RU2273513C2 - Device for electro-osmosis dehydration of materials - Google Patents

Device for electro-osmosis dehydration of materials Download PDF

Info

Publication number
RU2273513C2
RU2273513C2 RU2004130757/15A RU2004130757A RU2273513C2 RU 2273513 C2 RU2273513 C2 RU 2273513C2 RU 2004130757/15 A RU2004130757/15 A RU 2004130757/15A RU 2004130757 A RU2004130757 A RU 2004130757A RU 2273513 C2 RU2273513 C2 RU 2273513C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
materials
dehydration
cathode
pipe
Prior art date
Application number
RU2004130757/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004130757A (en
Inventor
В чеслав Васильевич Илюхин (RU)
Вячеслав Васильевич Илюхин
Игорь Михайлович Тамбовцев (RU)
Игорь Михайлович Тамбовцев
Олег Иванович Якушев (RU)
Олег Иванович Якушев
Светлана Сергеевна Илюхина (RU)
Светлана Сергеевна Илюхина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет прикладной биотехнологии"
Priority to RU2004130757/15A priority Critical patent/RU2273513C2/en
Publication of RU2004130757A publication Critical patent/RU2004130757A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273513C2 publication Critical patent/RU2273513C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: electro-osmosis dehydration of moist dispersed materials; dehydration of materials at high content of water, mainly finely ground bone tissue.
SUBSTANCE: proposed device has housing which performs function of anode, transporting mechanism which performs function of cathode and vacuum chamber. Housing is made in form of tube with perforated tube located inside it. Transporting mechanism is made in form of screw feeder located in perforated tube and supported by electric insulating insert; sliding cathode current collector is mounted on its tail-piece.
EFFECT: increased productivity; reduced power requirements; ease in use.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электроосмотическому обезвоживанию влажных дисперсных материалов и может быть использовано для обезвоживания материалов с высоким содержанием воды, преимущественно для тонко измельченной костной ткани.The invention relates to electroosmotic dehydration of wet dispersed materials and can be used for dehydration of materials with a high water content, mainly for finely ground bone tissue.

Известен аппарат для электроосмотического обезвоживания материалов, включающий корпус с дренированными боковой поверхностью и дном, являющимися катодом и анод, выполненный в виде стержней, закрепленных на крышке аппарата. Между анодом и катодом помещены пластины пористого материала, имеющего относительную диэлектрическую проницаемость выше, чем у частиц твердой фазы обезвоженного материала (1).A known apparatus for electroosmotic dewatering of materials, including a housing with drained side surface and bottom, which are the cathode and anode, made in the form of rods mounted on the lid of the apparatus. Between the anode and cathode are placed plates of a porous material having a relative dielectric constant higher than that of the particles of the solid phase of the dehydrated material (1).

Однако данный аппарат неэффективен при обезвоживании полидисперсных материалов, например измельченной костной ткани, поскольку он периодического действия и имеет большие удельные энергозатраты.However, this apparatus is ineffective in dehydration of polydisperse materials, for example, crushed bone tissue, since it is of periodic action and has a large specific energy consumption.

Известно устройство для очистки суспензий. Оно состоит из электродов, выполненных в виде сетчатых лент, пропускаемых между плотно прилегающих друг к другу вращающихся барабанами с эластичной поверхностью. Сетчатая лента выполнена из чередующихся электропроводных и диэлектрических участков с соотношением ячеек диэлектрического и электропроводного участков, равным 1:2 (2).A device for cleaning suspensions is known. It consists of electrodes made in the form of mesh tapes passed between tightly adjacent to each other rotating drums with an elastic surface. The mesh tape is made of alternating conductive and dielectric sections with a cell ratio of the dielectric and conductive sections equal to 1: 2 (2).

К недостаткам устройства относится его низкая эффективность при обезвоживании полидисперсных материалов. Кроме того, происходит быстрый износ сетчатой ленты за счет сил трения между однородными материалами, прослойкой между которыми является абразивный материал, например диспергированная костная ткань.The disadvantages of the device include its low efficiency in the dehydration of polydisperse materials. In addition, there is a rapid wear of the mesh tape due to frictional forces between homogeneous materials, the layer between which is an abrasive material, for example, dispersed bone tissue.

