this case is shown in FIGS. 6 and 7, where the kinematic diagram of the activator when given its free movement and with its limited movement is given.

Как показано на фиг.5 устройство может иметь несколько фильтрующих полостей, и в каждой из них установлен активатор. Все фильтрующие полости закреплены на одной плите 7 и шлам из них выдается на конвейер 20. As shown in FIG. 5, the device may have several filter cavities, and an activator is installed in each of them. All filter cavities are fixed on one plate 7 and the sludge from them is discharged onto the conveyor 20.

Фильтрующая полость 3 может быть выполнена в виде клина с расширением его в сторону приемной емкости 1 и снабжена активатором 21 клиновой формы, на котором смонтирован вибратор 22 вертикальных направленных колебаний. В зависимости от свойств шлама, вибратор 22 может быть установлен на приемной емкости 1 или под плитой 7 (фиг.8, 9). The filtering cavity 3 can be made in the form of a wedge with its expansion towards the receiving tank 1 and is equipped with a wedge-shaped activator 21 on which a vibrator 22 of vertical directional vibrations is mounted. Depending on the properties of the sludge, the vibrator 22 can be installed on the receiving tank 1 or under the plate 7 (Fig, 9).

Фильтрующая полость 3 может быть выполнена прямоугольной формы, и высота "h" не менее пяти раз больше ширины "b" по наружному размеру пакета пластин (фиг. 10). Активатор выполнен в виде клина 23 с сужением вверх и заканчивается упругой пластиной 24. В качестве источника колебаний используют высокочастотный вибратор 25 вертикальных направленных колебаний. The filtering cavity 3 can be made rectangular, and the height "h" is at least five times greater than the width "b" according to the outer size of the package of plates (Fig. 10). The activator is made in the form of a wedge 23 with a narrowing upwards and ends with an elastic plate 24. A high-frequency vibrator 25 of vertical directional vibrations is used as a source of vibrations.

Фильтрующая полость 3 может быть выполнена цилиндрической формы и снабжена активатором в виде клина с расширением вниз. Это снижает трудоемкость изготовления данного элемента. В то же время жесткая конструкция упругих пластин способствует извлечению более мелкой фракции шлама. The filtering cavity 3 can be made cylindrical in shape and provided with an activator in the form of a wedge with an extension downward. This reduces the complexity of manufacturing this element. At the same time, the rigid structure of the elastic plates helps to extract a finer fraction of sludge.

Устройство для обезвоживания работает следующим образом. A device for dehydration works as follows.

Заполняют шламом приемную емкость 1 и включают вибровозбудители 8. Под действием собственного веса и колебаний упругой полосы 11 шлам проходит в фильтрующую полость 3. Жидкая фаза проходит через зазоры "D" в полость 14, а затем через патрубок 15 выводится из устройства. Движению фильтрата через зазоры "D" способствуют изгибные колебания упругих стержней 6, в результате чего изменяется величина зазора (фиг.11, 12). Обезвоженный шлам через отверстие 9 выдается на транспортное средство. The receiving container 1 is filled with sludge and vibration exciters 8 are turned on. Under the influence of its own weight and vibrations of the elastic strip 11, the sludge passes into the filter cavity 3. The liquid phase passes through the gaps "D" into the cavity 14, and then through the pipe 15 is removed from the device. The movement of the filtrate through the gaps "D" contribute to bending vibrations of the elastic rods 6, resulting in a change in the size of the gap (11, 12). Dehydrated sludge through the hole 9 is issued to the vehicle.

Степень обезвоживания регулируют элементами 10. The degree of dehydration is regulated by elements 10.

Активатор 11 и инерционная масса 12 является колебательной системой с частотой колебаний, кратной целому числу раз вынужденных колебаний вибровозбудителя 8. Частота колебаний этой системы зависит от длины упругой полосы 11, от массы 12 и т.д. Если частота собственных колебаний системы равна частоте вибровозбудителя 8, то перемещение полосы 11 происходит по первой форме колебаний. Если соотношение частот "два", то колебания полосы 11 происходит по второй форме. Если соотношение равно "трем", то возникают колебания по третьей форме. Зная свойства шлама, можно подобрать необходимый режим работы. The activator 11 and the inertial mass 12 is an oscillating system with an oscillation frequency that is a multiple of an integer number of times the forced vibrations of the vibration exciter 8. The oscillation frequency of this system depends on the length of the elastic strip 11, on the mass 12, etc. If the frequency of the natural oscillations of the system is equal to the frequency of the vibration exciter 8, then the movement of the strip 11 occurs according to the first form of vibration. If the frequency ratio is "two", then the oscillation of the band 11 occurs in the second form. If the ratio is “three,” then oscillations in the third form occur. Knowing the properties of the sludge, you can choose the desired mode of operation.

Активатор способствует перемещению шлама вниз, а создаваемые при этом продольные колебания улучшают процесс прохождения фильтра через зазоры D. Амплитуда колебаний активатора зависит от сопротивления среды. Если шлам вязкий, содержит большое количество твердых гранул, то предусмотрена другая конструкция активатора с независимым приводом (фиг.5). Активатор выполнен в виде упругой полосы 17, закрепленной шарниром 18 в приемной емкости 1. Под воздействием вибратора 19 упругая полоса 17 совершает колебания, изображенные на фиг.6 и 7. The activator promotes the movement of sludge down, and the longitudinal vibrations created in this process improve the process of filter passage through the gaps D. The oscillator amplitude depends on the medium resistance. If the slurry is viscous, contains a large number of solid granules, then another design of the activator with an independent drive is provided (Fig. 5). The activator is made in the form of an elastic strip 17, fixed by a hinge 18 in the receiving tank 1. Under the influence of the vibrator 19, the elastic strip 17 vibrates, shown in Fig.6 and 7.

