установка для выделения жидкой фазы из материалов

Формула изобретения

Установка для выделения жидкой фазы из материалов, включающая наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, отличающаяся тем, что фильтр смонтирован, по меньшей мере, из одной перфорированной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным на равном расстоянии друг от друга под одинаковыми углами к продольным кромкам перфорированной полосы с образованием одинаковых перфорированных параллелограммов, расположенных после сгиба на перфорированной полосе попеременно в противоположные стороны друг от друга, при этом перфорированная полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру однонаправленных ломаных винтовых линий и одинаковых ломаных винтовых перфорированных карманов треугольной формы по наружной и внутренней перфорированной поверхности фильтра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, например для обезвоживания сырья при производстве пектина, выделения жидкой фазы из сыпучих материалов, при сушке материалов, к сельскому хозяйству, в частности, к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии.

Известен инерционный сгуститель (а.с. № 1389815, кл. В01Д 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатком известной конструкции является малая производительность и необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является установка для отделения жидкой фазы из материалов (патент № 2375099, кл. B01D 33/27, опубл. 10.12. 2009 г., Бюл. № 34), включающая наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, выполненный из скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке трех и более перфорированных полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатком известной конструкции является сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является упрощение конструкции и расширение технологических возможностей установки.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для выделения жидкой фазы из материалов, включающей наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр смонтирован, по меньшей мере, из одной перфорированной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным на равном расстоянии друг от друга под одинаковыми углами к продольным кромкам перфорированной полосы с образованием одинаковых перфорированных параллелограммов, расположенных после сгиба на перфорированной полосе попеременно в противоположные стороны друг от друга, при этом перфорированная полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру однонаправленных ломанных винтовых линий и одинаковых ломанных винтовых перфорированных карманов треугольной формы по наружной и внутренней перфорированной поверхности фильтра.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции установка для выделения жидкой фазы из материалов.

Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление фильтра позволяет обеспечить осевое перемещение частиц материала от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения фильтра, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона фильтра.

Новизна заключается в том, что благодаря ломанным внутренним винтовым перфорированным карманам треугольной формы векторы скорости движения частиц материалов при транспортировки их от загрузке к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процессов выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри фильтра образованы винтовые перфорированные поверхности в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы, что интенсифицирует процесс выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах фильтров в предлагаемой конструкции длина пути прохождения частиц материалов по сравнению с известными конструкциями фильтров значительно больше, что представляет возможность сократить габариты фильтра, как по длине, так и по диаметру, а также способствует интенсификации процессу выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что фильтр выполнен, по меньшей мере, из одной перфорированной полосы, что упрощает изготовление.

Новизна обусловлена тем, что по ломанной винтовой линии образованы карманы треугольной формы, с помощью которых порции материала захватываются, поднимаются вверх и бросаются вниз, что расширяет технологические возможности, увеличивает интенсивность перемешивания и интенсификацирует процесс выделения жидкой фазы из материалов.

Новизна обусловлена тем, что по внутренней поверхности фильтра образованы ломанные винтовые линии одного направления, что расширяет технологические возможности и увеличивает скорость продольного перемещения материала.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру перфорированной поверхности фильтра проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение материалов в каждом сечение фильтра, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид установки для выделения жидкой фазы из материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр, общий вид; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - перфорированная полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для фильтра фиг.3; фиг.6 - перфорированная полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов треугольной формы; фиг.7 - аксонометрическая проекция перфорированной полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов содержит станину 1, выполненную в виде сварной рамы. На станине закреплен привод, состоящий из электродвигателя 2, цепной передачи 3 и четырех роликовых опор 4, на которые установлены две круговые обечайки 5 и 6, в которых закреплены наружный барабан 7, с коаксиально смонтированном в нем фильтром 8. Наружный барабан 7 изготовлен в виде цилиндра, внутри которого закреплены винтовые направляющие 9 - (винтовые вставки), и снабжен по периметру отверстиями 10 для отвода жидкой фазы из фильтра. Участок наружного барабана 7 с отверстиями 10 смонтирован в корпусе 11, который в своей нижней части снабжен окном 12 - (патрубок для отвода фильтрата). На станине 1 смонтировано загрузочное устройство в виде воронки 13 - (входной патрубок). Установка снабжена транспортером 14 для приема твердой фазы материала - (патрубок для отвода сгущенной фракции) и емкость 15 для приема жидкой фазы материалов.

Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4) изготовлен по крайней мере из одной перфорированной полосы 16, соединенной по продольным кромкам 17 (показаны на фиг.3 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой с образованием по наружной и внутренней поверхностях винтовых линий (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29, а также винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы (фиг.4) в виде карманов 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36.

Перфорированная полоса 16 (фиг.5, фиг.6) согнута по прямым линиям 37, размещенным на равном расстоянии L друг от друга и под одинаковыми углами к продольным кромкам 17 перфорированной полосы 16 с образованием параллелограммов 38, 39, расположенных после сгиба попеременно в противоположные стороны друг от друга. Перфорированная полоса 16 после сгиба по прямым линиям (фиг.6) свернута в цилиндрические витки (фиг.7), соединенные друг с другом по продольным кромкам 17 известными методами, например сваркой в фильтр 8. Таким образом, внутри фильтра 8 образованы винтовые перфорированные поверхности в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов работает следующим образом.

В фильтр 8 через устройство для загрузки 13 беспрерывно загружается материал. При вращении фильтра 8 частицы материалов захватываются карманами внутренней винтовой перфорированной поверхностью и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося фильтра 8 и перемещается в сторону выгрузки. При этом за счет карманов треугольной формы частицы материалов поднимаются значительно выше, чем в фильтрах известной формы. Так как поверхность фильтра 8 в виде винтовых треугольной формы карманов непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность фильтра 8 снабжены винтовыми линиями, то в каждой порции частицы материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и выделения жидкой фазы из материалов и расширяются технологические возможности. Поэтому в фильтре 8 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов и каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность отделения жидкой фазы из материалов, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, что обеспечивается перфорированными карманами треугольной формы по внутренней поверхности 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36. В результате интенсифицирует процесс выделения жидкой фазы из материалов, повышается надежность работы и расширяет технологические возможности.

Другими словами, при перемещении материалов внутри фильтра 8, жидкая фаза через его перфорированные отверстия выводится в полость наружного барабана 7, где винтовыми направляющими 9 транспортируется к отверстиям 10. Через отверстия 10 жидкая фаза выводится из полости наружного барабана 7 в полость корпуса 11 и через окно 12 поступает в емкость 15. Твердая фаза материалов выводится через выходное отверстие фильтра 8 на транспортер 14. Поскольку, карманы внутренней перфорированной просеивающей поверхности фильтра 8 расположены под углом к оси вращения, то в каждой порции частицы материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания, разрушения их на мелкие фракции и перетирания частиц материала друг с другом и с перфорированными стенками фильтра 8, повышается интенсивность смешивания частиц материалов, выделения жидкой фазы из материалов и расширяются технологические возможности. Так как внутри фильтра 8 образованы винтовые перфорированные поверхности в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы, то значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов и каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от перфорированных стенок фильтра 8, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса смешивания и их разрушения на мелкие фракции. При этом обеспечивается не только интенсивное перемешивание частиц материалов, но и обеспечивается их измельчение на меньшие фракции и самоочистка просеивающей поверхности.

Наличие в конструкции фильтра 8 винтовых перфорированных поверхностей в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 интенсифицирует процесс выделения жидкой фазы из материалов, повышает надежность работы установки и расширяет технологические возможности, обеспечивает самоочистку просеивающей поверхности фильтра 8.

Таким образом частицы масс материалов при непрерывном вращении фильтра 8 совершают сложное движение, при которым и происходит процесс отделения жидкой фазы из материалов. Частицы масс материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием направленных в одну сторону под углом к продольной оси фильтра 8 винтовых перфорированных поверхностей в виде карманов треугольной формы по внутренней поверхности совершают сложное движение с большой амплитудой в плоскости, перпендикулярной проходному сечению фильтра 8. Так как по длине фильтра 8 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц материала, т.е имеет место повышение интенсивности отделения жидкой фазы из материалов. Наличие винтовых перфорированных поверхностей и винтовых линий по периметру фильтра 8 способствует не только усложнению траекторий их движения, но и перемещению по проходному сечению фильтра 8. При движении масс материала по проходному сечению фильтра 8 жидкая фазы через просеивающую поверхность фильтра 8 попадает в полость барабана 7 и посредством винтовых направляющих 9 - (винтовых вставок), через отверстия 10 выгружаются посредством патрубка для отвода фильтрата 12 в емкость 15 для приема жидкой фазы материалов, а сгущенная фракция выводится на транспортер 14 для приема твердой фазы материала- (патрубок для отвода сгущенной фракции).

Технико-экономическое преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов, повышение интенсивности их смешивания и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц материалов, друг с другом и со стенками фильтра 8, повышает производительность, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы и его производительность.