машина для обезвоживания сапропеля

Формула изобретения

Машина для обезвоживания сапропеля, включающая 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, отличающаяся тем, что 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 градусов воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машинам для обезвоживания сапропеля и может быть использовано для снижения влагосодержания сапропелей коллоидной структуры перед их сушкой или переработкой.

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.).

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.

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.).

Недостатки комплекса аналогичны предыдущей машине для обезвоживания сапропеля.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса водоотделения из сапропелевой массы и снижение трудоемкости и материалоемкости при эксплуатации машины для обезвоживания сапропеля.

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.

Машина для снижения влагосодержания сапропеля показана на фиг.1 - продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.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.

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.

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.

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.

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.