устройство для выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАЧИ ЖИДКОЙ СРЕДЫ, ОЧИЩЕННОЙ ОТ ТВЕРДЫХ ПРИМЕСЕЙ, включающее раму с установленным на ней приемным коллектором с укрепленным на последнем распределителем потока жидкой среды, расположенным под распределителем корпусом с вибратором, размещенные в корпусе на траверсе верхние вращающиеся валики, а на вертикальных подвесках нижние валики с натянутой на них фильтрующей сеткой с образованием продольных каналов, каждый из которых в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму, отличающееся тем, что оно снабжено рассекателем потока жидкой среды, выполненным в виде симметрично укрепленных на распределителе и подвеске в каждом канале пластинчатых элементов с изогнутыми концами в направлении фильтрующей сетки, а последняя размещена таким образом, что отношение меньшего основания трапеции поперечного сечения каждого канала к большему основанию и высоте ее составляет 1: (1,5-6)-(1-4).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике выдачи очищенной жидкой среды, используемой в пищевой промышленности, а также и в других отраслях народного хозяйства, например в горнодобывающей промышленности.

Известно устройство для выдачи жидкой среды, включающее корпус с патрубками подачи жидкой среды и выдачи ее.

Известное устройство при использовании жидкой среды, загрязненной твердыми примесями, не обеспечивает качественной выдачи и обладает низкой надежностью работы.

Наиболее близким по технической сущности заявленному является устройство для выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей, содержащее раму с установленными на ней приемным коллектором с укрепленным на последнем распределителем потока жидкой среды, расположенный под распределителем корпус с вибратором, установленные на корпусе на траверсе верхние вращающие валики, а на вертикальных подвесках нижние опорные валики с натянутой на них фильтрующей сеткой с образованием продольных каналов, каждый из которых в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму.

Основными недостатками известного устройства являются: значительная материалоемкость и трудоемкость изготовления; большие габаритные размеры, масса и приводная мощность; сложность конструкции фильтровальной сетки; неудовлетворительная конструкция натяжения фильтрующей стенки, что приводит к преждевременному выходу ее из строя и снижению ее очистной способности.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и качества выдаваемой жидкой среды.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей, вводится рассекатель потока жидкой среды, выполненный в виде пластинчатых элементов с изогнутыми концами, установленными на распределителе и вертикальных подвесках и симметрично расположенных в каждой ячейке-канале, фильтровальная сетка размещена таким образом, что отношение меньшего основания поперечного сечения каждого канала к большему и высоте его составляет 1 (1,5-6) (1-4) соответственно, а торцевая стенка приемного коллектора выполнена наклонной.

На фиг. 1 изображено устройство для выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей, вид сбоку; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 2.

Устройство для выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей, состоит из корпуса 1, приемного коллектора 2 с входным патрубком 3 и распределителем потока 4. Сверху шарнирно закреплена откидывающаяся траверса 5, которая прижимается вместе с прижимными планками 6 к корпусу четырьмя болтами 7. На поперечных планках откидывающейся траверсы 5 установлены два винта 8 и 9, на которых шарнирно подвешены балансиры 10 и 11. Последние жестко соединены между собой патрубками 12 и с нижними нажимными валиками 13 при помощи вертикальных пластинчатых подвесок 14 с разведенными в разные стороны нижними концами. За счет этого образуется горизонтальный участок фильтрационной поверхности, увеличивая суммарную ее площадь фильтрации и создавая благоприятные условия для осушки и слипания твердых примесей. Распределитель потока 4 представляет собой сварную конструкцию изогнутых пластин для направления части потока жидкой среды вниз корпуса на фильтрующую сетку и ее стенки. Спереди корпус 1 жестко соединен с опорной плитой 15, на которую устанавливается вибратор 16. Вибрационная часть устройства опирается на раму 17 при помощи трех пружинных опор, из которых одна 18 расположена сзади и две 19 спереди корпуса. Шарнирное соединение каждой опоры с корпусом позволяет придавать ему любой угол наклона. Верхние чашки 20 каждой опоры с помощью винта 21 (или же гибкой связи с механизмом регулировки ее натяжения) соединены с нижней чашкой 22 через амортизатор 23, конструкция которого может быть самой разнообразной.

Для исключения межканальных перетоков жидкой среды в месте сочленения торца подвески с корпусом устанавливается уплотнитель 24 (материалом может служить мягкая или пористая резина, различные полимерные материалы и др.), к которой подвеска прижимается винтом 25.

Установка и натяжение фильтровальной сетки производится следующим образом. Траверса 5 с балансирами 10 и 11 и нижними натяжными валиками 13, а также прижимными планками 6 откидываются вокруг своих осей. На верхние опорные валики 27 укладывается фильтрующая стенка соответствующей длины, а концы ее предварительно закрепляются прижимными планками 6. При этом необходимо соблюдать параллельность нитей сетки относительно кромок прижимных планок.

После этого сетку вручную равномерно укладывают зигзагообразно между верхними опорными валиками 27. Затем опускают траверсу 5 вместе с нижними валиками 13 в рабочее положение. При этом необходимо внимательно следить, чтобы не было случайных загибов и защемлений сетки. Установка траверсы 5 в рабочее положение достигается подтягиванием шарнирных болтов 7, а натяжение фильтрующей сетки и ее равномерное распределение по длине достигается благодаря воздействию нижних натяжных валиков 13, опускаемых вместе с балансирами 10 и 11 посредством винтов 8 и 9. Вращение верхних валиков 27 способствует равномерному перепуску фильтрующей сетки по каналам, а следовательно, натяжение сетки в каждом канале будет одинаковым.

