Ленточный фильтр-пресс для непрерывного обезвоживания материала
BAND FILTER-PRESS FOR CONTINUOUS MATERIAL DEHYDRATION

Изобретение относится к устройствам для непрерывного обезвоживания различных материалов, например, торфа, требующих отжатия из них избыточной влаги и может быть использовано в различных производствах.
Известен ленточный фильтр-пресс непрерывного действия для обезвоживания шлама и ила (RU 2163831, кл. B01D 33/4, опубл. 03.10.2001), который содержит раму с установленными на ней валами, между которыми пропущены два ленточных сита верхнего и нижнего расположения.
Однако при содержании в отжимаемых материалах растительных твердых неразложившихся включений ситовые фильтровальные ленты могут вытягиваться и рваться.
Известен ленточный фильтр-пресс непрерывного действия для обезвоживания осадков сточных вод (RU 2349367, кл. B01D 33/4, опубл. 20.03.2009), включающий корпус с установленным в нем барабаном из нержавеющей сетки и фильтровального полотна, выполненного из термофиксированной ткани.
Недостатком указанного фильтр-пресса является то, что при содержании в отжимаемых материалах растительных твердых неразложившихся включений ситовые фильтровальные ленты могут вытягиваться и рваться.
Известны ленточные фильтр-прессы ПЛ-12, ПЛ-16 ПЛ-20, предназначенные для обезвоживания осадков на очистных сооружениях (http://ecvik.com/index.php/equipment/lentochnye-pressy-i-degidratory), содержащие раму, на которой установлены валы с натянутыми на них ситовыми фильтровальными лентами, изготовленными из полиэфирной мононити.
Недостатком указанных фильтр-прессов является то, что при содержании в отжимаемых материалах растительных твердых неразложившихся включений ситовые фильтровальные ленты могут вытягиваться и рваться.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ленточный фильтр-пресс непрерывного действия для обезвоживания различных материалов, преимущественно торфа (Тараторин Л.В. Механическое обезвоживание верхового слаборазложившегося торфа в ленточно-роликовом прессе непрерывного действия. Сборник тезисов докладов молодых специалистов ВНИИТП на научно-технической конференции «Изменения физико-механических свойств торфа для комплексного его использования», Л, 1973, С. 21-23.). Данный фильтр-пресс состоит из рамы с загрузочным бункером, параллельных горизонтальных приводных валов верхнего и нижнего, на которых в качестве фильтровальных полотен и тягового органа установлены две пластинчатые зубчатые цепи типа В2х2, а также из натяжных валов, нажимных и опорных роликов и нажимных гидроцилиндров.
Недостатком фильтр-пресса является низкая скорость фильтрования из-за забивания торфяными частицами щелей между пластинами зубчатой цепи, а также необходимость остановок фильтр-пресса для очистки фильтровального полотна, что снижает производительность фильтр-пресса и ухудшает качество получаемого продукта по требуемой влажности.
Проблемой изобретения является разработка ленточного фильтр-пресса непрерывного действия с фильтровальным полотном в виде зубчатой цепи, конструкция которой позволяет эффективно выполнять процесс отжима удаления воды из отжимаемого материала и очистку зубчатой цепи без остановки фильтр-пресса.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности фильтр-пресса за счет сокращения времени на фильтрование и очистку фильтровального полотна без остановки фильтр-пресса, а также улучшение качества получаемого отжатого материала по требуемой влажности.
Поставленная проблема и технический результат достигнуты тем, что в ленточном фильтр-прессе непрерывного действия, состоящего из рамы с загрузочным бункером, параллельных горизонтальных приводных валов верхнего и нижнего, а также из натяжных валов верхнего и нижнего, нажимных и опорных роликов, на которых в качестве фильтровальных полотен и тягового органа установлены две зубчатые цепи, и нажимных гидроцилиндров, согласно изобретения, зубчатая цепь выполнена в виде соединенных между собой с помощью валиков прямоугольных пластин с плоской поверхностью, примыкающей к отжимаемому материалу, с длиной пластин от 40 до 80 мм и шириной от 5 до 15 мм, при этом между пластинами в поперечном направлении выполнены щели шириной от 0,5 до 1,5 мм за счет установки шайб на валиках, на которых установлены пластины, а щели между пластинами в продольном направлении составляет от 0,5 до 1,5 мм, причем грани пластин по ширине выполнены с внутренним скосом под углом 20-30° к их продольным граням, напротив каждой дуги огибания цепями приводных валов верхнего и нижнего установлены по две форсунки для подачи промывочной воды, между которыми установлена щетка, между нажимными роликами верхней цепи установлены пневмоотсосы отфильтрованной воды.
