Патент на изобретение №2334731

(54) МАШИНА ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ САПРОПЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в машинах для обезвоживания и снижения влагосодержания сапропелей коллоидной структуры. Машина включает загрузочное приспособление, разгрузочное приспособление, замкнутую в вертикальной плоскости на приводном и натяжном барабанах гибкую ленту, обезвоживающие барабаны, наружная цилиндрическая поверхность которых покрыта обезвоживающим слоем из материала незамкнутой капиллярной структуры, нажимные приспособления для барабанов, полые перфорированные отжимные ролики, наклонные желоба для отвода воды. Верхняя и нижняя ветви гибкой ленты выполнены из цельнокатаной стали толщиной 1-1,5 мм с наклеенными на ленту буртиками, размещены между продольными вертикальными стенками с возможностью взаимодействия с ними своими боковыми кромками и опираются своими нижними сторонами на продольно размещенные брусья, закрепленные на поперечинах, соединяющих вертикальные стенки. Под обезвоживающими барабанами брусья под верхней ветвью ленты размещены с просветами, а их верхние кромки со стороны просветов скошены вниз и имеют криволинейную форму с выпуклостью вверх. Одна из вертикальных стенок со стороны приводного барабана снабжена патрубком с возможностью подачи через него нагретого воздуха и его канализации между верхней и нижней ветвями гибкой ленты в сторону натяжного барабана, а щелевой дозатор снабжен нагревательным приспособлением. Изобретение позволяет повысить эффективность обезвоживания при низкой энергоемкости процесса переработки сапропеля в технологической цепочке добыча – обезвоживание – сушка. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машинам для обезвоживания сапропеля и может быть использовано для снижения влагосодержания сапропелей коллоидной структуры.

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 наклеенного 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.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обезвоживания сапропеля с увеличением показателя водоотделения при его обезвоживании.

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, 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 осей этих барабанов размещены с возможностью смещения в направляющих, ориентированных нормально к плоскости ленты, и снабжены нажимными приспособлениями винтового типа, 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 размещена с возможностью прогиба 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 наклеенного на нерастяжимую тканую подложку пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, согласно изобретению верхняя и нижняя ветви гибкой ленты, выполненной из цельнокатаной стали толщиной 1-1,5 мм с наклеенными на ленту буртиками, размещены между продольными вертикальными стенками с возможностью взаимодействия с ними своими боковыми кромками и опираются своими нижними сторонами на продольно размещенные брусья, закрепленные на поперечинах, соединяющих вертикальные стенки, причем под обезвоживающими барабанами брусья под верхней ветвью ленты размещены с просветами, а их верхние кромки со стороны просветов скошены вниз и имеют криволинейную форму с выпуклостью вверх, одна из вертикальных стенок со стороны приводного барабана снабжена патрубком с возможностью подачи через него нагретого воздуха и его канализации между верхней и нижней ветвями гибкой ленты в сторону натяжного барабана, а щелевой дозатор снабжен нагревательным приспособлением. Нагревательное приспособление может быть выполнено в виде теплоизолированной рубашки, охватывающей с наружной стороны щелевой дозатор, причем внутренняя полость между рубашкой и поверхностью щелевого дозатора соединена патрубком с внутренней полостью между верхней и нижней ветвями ленты, а сам патрубок размещен со стороны натяжного барабана. Нагревательное приспособление может быть выполнено в виде размещенных внутри щелевого дозатора нагревательных элементов.

На фиг.1 показана машина для обезвоживания сапропеля – продольный разрез; на фиг.2 – разрез А-А по фиг.1.

