стенд для исследования параметров водоотделения из сапропелевой массы

Формула изобретения

Стенд для исследования параметров водоотделения из сапропелевой массы, характеризующийся тем, что содержит установленные на раме приводной барабан с многоскоростным приводом и установленный на каретке натяжной барабан, при этом каретка тягой с винтовой стяжкой и регистрирующим прибором кинематически связана с рамой, на которой с возможностью взаимодействия с верхней ветвью гибкой ленты и ее прогиба вниз размещен вертикально ориентированный бесконечный контур, состоящий из замкнутой на нижнем и верхнем роликах упругой ленты с закрепленным на ее внешней поверхности слоем пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, причем коэффициент расширения упругой ленты принят больше коэффициента линейного расширения слоя пористого материала незамкнутой капиллярной структуры при его максимальном водонасыщении, нижний ролик установлен с возможностью вращения на раме, а верхний ролик соединен с нижним роликом винтовой стяжкой и установлен с возможностью смещения его подшипников в вертикальной плоскости в направляющих рамы, на которой с возможностью смещения в горизонтальной плоскости и фиксации, а также прижатия и взаимодействия со сбегающей с верхнего ролика ветвью упругой ленты вертикального контура установлен отжимной ролик, а под ним - мерный сосуд для отжимаемой жидкости, на подшипнике оси верхнего ролика шарнирно подвешена мерная линейка с нулевой координатой, соответствующей положению оси верхнего ролика, а длина мерной линейки превышает максимальное расстояние между осями верхнего и нижнего роликов, при этом усилие прижатия верхней ветви гибкой ленты к нижнему ролику определяется из соотношения

P=Tsin{arctg2(D-a)L^-1]},

где Р - усилие прижатия верхней ветви гибкой ленты к нижнему ролику, Т - натяжение тяги, фиксируемое регистрирующим прибором, D - диаметр приводного и натяжного барабанов, а - просвет между верхней и нижней ветвями гибкой ленты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к стендам для исследования параметров водоотделения из сапропелевой массы и может быть использовано для выбора конструктивных и эксплуатационных параметров обезвоживающего устройства, основанного на использовании гигроскопического эффекта.

Техническим результатом изобретения является возможность проведения исследований, связанных с выбором конструктивных, эксплуатационных и режимных параметров водоотделения из добываемой из пресных водоемов сапропелевой массы при проектировании обезвоживающих устройств.

Технический результат достигается тем, что стенд для исследования параметров водоотделения из сапропелевой массы содержит установленные на раме приводной барабан с многоскоростным приводом и установленный на каретке натяжной барабан, при этом каретка тягой с винтовой стяжкой и регистрирующим прибором кинематически связана с рамой, на которой с возможностью взаимодействия с верхней ветвью гибкой ленты и ее прогиба вниз размещен вертикально ориентированный бесконечный контур, состоящий из замкнутой на нижнем и верхнем роликах упругой ленты с закрепленным на ее внешней поверхности слоем пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, причем коэффициент расширения упругой ленты принят больше коэффициента линейного расширения слоя пористого материала незамкнутой капиллярной структуры при его максимальном водонасыщении, нижний ролик установлен с возможностью вращения на раме, а верхний ролик соединен с нижним роликом винтовой стяжкой и установлен с возможностью смещения его подшипников в вертикальной плоскости в направляющих рамы, на которой с возможностью смещения в горизонтальной плоскости и фиксации, а также прижатия и взаимодействия со сбегающей с верхнего ролика ветвью упругой ленты вертикального контура установлен отжимной ролик, а под ним - мерный сосуд для отжимаемой жидкости, на подшипнике оси верхнего ролика шарнирно подвешена мерная линейка с нулевой координатой, соответствующей положению оси верхнего ролика, а длина мерной линейки превышает максимальное расстояние между осями верхнего и нижнего роликов, при этом усилие прижатия верхней ветви гибкой ленты к нижнему ролику определяется из соотношения

Р=Tsin{arctg2(D-a)L^-1]},

где Р - усилие прижатия верхней ветви гибкой ленты к нижнему ролику, Т - натяжение тяги, фиксируемое регистрирующим прибором, D - диаметр приводного и натяжного барабанов, а - просвет между верхней и нижней ветвями гибкой ленты.

Стенд представлен на чертеже, вид сбоку.

