RU2154517C2

RU2154517C2 - Band press-filter for dewatering of slime and sludge

Info

Publication number: RU2154517C2
Application number: RU98104382A
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Потехин; М.В. Потехин
Original assignee: Потехин Борис Николаевич; Потехин Михаил Владимирович
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: treatment of sewage waters to remove slime and sludge accumulated in operation of industrial and agricultural enterprises. SUBSTANCE: press-filter has supporting structure in which many shafts of various type-sizes are mounted. Passed between shafts are two endless screening bands of upper and lower locations. Mounted shafts are rotated through drive shafts by means of mechanical drive. Screening bands are tensioned by intermediate shafts located in movable bearings by means of hydraulic drives. Installed under upper screening band is vibration-percussive device whose lower level is limited by buffers. Vibration-percussive device is secured from one side to side members of supporting structure by means of two hinged supports, and from the other side, it is installed on disc cams by means of supporting pushers. Cams are located on ends of drive shaft, and pusher is located in body and adjustable by screw. Pusher body is fixed immovably to box side wall. Box is supporting structure of vibration-percussive device. Secured immovably at box top level are longitudinal runners over which bands slide. Percussive pin is fixed in lower lever of box. EFFECT: higher efficiency of dewatering of low-viscosity liquid slimes with moisture content up to 97%. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки сточных вод от шлама и ила, накопленных при эксплуатации бытовых, промышленных и сельскохозяйственных комплексов. The invention relates to the field of wastewater treatment from sludge and sludge accumulated during the operation of domestic, industrial and agricultural complexes.

Известны конструкции ленточных пресс-фильтров, содержащие раму и смонтированную на ней систему приводных и промежуточных валов, между которыми пропускаются две бесконечные ленты-сита верхнего и нижнего расположения с возможностью размещения между ними жидкого шлама, снабженные также натяжными механизмами и устройствами для ворошения или сдвига осадка в процессе обезвоживания. Known are the designs of belt press filters containing a frame and a drive and intermediate shaft system mounted on it, between which two endless belt sieves of upper and lower locations are passed with the possibility of placing liquid sludge between them, also equipped with tensioning mechanisms and devices for tedding or shifting sludge in the process of dehydration.

Известны конструкции ленточных пресс-фильтров отечественного и зарубежного производства. Например, патент RU N38661 на промышленный образец, в котором сдвиг осадка между лентами осуществляется посредством специального устройства - лекала, выполняющего функцию первого по ходу осадка отжимного вала. На лекале размещается множество роликов с возможностью сдвига осадка между ситами. В пресс-фильтре фирмы "Бельмер" для целей перемешивания осадка на верхней ленте-сите размещаются клиновидные плужки, которые раздвигают массу шлама и создают дренажные борозды для сбора свободной воды с последующей ее фильтрацией через сита. Known designs of belt press filters domestic and foreign production. For example, patent RU N38661 for an industrial design in which the sediment is shifted between the belts by means of a special device - a pattern, which performs the function of the first squeeze roll along the precipitate. A lot of rollers are placed on the pattern with the possibility of shifting the precipitate between the screens. In the Belmer press filter, for the purpose of sediment mixing, wedge-shaped plows are placed on the upper sieve belt, which spread the mass of sludge and create drainage grooves to collect free water and then filter it through sieves.

Известен также ленточный пресс-фильтр а.с. N1028347, B 01 D 33/052, 1981 года, снабженный роликами с автономными подпружиненными рычагами размещенные в зоне первого по ходу фильтруемого осадка отжимного вала, для осуществления дополнительного сдвига осадка между ленточными ситами в процессе их обжатия (прессования) с целью активизации выделения водяной фракции из осадка и ее фильтрации через сита. Взят нами как прототип. Also known belt press filter A. with. N1028347, B 01 D 33/052, 1981, equipped with rollers with self-contained spring-loaded levers placed in the area of the first squeeze roll of the squeeze roll, to effect additional shear of the sludge between the belt sieves during their compression (pressing) in order to activate the selection of the water fraction from sediment and its filtration through sieves. Taken by us as a prototype.