Машина для обезвоживания сапропеля состоит из загрузочного приспособления, выполненного в виде щелевого дозатора 1, который с помощью патрубка 2 соединен со шнеком 3 для подачи в щелевой дозатор 1 сапропеля под давлением, разгрузочного приспособления 4, технологического аппарата для отвода воды из сапропелевой массы, состоящего из замкнутой в вертикальной плоскости на приводном 5 и натяжном 6 барабанах гибкой ленты 7, выполненной из цельнокатаной стали толщиной 1-1,5 мм с наклеенными на ленту 7 буртиками 8 и 9 по ее краям. Над верхней ветвью ленты 7 установлены с возможностью вращения и взаимодействия с ней обезвоживающие барабаны 10 с возможностью их вращения с окружной скоростью, равной линейной скорости гибкой ленты 7. Наружная цилиндрическая поверхность обезвоживающих барабанов 10 покрыта обезвоживающим слоем 11. Обезвоживающий слой 11 на каждом обезвоживающем барабане 10 сформирован из наклеенного на тканевую подложку пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, а корпусы подшипников 12 осей этих барабанов 10 размещены с возможностью смещения в направляющих 13, ориентированных нормально к плоскости гибкой ленты 7, и снабжены нажимными приспособлениями 14 винтового типа. Каждый обезвоживающий барабан 10 установлен совместно с полым перфорированным отжимным роликом 15, размещенным на конце шарнирно (16) установленного рычага 17, подпружиненного (18) к направляющим 13 обезвоживающего барабана 10, с возможностью вращения и взаимодействия с цилиндрической поверхностью обезвоживающего барабана 10. Под отжимным роликом 15 размещен наклонный желоб 19 для отвода воды. Верхняя ветвь гибкой ленты 7 в зоне размещения каждого обезвоживающего барабана 10 размещена с возможностью прогиба с охватом обезвоживающего барабана 10 снизу. Верхняя и нижняя ветви гибкой ленты 7 размещены между продольными вертикальными стенками 20 и 21 с возможностью взаимодействия с ними своими боковыми кромками с буртиками 8 и 9. Обе ветви гибкой ленты 7 опираются своими нижними сторонами на продольно размещенные брусья 22 и 23, закрепленные на поперечинах 24 и 25, соединяющих вертикальные стенки 20 и 21. Причем под обезвоживающими барабанами 10 брусья 22 под верхней ветвью ленты 7 размещены с просветами 26, а их верхние кромки 27 со стороны просветов 26 скошены вниз и имеют криволинейную форму с выпуклостью вверх. Одна из вертикальных стенок 20 со стороны приводного барабана 5 снабжена патрубком 28 с возможностью подачи через него нагретого воздуха и его канализации между верхней и нижней ветвями гибкой ленты 7 в сторону натяжного барабана 6. Щелевой дозатор 1 снабжен нагревательным приспособлением. Нагревательное приспособление может быть выполнено в виде теплоизолированной рубашки 29, охватывающей с наружной стороны щелевой дозатор 1, причем внутренняя полость между рубашкой 29 и поверхностью щелевого дозатора 1 соединена патрубком 30 с внутренней полостью 31 между верхней и нижней ветвями гибкой ленты 7, а сам патрубок 30 размещен со стороны натяжного барабана 6. Нагревательное приспособление может быть выполнено в виде размещенных внутри щелевого дозатора 1 нагревательных элементов (не показаны). 32 – направление движения гибкой ленты 7, 33 – направление вращения обезвоживающих барабанов 10, 34 – приспособление для очистки гибкой ленты 7, 35 – слой размещенной на гибкой ленте 7 сапропелевой массы.