Известно устройство для электроосмотического обезвоживания суспензий, включающее корпус между двумя вертикальными стенками которого размещены фильтр-ткань и анод, прикрепленный по периметру эластичным материалом к стенке, выполненной с отверстием для токоподвода, а противоположная ей стенка перфорирована и является катодом. Устройство снабжено вакуумной камерой, размещенной со стороны катода и приспособлением для регулирования межэлектродного расстояния (3).A device for electroosmotic dewatering of suspensions is known, comprising a housing between two vertical walls of which a filter cloth and an anode are placed, attached along the perimeter with elastic material to a wall made with a hole for current supply, and the opposite wall is perforated and is a cathode. The device is equipped with a vacuum chamber located on the cathode side and a device for regulating the interelectrode distance (3).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому является устройство содержащее корпус, являющийся анодом, транспортирующий механизм, являющийся катодом и помещенный внутри корпуса, и вакуумную камеру (4).The closest analogue to the proposed one is a device containing a housing, which is an anode, a transporting mechanism, which is a cathode and placed inside the housing, and a vacuum chamber (4).

Указанные устройства не приспособлены для обезвоживания материалов в непрерывном режиме, что снижает производительность, увеличивает удельные энергозатраты и усложняет механизацию процесса. Обезвоживаемый материал находится в неодинаковых условиях по объему. Использование вакуума повышает требования к прочности конструкции и надежности уплотнений, а конструкции устройств, имеющих большие плоские поверхности, не позволяет обеспечить высокую производительность. Кроме того, работа устройств предусматривает необходимость вспомогательных операций, включая периодическую загрузку сырья и выгрузку обезвоженного материала, механизация которых требует соответствующего количества электроприводов.These devices are not suitable for dehydration of materials in a continuous mode, which reduces productivity, increases specific energy consumption and complicates the mechanization of the process. The dehydrated material is not in the same conditions in volume. The use of vacuum increases the requirements for structural strength and reliability of seals, and the design of devices with large flat surfaces does not allow for high performance. In addition, the operation of the devices requires the need for auxiliary operations, including periodic loading of raw materials and unloading of dehydrated material, the mechanization of which requires an appropriate number of electric drives.

Задача изобретения - увеличение производительности, снижение удельных энергозатрат на получение обезвоженного материала и упрощение в обслуживании устройства.The objective of the invention is to increase productivity, reduce specific energy consumption for obtaining dehydrated material and simplify the maintenance of the device.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для электроосмотического обезвоживания материалов, включающем корпус, являющийся анодом, транспортирующий механизм, являющийся катодом и помещенный внутри корпуса, и вакуумную камеру, согласно изобретению, корпус выполнен в форме трубы с коаксиально расположенной внутри перфорированной трубой, транспортирующий механизм выполнен в виде шнека, размещенного в перфорированной трубе опирающегося на электроизолирующую вставку, а на его хвостовике установлен катодный скользящий токосъемник.The problem is solved in that in a device for electroosmotic dewatering of materials, including a housing that is an anode, a transport mechanism that is a cathode and placed inside the housing, and a vacuum chamber, according to the invention, the housing is made in the form of a pipe with a perforated tube coaxially located inside, the transport mechanism made in the form of a screw placed in a perforated pipe resting on an insulating insert, and a cathode sliding current collector is installed on its shank uk.

Использование вакуума повышает требования к прочности конструкции и надежности уплотнений, а конструкция устройства, имеющая большие плоские поверхности не позволяет обеспечить высокую производительность. Использование плоских поверхностей приводит к их деформации, поскольку результирующая сила атмосферного давления может доходить до 10 т/м2, что вызывает необходимость применения ребер жесткости.The use of vacuum increases the requirements for structural strength and reliability of seals, and the design of the device having large flat surfaces does not allow for high performance. The use of flat surfaces leads to their deformation, since the resulting force of atmospheric pressure can reach 10 t / m 2 , which necessitates the use of stiffeners.

