ШЛАМОВЫЙ ОТСТОЙНИК ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ШЛАМА НА ВОДУ И ТВЕРДЫЙ ОСАДОК

Полезная модель относится к отстойникам шламовой воды, образующейся после мойки автобетоновозов, бетоносмесителей, бетононасосов. Вода после мойки загрязнена остатками бетонной (растворной) смеси - песком, щебнем и цементом.
Способы и устройства для разделения шлама на твердый осадок и воду имеются двух типов.
Шламовый отстойник первого типа представляет собой емкость (бункер) в которую сливается шламовая вода. После заполнения емкости и осаждения шлама происходит естественное осветление воды, а шлам осаждается на дно емкости. Осветленная вода (без твердых включений) может сливаться в канализационную систему или использоваться в технологическом процессе, например как вода затворения при приготовлении бетонных смесей. После удаления из емкости осветленной воды, шлам и остаток воды, находящейся в пограничном слое над шламом, удаляется из емкости и утилизируется.
Недостатки такого устройства:
- шламовые отстойники заполняются довольно быстро, что, как правило, требует наличия нескольких емкостей большого объема;
- очистка отстойников такого типа весьма трудоемкая работа, неподдающаяся механизации;
- осадок, выгружающийся из отстойника при его очистке, содержит значительное количество воды, что затрудняет его транспортировку;
- наличие в осадке цемента, не потерявшего свою активность, приводит к возможности схватывания и твердения осадка в емкости отстойника.
В устройствах второго типа шламовая вода проходит предварительную очистку от крупных включений (песок, щебень) в спиральном классификаторе. Песок и щебень после спирального классификатора направляется в отвал и на дальнейшую утилизацию. Оставшаяся шламовая вода с цементом и мелким песком (фракция менее 0,25 мм) переливается в шламовый бассейн, оборудованный механизмами перемешивания, которые работают постоянно для поддержания шлама во взвешенном состоянии. Оставшаяся шламовая вода с помощью пескового насоса направляется в бетоносмесительный узел и используется для приготовления бетонной смеси.
Недостатки устройства второго типа:
- использование нескольких позиций дорогостоящего оборудования (классификатор, емкости с мешалками, песковые насосы) с большой установленной мощностью;
- чтобы не допустить осаждения шлама, все технологическое оборудование должно непрерывно работать даже когда не производится мойка, что приводит к значительным затратам электроэнергии и износу оборудования;
- установка такого типа может работать только рядом с бетоносмесительным узлом, т.к. предполагает использование шламовой воды для приготовления бетонной смеси;
- использование шламовой воды с остатками цемента и мелких фракций песка приводит к частому выходу из строя дозирующих управляемых клапанов в весодозировочном отделении бетоносмесительного узла;
- количество шламовой воды, получаемой после мойки, как правило, не координируется с потребностью в воде бетоносмесительного узла.
Наиболее близким к предложенному является устройство для разделения воды и твердого осадка, относящееся к первому типу (RU 2050926 С1, опубл. 27.12.1995).
Отстойник содержит цилиндрический чан с коническим дном, в центральной части чана размещена камера первичного осветления со стенками, не доходящими до дна, водосборные трубы, вращающаяся ферма и другие узлы.
Способ разделения заключается в том, что в камере происходит первичное осветление воды, предварительно очищенная вода проходит в тонкослойные модули для более полной очистки, а твердый осадок с помощью фермы сгребают к шламовому патрубку.
Известное устройство имеет очень сложную конструкцию, выходящий через шламовый патрубок осадок имеет значительное количество воды.
Технический результат заключается в обеспечении полного осветления воды при одновременном упрощении устройства, а также в повышении степени обезвоживания осадка.
Технический результат достигается тем, что в шламовом отстойнике для разделения шлама на воду и твердый осадок, содержащем бункер с отверстием для удаления твердого осадка из нижней части бункера и патрубком для отвода осветленной воды из его верхней части и средство для удаления твердого осадка, нижняя часть бункера имеет цилиндрическую форму, его открытый нижний торец образует отверстие для удаления твердого осадка, отстойник снабжен нижней крышкой, выполненной с возможностью герметичного перекрытия нижнего торца бункера, средство удаления твердого осадка выполнено в виде поршня, установленного с возможностью введения в цилиндрическую нижнюю часть бункера и перемещения его в ней, а уплотнение поршня выполнено с возможностью прохождения жидкости в пространство над поршнем при перемещении поршня вниз в цилиндрической нижней части бункера.