Для шламов с большой вязкостью используют конструкцию, изображенную на фиг. 8, 9. Активатор как бы проталкивает шлам в фильтрующую полость 3. Активатор 21 под действием вибратора 22 совершает вибрационные перемещения вертикальных направленных колебаний. Импульсы давления, во-первых, способствуют прохождению фильтрата через зазоры D, обеспечивая самоочистку от тонкого слоя шлама, а во-вторых перемещают шлам вниз, удаляя застрявшие крупные куски. For sludges with high viscosity, the construction shown in FIG. 8, 9. The activator, as it were, pushes the sludge into the filter cavity 3. The activator 21, under the action of the vibrator 22, vibrates the vertical directional vibrations. Pressure pulses, firstly, facilitate the passage of the filtrate through the gaps D, providing self-cleaning from a thin layer of sludge, and secondly, move the sludge down, removing large stuck pieces.

Для особо вязких шламов вибратор 22 следует располагать внизу (фиг.9). Это обеспечивает принудительный выход шлама через отверстие 9. For particularly viscous slurries, the vibrator 22 should be located below (Fig.9). This ensures forced exit of the sludge through the hole 9.

Для обеспечения высокой производительности в случае, когда требования к чистоте фильтрата понижены, используют конструкцию на фиг.10. Фильтрующая полость выполнена прямоугольной формы, имеет большую высоту, которая не менее чем в 5 раз больше ширины, и собрана из множества пластин, закрепленных на длинных упругих стержнях. Плита 7 совершает возвратно-поступательные перемещения с большой амплитудой, достигающей величины 30-80 мм. To ensure high performance in the case when the requirements for purity of the filtrate are reduced, use the design of figure 10. The filtering cavity is made of a rectangular shape, has a large height, which is not less than 5 times the width, and is assembled from a variety of plates mounted on long elastic rods. The plate 7 performs reciprocating movements with a large amplitude, reaching a value of 30-80 mm

При этом происходит периодически "открытие" и "закрытие" зазора D, как показано на фиг.12. Через открытые зазоры идет фильтрат с повышенным содержанием тонкого шлама. Обезвоженный крупный шлам транспортируется высокочастотным вибратором 25. Во время качания пластин активатор 23 прижимается поочередно к боковым поверхностям отверстия 9, обеспечивая тем самым полное удаление фильтрата из шлама (фиг.13, 14). When this happens periodically "opening" and "closing" of the gap D, as shown in Fig.12. Through open gaps there is a filtrate with a high content of fine sludge. The dehydrated coarse sludge is transported by a high-frequency vibrator 25. During swinging of the plates, the activator 23 is pressed alternately to the side surfaces of the hole 9, thereby ensuring complete removal of the filtrate from the sludge (Figs. 13, 14).

Возможно применение в одном устройстве нескольких фильтрующих полостей, имеющих прямоугольную форму (фиг.15) или цилиндрическую форму (фиг.16). Это повышает производительность устройства и обеспечивает его надежную работу. It is possible to use in one device several filter cavities having a rectangular shape (Fig. 15) or a cylindrical shape (Fig. 16). This improves the performance of the device and ensures its reliable operation.

Claims

1. A device for dewatering, including a receiving container, a filter element in the form of alternating between rigid and elastic plates assembled with a gap on the rods, a vibration exciter mounted on the filter element, a pipe for removing the filtrate, characterized in that the rods are made elastic and their upper the ends are fixed to the bottom of the receiving tank, and the lower ones to the plate with a vibration exciter attached to it, providing transverse vibrations of the elastic rods, and the plate has an TIFA into the filter cavity, wherein the set activator in the form of an elastic strip, fixed to the plate over the hole, and the plate is connected with the bottom of the receptacle elastic walls forming a sealed cavity for receiving and discharging filtrate via the branch pipe.

2. The device according to claim 1, characterized in that the rigid and elastic plates are made with holes that form a filter cavity in the form of a wedge with an extension towards the receiving tank.

3. The device according to claim 1, characterized in that the activator is made in the form of an elastic strip with an inertial mass at the end, and the frequency of natural vibrations of this system is a multiple of an integer number of forced vibrations of the vibration exciter.

4. The device according to claim 1, characterized in that the activator in the form of an elastic strip is cantileverly fixed in the receiving tank by means of a hinge and is equipped with a vibrator of directional vibrations perpendicular to the vertical axis of the device.

5. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the filtering cavity, made in the form of a wedge, is equipped with a wedge-shaped activator on which a vibrator of vertical directed vibrations is mounted.

6. The device according to claim 1, characterized in that the filtering cavity has a rectangular cross section with a height of at least 5 times the side of the outer size of the alternating plates and is equipped with an activator in the form of a wedge with an extension downward on which a vibrator of vertical directed vibrations is mounted.