Машина для обезвоживания сапропеля действует следующим образом. С помощью нажимных приспособлений 14 нажимные барабаны смещаются в сторону гибкой ленты 7 для обеспечения необходимого давления на нее и угла обхвата барабана 10 гибкой лентой 7, соответствующей установкой пружин 18 обеспечивается необходимое усилие прижатия нажимных роликов 15 к обезвоживающему барабану 10. Через патрубок 28 в пространство 31 между верхней и нижней гибкой стальной ленты 7 от калорифера (не показан) подается нагретый до 50-60 градусов воздух, который, проходя между вертикальными стенками 20 и 21, нагревает гибкую ленту 7. Одновременно этим же воздухом, выходящим из патрубка 30, постоянно подогревается щелевой дозатор 1 за счет прохода воздуха под рубашкой 29. Щелевой дозатор 1 может нагреваться и специальными нагревательными элементами (не показаны). При включении приводного барабана 5 лента 7 начинает двигаться в направлении 32. За счет взаимодействия буртиков 8 и 9, закрепленных на ленте 7, с обезвоживающими барабанами 10 они также начинают вращаться в направлении 33. При включении шнека 3 сапропелевая масса 35 подается под давлением через патрубок 2 в щелевой дозатор 1, в котором постоянно подогревается до температуры 50-60 градусов. Из щелевого дозатора 1 сапропелевая масса 35 слоем толщиной до 6 мм подается на подогретую гибкую стальную ленту 7, располагаясь на ней равномерно между буртиками 8 и 9. Продвигаясь с лентой 7 и последовательно взаимодействуя с обезвоживающими слоями 11 обезвоживающих барабанов 10, сапропель отдает влагу этому слою. 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. Постоянный подогрев гибкой стальной ленты 7 не позволяет сапропелевой массе 35 остыть после ее нагрева в щелевом дозаторе 1 и изменить свою структуру до момента взаимодействия с обезвоживающим барабаном 10. В процессе самого взаимодействия температура сапропелевой массы меняется незначительно, т.к. обезвоживающий слой 11 выполнен из материала (типа «Экспресс») с высокими теплоизоляционными свойствами.

При вращении каждого обезвоживающего барабана 10 обогащенный влагой слой 11 постоянно набегает на отжимной ролик 15, благодаря чему аккумулированная в слое 11 влага отжимается и попадает в наклонный желоб 19 и далее – в сливную трубу (не показана). Обезвоженный слой сапропелевой массы 35 сбрасывается с ленты 7 в зоне приводного барабана 5 и направляется на дальнейшую обработку, например сушку.

Отличительные признаки изобретения позволяют повысить эффективность обезвоживания сапропеля коллоидной структуры с удалением, как показали лабораторные исследования, до 75-85% влаги от массы исходной пульпы при низкой энергоемкости процесса переработки сапропеля в технологической цепочке добыча – обезвоживание – сушка.

Формула изобретения

1. 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, 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 осей этих барабанов размещены с возможностью смещения в направляющих, ориентированных нормально к плоскости ленты, и снабжены нажимными приспособлениями винтового типа, 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 размещена с возможностью прогиба 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 наклеенного на нерастяжимую тканую подложку пористого материала незамкнутой капиллярной структуры, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя ветви гибкой ленты, выполненной из цельнокатаной стали толщиной 1-1,5 мм с наклеенными на ленту буртиками, размещены между продольными вертикальными стенками с возможностью взаимодействия с ними своими боковыми кромками и опираются своими нижними сторонами на продольно размещенные брусья, закрепленные на поперечинах, соединяющих вертикальные стенки, причем под обезвоживающими барабанами брусья под верхней ветвью ленты размещены с просветами, а их верхние кромки со стороны просветов скошены вниз и имеют криволинейную форму с выпуклостью вверх, одна из вертикальных стенок со стороны приводного барабана снабжена патрубком с возможностью подачи через него нагретого воздуха и его канализации между верхней и нижней ветвями гибкой ленты в сторону натяжного барабана, а щелевой дозатор снабжен нагревательным приспособлением.

2. Машина для обезвоживания сапропеля по п.1, отличающаяся тем, что нагревательное приспособление выполнено в виде теплоизолированной рубашки, охватывающей с наружной стороны щелевой дозатор, причем внутренняя полость между рубашкой и поверхностью щелевого дозатора соединена патрубком с внутренней полостью между верхней и нижней ветвями ленты, а сам патрубок размещен со стороны натяжного барабана.

3. Машина для обезвоживания сапропеля по п.1, отличающаяся тем, что нагревательное приспособление выполнено в виде размещенных внутри щелевого дозатора нагревательных элементов.

РИСУНКИ