Длина трубы и скорость вращения шнека и коэффициент заполнения шнека обеспечивают соответствующую длительность нахождения материала в зоне обезвоживания и производительность процесса. При перемещении материала по перфорированной трубе с помощью шнека обеспечивают тщательное перемешивание обезвоживаемого материала, что интенсифицирует процесс и сокращает непроизводительные энергозатраты по сравнению с сушкой в стационарном слое в прототипе.The length of the pipe and the speed of rotation of the screw and the fill factor of the screw provide the corresponding duration of the material in the dehydration zone and the productivity of the process. When moving the material along the perforated pipe with the help of a screw ensure thorough mixing of the dehydrated material, which intensifies the process and reduces unproductive energy consumption compared with drying in a stationary layer in the prototype.

В лаборатории кафедры "Технологическое оборудование и процессы отрасли" МГУПБ изготовлен экспериментальный образец предлагаемого устройства, который имеет диаметр 45 мм перфорированной трубы корпуса, диаметр шнека 40 мм, длину шнека 700 мм, объем загрузочного бункера 20 литров. Вакуум внутри трубы поддерживался на уровне 0,6*105 Па. При проведении эксперимента обезвоживалась суспензия криоизмельченной компактной костной ткани крупного рогатого скота. Начальной влажностью костной ткани 60%, размер частиц криоизмельченной костной ткани менее 100 мкм. Режим обезвоживания: производительность по сухому продукту 30 кг/ч, напряжение между электродами 50В.In the laboratory of the department "Technological equipment and industry processes" MGUPB made an experimental sample of the proposed device, which has a diameter of 45 mm perforated tube body, auger diameter 40 mm, auger length 700 mm, the volume of the loading hopper 20 liters. The vacuum inside the pipe was maintained at 0.6 * 10 5 Pa. During the experiment, a suspension of cryo-crushed compact bone tissue of cattle was dehydrated. The initial moisture content of the bone tissue is 60%, the particle size of the cryo-crushed bone tissue is less than 100 microns. Dehydration mode: dry product productivity 30 kg / h, voltage between electrodes 50V.

Показатели обезвоживания: влажность готового продукта 7%-8%, удельные энергозатраты на электроосмос 14 кВт/ч/т, на вакуум 6 кВт/ч/т, на пресс-шнек 7 кВт/ч/т. Бактериальная обсемененность и жирность в пределах отраслевого стандарта.Dehydration indicators: humidity of the finished product 7% -8%, specific energy consumption for electric osmosis 14 kW / h / t, vacuum 6 kW / h / t, press screw 7 kW / h / t. Bacterial contamination and fat content within the industry standard.

Экспериментальный образец испытывался также на других суспензиях, в том числе на компактной костной ткани свиней. Всего было проведено более 100 опытов. Испытания показали простоту в обслуживании и высокую надежность устройства: продукт не налипал на электроды, отверстия перфорированной трубы не блокировались, достигалась равномерная влажность по всему объему готового продукта, все технологические операции процесса электроосмотического обезвоживания механизированы и осуществлялись в непрерывном режиме.The experimental sample was also tested on other suspensions, including on compact bone tissue of pigs. In total, more than 100 experiments were conducted. Tests showed ease of maintenance and high reliability of the device: the product did not stick to the electrodes, the holes of the perforated pipe were not blocked, uniform humidity was achieved throughout the entire volume of the finished product, all technological operations of the electroosmotic dehydration process were mechanized and carried out continuously.

На фиг.1 изображено устройство для электроосмотического обезвоживания материалов; на фиг.2 представлено сечение А-А соединения промежуточной опоры и шнека через электроизолирующую вставку; на фиг.3 представлен катодный скользящий токосъемник.Figure 1 shows a device for electroosmotic dewatering of materials; figure 2 presents a section aa of the connection of the intermediate support and the screw through the insulating insert; figure 3 presents the cathode sliding current collector.