Фильтрующая сетка натянута с образованием продольных каналов, каждый из которых в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму. Устройство имеет рассекатель потока жидкой среды, выполненный в виде симметрично укрепленных на распределителе 4 и вертикальных подвесках 28 в каждом канале пластинчатых элементов 29 и 30 соответственно с изогнутыми концами в направлении фильтрующей сетки.

Устройство для выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей, работает следующим образом.

Вместе с вибратором 16 корпус совершает колебательное движение. Благодаря наличию регулируемой обратной связи 21 в каждой опоре 18 и 19 с амортизатором 23 (например, резиновым) обеспечивается спокойный переход зон резонансных колебаний при пуске и остановке устройства. Жидкая среда с твердыми примесями, например, раствор из скважины, поступает во входной патрубок 3, где распределителем потока 4 равномерно распределяется по приемному коллектору 2 и каналам фильтрующей сетки. При этом скорость движения жидкой среды резко падает, что также способствует равномерному заполнению всех каналов.

Под действием вибрации и гидростатического давления поток жидкой среды фильтруется в основном через боковые стенки фильтрующей сетки, а шлам твердая примесь под действием собственного веса сбрасывается вниз на горизонтальный участок фильтрующей сетки. Ввиду малого диаметра нижних валиков 13 (не более 8-12 мм) пазухи для накопления шлама твердой примеси отсутствуют.

Установка вибратора соосно спереди корпуса и под углом к горизонтальной плоскости обеспечивает колебания корпуса по довольно сложной траектории, которая в большей степени способствует качественному выполнению технологического процесса, т.е. оптимальной очистке жидкой среды от механических твердых примесей и их максимальному обезвоживанию.

Экспериментальным путем было установлено, что на 1/4 части каждого канала, прилегающей к задней стенке корпуса, шлам твердая примесь двигается к задней стенке с образованием конуса. На всей остальной части корпуса шлам двигается к передней стенке до сброса с фильтрующей сетки. Это происходит потому, что отдельные точки корпуса двигаются по разным траекториям, за счет чего достигается наилучшим образом выполнение технологического процесса. Задняя часть корпуса двигается по эллиптической траектории, большая ось которого расположена горизонтально, а малая ось под углом к горизонтальной плоскости. За счет этого боковые стенки каналов совершают колебания с достаточно значительной амплитудой, способствуя повышенной фильтрации жидкой среды через них. Частицы механических примесей, включая частицы вязких высококоллоидальных глин, собственный вес которых направлен практически параллельно боковым стенкам каналов от виброколебаний получают боковые удары на горизонтальный участок фильтрующей сетки в канале, который совершает вертикальные колебания с небольшой амплитудой. Такие условия способствуют транспортировке механических примесей в сторону сброса за счет местной циркуляции жидкой среды, стекаемой с торца пластины, а сетка остается всегда чистой и не забивается. Кроме того, такая траектория движения старается направить поток жидкой среды к задней стенке корпуса, что способствует увеличению времени фильтрации жидкой среды через фильтрационную сетку, значительно увеличивая ее пропускную способность и эффективность очистки от механических примесей.

Концентрированная масса механических примесей с определенным количеством жидкой фазы продолжает двигаться в канале в сторону передней стенки корпуса проходит место, где амплитуда колебаний в обоих направлениях одинакова, т.е. в этом месте корпус двигается по круговой траектории. Далее картина движения меняется. Вертикальная составляющая увеличивается, достигая своего максимума в месте сброса механических примесей с фильтрующей сетки. Это значит, что механические примеси, которые находятся на горизонтальном участке фильтрующей сетки, получают все более увеличивающиеся ударные нагрузки, способствуя его осушке. На практике остаточная влажность механических примесей составила 16,8%

Таким образом, траектория движения различных частей корпуса непосредственным образом влияет на эффективность и скорость выполнения технологического процесса выдачи жидкой среды, очищенной от твердых примесей, и в данном случае имеет оптимальные количественные и качественные показатели.

Кроме того, фильтрующая сетка расположена на валиках таким образом, что отношение меньшего основания к большему и высоте его составляет 1 (1,5-6) (1-4) соответственно. Такое выполнение и установка фильтрующей сетки в сочетании с размещением рассекателя потока жидкой среды обеспечивает оптимальный угол встречи потока жидкой среды к поверхности фильтрующей сетки и за счет скоростного напора на последней создается дополнительный гидростатический перепад давления. Все это способствует: а) увеличить скорость фильтрации потока жидкой среды; б) участки боковых стенок фильтрующей сетки в каждом канале благодаря колебаниям в вертикальной плоскости (что совпадает с направлением действия веса) получают боковой удар, благодаря чему твердые частички примесей в пристеночной зоне находятся во взвешенном состоянии и под действием результирующей силы скатываются вниз, где в стесненных условиях происходит процесс комкования.

За счет натяжения фильтрующей сетки увеличивается число колебаний ее до 25000, а это, в свою очередь, способствует осушке шлама твердых примесей (например до 16-18% при наличии в жидкой среде до 80% глинистых материалов).

При выполнении фильтрующей сетки с соотношением меньшим нижнего предела значений интервала резко уменьшается фильтрационная поверхность и происходит ее забивание и ускоренный выход из строя.

При выполнении фильтрующей сетки с соотношением большим верхнего значения интервала наблюдается значительное изменение гидродинамики потока жидкой среды в каждом канале, резко уменьшается фильтрационная поверхность сетки и как следствие резко падает качество выдаваемой жидкой среды.