RU2336256C1

RU2336256C1 - Sapropel dewatering machine

Info

Publication number: RU2336256C1
Application number: RU2007110467/12A
Authority: RU
Inventors: Юрий Дмитриевич Тарасов (RU); Юрий Дмитриевич Тарасов
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-10-20

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: machine incorporates a sapropel pressure-feed device, an unloading device, a process device to withdraw water from the sapropel mass made up of a flexible belt traveling in the vertical plane over the drive and tension drums and furnished with beads on its edges for the said sapropel mass to be laid thereon. The aforesaid machine includes also water separators, each representing a continuous flexible belt traveling over the said two drums with its outer surface furnished with a loose capillary-structure material layer. The bearing housings fitted in the shafts of one of the drums are arranged so as to be moved and locked in the guides. The machine comprises, as well, a hollow perforated squeezer roll arranged on the end of pivoted lever to revolve and interact with the water separator flexible belt suck-out layer. An inclined water withdrawal chute is arranged under the squeezer roll, while the flexible belt upper run in the water separator drum area is arranged to be sagged and to embrace the said drum from below. The water separator belt edges are inclined towards the feed device, one of them embracing the drive drum and linked with it via a gear set that features a gear ratio equal to unity. The lower drums are arranged on the machine frame, the squeeze roll lever pivots being fixed on the upper edges of the bearing housings. Note that elongation factor of the said belts is taken to exceed the linear expansion factor of the loose capillary porous water-saturated layer. The complete set of the equipment is arranged in a heat-insulated casing allowing feeding air heated to 50 to 70 C° thereto.

EFFECT: higher efficiency of sapropel dewatering, lower labour, material and power inputs.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машинам для обезвоживания сапропеля и может быть использовано для снижения влагосодержания сапропелей коллоидной структуры перед их сушкой или переработкой.The invention relates to machines for dehydration of sapropel and can be used to reduce the moisture content of sapropels of the colloidal structure before drying or processing.

Известна машина для обезвоживания сапропеля (прототип), включающая загрузочное приспособление для подачи сапропеля под давлением, разгрузочное приспособление, технологический аппарат для отвода воды из сапропелевой массы, состоящий из замкнутой на приводном и натяжном барабанах гибкой ленты с буртиками по ее краям, над верхней ветвью которой установлены с возможностью вращения и взаимодействия с ней обезвоживающие барабаны с возможностью их вращения с окружной скоростью, равной линейной скорости гибкой ленты, наружная цилиндрическая поверхность обезвоживающих барабанов покрыта обезвоживающим слоем, а корпуса подшипников их осей размещены с возможностью смещения в направляющих, ориентированных нормально к плоскости ленты, и снабжены нажимными приспособлениями, каждый обезвоживающий барабан установлен совместно с полым перфорированным отжимным роликом, размещенным на конце шарнирно установленного рычага, подпружиненного к направляющим обезвоживающего барабана, с возможностью вращения и взаимодействия с цилиндрической поверхностью обезвоживающего барабана, под отжимным роликом размещен наклонный желоб для отвода воды, а верхняя ветвь ленты в зоне размещения каждого обезвоживающего барабана опирается на два ролика с охватом обезвоживающего барабана снизу, загрузочное приспособление снабжено щелевым дозатором с возможностью подачи через него сапропеля и его размещения по ширине ленты между ее буртиками, а обезвоживающий слой на каждом обезвоживающем барабане сформирован из наклеенных на нерастяжимую тканую подложку пористого материала незамкнутой капиллярной структуры (RU №2248957 С2, С05F 7/00, С02F 11/12, 2005 г.).A known machine for dehydration of sapropel (prototype), including a loading device for supplying sapropel under pressure, an unloading device, a technological apparatus for draining water from a sapropel mass, consisting of a flexible tape closed on the drive and tension drums with flanges along its edges, above the upper branch of which the dewatering drums are installed with the possibility of rotation and interacting with it with the possibility of rotation with a peripheral speed equal to the linear speed of the flexible tape, the outer cylindrical the surface of the dewatering drums is covered with a dehydrating layer, and the bearings of their axes are displaced in guides oriented normally to the plane of the tape and equipped with pressing devices, each dewatering drum is installed together with a hollow perforated squeezing roller located at the end of the articulated lever, spring-loaded to dewatering drum guides, with the possibility of rotation and interaction with the cylindrical surface of the dewatering drum, An inclined chute for water drainage is placed on the squeeze roller, and the upper branch of the tape in the area of each dewatering drum is supported by two rollers with a coverage of the dewatering drum from below, the loading device is equipped with a slotted dispenser with the possibility of feeding sapropel through it and placing it across the width of the tape between its shoulders and the dewatering layer on each dewatering drum is formed from a porous material of an open capillary structure glued onto an inextensible fabric substrate (RU No. 2248957 C2, C05F 7/00, CO2F 11/12, 2005).

