УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВЕРХНЕГО СЛОЯ ЖИДКОСТИ ВО ФЛОТАТОРЕ

Полезная модель относится к оборудованию для очистки сточных вод, а именно к устройствам для механической очистки верхнего слоя жидкости, в частности во флотаторах.
Флотаторы применяются для удаления из сточных вод мелких труднорастворимых частиц, таких как жиры, взвешенные и поверхностно-активные вещества, на предприятиях ЦБК, пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности, малых очистных сооружениях канализации, а также для сгущения иловой смеси на очистных сооружениях коммунальных предприятий.
Сущность метода напорной флотации заключается в сборе загрязнений и выносе их на поверхность с помощью микропузырьков воздуха, которые образуют с загрязнениями прочные флотокомплексы. Для этого в камеру флотатора параллельно со сточной жидкостью поступает пересыщенный воздухом раствор, из которого в результате перепада давления выделяются мельчайшие пузырьки газа. Поднимающиеся на поверхность жидкости флотокомплексы (пузырьки газа с частичками загрязнений) формируют флотопену, которую необходимо удалять с поверхности жидкости. Для этих целей в верхней части флотатора предусмотрено устройство для механической очистки верхнего слоя жидкости, выполняющее две функции: транспортировку пены на поверхности жидкости и сброс ее в изолированную емкость. Объем сбрасываемой пены должен быть равен объему транспортируемой пены. Если же объем сбрасываемой пены меньше, то происходит ее перетекание против хода скребков устройства, как результат - перемешивание и разрушение пены, загрязнение очищенной жидкости. Таким образом, актуальной является разработка конструкций устройств очистки верхнего слоя жидкости, подвергающейся флотации, позволяющих минимизировать разрушение пены при ее удалении.
Из авторского свидетельства СССР №1100238, опубликованного 30.06.1984 г., известен скребковый механизм со скребками для отвода шлама с поверхности жидкости в электрофлотаторе в шламовую камеру.
Также известен скребковый транспортер с лопатками устройства для сбора флотационного шлама, описанный в авторском свидетельстве СССР №1407911, которое было опубликовано 07.07.1988 г.
Ближайшим аналогом полезной модели, выбранным в качестве прототипа, является устройство для снятия пены системы флотации, описанное в патенте США №8152990, опубликованном 10.04.2012 г.Указанное устройство содержит ведущий и ведомый валы с установленными на их концах звездочками, на которых параллельно натянуты цепи с установленными на них скребками. Ведущий вал приводится во вращение посредством соединенного с ним электропривода. Указанные скребки, находясь снизу цепей, погружены в жидкость и транспортируют пену в емкость для шлама через склиз - наклонное устройство для выгрузки транспортируемой пены.
Недостатком описанного устройства является разрушение пены во время ее транспортировки при несвоевременном удалении подошедшей к склизу пены, и, таким образом, загрязнение уже очищенной жидкости.
Задачами заявляемой полезной модели является создание экономичного устройства для механической очистки верхнего слоя жидкости во флотаторе, конструкция которого позволит минимизировать возможность разрушения пены во время ее транспортировки и, таким образом, вторичного загрязнения очищаемой жидкости, а также обеспечит уменьшение габарита флотатора.
Поставленная задача решается тем, что разработано устройство для механической очистки верхнего слоя жидкости во флотаторе, включающее раму, на которой параллельно установлены ведущий и ведомый валы с установленными на их концах звездочками, две тяговые цепи, параллельно натянутые на звездочках ведущего и ведомого валов, установленные на цепях скребки и соединенный с ведущим валом электрический привод, при этом устройство включает по меньшей мере один вспомогательный скребок, установленный на ведущем или ведомом валу с возможностью поворота без заклинивания с установленными на цепях скребками.
При работе устройства пена захватывается скребками, установленными на цепях, и транспортируется ими к склизу для дальнейшей выгрузки с него в сборную емкость. Склиз представляет собой установленное на боковой стенке емкости флотатора устройство для выгрузки пены, рабочая поверхность которого выполнена в соответствии с траекторией движения наружного края установленных на цепях и на валу скребков и является одинаковой для обоих. В процессе выгрузки участвуют как скребки, установленные на цепях, так и вспомогательные скребки, установленные на ведущем или ведомом валу предпочтительно при помощи хомутов: вспомогательные скребки дополнительно сбрасывают шлам со склиза по мере того, как скребки, установленные на цепях, его подгоняют. Таким образом, обеспечивается минимизация возможности разрушения пены при ее транспортировке, а, следовательно, возможности вторичного загрязнения уже очищенной жидкости. Наличие дополнительных скребков также позволяет уменьшить длину склиза, за счет чего, в свою очередь, может быть уменьшена длина самого флотатора.