Недостаток этой конструкции заключается в низком уровне показателей надежности и долговечности. Опорные подшипники роликов работают в водяном потоке с абразивосодержащим взвешенным веществом. При этом частота вращения роликов в 15-20 раз превышает частоту вращения отжимного вала, активизируя износ подшипниковых опор скольжения роликов в условиях непрерывной эксплуатации машины в 2-3 смены. Кроме того, данное техническое решение решает проблему шевеления обезвоживаемого осадка только в процессе обжатия ленточных сит, то есть в процессе прессования. The disadvantage of this design is the low level of reliability and durability. The bearings of the rollers operate in a water stream with an abrasive-containing suspended substance. In this case, the frequency of rotation of the rollers is 15-20 times higher than the frequency of rotation of the squeeze shaft, activating the wear of the bearing bearings of the sliding rollers under continuous operation of the machine in 2-3 shifts. In addition, this technical solution solves the problem of stirring the dehydrated sludge only in the process of crimping the belt sieves, that is, in the process of pressing.

Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания маловязких жидких шламов влажностью до 97%. The aim of the invention is to increase the efficiency of dehydration of low-viscosity liquid sludge with a moisture content of up to 97%.

Поставленная цель достигается тем, что верхнее ленточное сито, на которое загружается жидкий шлам, движется по поверхности виброударного устройства на длине всей зоны свободной фильтрации. Одна опора такого устройства закреплена шарнирно к несущему каркасу пресс-фильтра, а другая опора установлена на два дисковых кулачка, размещенных по концам приводного вала пресс-фильтра. При вращении приводного вала кулачки осуществляют плавный подъем устройства вместе с движущейся лентой, а затем, копируя вертикальный срез кулачков, резко падают с ударом в исходное горизонтальное положение. При этом ленточное сито встряхивает массу шлама, отделяя через прозоры сита жидкую фракцию. Колебательный цикл виброудара происходит за один оборот приводного вала. This goal is achieved by the fact that the upper belt sieve, which is loaded with liquid sludge, moves along the surface of the vibro-shock device along the entire length of the free filtration zone. One support of such a device is hinged to the supporting frame of the press filter, and the other support is mounted on two disk cams located at the ends of the drive shaft of the press filter. When the drive shaft rotates, the cams smoothly lift the device along with the moving belt, and then, copying the vertical cut of the cams, sharply fall with impact into the initial horizontal position. At the same time, the belt sieve shakes the mass of sludge, separating the liquid fraction through the screen sieves. The vibrational cycle of vibration shock occurs in one revolution of the drive shaft.

Виброударное устройство выполнено в виде короба или лотка, куда сливается фильтрованная вода. На верхнем уровне короба размещены и неподвижно закреплены на расстоянии друг от друга несколько профильных полозков, по которым непрерывно скользит лента сита, не препятствуя отделению воды. Дополнительно короб снабжен ударным бойком, выполненным в виде металлической трубы или прутка, который неподвижно размещается под днищем короба в зоне разделения ленточных сит с возможностью контакта по всей ширине ленты. При ударе бойка о ленту происходит отделение остатков прессованного шлама с эффектом очистки ленточного сита. Ударный боек располагается как можно близко к месту разделения лент, порядка 200 мм от оси приводного вала. Амплитуда колебания короба с лентой соответствует рабочему подъему кулачков, высота которого регулируется симметрично на каждом кулачке посредством толкателей, которые размещены в корпусах, неподвижно закрепленных на боковых стенках короба. Каждый корпус снабжен также регулировочным винтом для установки положения толкателя. The vibro-shock device is made in the form of a box or a tray where filtered water is drained. At the upper level of the box, several profile runners are placed and fixedly fixed at a distance from each other, along which a sieve tape continuously slides, without interfering with the separation of water. Additionally, the box is equipped with an impact striker made in the form of a metal pipe or bar, which is fixedly placed under the bottom of the box in the separation zone of the belt sieves with the possibility of contact across the entire width of the tape. When the striker hits the tape, the residues of the pressed sludge are separated with the cleaning effect of the belt sieve. Impact hammer is located as close as possible to the place of separation of tapes, about 200 mm from the axis of the drive shaft. The amplitude of vibration of the box with the tape corresponds to the working lift of the cams, the height of which is regulated symmetrically on each cam by means of pushers, which are placed in housings that are fixedly mounted on the side walls of the box. Each housing is also equipped with an adjusting screw for setting the position of the pusher.