Кроме того, уплотнение поршня выполнено в виде кольцевой манжеты - клапана.
На фиг.1 показан шламовый отстойник.
На фиг.2 (а-г) показана схема работы отстойника:
а - заполнение бункера шламовой водой, отстой осадка;
б - слив осветленной воды;
в - поршень выдавливает оставшуюся воду и уплотняет осадок;
г - открывается крышка бункера, поршень выгружает осадок.
Шламовый отстойник (фиг.1) представляет собой бункер 1, нижняя часть которого имеет цилиндрическую форму. Нижний торец цилиндрической части бункера 1 оснащен герметичной крышкой 2 с гидроприводом. На боковой стенке бункера 1 имеется патрубок 3 для слива осветленной воды. Над бункером 1 по его вертикальной оси располагается поршень 4, закрепленный на жестком штоке 5. Поршень 4 выполнен в виде плоского диска, оснащенного по периферии кольцевой манжетой -диафрагмой из эластичного материала (например, резины), причем диаметр диафрагмы на 4 мм превышает внутренний диаметр цилиндрической части бункера 1. Поршень 4 перемещается вертикально внутри бункера 1 с помощью штока 5, имеющего гидравлический привод, причем вертикальное перемещение поршня 4 осуществляется от верхнего крайнего положения над кромкой бункера 1 до нижнего крайнего положения - нижнего торца цилиндрической части бункера 1.
Отстойник работает следующим образом.
В бункер 1 с закрытой крышкой 2 сливается шламовая вода, образующаяся в результате мойки автобетоновоза, бетононасоса или бетоносмесителя (фиг.2а). После наполнения бункера 1 шламовой водой в течение 15-20 минут (экспериментальные данные) происходит осаждение твердых частиц песка, щебня и цемента в нижнюю цилиндрическую часть бункера 1. Осветленная (без твердых включений) вода сливается через
патрубок 3 и направляется на повторное использование, например, на следующий цикл мойки или в бетоносмесительный узел (фиг.2б). В бункер 1с помощью гидропривода опускается поршень 4, который входит в нижнюю цилиндрическую часть бункера 1, причем диафрагма поршня 4 плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндрической части бункера 1. При проходе поршня 4 в цилиндрической части бункера, диафрагма поршня 4 работает как клапан и вытесняет оставшуюся в бункере 1 воду из под поршня 4 в пространство над поршнем 4. Гидропривод штока 5 создает дозированное усилие на поршень 4, который дополнительно обезвоживает и уплотняет осадок и одновременно является непроницаемой подвижной перегородкой между твердым осадком и оставшейся в бункере 1 водой (фиг.2в).
После уплотнения осадка открывается нижняя крышка 2 и дальнейшим движением поршня 4 вниз производится выгрузка осадка из бункера 1 для транспортировки его на утилизацию, при этом оставшаяся в бункере 1 вода находится в герметично отделенном пространстве над поршнем 4 (фиг.2г). Далее крышка 2 закрывается, поршень 4 поднимается в верхнее положение и цикл повторяется. Для организации непрерывного процесса работы предлагаемого устройства предполагается иметь в едином агрегате два бункера, работающие поочередно.
Преимущества предлагаемого устройства заключаются в следующем.
- Из предлагаемого шламового отстойника сливается только осветленная полностью отстоявшаяся вода, которая без дополнительной очистки может быть повторно использована, а в случае слива в канализацию не заиливает канализационные трубы.
- Осадок, подлежащий выгрузке из бункера, максимально уплотнен и обезвожен, что значительно облегчает его дальнейшую транспортировку и утилизацию.
- Разгрузка осадка из емкости шламового отстойника механизирована и производится часто (цикл работы устройства 1
час), что полностью исключает риск затвердевания в отстойнике оставшегося в шламе цемента.
- Устройство компактно, имеет простую конструкцию и небольшую установленную мощность (насосная станция гидропривода) и может быть легко установлено в теплом помещении для обеспечения круглогодичной работы.