УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR REMOVAL OF LIQUID PHASE FROM MATERIALS

Изобретение относится к пищевой промышленности, например для обезвоживания сырья при производстве пектина, выделения жидкой фазы из сыпучих материалов, при сушке материалов, к сельскому хозяйству, в частности, к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии.
Известен инерционный сгуститель (а.с. №1389815, кл. В01D 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.
Недостатком известной конструкции является малая производительность и необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке и ограниченные технологические возможности.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является установка для отделения жидкой фазы из материалов (патент №2375099, кл. B01D 33/27, опубл. 10.12.2009 г., Бюл. №34), включающая наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, выполненный из скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке трех и более перфорированных полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.
Недостатком известной конструкции является сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является упрощение конструкции и расширение технологических возможностей установки.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для выделения жидкой фазы из материалов, включающем наружный барабан, внутри которого закреплен фильтр, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр с постоянным шагом винтовых линий изготовлен из трех и более перфорированных прямоугольных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами кривых перфорированной поверхности, расположенных внутри поперечного сечения фильтра или вне его поперечного сечения.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для выделения жидкой фазы из материалов.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированной поверхности фильтра, наличие трех и более ходовых линий с постоянным шагом винтовых линий по периметру, скручивание вместа на конической оправке трапециевидных полос, полос прямоугольной формы на цилиндрической оправке расширяет технологические возможности и сокращает габариты устройства по ширине и высоте (по диаметру), так как отсутствует увеличение диаметра фильтра из-за трапециевидной формы полос, а значит и всей установки в целом.
Новизна обусловлена также тем, что благодаря выполнения фильтра из трех и более перфорированных полос прямоугольной формы различного порядка и степени кривизны образуются внутренние винтовые поверхности двоякой кривизны, что обеспечивает изменение векторов скорости движения материала при транспортировки от загрузке к выгрузке, что расширяет технологические возможности за счет интенсификации процесса отделение жидкой фазы из материалов.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что при работе устройства частицы материала получают дополнительное движение от перфорированных стенок двоякой кривизны фильтра, что интенсифицирует перемешивание частиц материала и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что в предлагаемой конструкции фильтр изготовлен из трех и более перфорированных полос прямоугольной формы различного порядка и степени кривизны с центрами кривых перфорированной поверхности, расположенных внутри поперечного сечения фильтра или вне его поперечного сечения, что расширяет технологические возможности устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для отделения жидкой фазы из материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр, вид спереди; на фиг 4 - разрез Б-Б на фиг.3, при этом перфорированные полосы перфорированной поверхности фильтра описаны кривыми вогнутой формы, у которых центры кривизны расположены вне его поперечного сечения; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3, при этом перфорированные полосы перфорированной поверхности фильтра описаны кривыми выпуклой формы, у которых центры кривизны расположены внутри поперечного сечения винтовой колонны.
Устройство для отделения жидкой фазы из материалов содержит станину 1, выполненную в виде сварной рамы. На станине закреплен привод, состоящий из электродвигателя 2, цепной передачи 3 и четырех роликовых опор 4, на которые установлены две круговые обечайки 5 и 6, в которых закреплены наружный барабан 7, с коаксиально смонтированном в нем фильтром 8. Наружный барабан 7 изготовлен в виде цилиндра, внутри которого закреплены винтовые направляющие 9 (винтовые вставки), и снабжен по периметру отверстиями 10 для отвода жидкой фазы из фильтра. Участок наружного барабана 7 с отверстиями 10 смонтирован в корпусе 11, который в своей нижней части снабжен окном 12 (патрубок для отвода фильтрата). На станине 1 смонтировано загрузочное устройство в виде воронки 13 (входной патрубок). Установка снабжена транспортером 14 для приема твердой фазы материала (патрубок для отвода сгущенной фракции) и емкостью 15 для приема жидкой фазы материалов.
<mrow><mfrac><mrow><msup><mi>x</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow><mrow><msup><mi>a</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msup><mi>y</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow><mrow><msup><mi>b</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>k</mi><mi>x</mi></mfrac></mrow>
<mrow><msup><mi>y</mi><mn>3</mn></msup><mo>=</mo><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mfrac><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>x</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>a</mi><mo>−</mo><mi>x</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mrow>
2
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) изготовлен в виде винтовой многозаходной перфорированной поверхности, выполненной по периметру из трех и более перфорированных прямоугольных полос, например трех, 16, 17, 18 криволинейной формы различного порядка с центрами кривых перфорированной поверхности, расположенных внутри поперечного сечения фильтра или вне его поперечного сечения. Полосы 16, 17, 18 свернуты в вертикальной плоскости и последовательно соединенны между собой по длине фильтра 8. Винтовые перфорированные полосы 16, 17, 18 выполнены криволинейной вогнутой или выпуклой относительно оси вращения фильтра 8 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) и описаны кривыми различного порядка и степени кривизны, например линиями второго порядка кривизны - эллипсом
; параболой y=2px; гиперболой
; линиями третьего порядка кривизны выше - Декартов лист х+y-3а·х·y=0; локон Аньези y=а(а+х); Строфоида
; улитка Паскаля (х+y-2Rx)-а(х+y)=0 и т.п. линиями n-го порядка кривизны - кривыми, описанные полиномами.
1
2
3
Линии соединения свернутых в винт перфорированных полос 16, 17, 18 образуют ясно выраженную однонаправленную трехходовую и более винтовую просеивающую поверхность, с винтовыми линиями по периметру фильтра 8, одна из которых показана на фиг.3 линией 19-20 и винтовыми канавками К, К, К как, например, фиг.4, фиг.5.
Из-за наличия по внутренней поверхности фильтра 8 трех винтовых линий и соответственно винтовых канавок обеспечивается при вращении фильтра 8 не только осевое перемещение материала от загрузки к выгрузке, но и повышается интенсивность отделения жидкой фазы от материала, увеличивается интенсивность, энергоемкость и частота взаимодействия частиц материала, их завихряемость, что интенсифицирует процессы отделения жидкой фазы от материалов, расширяет технологические возможности.
Установка для выделения жидкой фазы из материалов работает следующим образом.
Подлежащие обработки материалы поступают через загрузочную воронку 13 в фильтр 8. В фильтре 8, за счет движения потоков материалов по сложным траекториям и под разными углами к оси отверстий перфораций фильтра 8, нестационарного характера движения потоков материалов внутри фильтра 8, их интенсивного перемешивания и каскадного перемещения, относительно разнонаправленных друг к другу и к оси вращения перфорированных стенок, увеличения мощности и частоты взаимодействия потоков материалов друг с другом и со стенками фильтра 8, обеспечивается не только благоприятная гидродинамическая обстановка для эффективного проведения процессов выделения жидкой фазы из материалов, но и интенсифицируется процесс отделение жидкой фазы из материалов.
Таким образом, при перемещении материалов внутри фильтра 8, жидкая фаза через его перфорированные отверстия выводится в полость наружного барабана 7, где винтовыми направляющими 9 транспортируется к отверстиям 10. Через отверстия 10 жидкая фаза выводится из полости наружного барабана 7 в полость корпуса 11 и через окно 12 поступает в емкость 15. Твердая фаза материалов выводится через выходное отверстие фильтра 8 на транспортер 14.
Технико-экономические преимущества возникают за счет того, что фильтр с постоянным шагом винтовых линий изготовлен из трех и более перфорированных прямоугольных полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами кривых перфорированной поверхности, расположенных внутри поперечного сечения фильтра или вне его поперечного сечения, что обеспечивает не только упрощение конструкции, но и расширяет технологические возможности устройства.