Стенд состоит из установленных на раме 1 приводного 2 и натяжного 3 барабанов, на которых бесконечно замкнута в вертикальной плоскости гибкая лента 4. При этом приводной барабан снабжен многоскоростным приводом, а натяжной барабан 3 размещен на каретке 5, которая тягой 6 с винтовой стяжкой 7 и регистрирующим прибором 8 кинематически связана с рамой 1. На раме 1 с возможностью взаимодействия с верхней ветвью гибкой ленты и ее прогиба вниз размещен вертикально ориентированный бесконечный контур, состоящий из замкнутой на нижнем 9 и верхнем 10 роликах упругой ленты 11 с закрепленным на ее внешней поверхности слоем 12 пористого материала незамкнутой капиллярной структуры. Коэффициент расширения упругой ленты 11 принят больше коэффициента линейного расширения слоя 12 пористого материала незамкнутой капиллярной структуры при его максимальном водонасыщении. В качестве материала для упругой ленты 11 с учетом этого требования может быть использована, например, техническая резина. Нижний ролик 9 установлен с возможностью вращения на раме 1, а верхний ролик 10 соединен с нижним роликом винтовой стяжкой 13 и установлен с возможностью смещения его подшипников 14 в вертикальной плоскости в направляющих 15 рамы 1. На раме 1 с возможностью смещения в горизонтальной плоскости и фиксации, а также прижатия и взаимодействия со сбегающей с верхнего ролика 10 ветвью упругой ленты 11 вертикального контура установлен отжимной ролик 16, а под ним - мерный сосуд 17 для жидкости. На подшипнике 14 оси 18 верхнего ролика 10 шарнирно подвешена мерная линейка 19 с нулевой координатой, соответствующей положению оси 18 верхнего ролика 10. Длина мерной линейки 19 превышает максимальное расстояние между осями 18 и 20 верхнего 10 и нижнего 9 роликов. 21 - сапропелевая масса, 22 - направление движения гибкой ленты 4, 23 - контейнер для обезвоженной сапропелевой массы 21.

При этом усилие прижатия верхней ветви гибкой ленты 4 к нижнему ролику 9 определяется из соотношения Р=Tsin{arctg2(D-a)L^-1]}, где Р - усилие прижатия верхней ветви гибкой ленты 4 к нижнему ролику 9, Т - натяжение тяги 6, фиксируемое регистрирующим прибором 8, D - диаметр приводного 2 и натяжного 3 барабанов, а - просвет между верхней и нижней ветвями гибкой ленты 4, L - расстояние между барабанами 2 и 3.

Работа на стенде производится следующим образом. На наружной поверхности контура упругой ленты 11 тем или иным способом, например приклеиванием, закрепляется слой 12 пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, например, типа «Экспресс». Наклеенный слой 12 увлажняется, после чего с помощью винтовой стяжки 13 верхний ролик 10 смещают относительно нижнего ролика 9, вытягивая упругую ленту 11 до состояния, при котором будут отсутствовать выпуклости пористого слоя 12 на прямолинейных участках упругой ленты 11. Величину удлинения упругой ленты 11, покрытой соответствующим слоем 12 пористого материала, фиксируют с помощью мерной линейки 19. С помощью винтовой стяжки 7 смещают каретку 5 с натяжным барабаном 3 с фиксацией натяжения Т в тяге 6 регистрирующим прибором 8. При смещении натяжного барабана 3 натяжение гибкой ленты 4 увеличивается. Соответствующим образом увеличивается усилие Р прижатия гибкой ленты 4 к нижнему ролику 9, а значит и к слою 12 упругой ленты 11 в зоне огибания ею нижнего ролика 9. Величина усилия прижатия Р является функцией фиксированного натяжения Т тяги 6 и линейных размеров стенда D, L и определяется по формуле Р=Tsin{arctg2(D-a)L^-1]}.

Далее на верхнюю ветвь гибкой ленты 4 укладывается слой сапропелевой массы 22 и включается приводной барабан 2, который обеспечивает движение гибкой ленты 4 в направлении 22. При проходе сапропелевой массы 21 под нижним роликом 9 влага, содержащаяся в сапропелевой массе 21, всасывается пористым слоем 12. При огибании упругой лентой 11 верхнего ролика 10 влага из слоя пористого материала удаляется отжимным роликом 1 6, который постоянно прижат к упругой ленте 11. Удаленная влага скапливается в мерном сосуде 17. Обезвоженная сапропелевая масса 21 разгружается через приводной барабан 2 и собирается в контейнер 23.

По соотношению масс обезвоженного сапропеля и собранной влаги в мерном сосуде оценивается эффективность процесса водоотделения при использовании различных пористых материалов для формирования отсасывающего слоя 12, способах их крепления к упругой ленте 11, различном упругом растяжении этой ленты, различных усилиях Р прижатия гибкой ленты 4 к упругой ленте 11, различной скорости движения гибкой ленты 4.

Отличительные признаки изобретения позволяют при экспериментальных исследованиях на стенде получить данные для обоснованного выбора конструктивных и эксплуатационных параметров водоотделителей обезвоживающих устройств для сапропеля перед его сушкой, что позволит минимизировать энергозатраты на этой операции.