Однако с помощью известной машины для обезвоживания удается удалить из сапропелевой массы не более 40-50% воды, поэтому операция сушки обезвоженного сапропеля остается достаточно трудоемкой и энергоемкой. Кроме того, формирование на обезвоживающих барабанах слоев из материала с незамкнутой капиллярной структурой, которые необходимо периодически заменять по мере их износа, является достаточно трудоемкой и материалоемкой операцией за счет специальной технологии закрепления отсасывающего материала на подложке, а самой подложки - на обезвоживающем барабане и относительно малого ресурса самого обезвоживающего слоя из-за возможного его пучения на поверхности обезвоживающего барабана.However, using the known machine for dehydration, it is possible to remove no more than 40-50% of water from the sapropelic mass, therefore, the drying operation of the dehydrated sapropel remains rather laborious and energy-intensive. In addition, the formation of layers of a material with an open capillary structure on dewatering drums, which must be periodically replaced as they wear, is a rather time-consuming and material-intensive operation due to special technology of fixing the suction material on the substrate, and the substrate itself on the dewatering drum and a relatively small the resource of the dehydration layer itself due to its possible heaving on the surface of the dehydration drum.

Известен также комплекс для снижения влагосодержания сапропеля, у которого каждый водоотделитель выполнен в виде бесконечной гибкой ленты, замкнутой на двух барабанах, а на наружной поверхности этой ленты закреплен слой пористого материала незамкнутой капиллярной структуры (RU №2233805 С2, С05F 7/00, С02F 11/12, 2004 г.).Also known is a complex for reducing the moisture content of sapropel, in which each water separator is made in the form of an endless flexible tape closed on two drums, and a layer of porous material of an open capillary structure is fixed on the outer surface of this tape (RU No. 2233805 C2, C05F 7/00, C02F 11 / 12, 2004).

Недостатки комплекса аналогичны предыдущей машине для обезвоживания сапропеля.The disadvantages of the complex are similar to the previous sapropel dehydration machine.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса водоотделения из сапропелевой массы и снижение трудоемкости и материалоемкости при эксплуатации машины для обезвоживания сапропеля.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the process of water separation from sapropelic mass and to reduce the complexity and material consumption during operation of the machine for dehydration of sapropel.

Технический результат достигается тем, что в машине для обезвоживания сапропеля, включающей загрузочное приспособление для подачи сапропеля под давлением, разгрузочное приспособление, технологический аппарат для отвода воды из сапропелевой массы, состоящий из замкнутой в вертикальной плоскости на приводном и натяжном барабанах гибкой ленты с буртиками по ее краям с возможностью размещения между буртиками сапропелевой массы, водоотделители, каждый из которых выполнен в виде бесконечной гибкой ленты, замкнутой на двух барабанах, на наружной поверхности ленты закреплен слой пористого материала с незамкнутой капиллярной структурой, а корпуса подшипников оси одного из барабанов размещены с возможностью смещения в направляющих и фиксации в них, полый перфорированный отжимной ролик, размещенный на конце шарнирно установленного рычага с возможностью вращения и взаимодействия с отсасывающим слоем гибкой ленты водоотделителя, под отжимным роликом размещен наклонный желоб для отвода воды, верхняя ветвь гибкой ленты в зоне размещения барабана водоотделителя размещена с возможностью прогиба с охватом этого барабана снизу, согласно изобретению контуры лент водоотделителей размещены с наклоном в сторону загрузочного приспособления, при этом один из контуров размещен с возможностью огибания приводного барабана гибкой ленты и кинематически связан с ним зубчатой парой с передаточным отношением, равным единице, нижние барабаны этих контуров установлены на раме машины, а шарниры рычагов отжимных роликов закреплены на верхних кромках корпусов подшипников подвижных барабанов контуров, при этом коэффициент упругого удлинения гибких лент водоотделителей принят больше коэффициента линейного расширения слоя пористого материала незамкнутой капиллярной структуры в его водонасыщенном состоянии, все оборудование размещено в теплоизолированном кожухе с возможностью подачи в него нагретого до 50-70°C воздуха.The technical result is achieved in that in a machine for dehydration of sapropel, including a loading device for supplying sapropel under pressure, an unloading device, a technological device for draining water from a sapropel mass, consisting of a flexible tape closed with a flange in the vertical plane on the drive and tension drums along its shoulders edges with the possibility of placing sapropelic masses between the beads, water separators, each of which is made in the form of an endless flexible tape, closed on two drums, on a layer of porous material with an open capillary structure is fixed to the tape’s surface, and the bearing housings of the axis of one of the drums are placed with the possibility of displacement in the guides and fixation in them, a hollow perforated squeezing roller placed at the end of the articulated lever with the possibility of rotation and interaction with the suction layer of a flexible water separator tapes, an inclined chute for water drainage is placed under the squeeze roller, the upper branch of the flexible tape in the zone where the water separator drum is placed with the possibility of deflection with the coverage of this drum from below, according to the invention, the contours of the water separator tapes are inclined towards the loading device, one of the circuits being placed with the ability to bend the drive drum of a flexible tape and kinematically connected to it by a gear pair with a gear ratio equal to one, lower drums of these circuits are mounted on the frame of the machine, and the hinges of the levers of the squeezing rollers are fixed on the upper edges of the bearing housings of the moving drums of the circuits, while Other elongation of flexible tapes of water separators is adopted more than the coefficient of linear expansion of the porous material layer of an open capillary structure in its water-saturated state, all equipment is placed in a heat-insulated casing with the possibility of supplying air heated to 50-70 ° C.