Устройство состоит из корпуса 1 в форме трубы, перфорированной трубы 2, расположенной коаксиально корпусу 1, загрузочного бункера 3 и разгрузочного патрубка 4. Корпус 1 оснащен патрубком 5 для вакуумирования и удаления воды. Патрубок 5 подсоединен к вакуумной системе (не показана). Внутри корпуса смонтирован шнек 6, на его хвостовике 7 установлен электроизолирующий подшипник скольжения 10 и катодный скользящий токосъемник 8, состоящий из опоры 9, контактных электродов 11 и 12, пружины 13, корпуса токосъемника 14, высоковольтного электропровода 15 с герметичным чехлом 16.The device consists of a housing 1 in the form of a pipe, a perforated pipe 2, located coaxially to the housing 1, a loading hopper 3 and an unloading pipe 4. The housing 1 is equipped with a pipe 5 for evacuation and removal of water. The pipe 5 is connected to a vacuum system (not shown). A screw 6 is mounted inside the housing; an electrically insulating sliding bearing 10 and a cathode sliding current collector 8 are installed on its shank 7, consisting of a support 9, contact electrodes 11 and 12, a spring 13, a current collector case 14, a high-voltage electric wire 15 with a hermetic cover 16.

Корпус 1 крепится на промежуточной опоре 17, внутри которой установлено шлицевое соединение вала 18 промежуточной опоры и конца вала шнека 6 через электроизолирующую вставку 19 (фиг.2). Вал 18 промежуточной опоры 17 соединен с помощью муфты 20 с мотором-редуктором 21.The housing 1 is mounted on an intermediate support 17, inside which there is a spline connection of the shaft 18 of the intermediate support and the end of the screw shaft 6 through an electrically insulating insert 19 (Fig. 2). The shaft 18 of the intermediate support 17 is connected via a coupling 20 to the gear motor 21.

Мотор-редуктор 21, промежуточная опора 17 и корпус смонтированы на общей раме 22.The gear motor 21, the intermediate support 17 and the housing are mounted on a common frame 22.

Устройство работает следующим образом. Водный раствор диспергированного материала загружают в бункер 3. Включают мотор -редуктор 21 и с помощью муфты 20 передают крутящий момент на вал 18 промежуточной опоры 17 и шнек 6 через электроизолирующую вставку 19 и осуществляют подачу электрического тока для электроосмоса путем подключения заземленного корпуса 1 к аноду, а вала шнека 6 с помощью токосъемника 7 к катоду. Шнек 6, вращаясь, перемещает по перфорированной трубе обезвоживаемый материал от выходного отверстия бункера 3 к разгрузочному патрубку 4. В процессе перемещения материал обезвоживается под действием трех сил: гравитационной, парционного давления за счет создаваемого в трубе вакуума и электроосмотических сил. Кроме того, при пропускании электрического тока происходит выделение тепла в материале, что способствует ослаблению связи влаги с материалом и, как следствие, интенсификацию процесса обезвоживания. Вакуум в трубе корпуса 1 обеспечивают путем включения вакуумного насоса (не показан) подсоединенного к патрубку 5.The device operates as follows. An aqueous solution of the dispersed material is loaded into the hopper 3. The gear motor 21 is turned on and the torque is transmitted to the shaft 18 of the intermediate support 17 and the screw 6 through the insulating insert 19 using the coupling 20 and the electric current is supplied for electroosmosis by connecting the grounded housing 1 to the anode, and the shaft of the screw 6 using the current collector 7 to the cathode. The screw 6, rotating, moves the dehydrated material along the perforated pipe from the outlet of the hopper 3 to the discharge pipe 4. In the process of moving the material is dehydrated under the action of three forces: gravitational, fractional pressure due to the vacuum created in the pipe and electroosmotic forces. In addition, when electric current is passed, heat is released in the material, which helps to weaken the bond of moisture with the material and, as a result, intensifies the dehydration process. Vacuum in the pipe of the housing 1 is provided by turning on a vacuum pump (not shown) connected to the pipe 5.

Обезвоженный материал выгружают через патрубок 4, который может быть использован в качестве цевки для шприцевания продукта в эластичную оболочку и последующей герметичной упаковки, например, с помощью машины - клипсатора (не показана).The dehydrated material is discharged through a pipe 4, which can be used as a pin for extruding the product into an elastic shell and subsequent hermetic packaging, for example, using a clipper (not shown).

