Устройство для обезвоживания полидисперсных систем

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, а именно к устройствам для обезвоживания влажных отходов производств птицеводства и животноводства, а также может быть использована при переработке продуктов спиртового производства.
Уровень техники
Известно устройство для обезвоживания навоза, состоящее из наклонно расположенного перфорированного барабана, установленного на оси, один конец которой закреплен на кривошипе, а другой - шарнирно на опоре и связан с механизмом привода. Кривошип закреплен на валу, снабженном приводом, и его центр вращения расположен соосно относительно центра шарнирной опоры. В средней части барабана установлена кольцевая перегородка, прилегающая к его стенке и снабженная косыми карманами, направленными в сторону выгрузки. Перегородка разделяет барабан на две части, в одной из которых имеется патрубок для подачи исходной навозной массы, а другая имеет выгрузные окна (см. авторское свидетельство СССР №582810, В01D 33/02, опубликовано 05.12.77).
Недостатками такого устройства являются сложная конструкция и большие затраты энергии на привод барабана, так как их механизм привода состоит из нескольких работающих независимо друг от друга узлов, раздельно сообщающих барабану определенный вид движения, которые суммируются в результирующее колебательно-вращательное движение.
Известно устройство для обезвоживания навоза включающее наклонно расположенный перфорированный барабан, смонтированный на оси, один конец которой подсоединен посредством подшипника к кривошипу с прикрепленным к нему валом электродвигателя, а другой закреплен шарнирно на опоре. Барабан снабжен механизмом привода, который выполнен в виде размещенных один в другом и имеющих фрикционную связь ободов, причем один присоединен к торцу барабана, а другой установлен соосно относительно вала кривошипа и закреплен неподвижно (см. авторское свидетельство СССР №844021, В01D 33/02, опубликовано 07.07.81).
Недостатками этого устройства являются низкая эффективность процесса обезвоживания, сложность конструкции и высокая энергоемкость приводов в результате сложного вращательно-колебательного движения фильтрующего барабана.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является станок для обезвоживания навоза содержит фильтр, жестко закрепленный на платформе, которая упруго с помощью четырех резинокордных баллонов смонтирована на основании. На платформе жестко закреплено загрузочное устройство и снизу к платформе также жестко прикреплен вибратор с горизонтальной осью вращения горизонтально под платформой параллельно продольной оси фильтра (см. изобретение №2651332, А01 с 3/00, В01D 33/27, опубликовано 19.04.2018).
Недостатками этого устройства являются низкая эффективность процесса обезвоживания и сложность изготовления конструкции спирального фильтра.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности обезвоживания полидисперсных систем, и снижение энергетических затрат на сам процесс.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для обезвоживания полидисперсных систем, содержащие фильтрующий барабан, приемную емкость, сливной канал и патрубок, механизм привода фильтрующего барабана снабжен кривошипно-коромысловым механизмом, состоящим из кривошипа, шатуна и коромысла, а также электродвигателем, редуктором, при этом амплитуду колебания фильтрующего барабана устанавливается подбором плеча кривошипа, который соединен с шатуном и коромыслом через промежуточный вал с подбором соотношения шкивов ременной передачи, при этом в нижней части фильтрующего барабана установлена регулируемая заслонка, которая имеет ось вращения, и рукоятку, причем заслонка плотно прилегает к внутренней поверхности фильтрующего барабана, способствуя задержанию выхода твердой фракции до максимального ее Обезвоживания.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 устройство для обезвоживания полидисперсных систем, общий вид.
На фиг. 2 - вид В кривошипно-коромыслового механизма.
На фиг. 3 - разрез А-А фильтрующего барабана.