Машина для снижения влагосодержания сапропеля показана на фиг.1 - продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1.A machine for reducing the moisture content of sapropel is shown in figure 1 is a longitudinal section, in figure 2 is a section aa in figure 1.

Машина для обезвоживания сапропеля состоит из загрузочного приспособления 1, обеспечивающего подачу сапропеля под давлением, разгрузочного приспособления 2, технологического аппарата для отвода воды из сапропелевой массы, состоящего из замкнутой в вертикальной плоскости на приводном 3 и натяжном 4 барабанах гибкой ленты 5, выполненной из теплостойкого и теплопроводящего материала, с наклеенными на ленту 5 буртиками 6 и 7 по ее краям. Над верхней ветвью ленты 5 установлен один водоотделитель, нижний барабан 8 которого установлен на раме 9 машины с возможностью прогиба верхней ветви гибкой ленты 5 и охвата ею снизу барабана 8. A c возможностью огибания приводного барабана 3 размещен второй водоотделитель, нижний барабан 10 которого также установлен на раме 9 машины. При этом оси 11 и 12 барабанов 3 и 10 кинематически связаны между собой зубчатой парой 13, 14 с передаточным отношением, равным единице. Контуры гибких лент 15 и 16 обоих водоотделителей размещены с наклоном в сторону загрузочного приспособления 1. Гибкие ленты 15 и 16 покрыты слоями 17 и 18 пористого материала незамкнутой капиллярной структуры типа «Экспресс». При этом коэффициент упругого удлинения гибких лент 15 и 16 водоотделителей принят больше коэффициента линейного расширения слоев 17 и 18 пористого материала незамкнутой капиллярной структуры в его водонасыщенном состоянии. Верхние подвижные барабаны 19 и 20 размещены с возможностью смещения и фиксации корпусов 21 и 22 их подшипников в направляющих 23 и 24 рамы 9. Шарниры рычагов отжимных роликов закреплены. На верхних кромках корпусов 21 и 22 подшипников подвижных барабанов 19 и 20 контуров закреплены шарниры 25 и 26 рычагов 27 и 28, на свободных концах которых размещены полые перфорированные отжимные ролики 29 и 30 с возможностью их взаимодействия с верхними барабанами 19 и 20. Корпуса 31 подшипников натяжного барабана 4 размещены с возможностью смещения и фиксации в направляющих 32 рамы 9. 33 - наклонные желоба для отвода воды. Все оборудование размещено в теплоизолированном кожухе 34 с возможностью постоянной подачи в его внутреннюю полость 35 нагретого до 50-70°C воздуха. 36 - слой сапропелевой массы, 37 - направление движения гибкой ленты 5. 38 - приемное приспособление для обезвоженного сапропеля.The sapropel dehydration machine consists of a loading device 1, which supplies sapropel under pressure, a discharge device 2, a technological apparatus for removing water from the sapropel mass, consisting of a flexible tape 5 made of heat-resistant and heat-conducting material, with strips 6 and 7 glued to the tape 5 along its edges. One water separator is installed above the upper branch of the belt 5, the lower drum 8 of which is mounted on the machine frame 9 with the possibility of bending the upper branch of the flexible tape 5 and covering it from the bottom of the drum 8. A with the possibility of bending around the drive drum 3, a second water separator is located, the lower drum 10 of which is also installed there are 9 cars on the frame. In this case, the axes 11 and 12 of the drums 3 and 10 are kinematically connected to each other by a gear pair 13, 14 with a gear ratio equal to one. The contours of the flexible tapes 15 and 16 of both water separators are slanted towards the loading device 1. The flexible tapes 15 and 16 are covered with layers 17 and 18 of porous material of an open capillary structure of the Express type. Moreover, the coefficient of elastic elongation of the flexible tapes 15 and 16 of the water separators is taken to be greater than the coefficient of linear expansion of the layers 17 and 18 of the porous material of an open capillary structure in its water-saturated state. The upper movable drums 19 and 20 are placed with the possibility of displacement and fixing of the housings 21 and 22 of their bearings in the guides 23 and 24 of the frame 9. The hinges of the levers of the squeeze rollers are fixed. Hinges 25 and 26 of levers 27 and 28 are fixed on the upper edges of the bearings 21 and 22 of the bearings of the moving drums 19 and 20, the hollow perforated squeeze rollers 29 and 30 are placed at their free ends with the possibility of their interaction with the upper drums 19 and 20. Bearing housings 31 the tension drum 4 is placed with the possibility of displacement and fixing in the guides 32 of the frame 9. 33 - inclined grooves for water drainage. All equipment is housed in a thermally insulated casing 34 with the possibility of a constant supply of air heated to 50-70 ° C to its internal cavity 35. 36 - a layer of sapropelic mass, 37 - the direction of movement of the flexible tape 5. 38 - receiving device for dehydrated sapropel.