Существенным отличием заявленного решения являются то, что верхнее ленточное сито, на которое загружается жидкий шлам, движется по поверхности виброударного устройства с размерами равнозначной зоне свободной фильтрации шлама и выполненного в виде короба или лотка с функцией сбора и слива фильтрованной воды, на верхнем уровне которого закреплены неподвижно несколько профильных полозков для размещения на них ленточного сита с возможностью скольжения, причем с одной стороны короб закрепляется на несущем каркасе пресс-фильтра, посредством двух шарнирных симметрично разнесенных опор, а с противоположной стороны короб устанавливается своими опорными толкателями на два дисковых кулачка, размещенных на концах приводного вала пресс-фильтра, с возможностью цикличного колебания в режиме сначала, плавного подъема с последующим резким падением по срезу кулачка до удара с высоты, равной рабочему подъему кулачка, и с частотой цикла колебания равнозначного частоте вращения приводного вала. При этом на нижнем уровне короба, под днищем, в зоне разделения ленточных сит и на расстоянии 200 мм от оси приводного вала, дополнительно размещен ударный боек, выполненный в виде металлического бруска с круглым сечением, выставленного и неподвижно закрепленного с возможностью контакта по всей ширине ленточного сита верхнего расположения при крайнем нижнем положении короба, причем амплитуда колебания короба от крайнего нижнего до крайнего верхнего положения соответствует рабочему подъему кулачка, который регулируется опорными толкателями, размещенными в корпусах, закрепленных неподвижно на боковых стенках короба, причем корпус опорного толкателя снабжен также регулировочным винтом с возможностью изменять установку толкателя по вертикали. A significant difference of the claimed solution is that the upper belt sieve, which is loaded with liquid sludge, moves along the surface of the vibro-shock device with dimensions equivalent to the zone of free filtration of the sludge and made in the form of a box or tray with the function of collecting and draining filtered water, at the upper level of which are fixed motionless several profile runners for placing a belt sieve on them with the possibility of sliding, and on one side the box is fixed on the supporting frame of the press filter, ohm of two hinged symmetrically spaced bearings, and on the opposite side the box is mounted with its support pushers on two disk cams located on the ends of the press filter drive shaft, with the possibility of cyclical oscillation in the first mode, smooth lifting followed by a sharp drop along the cam cut to impact with heights equal to the working lift of the cam, and with the oscillation cycle frequency equal to the rotational speed of the drive shaft. At the same time, at the lower level of the box, under the bottom, in the separation zone of the belt sieves and at a distance of 200 mm from the axis of the drive shaft, an additional hammer is made, which is made in the form of a metal bar with a circular cross section, exposed and fixedly mounted with the possibility of contact across the entire width of the tape sieves of the upper arrangement at the lowermost position of the box, and the amplitude of the fluctuation of the box from the lowest to the highest position corresponds to the working lift of the cam, which is regulated by the supporting pusher s, housed in housings fixedly attached to the box side walls, the housing supporting the pusher is also provided with an adjusting screw with the possibility of changing the setting of the pusher vertically.

Данный существенный признак неизвестен нам из патентной и научно-технической информация и потому считаем, что предлагаемое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". This essential feature is unknown to us from the patent and scientific and technical information, and therefore we believe that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображена кинематическая схема ленточного пресс-фильтра с виброударным устройством в зоне свободной фильтрации шлама. На фиг. 2 показана схема кулачкового привода от приводного вала пресс-фильтра до виброударного устройства с опорным толкателем. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a belt press filter with a vibro-shock device in the zone of free filtration of sludge. In FIG. 2 shows a diagram of a cam drive from a press filter drive shaft to a vibro-impact device with a support pusher.

