МОДУЛЬНАЯ УСТАНОВКА РАСТАРИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАРАБАНОВ, СОДЕРЖАЩИХ ТОКСИЧНЫЙ РЕАГЕНТ
MODULAR UNLOADING UNIT FOR METAL DRUMS CONTAINING TOXIC REAGENT

Изобретение относится к механическим устройствам, предназначенным для приготовления растворов заданной концентрации из твердых токсичных реагентов (например, цианистый натрий), поставляемых в металлической таре. Растворенные реагенты используют в области гидрометаллургии.
Из уровня техники известна «Установка для извлечения из емкости материала путем его растворения» (пат. №2220081 Российская Федерация, МПК В65В 69/00, опубл. 27.12.2003). Установка содержит камеру, сопло, связанное с трубопроводом и циркуляционный насос для перекачивания раствора. Камера имеет горловину с установочной площадкой для емкости. В горловине смонтирован остроконечный патрубок, с возможностью прокалывания емкости, в котором расположено сопло с образованием между ним и патрубком зазора для слива раствора в камеру. Указанная установка малопроизводительна и мало механизирована, вследствие этого, увеличивается доля ручного труда, также при прокалывании емкости снизу задерживается часть реагента (либо раствора). Кроме того, оператору необходимо вручную извлечь пустой барабан из-под иглы, что не безопасно.
Известна «Установка для вскрытия и опорожнения металлических барабанов с токсичными сыпучими продуктами» (пат. №2201887 Российская Федерация, МПК B65G 69/00, опубл. 10.04.2003). Установка включает механизм подачи барабанов, камеру растаривания с вытяжным устройством, в которой расположена поворотная площадка, содержащая устройство удержания и поворота барабана. Имеется режущая головка с наконечником, жестко установленным в ее центре. Установка также содержит съемный накопитель для вырезанных днищ, течку для опорожненных барабанов, систему пылеулавливания с мокрым скруббером и схему растворения остатков продукта на опорожненной таре. Схема содержит дополнительную емкость с системой принудительной циркуляции жидкости, герметично соединенной с мокрым скруббером, течкой для опорожненных бочек и емкостью для сбора продукта.
Данная установка обладает рядом недостатков: сложность конструкции и процесса растаривания, низкая производительность, пылеобразование.
Известна «Установка для вскрытия и опорожнения металлических барабанов с реагентом» (пат. №2399566 Российская Федерация, МПК В65В 69/00, опубл. 20.09.2010). Установка содержит размывную камеру с загрузочным и разгрузочным люками, имеющую в своем составе устройство для принудительного перемещения барабанов, размывные головки с разнонаправленными форсунками, душирующий узел. Установка также содержит механизм вырезки и удаления днищ барабанов, имеющий в своем составе каретку, роликовые ножи, расположенные равномерно по окружности диска, и установленный по оси симметрии диска электромагнитный съемник вырезанных днищ барабанов. Устройство для принудительного перемещения барабанов снабжено рамой с опорными гнездами для барабанов и транспортной тележкой. Транспортная тележка выполнена с подвижной в вертикальном направлении платформой, имеющей опорное гнездо для барабана. Транспортная тележка выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения с перемещением барабана над рамой в одном направлении и возвратом под рамой, без барабана, в другом. Транспортная тележка соединена со штоком вновь введенного гидропривода, закрепленного на корпусе размывной камеры, а ее подвижная платформа снабжена шарнирными тягами, соединенными со штоком вновь введенного гидропривода, закрепленного на транспортной тележке. Ближняя к разгрузочному люку тележка снабжена дополнительно толкателем, соединенным с шарнирными тягами платформы с возможностью вертикально наклонного положения толкателя при поднятой платформе. Высота толкателя выбрана меньше высоты, на которой располагается ось удаляемого барабана. При опущенной платформе высота толкателя выбрана меньше высоты нижней части поверхности барабана в опорном гнезде на раме. Каждая из размывных головок установлена на индивидуальном для нее штоке гидропривода.
Это устройство близко подходит к решаемой задаче. Однако, оно обладает рядом недостатков: установка сложна в изготовлении и эксплуатации; отсутствует вытяжная система, что небезопасно при работе с токсичными веществами; установка не обеспечивает полный сбор продукта при вскрытии и опорожнении металлических барабанов, в которых реагент дополнительно упакован в защитную пленку. Кроме того, устройство не содержит расходную емкость и не предусматривает работу на оборотных растворах, поэтому сложно определять и регулировать конечную концентрацию приготовляемых реагентов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Установка для растаривания барабанов с токсичным материалом» (пат. №22759 Республика Казахстан, МПК B65G 69/00, опубл. 16.08.2010). Установка для растаривания барабанов с токсичным материалом включает два модуля: нижний и верхний, стыкуемый при монтаже. Установка содержит насос, емкость приготовления раствора, поворотную карусель, уровнемер, узел растаривания с системой отсоса и удаления токсичных газов, мачту для перемещения рабочего органа, гидропульт и электропульт. Рабочий орган перемещается вверх-вниз по направляющей при помощи электротали, который включает колокол с направляющей трубой и иглу с грузом.