Осуществление полезной модели
Устройство для обезвоживания полидисперсных систем (фиг. 1) состоит из станины 1, на которой смонтирован кожух 2, имеющий в нижней  части сливной канал 3, заканчивающийся сливным патрубком 4 для отвода жидкой фракции, а в верхней части приемную емкость 5 для полидисперсных систем. Кожух 2 устанавливается под углом а к горизонту при помощи винтового механизма 6. Над кожухом 2 расположен механизм привода, состоящий из электродвигателя 7, редуктора 8 и кривошипно-коромыслового механизма 9. Фильтрующий барабан 10 установлен на подшипниковых узлах 11. Качательное движение на фильтрующий барабан 10 передаются через промежуточный вал 12 и ременную передачу 13. Пуск устройства для обезвоживания полидисперсных систем осуществляется посредством частотного преобразователя 14, при помощи которого происходит регулировка частоты колебаний фильтрующего барабана 10. На конце фильтрующий барабан 10 установлена заслонка 15 с рукояткой 16 для выпуска сформировавшегося кома из твердой фракции полидисперсных систем. Состоит фильтрующий барабан 10 из остова 17 и фильтрующего элемента 18, представляющего собой сетку их нержавеющей стали с размером ячеек равным 0,25 мм (фиг. 3). Амплитуда угловых колебаний фильтрующего барабана 10 устанавливается подбором плеча кривошипа 19, который соединен с шатуном 20 и коромыслом 21 через промежуточный вал 12 с подбором соотношения шкивов ременной передачи 13 (фиг. 2).
Устройство для обезвоживания полидисперсных систем работает следующим образом. Фильтрующий барабан 10 совершает качательное движения вокруг своей оси с определенной частотой и амплитудой. Полидисперсная система подается в фильтрующий барабана 10 из приемной емкости 5. Сначала идет разделение полидисперсной системы за счет отвода свободной воды через ячейки фильтрующего элемента 18. Затем из твердой фракции полидисперсных систем постепенно формируется ком, который, начинает перекатываться по внутренней поверхности совместно с фильтрующим барабаном 10, повторяя качательное движение вместе с ним. При этом ком, перекатываясь по поверхности наклонно расположенного фильтрующего барабана 10, сначала поднимается вверх, и, дойдя до максимально верхней точки, скатывается вниз и разрушается. Потом происходит обратное движение фильтрующего барабана 10 и вновь ком поднимается по поверхности до максимально возможной точки. Как только силы сцепления между частицами твердой фракции полидисперсных систем, составляющей ком и материалом фильтрующего элемента 18, уменьшаются, ком начинает падать вниз по внутренней его поверхности, снова разрушаясь. При разрушении кома его внутренние слои перемещаются наружу, а внешние - вовнутрь кома. При этом происходит более активное высвобождение свободной влаги из твердой фракции полидисперсной системы. Таким образом, ком совершает совместные качательное движение по внутренней поверхности наклонно расположенного фильтрующего барабана 10 с определенной амплитудой и частотой. Свободная влага через поры фильтрующего элемента18 поступает на внутреннюю поверхность кожуха 2 и стекает по сливному каналу 3 в сливной патрубок 4 из устройства. Обезвоживание идет до тех пор, пока из твердой фракции полидисперсных систем не высвободится около 2/3 от общего объема свободной влаги. Как только свободная влага перестает выделяться из кома, процесс обезвоживания завершается. При помощи рукоятки 16, открывается заслонка 15 и ком, распадаясь на малые куски постепенно выгружается наружу. При полном освобождении фильтрующего барабана 10 от комков твердой фракции полидисперсных систем процесс обезвоживания прекращается. Затем начинается новый цикл обезвоживания следующей порции полидисперсной системы.
Использование привода с кривошипно-коромысловым механизмом позволяет получать качательное движение фильтрующего барабана 10 вокруг своей оси с определенной амплитудой и частотой. Это позволяет формировать из твердой фракции полидисперсных систем ком, у которого при перекатывании по внутренней поверхности наклонно расположенного фильтрующего барабана 10 внутренние слои постепенно смещаются наружу, а наружные - внутрь. Это позволяет интенсифицировать процесс выделения влаги из полидисперсной системы. В результате эффективность обезвоживания значительно повышается. Кроме того, такой механизм привода упрощает саму конструкцию обезвоживателя, сокращает энергетические затраты на привод наклонно расположенного фильтрующего барабана 10 и значительно облегчает эксплуатацию устройства при работе.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- высокую эффективность обезвоживания;
- упрощенную конструкцию;
- низкие энергетические затраты для проведения процесса.