Машина для обезвоживания сапропеля действует следующим образом. После увлажнения слоев 17 и 18 из материала незамкнутой капиллярной структуры верхние барабаны 19 и 20 водоотделителей смещают в направляющих 23 и 24 вверх, натягивая гибкие ленты 15 и 16 таким образом, чтобы пористый материал 17, 18 не пучился. Во внутреннюю полость 35 кожуха 34 от калорифера (не показан) подается нагретый до 50-70°C воздух, который поддерживает в нагретом состоянии элементы машины, контактирующие с сапропелевой массой 36. При включении приводного барабана 3 гибкая лента 5 начинает двигаться в направлении 37. За счет взаимодействия буртиков 6 и 7, закрепленных на гибкой ленте 5, с нижним барабаном 8 начинает двигаться гибкая лента 15 первого контура водоотделителя, а от приводного барабана 3 гибкая лента 16 второго контура водоотделителя. Из загрузочного приспособления 1 сапропелевая масса 36 подается на подогретую гибкую ленту 5, располагаясь на ней равномерно между буртиками 6 и 7. Продвигаясь с лентой 5 в направлении 37 и последовательно взаимодействуя с обезвоживающими слоями 17 и 18 гибких лент 15 и 16 водоотделителей, сапропель 36 отдает влагу этим слоям. Глубокое обезвоживание сапропеля обеспечивается за счет гигроскопического эффекта, проявляющегося при следующих друг за другом циклах сжатия и восстановления первоначальной структуры обезвоживающего слоя из материала незамкнутой капиллярной структуры. Интенсификация процесса водоотделения происходит за счет нарушения структурных связей в сапропелевой массе при ее нагревании. Постоянная подача подогретого до 50-70°C воздуха во внутреннюю полость 35 кожуха 34 не позволяет сапропелевой массе 36 остыть при ее перемещении и изменить свою структуру до момента взаимодействия с обезвоживающими слоями 17 и 18 водоотделителей.Machine for dehydration of sapropel operates as follows. After moistening the layers 17 and 18 of the material of the open capillary structure, the upper drums 19 and 20 of the water separators are displaced upward in the guides 23 and 24, pulling the flexible strips 15 and 16 so that the porous material 17, 18 does not heave. Heated air up to 50-70 ° C is supplied into the internal cavity 35 of the casing 34 from a heater (not shown), which maintains in a heated state machine elements in contact with the sapropelic mass 36. When the drive drum 3 is turned on, the flexible tape 5 starts moving in the direction 37. Due to the interaction of the beads 6 and 7, mounted on the flexible tape 5, with the lower drum 8, the flexible tape 15 of the first water separator circuit starts to move, and from the drive drum 3, the flexible tape 16 of the second water separator circuit. From the loading device 1, the sapropelic mass 36 is fed to the heated flexible tape 5, located evenly between the shoulders 6 and 7. Moving with the tape 5 in the direction 37 and sequentially interacting with the dewatering layers 17 and 18 of the flexible tapes 15 and 16 of the water separators, the sapropel 36 gives moisture to these layers. Deep dehydration of the sapropel is provided due to the hygroscopic effect, which is manifested in successive cycles of compression and restoration of the initial structure of the dehydration layer from the material of an open capillary structure. The intensification of the water separation process occurs due to the violation of structural bonds in the sapropelic mass when it is heated. The constant supply of air heated to 50-70 ° C to the inner cavity 35 of the casing 34 does not allow the sapropelic mass 36 to cool when it moves and change its structure until it interacts with the dewatering layers 17 and 18 of the water separators.