Недостатками данной установки является невысокая производительность, обусловленная тем, что загрузка и извлечение барабанов с поворотной карусели осуществляется оператором вручную. Кроме того, из-за прокалывания вертикально расположенных барабанов при помощи тали с грузом, увеличена масса и высота узла растаривания.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются обеспечение безопасной работы оператора, повышение мобильности и производительности, упрощение конструкции установки растаривания барабанов, уменьшение ручного труда за счет механизации и автоматизации процесса растаривания.
Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения модульная установка снабжена системой управления, интерфейс которой выполнен в виде мнемосхемы реальной установки, платформа для установки барабанов выполнена наклонной, при этом барабаны поднимают электроталью и размещают горизонтально, платформа снабжена отсечным барьером, ограждающей рамой и механизмом удаления опорожненных барабанов, система разводки трубопроводов снабжена электроклапанами, а приспособление для прокалывания барабанов выполнено в виде копья, состоящее из наконечника и пустотелого штока, причем наконечник выполнен в виде плоских ножей, жестко закрепленных между собой, имеющих в поперечном сечении крестообразную форму, на оси наконечника расположена размывная головка с сопловыми отверстиями, пустотелый шток жестко закреплен с кареткой, которая перемещается вверх-вниз по направляющим при помощи электродвигателя с редуктором и цепной передачи, установка дополнительно снабжена обратным клапаном, пробоотборником и расходомером.
На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой установки, на фиг. 2 изображен узел растаривания, на фиг. 3 - режущий наконечник копья.
Модульная установка растаривания барабанов, содержащих токсичный реагент, состоит из двух модулей, стыкуемых при монтаже, включает емкость приготовления раствора 1, уровнемер 2, насос 3, шаровые краны 4 и клапана 5 с электрическим исполнительным механизмом, раму 6, узел растаривания 7, вытяжное устройство для удаления токсичных газов 8, расходомер 9, систему управления (не показана). Интерфейс системы управления выполнен в виде мнемосхемы реальной установки. Барабаны 10 поднимают электрической талью 11 и размещают горизонтально на наклонной платформе 12, имеющую в своем составе ограждающую раму 13, отсечной барьер 14 и механизм удаления (толкатель) 15 опорожненных барабанов. Узел растаривания включает защитный колокол 16 с гильзой 17, мачту 18 с двигателем 19 и цепной передачей 20 для перемещения каретки 21, пустотелый шток 22, на конце которого при помощи резьбового соединения закреплен режущий наконечник 23. Режущий наконечник 23 состоит из плоских ножей 24, жестко закрепленных между собой, имеющих в поперечном сечении крестообразную форму. На оси режущего наконечника расположена размывная головка 25 с сопловыми отверстиями 26. Пустотелый шток 22 с режущим наконечником жестко закреплен с кареткой 21, которая перемещается вверх-вниз по направляющим мачты 27 при помощи электродвигателя 19. Установка содержит систему трубопроводов с электроклапанами 5, которые дублируются шаровыми кранами 4. Предусмотрен обратный клапан 28 для предотвращения попадания растворенного реагента в магистраль подачи воды. Управление исполнительными механизмами осуществляется автоматикой на базе микроконтроллеров. Система разводки трубопроводов обеспечивает работу в нескольких режимах: подача воды в копье; подача раствора в копье; циркуляция раствора; перекачка растворенного реагента. На линии циркуляции раствора предусмотрен пробоотборник 29.
Установка работает следующим образом. Перед запуском процесса растаривания емкость 1 заполняют водой (1/3-2/3 объема). Растариваемый барабан 10 поднимают на наклонную платформу 12 при помощи электрической тали 11, где его движение ограничено отсечным барьером 14. Включают вентиляцию 8 и поднимают копье с защитным колоколом 16 в крайнее верхнее положение. Отсечной барьер 14 отпускают и барабан 10 подается в узел растаривания 7. Колоколом 16 накрывают растариваемый барабан 10 и включают подачу воды, либо раствора в копье, которое опускают в крайнее нижнее положение и прокалывают барабан 10 насквозь. После прокалывания копье приподнимают вверх, оставляя режущий наконечник 23 внутри барабана 10. Процесс размытия проводят около 2 минут. Затем обмывают барабан 10 водой и переключают поток раствора на байпас (циркуляцию). При переключении потока на байпас происходит растворение реагента в емкости 1. Копье с защитным колоколом 16 поднимают в верхнее положение и при помощи толкателя 15 скидывают опорожненный барабан 10 в емкость для обезвреживания. По необходимости, во время промывки барабана поднимают полный барабан 10 на наклонную платформу 12. После растаривания требуемого количества барабанов 10 включают байпас на 10-15 минут, для полного растворения реагента. По окончании цикла отбирают пробу раствора и определяют концентрацию растворенного реагента. Затем раствор перекачивают в расходную емкость и фиксируют объем. Цикл растаривания, при необходимости, повторяется.
Данная установка имеет простую конструкцию, удобна в эксплуатации и не требует существенных трудозатрат, так же она состоит из двух модулей, стыкуемых при монтаже, каждый модуль обладает компактными габаритными размерами и свободно умещается для перевозок в грузовые фуры. Трудозатраты снижены за счет механизации и автоматизации процесса растаривания, что увеличивает безопасность и производительность.