УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ
PLANT TO EXTRACT 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.
Недостатками известной конструкции являются малая производительность и необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке и ограниченные технологические возможности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для выделения 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, состоящий из секций, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.
Недостатками известной конструкции являются необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки материалов от загрузки к выгрузке, недостаточная скорость движения материалов и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является транспортировка материала от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении установки, увеличение скорости движения материалов и расширение технологических возможностей установки.
Поставленная задача достигается тем, что в установке для выделения жидкой фазы из материалов, включающей наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, состоящий из секций, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр выполнен конической формы из последовательно установленных секций, каждая из которых изготовлена в виде смонтированных двух пар перфорированных треугольников, соединенных боковыми сторонами, при этом первая пара выполнена из одинаковых двух перфорированных равнобедренных треугольников, а вторая пара - из перфорированного равнобедренного треугольника, равного перфорированному равнобедренному треугольнику первой пары, и перфорированного равностороннего треугольника, стороны которого равны боковой стороне перфорированного равнобедренного треугольника, причем каждая последующая секция повернута относительно предыдущей на 120°.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции установки для выделения жидкой фазы из материалов.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление фильтра позволяет обеспечить осевое перемещение частиц материала при горизонтальном расположении оси вращения фильтра, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке.
Новизна обусловлена тем, что фильтр выполнен многозаходным с образованием по периметру фильтра трех винтовых линий и винтовых канавок внутри фильтра с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке, поэтому наряду с интенсификацией процесса смешивания материала обеспечивается не только его перемещение вдоль горизонтальной оси фильтра, что исключает необходимость монтажа фильтра под углом к горизонту, но и повышается интенсивность отделения жидкой фазы из материала, расширяются технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что обеспечивает повышение скорости продольного перемещения материала и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения фильтра изменяется от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения материала по мере его перемещения от загрузки к выгрузке, интенсифицирует процессы отделения жидкой фазы из материала, увеличивает интенсивность, энергоемкость и частоты взаимодействия частиц материала, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки завихряют частицы материала, что интенсифицирует отделение жидкой фазы из материала.
Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения материала с перфорированными стенками фильтра по его периметру предлагаемой конструкции сваи по сравнению с известными фильтрами увеличивается, что увеличивает интенсивность отделения жидкой фазы из материала, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается в увеличении сечения фильтра по длине, что увеличивает интенсивность отделения жидкой фазы из материала, увеличивает технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что шаг винтовых линий переменный, т.е. увеличивается по длине фильтра, что расширяет технологические возможности.
На фиг.1 изображена установка для выделения жидкой фазы из материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр, вид спереди; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - секция фильтра; на фиг.6 - схема сборки фильтра из секций.
Установка для выделения 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 закреплен 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.
Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4) выполнен конусообразным с образованием по периметру и внутри фильтра трех ломанных винтовых линий и винтовых канавок внутри фильтра с переменным по длине фильтра шагом S, которые показаны на фиг.3 и фиг.4 утолщенными линиями 16-17-18-19-20, 21-22-23-24, 25-26-27-28-29.
Фильтр 8 выполнен из последовательно установленных секций (фиг.5), каждая из которых изготовлена в виде смонтированных двух пар перфорированных треугольников «А» и «В», соединенных боковыми сторонами. Первая пара перфорированных треугольников «А» выполнена из двух одинаковых перфорированных равнобедренных треугольников 30 и 31. Вторая пара треугольников «Б» смонтирована из равнобедренного треугольника 32, равного треугольникам 30 и 31 первой пары «А» и равностороннего треугольника 33, стороны которого равны боковым сторонам треугольников 30, 31,32.
Каждая последующая секция (фиг.6), при сборке фильтра 8, повернута относительно предыдущей секции на 120°.
1
2
3
Например, на фиг.6 секция 34 повернута относительно предыдущей секции 35 на 120° по часовой стрелке, секция 35 повернута относительно предыдущей секции 36 в свою очередь тоже на 120° и т.д. Поворот секций 34,35,36 для наглядности фиксируется вершинами Д, Д, Д.
Фильтр 8 (фиг.2 и фиг.3) выполнен конусообразным с тремя по периметру фильтра 8 ломаными винтовыми линиями с переменным по длине фильтра 8 шагом S, которые показаны на фиг.2 и фиг.3 утолщенными линиями 16-17-18-19-20, 21-22-23-24, 25-26-27-28-29 и соответственно им винтовыми канавками внутри фильтра 8.
При повороте секций относительно друг друга по часовой стрелке образуются перфорированные винтовые поверхности фильтра 8 с правыми винтовыми линиями и винтовыми канавками внутри фильтра 8 основного направления с шагом S (фиг.2 и фиг.3).
При повороте секций относительно друг друга против часовой стрелки образуются перфорированные винтовые поверхности фильтра 8 с левыми винтовыми линиями и винтовыми канавками основного направления S (на чертежах не показаны).
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 обработке 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 отделения 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 создания по наружной поверхности фильтра трех ломаных винтовых линий одного направления с увеличивающимся шагом, а по внутренней поверхности - соответственно трех ломаных винтовых канавок, что не только обеспечивает транспортирование материалов от загрузки к выгрузке внутри фильтра, но и за счет разнообразия геометрии перфорированных стенок фильтра и их разнонаклоненности друг к другу и к оси вращения фильтра, увеличивает частоту и мощность взаимодействия материалов, увеличивает площадь рабочих перфорированных элементов, участвующих в отделении жидкой фазы при тех же габаритах фильтра, что обеспечивает не только интенсификацию процесса отделения жидкой фазы от твердой фазы материалов, но и расширяет технологические возможности установки.