При вращении нижних барабанов 8 и 10 и движении огибающих их гибких лент 15 и 16 обогащенные влагой слои 17 и 18 постоянно набегают на отжимные ролики 29 и 30, благодаря чему аккумулированная в слоях 17 и 18 влага отжимается и попадает в наклонные желоба 33 и далее - в сливную трубу (не показана). Обезвоженный слой сапропелевой массы 36 сбрасывается с ленты 5 в зоне приводного барабана 3 в приемное приспособление 38 и направляется на дальнейшую обработку, например сушку. Гибкая лента 5 очищается от приставших частиц обезвоженного сапропеля очистителем.When the lower drums 8 and 10 rotate and the flexible bands 15 and 16 envelope them, the moisture-rich layers 17 and 18 constantly run onto the squeeze rollers 29 and 30, due to which the moisture accumulated in the layers 17 and 18 is squeezed out and enters the inclined grooves 33, and further - into a drain pipe (not shown). The dehydrated layer of sapropelic mass 36 is discharged from the belt 5 in the area of the drive drum 3 to the receiving device 38 and is sent for further processing, for example, drying. Flexible tape 5 is cleaned of adhering particles of dehydrated sapropel with a cleaner.

Экспериментальные исследования показали, что благодаря существенному повышению эффективности процесса обезвоживания сапропеля при его нагревании до 50-70°C можно ограничиться всего двумя циклами водоотделения, что упрощает и удешевляет оборудование для обезвоживания.Experimental studies have shown that due to a significant increase in the efficiency of the sapropel dehydration process when it is heated to 50-70 ° C, you can limit yourself to just two water separation cycles, which simplifies and reduces the cost of dehydration equipment.

Отличительные признаки изобретения позволяют повысить эффективность обезвоживания сапропеля коллоидной структуры с удалением до 75-85% влаги от массы исходной пульпы при низкой энергоемкости процесса переработки сапропеля в технологической цепочке добыча - обезвоживание - сушка, упростить и удешевить машину для обезвоживания, снизить трудоемкость и материалоемкость при ее эксплуатации.Distinctive features of the invention can improve the efficiency of dehydration of sapropel colloidal structure with the removal of up to 75-85% moisture from the mass of the original pulp at a low energy intensity of the processing of sapropel in the production chain extraction - dehydration - drying, simplify and reduce the cost of the machine for dehydration, reduce labor and material consumption during its operation.

Claims

A sapropel dehydration machine, including a loading device for supplying sapropel under pressure, an unloading device, a technological device for draining water from a sapropel mass, consisting of a flexible tape closed in a vertical plane on the drive and tension drums with flanges along its edges with the possibility of placement between the flanges of the sapropel masses, water separators, each of which is made in the form of an endless flexible tape closed on two drums, a porous layer is fixed on the outer surface of the tape of that material with an open capillary structure, and the bearing housings of the axis of one of the drums are placed with the possibility of displacement in the guides and fixation in them, a hollow perforated squeeze roller placed at the end of the articulated lever with the possibility of rotation and interaction with the suction layer of a flexible tape of the water separator, under the squeeze the inclined trough for water drainage is placed by the roller, the upper branch of the flexible tape in the zone of placement of the drum of the water separator is placed with the possibility of deflection with the coverage of this drum bottom, characterized in that the contours of the water separator tapes are inclined towards the loading device, while one of the circuits is arranged to bend the drive drum of the flexible tape and is kinematically connected to it by a gear pair with a gear ratio equal to one, the lower drums of these circuits are mounted on the frame of the machine, and the hinges of the levers of the squeeze rollers are fixed on the upper edges of the bearing housings of the moving drums of the contours, while the coefficient of elastic elongation of the flexible tapes of the water separator adopted greater than the coefficient of linear expansion of the porous material layer unclosed capillary structure in its water-saturated state, all equipment is placed in heat insulated casing to supply it to the heated air of 50-70 degrees.