Поскольку механизм, как правило, работает периодически, посредством увеличения производительности за счет наличия дополнительных скребков обеспечивается минимизация времени работы заявляемого устройства, а, следовательно, его повышенная экономичность.
Поворот вспомогательного скребка без заклинивания с установленными на цепях скребками обеспечен за счет его размещения при работе устройства между парой соседних установленных на цепях скребков таким образом, что траектории их движения не пересекаются, что реализуется за счет количества конструктивных элементов и их геометрии.
Предпочтительным является такой вариант исполнения заявляемой полезной модели, при котором длина цепей кратна половине оборота звездочки, и шаг между скребками кратен половине оборота звездочки, т.е. скребки установлены на цепях на расстоянии, кратном половине длины окружности, в которую вписана звездочка.
При этом наиболее предпочтительным является такое исполнение заявляемой полезной модели, при котором на ведущем валу установлены два вспомогательных скребка под углом 180°, а при набегании каждого скребка на звездочку вала углы между скребком и вспомогательными скребками составляют 90°.
Также предпочтительным является такой вариант исполнения заявляемой полезной модели, при котором длина цепей кратна обороту звездочки, и шаг между скребками кратен обороту звездочки, т.е. скребки установлены на цепях на расстоянии, кратном длине окружности, в которую вписана звездочка.
Для обеспечения слаженности работы устройства и в целом равномерного распределения нагрузки на скребки целесообразно такое исполнение устройства, чтобы при набегании каждого скребка на звездочку ведущего вала угол между скребком и установленным на валу вспомогательным скребком составлял 180°.
Также предпочтительным является такое исполнение заявляемой полезной модели, при котором на ведущем валу установлены два вспомогательных скребка под углом 120°, а при набегании каждого скребка на звездочку вала углы между скребком и вспомогательными скребками составляли также 120°.
Целесообразной является установка на боковых поверхностях рамы беговых дорожек для цепей, а также соединительных элементов, обеспечивающих ее жесткость.
Заявляемая полезная модель поясняется при помощи фигур, приведенных ниже:
фиг. 1, фиг. 2 - вид в разрезе устройства для механической очистки верхнего слоя жидкости;
фиг. 3 - схематический вид устройства для механической очистки верхнего слоя жидкости;
фиг. 4 - общий вид флотатора с установленным на нем устройством для механической очистки верхнего слоя жидкости.
На фиг. 1 и 2 представлены виды в разрезе с различных ракурсов устройства 1 для механической очистки верхнего слоя жидкости. Указанное устройство 1 содержит раму 2, на которой параллельно установлены ведущий и ведомый валы 3 и 4 (на фиг. 2 не показан) соответственно, а также соединительные элементы 5, обеспечивающие ее жесткость. На концах указанных валов установлены звездочки 6, на которые параллельно натянуты две тяговые цепи 7 с параллельно установленными на них скребками 8. На ведущем валу 3 посредством хомутов установлены два вспомогательных скребка 9. Ведущий вал 3 приводит в движение соединенный с ним электрический привод 10. Устройство 1 располагается сверху емкости 11 флотатора, на боковой стенке которой установлен склиз 12, верхняя поверхность которого выполнена в соответствии с траекторией движения наружного края установленных на цепях 7 скребков 8 и вспомогательных скребков 9.
На фиг. 3 представлен схематический вид устройства 1 для механической очистки верхнего слоя жидкости, установленного на емкости 11 флотатора. Конструктивные элементы, соответствующие конструктивным элементам на фиг. 1 и 2, обозначены аналогичным образом.
На фиг. 4 представлен общий вид флотатора с установленным на нем устройством 1 для механической очистки верхнего слоя жидкости. Конструктивные элементы, соответствующие конструктивным элементам на фиг. 1 и 2, обозначены аналогичным образом.
Заявляемое устройство 1 работает следующим образом.
Удаление пены, образовавшейся на поверхности жидкости, подвергаемой флотации, осуществляют посредством установленного на емкости 11 флотатора устройства 1 для механической очистки верхнего слоя жидкости. При помощи электрического привода 10 вращают ведущий вал 3 с установленными на нем вспомогательными скребками 9 и с установленными на его концах звездочками 6 и приводят в движение цепи 7 со скребками 8, которые, находясь в своем нижнем положении, своей нижней частью погружены в пену на поверхности жидкости. Посредством скребков 8, установленных на цепях 7, транспортируют плавающую пену по поверхности воды в сторону склиза 12. При помощи скребков 8 и вспомогательных скребков 9, установленных на ведущем валу 3, пену выгружают в сборную емкость (на фигурах не показана).
Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой устройство для механической очистки верхнего слоя жидкости, которое является экономичным, конструкция которого позволяет минимизировать возможность разрушения пены во время ее транспортировки и, таким образом, вторичного загрязнения очищаемой жидкости, а также обеспечивает уменьшение габарита флотатора