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет большую эффективность обезвоживания и меньшие удельные энергозатраты. Кроме того, упрощена механизация, поскольку исключается ряд вспомогательных операций и процесс осуществлен в непрерывном режиме.Thus, the proposed device in comparison with the prototype has a greater efficiency of dehydration and lower specific energy consumption. In addition, mechanization is simplified, since a number of auxiliary operations are excluded and the process is carried out in a continuous mode.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №982711, МКИ В 01 D 13/02 11, А 01 С 3/00.1. USSR author's certificate No. 982711, MKI B 01 D 13/02 11, A 01 C 3/00.

2. Авторское свидетельство СССР №869105, МКИ В 01 D 35/06.2. USSR author's certificate No. 869105, MKI B 01 D 35/06.

3. Авторское свидетельство СССР №1064971, МКИ В 01 D 13/02.3. USSR author's certificate No. 1064971, MKI B 01 D 13/02.

4. SU 175484 А1, кл. B 01 D 61/56, 09.10.1965, с.2 (прототип).4. SU 175484 A1, cl. B 01 D 61/56, 10/09/1965, p.2 (prototype).

Claims (1)

Устройство для электроосмотического обезвоживания материалов, включающее корпус, являющийся анодом, транспортирующий механизм, являющийся катодом и помещенный внутри корпуса, и вакуумную камеру, отличающееся тем, что корпус выполнен в форме трубы с коаксиально расположенной внутри перфорированной трубой, транспортирующий механизм выполнен в виде шнека, размещенного в перфорированной трубе, опирающегося на электроизолирующую вставку, а на его хвостовике установлен катодный скользящий токосъемник.A device for electroosmotic dehydration of materials, including a housing that is an anode, a transport mechanism that is a cathode and placed inside the housing, and a vacuum chamber, characterized in that the housing is made in the form of a pipe with a perforated pipe coaxially located inside, the transport mechanism is made in the form of a screw placed in a perforated pipe resting on an insulating insert, and a cathode sliding current collector is installed on its shank.
RU2004130757/15A 2004-10-21 2004-10-21 Device for electro-osmosis dehydration of materials RU2273513C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130757/15A RU2273513C2 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Device for electro-osmosis dehydration of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130757/15A RU2273513C2 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Device for electro-osmosis dehydration of materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004130757A RU2004130757A (en) 2005-02-10
RU2273513C2 true RU2273513C2 (en) 2006-04-10

Family

ID=35208690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004130757/15A RU2273513C2 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Device for electro-osmosis dehydration of materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273513C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108793666A (en) * 2017-04-29 2018-11-13 聂云亮 Rotating electrode type electroosmotic dehydration device for water-containing materials dehydration

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004130757A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITMO20100186A1 (en) EQUIPMENT AND METHOD FOR THE DEHYDRATION OF SLUDGE DEHYDRATION TREATMENT.
RU2273513C2 (en) Device for electro-osmosis dehydration of materials
JP2006341175A (en) Compression and vacuum drying method of garbage or the like and machine for the same
CA2229642A1 (en) Dewatering of sludges
CN102192640A (en) Electroosmotic dehydration method and device for material containing water
CN206870418U (en) Single-screw press master
CN215559600U (en) High-efficient belt filter press
CN109574462A (en) A kind of continous way electro-osmosis mud drying device
PT2383232E (en) System and method for the concentration of a slurry
CN108101338B (en) Sludge dewatering device based on electroosmosis principle
US4975166A (en) Apparatus and method for removing liquid from liquid bearing material
JPS6258839B2 (en)
KR100960175B1 (en) Mill pump for food waste and sewage sludge
JPS5936507A (en) Continuous electroosmosis dehydrating equipment for sludge by beltconveying system
KR100441168B1 (en) Electro-dewatering system of filter press
JP3757137B2 (en) Sludge dewatering equipment by electrophoresis
JPS592955Y2 (en) Screw press type dehydrator
US1822486A (en) Drier
RU2242496C1 (en) Peat dehydration apparatus
CN217058252U (en) Drying device is used in quartz sand production
SU1064971A1 (en) Apparatus for electroosmotic dehydration of suspension
CN107314622B (en) A kind of dehydration device and dewatering process of water rubber powder mixture
CN211147081U (en) Crushing and dewatering device capable of drying
CN211346074U (en) Solid-liquid separation recovery unit
CN216998105U (en) Sludge dewatering processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081022