Ленточный пресс-фильтр на фиг. 1, 2 состоит из несущего каркаса. 1, в котором смонтировано множество валов различного типоразмера. Между валами пропущены две бесконечные ленты-сита верхнего 2 и нижнего 3 расположения. Кинематика пресс-фильтра представляет собой эластичную передачу типа плоскоременной с однозначными расчетными параметрами. Вращение валов осуществляется посредством механического привода, на схеме не показано, через приводные валы 4 и 5. Натяжение ленточных сит осуществляется посредством промежуточных валов 6, размещенных в подвижных опорах 7 с гидроприводами 8. Ленточные сита 2 и 3 совмещаются в зоне начального прессования шлама с минимальными удельными давлениями и далее в совмещенном виде обкатываются другими обжимными валами с нарастающим давлением прессования шлама. Зона максимальных давлений прессования определяется на приводит валах 5. Здесь происходит разделение ленточных сит и их очистка, от прессованного остатка шлама - кека. The belt press filter of FIG. 1, 2 consists of a supporting frame. 1, in which a plurality of shafts of various sizes are mounted. Between the shafts, two endless ribbon sieves of the upper 2 and lower 3 locations were passed. The kinematics of the press filter is an elastic gear like flat belt with unambiguous design parameters. The rotation of the shafts is carried out by means of a mechanical drive, not shown in the diagram, through the drive shafts 4 and 5. The belt sieves are tensioned by means of the intermediate shafts 6 located in the movable bearings 7 with hydraulic drives 8. The belt sieves 2 and 3 are combined in the zone of initial pressing of the sludge with minimal specific pressures and then, in combined form, are run in by other crimp shafts with increasing sludge pressing pressure. The zone of maximum pressing pressures is determined on the drive shafts 5. Here, the screen sieves are separated and cleaned from the pressed residue of the sludge - cake.

В зоне свободной фильтрации под ленточным ситом 2 установлено виброударное устройство 9, нижний уровень которого ограничен базовой поверхностью "Б" четырех резиновых буферов 10. Виброударное устройство 9 с одной стороны закреплено к боковинам каркаса 1 посредством двух шарнирных опор 11, а с другой стороны выставляется на дисковые кулачки 12 посредством регулируемых опорных толкателей 13. Кулачки 12 размещаются по концам приводного вала 4, а толкатель 13 размещается в корпусе 14 с возможностью регулировки положения винтом 15. Корпус 14 толкателя закреплен неподвижно на боковой стенке короба 16, который является несущей конструкцией виброударного устройства и выполняет функцию сливного лотка для фильтрованной вода. На верхнем уровне короба 16 закреплены неподвижно несколько продольных полозков 17, по которым скользит движущаяся лента 2 при работе пресс-фильтра. На нижнем уровне короба 16 под днищем размещен неподвижно ударный боек 18. In the free filtration zone, under the belt sieve 2, a vibro-impact device 9 is installed, the lower level of which is limited by the base surface “B” of four rubber buffers 10. The vibro-impact device 9 is fixed on one side to the sidewalls of the frame 1 by means of two hinged supports 11, and on the other hand it is exposed to disk cams 12 by means of adjustable support pushers 13. Cams 12 are placed at the ends of the drive shaft 4, and the pusher 13 is placed in the housing 14 with the possibility of adjusting the position of the screw 15. The housing 14 of the pusher fixed motionless on the side wall of the box 16, which is the supporting structure of the vibro-shock device and acts as a drain tray for filtered water. At the upper level of the box 16, several longitudinal runners 17 are fixedly fixed, along which the moving belt 2 slides during operation of the press filter. At the lower level of the box 16 under the bottom is placed motionless hammer 18.

Работа ленточного пресс-фильтра. The work of the belt press filter.

Исходное положение: ленточные сита 2 и 3 натянуты по заданному режиму прессования, механический привод вращает приводные валы 4 и 5, кинематика ленточной передачи запушена в работу. Starting position: the belt sieves 2 and 3 are tensioned according to the set pressing mode, the mechanical drive rotates the drive shafts 4 and 5, the kinematics of the belt drive is put into operation.

