UA124994C2 - Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів - Google Patents

Abstract

Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів належить до центрифуг або машин для здійснення фізичних чи хімічних процесів, а саме до центрифуг з обертовими барабанами, в яких тверді частини чи тіла розділяються за допомогою відцентрової сили з одночасним просіюванням і може бути використаний для обезводнення зернистих матеріалів у гірничодобувної, вугільної, хімічної промисловості, а також при вторинній переробці полімерів. Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів безперервної або періодичної дії, що містить корпус, встановлений на рушійному валу, перфорований фільтруючий ротор, кожух, накривку з завантажувальним патрубком, пристосування для вивантажування обезводненого матеріалу та пристосування для видалення води та повітря у вигляді закріпленого на корпусі пристрою відводу, яке містить відцентрове колесо, встановлене на рушійному валу з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора. У запропонованому пристрої звичайна відцентрова фільтрація об'єднана з фільтрацією з використанням розрідження, що дозволяє суттєво підвищити ефективність обезводження зернистих матеріалів.

Description

Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів належить до центрифуг або машин для здійснення фізичних чи хімічних процесів, а саме до центрифуг з обертовими барабанами, в яких тверді частини чи тіла розділяються за допомогою відцентрової сили з одночасним просіюванням, і може бути використаний для обезводнення зернистих матеріалів у гірничодобувної, вугільної, хімічної промисловості, а також при вторинній переробці полімерів.

При вторинній переробці полімерів обов'язковою операцією є сушка матеріалів. Сушка з використанням тепла вимагає великих витрат енергії. Для зниження витрат енергії сушку проводять в два етапи. Спочатку робиться механічне обезводнення матеріалу. Механічне обезводнення набагато економічніше за теплову сушку, але забезпечує тільки часткове видалення вологи з матеріалу. Після механічного обезводнення проводиться теплова сушка матеріалу. Чим вище ефективність механічного обезводнення, тим менше потрібно буде витрачати енергії в процесі теплової сушки матеріалу і тим менше будуть загальні витрати енергії на сушку матеріалу.

Відома центрифуга, яка містить корпус, встановлений на рушійному валу конічний фільтруючий ротор, патрубок для завантаження матеріалу, приймач твердої і рідкої фази, розташований над патрубком для видалення рідкої фази дефлектор, встановлені одна над іншою кругові пластини з прорізами, закріплені на внутрішній стінці приймача рідкої фази |11.

Недоліком центрифуги є низька ефективність обезводнення матеріалу унаслідок дуже малого часу перебування матеріалу в центрифузі.

Суттєвим недоліком центрифуги є те, що при обезводненні зернистих матеріалів, які містять зерна різних розмірів, зерна з розмірами меншими діаметру отворів перфорації, що пройшли через отвори перфорації, можуть осідати на пластинах та днищі корпусу центрифуги. Тому для нормальної роботи центрифуги потрібні часті зупинки для її чищення.

Найбільш близьким до пропонованого пристрою по технічній суті є пристрій для обезводнення зернистих матеріалів безперервної дії, який містить корпус, встановлений на рушійному валу конічний барабан з перфорованими бічною поверхнею і днищем, і встановленими на днищі лопатями, розташований під днищем барабана дифузор, пристосування для вивантажування обезводненого матеріалу, пристосування для видалення води і повітря (21.

Зо Недоліком цього пристрою є те, що суттєва частина повітря, що поступає в пристрій, проходить усередині перфорованого барабана і виходить із пристрою разом із зневодненим матеріалом, відносячи з собою деяку кількість води, що знижує ефективність обезводнення матеріалу цим пристроєм.

Недоліком цього пристрою є також те, що при обезводненні зернистих матеріалів з різними розмірами зерен, дрібні зерна будуть осідати на днищі корпусу пристрою і для нормальної роботи пристрою потрібні часті зупинки для його чищення.

У пристроях для обезводнення зернистих матеріалів пристосування для вивантажування обезводненого матеріалу і пристосування для видалення води та повітря можуть бути виконані у вигляді кільцевих або спіральних відводів. Наявність відводів покращує умови експлуатації цих пристроїв.

Задачею винаходу є підвищення ефективності механічного обезводнення зернистих матеріалів і поліпшення умов експлуатації пристроїв для обезводнення зернистих матеріалів.

Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для обезводнення зернистих матеріалів безперервної або періодичної дії, який містить корпус, встановлений на рушійному валу перфорований фільтруючий ротор, кожух, накривку з завантажувальним патрубком, пристосування для вивантажування обезводненого матеріалу, пристосування для видалення води та повітря у вигляді закріпленого на корпусі відводу, останнє містить встановлене на рушійному валу з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора відцентрове колесо.

Новизною запропонованого технічного рішення є те, що пристосування для видалення води та повітря містить встановлене на рушійному валу із зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора відцентрове колесо.

Додавання до пристосування для видалення води та повітря відцентрового колеса, встановленого на рушійному валу з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора, дозволяє створити розрідження у порожнині між фільтруючим ротором і кожухом і, як наслідок цього, повітряний потік, який проходить через шар зневоднюваного матеріалу із внутрішньої порожнини перфорованого фільтруючого ротора у порожнину між фільтруючим ротором і кожухом пристрою і далі через віддентрове колесо і відвід, що його охоплює, на вихід із пристрою. Цей повітряний потік видуває воду, яка міститься між зернами матеріалу, підвищуючи ефективність обезводнення матеріалу, і виносить воду та дрібні зерна матеріалу, які пройшли через отвори перфорації фільтруючого ротора, із пристрою, перешкоджаючи відкладенню дрібних зерен на внутрішніх поверхнях кожуху та пристосування для видалення води та повітря.

Згідно з проведеними патентно-інформаційними дослідженнями пропоноване технічне рішення є новим, ознаки суттєвими, промислово застосовними, неочевидними і спрямованими на досягнення поставленої винаходом задачі.

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений загальний вигляд пристрою для обезводнення зернистих матеріалів безперервної дії (повздожній розріз); на фіг. 2 - поперечний розріз по пристосуванню для видалення води та повітря; на фіг. З - загальний вигляд пристрою періодичної дії (повздовжній розріз).

Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів безперервної дії містить корпус 1, встановлений в підшипниках рушійний вал 2, закріплений на рушійному валу конічний перфорований фільтруючий ротор 3, кожух 4, накривку 5 з завантажувальним патрубком 6, пристосування для вивантаження зневодненого матеріалу у вигляді відводу 7, закріпленого на кожусі, пристосування для видалення води та повітря у вигляді закріпленого на корпусі 1 відводу 8, встановлене на рушійному валу 2 з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора відцентрове колесо 9.

Пристрій безперервної дії працює наступним чином.

При обертанні рушійного валу 2 з встановленим на ньому конічним перфорованим фільтруючим ротором З зернистий матеріал, що підлягає обезводненню, безперервно через завантажувальний патрубок 6 подається на днище фільтруючого ротора, звідки віддентровими силами відкидається на його бічну перфоровану поверхню. По бічній поверхні фільтруючого ротора матеріал рухається до широкого зрізу ротора. Під дією відцентрових сил вода, яка міститься в матеріалі, через отвори перфорації видавлюється у порожнину між фільтруючим ротором З і кожухом 4.

При обертанні встановленого на рушійному валу 2 відцентрового колеса 9 у порожнині між фільтруючим ротором З та кожухом 4 утворюється розрідження і із навколишнього простору через завантажувальний патрубок б втягується повітря. Повітря проходить із внутрішньої порожнини фільтруючого ротора у порожнину між фільтруючим ротором З і кожухом 4 через

Зо матеріал, що рухається по перфорованій бічній поверхні фільтруючого ротора, і видуває воду, яка міститься між зернами матеріалу, тим самим сприяючи більш ефективному обезводненню матеріалу.

Разом із водою та повітрям у порожнину між фільтруючим ротором З та кожухом 4 потрапляють зерна матеріалу, розмір котрих менше діаметру отворів перфорації фільтруючого ротора. З порожнини між фільтруючим ротором і кожухом повітря, вода та дрібні зерна примусово через відцентрове колесо 9 та відвід 8 виводяться з пристрою.

Повітряний потік, що проходить через пристрій обезводнення, впливає на воду та дрібні зерна матеріалу, що виводяться з пристрою, сприяючи більш повному їх видаленню із пристрою.

Після проходження фільтруючого ротора 3 зневоднений матеріал потрапляє до пристосування для вивантажування зневодненого матеріалу у вигляді закріпленого на кожусі 4 відводу 7 та виводиться із пристрою.

Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів періодичної дії містить корпус 10, встановлений в підшипниках рушійний вал 11, закріплений на рушійному валу фільтруючий ротор 12, кожух 13, накривку 14 з завантажувальним патрубком 15, пристосування для видалення води та повітря у вигляді закріпленого на корпусі 10 відводу 16, встановлене на рушійному валу з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора відцентрове колесо 17.

Фільтруючий ротор 12 виконаний з перфорованою бічною поверхнею та суцільною накривкою з центральним отвором на верхньому торці.

Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів періодичної дії працює наступним чином.

Зернистий матеріал, що підлягає обезводненню, при обертанні рушійного валу 11 у визначеній кількості завантажується через патрубок 15 у фільтруючий ротор 12. Під дією відцентрових сил матеріал притискується до бічної перфорованої поверхні фільтруючого ротора, вода, яка міститься в матеріалі, через отвори перфорації видавлюється у порожнину між фільтруючим ротором12 і кожухом 13. Разом з водою в цю порожнину потрапляє якась кількість зерен з розмірами меншими діаметру отворів перфорації фільтруючого ротора.

При обертанні встановленого на рушійному валу з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора відцентрового колеса 17 у порожнині між фільтруючим ротором 12 і кожухом 13 утворюється розрідження і під дією перепаду тиску із зовнішнього простору через бо завантажувальний патрубок 15 втягується повітря. Повітря проходить із внутрішньої порожнини фільтруючого ротора у порожнину між фільтруючим ротором 12 та кожухом 13 через товщу зернистого матеріалу і видуває воду, яка міститься між зернами матеріалу, тим самим сприяючи більш ефективному обезводненню матеріалу.

Із порожнини між фільтруючим ротором і кожухом повітря, вода та дрібні зерна матеріалу віддентровим колесом 17 через відвід 16 виводяться із пристрою. Вивантажування зневодненого матеріалу із пристрою робиться вручну або з використанням пневмотранспортної установки всмоктувальної дії.

У запропонованому пристрої для обезводнення зернистих матеріалів періодичної дії звичайна відцентрова фільтрація об'єднана з фільтрацією з використанням розрідження. Таке об'єднання дозволяє отримати синергетичний ефект за рахунок збільшення швидкості дренування води в товщі матеріалу (|З). Тобто, зниження вологості матеріалу буде суттєво вище, ніж сума зниження вологості, яка може бути отримана при роздільному використанні цих двох способів фільтрації при однаковому часі перебування матеріалу в пристрої.

Нині на запропоновані пристрої для обезводнення зернистих матеріалів безперервної дії та пристрій для обезводнення зернистих матеріалів періодичної дії розроблена конструкторська документація, виготовлений дослідний зразок пристрою безперервної дії, проводяться виробничі випробування цього зразка. Отримані позитивні результати. При обезводненні дробленки поліпропілену з вологістю 35 відсотків на вході в пристрій при продуктивності 350 кг/год. по сухому матеріалу на виході з пристрою отримана вологість матеріалу 1,4 відсотка.

Температура навколишнього повітря при цьому була ж 24 градуси за Цельсієм, вологість 30 відсотків.

Джерела інформації: 1. Патент Рф Мо 2 252 823, кл. В04 ВЗ3/00, заявлено 05.04.2004, опубліковане 27.05.2005. 2. Авторське свідоцтво СРСР Мо 927 306, кл. МКл3 ВОЗ 85/32, 04 83/04, ВО7 В1/22 заявлене 19.09. 75, опубліковане 15.05.82. 3. Патент РФ Мо 2 335 344, кл. В04 В3/00, заявлене 12.04.2002, опубліковане 10.10.2008.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Зо Пристрій для обезводнення зернистих матеріалів безперервної або періодичної дії, що містить корпус, встановлений на рушійному валу перфорований фільтруючий ротор, кожух, накривку з завантажувальним патрубком, пристосування для вивантажування зневодненого матеріалу та пристосування для видалення води та повітря у вигляді відводу, закріпленого на корпусі пристрою, який відрізняється тим, що пристосування для видалення води та повітря містить відцентрове колесо, встановлене на рушійному валу з зовнішнього боку донної частини фільтруючого ротора.