Жидкий коагулированный шлам подается на верхнее ленточное сито 2 ровным слоем через специальное загрузочное устройство. При движении ленты происходит свободная фильтрация жидкой фракции шлама. Одновременно с гравитационным процессом фильтрации происходит механическая фильтрация от действия виброударного устройства 9. При вращении вала 4 с дисковыми кулачками 12 передается движение вверх по подвалу спирали кулачка опорному толкателю 13 вместе с коробом 16 и движущейся ленте 2 до настроенной амплитуды "H₁", которая соответствует высшей точке подъема спирали кулачка 12. Затем по срезу кулачка толкатель с коробом и лентой резко подают в исходное нижнее положение, ограниченное поверхностью "Б" упругих буферных пластин 10. Происходит ударная реакция на ленточное сито одновременно в двух местах: инерция резкой остановки встряхивает сито 2 вместе с жидкой массой шлама по всей длине зоны свободной фильтрации, уплотняя шлам и выжимая воду в фильтрат внутрь короба 16; боек 18 ударяет по ленте 2 в зоне разделения сит, отделяя и очищая ленту от остатка, спрессованного обезвоженного шлама на выходе из обжимного вала 5.Liquid coagulated sludge is fed to the upper belt sieve 2 in an even layer through a special loading device. When the tape moves, free filtration of the liquid fraction of the sludge occurs. Simultaneously with the gravitational filtering process, mechanical filtration occurs from the action of the vibro-shock device 9. When the shaft 4 with the disk cams 12 rotates, the upward movement along the basement of the cam spiral is transmitted to the support pusher 13 together with the duct 16 and the moving belt 2 to the adjusted amplitude “H ₁ ”, which corresponds to the highest point of the spiral lift of the cam 12. Then, along the cut of the cam, the pusher with the box and the tape is sharply fed to the initial lower position, limited by the surface "B" of the elastic buffer plates 10. There is a strike The reaction to the belt sieve simultaneously in two places: the inertia of an abrupt stop shakes the sieve 2 together with the liquid mass of sludge along the entire length of the free filtration zone, compacting the sludge and squeezing water into the filtrate inside the box 16; the striker 18 hits the tape 2 in the separation zone of the sieves, separating and cleaning the tape from the residue, compressed dehydrated sludge at the outlet of the crimp shaft 5.

Далее, предварительно обезвоженный "сгущенный" шлам переваливается на нижнее ленточное сито 3 через валы 6 в зоне подвижных опор 7 и поступает в зону начального прессования с низкими удельными давлениями обжатия совмещенных ленточных сит 2 и 3, а затем по ходу обкатывания совмещенных лент с многовалковым обжатием давление прессования возрастает до максимального в зоне разделения ленточных сит. Здесь производят механическое отделение спрессованного шлама: верхнее сито 2 очищают ударами бойка 18, нижнее сито очищают специальными скребковыми устройствами, на схеме не показано. Next, the pre-dehydrated "thickened" sludge is transferred to the lower belt sieve 3 through the shafts 6 in the area of the movable supports 7 and enters the initial pressing zone with low specific compression pressures of the combined belt sieves 2 and 3, and then, in the course of rolling the combined tapes with multi-roll compression pressing pressure increases to a maximum in the separation zone of the belt sieves. Here, the mechanical separation of compressed sludge is performed: the upper sieve 2 is cleaned by striking the striker 18, the lower sieve is cleaned with special scraper devices, not shown in the diagram.

Фильтрованная вода удаляется через систему лотков, на схеме не показано. Filtered water is removed through a system of trays, not shown in the diagram.

Claims

Belt press filter for sludge and sludge dewatering, containing a supporting frame and a drive and intermediate shaft system mounted on it, between which two endless belt sieves of the upper and lower locations are passed with the possibility of placing liquid sludge between them and their joint rolling with simultaneous compression in rotating shafts equipped with tensioning mechanisms, characterized in that the upper belt sieve moves along the surface of the vibro-impact device, made in the form of a duct for draining filtered on the upper level of which several longitudinal runners are fixed for placement of a belt sieve on them with the possibility of sliding, while on the one hand the box is fixed to the supporting frame by means of two hinged symmetrically spaced supports, and on the opposite side the box is mounted with its support pushers on two disk cam placed on the ends of the drive shaft with the possibility of cyclical oscillation of the device in the algorithm first smoothly climb the spiral surface of the cam with the last a sharp drop along the profile cut of the cam from a height equal to the working lift of the cam spiral, and with a cycle frequency equal to the rotational speed of the drive shaft, and the working lift of the cam is regulated by the support pusher by means of an adjusting screw placed with the support pusher in one housing fixedly fixed on the side wall of the box, and at the lower level of the box there is an impact hammer made in the form of a metal bar of circular cross section and set in the extreme lower position of the box on a distance of 200 mm from the axis of the drive shaft, and the shock head is fixed motionless to the bottom of the box with the possibility of contact across the entire width of the upper belt sieve with pressed sludge.