Щетки выполнены вращающимися.
Нажимные и опорные ролики выполнены с возможностью вращения при работе.
Разработанная конструкция ленточного фильтр-пресса непрерывного действия с фильтровальным полотном в виде зубчатой цепи повышает производительность фильтр-пресса за счет сокращения времени на фильтрование и очистку фильтровального полотна без остановки фильтр-пресса, а также улучшение качества получаемого отжатого материала по требуемой влажности.
Данный технический результат получен за счет равномерно расположенных по поверхности фильтровального полотна щелей, площадь которых соответствует пропускной способности фильтровального полотна для отжимаемого материала, а также позволяет эффективно выполнять очистку зубчатой цепи после процесса отжима форсунками и щетками за счет плоской поверхности пластин и увеличения щелей между пластинами в продольном направлении при огибании цепями приводных валов.
Наличие щелей между пластинами в поперечном и продольном направлениях в пределах от 0,5 до 1,5 мм, которые в разы меньше щелей в существующей зубчатой цепи, уменьшает содержание попадающих в зазоры частиц отжимаемого материала. В конечном счете, повышается производительность фильтр-пресса за счет сокращения времени на фильтрование и очистку фильтровального полотна, а также улучшается качество получаемого отжатого материала по требуемой влажности. Если ширина щелей менее предлагаемого диапазона, то уменьшается пропускная способность фильтровального полотна, а если более, то усилие нажатия на прессуемый материал приведет к продавливанию частиц фильтруемого материала между пластинами, что вызовет засорение фильтровального полотна с необходимостью его остановки и прочистки. А это снижает производительность фильтр-пресса.
Выполнение граней пластин по ширине с внутренним скосом под углом 20-30° к их продольным граням обеспечивает увеличение поперечных щелей между пластинами от наружной поверхности зубчатой цепи внутрь, что предотвращает застревание частиц материала и позволяет эффективно производить очистку фильтровального полотна.
Установка напротив каждой дуги огибания зубчатыми цепями приводных валов верхнего и нижнего по две форсунки для подачи промывочной воды и щеток обеспечивает эффективную очистку цепи без остановки фильтр-пресса.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид ленточного фильтр-пресса; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А фильтр-пресса; на фиг. 3 - зубчатая цепь новой конструкции при ее огибании нижнего приводного вала (форсунки и щетка на фиг. 3 условно не показаны); на фиг. 4 - поперечный разрез Б-Б по приводному валу; на фиг. 5 - вид сверху на фильтровальное полотно; на фиг. 6 - вид сверху на одно из звеньев зубчатой цепи; на фиг. 7 - разрез В-В одного из звеньев зубчатой цепи; на фиг. 8 - рабочая пластина зубчатой цепи; на фиг. 9 - направляющая пластина зубчатой цепи, на фиг. 10 - вид Г нажимного ролика.
Ленточный фильтр-пресс непрерывного действия состоит из рамы 1, загрузочного бункера 2, приводных валов верхнего 3 и нижнего 4 (привод условно не показан), на которых установлены звездочки 5 с помощью шпонок 6. В качестве фильтровального полотна и тягового органа установлены две зубчатые цепи, каждая шириной В, верхняя 7 и нижняя 8.
Зубчатые цепи состоят из примыкающих друг к другу звеньев 9 шириной b. Количество звеньев в зубчатой цепи определяется необходимой шириной фильтровального пространства конкретного фильтр-пресса. При этом каждое звено состоит из расположенных параллельно друг к другу рядов 10, которые состоят из рабочих 11 и направляющих 12 пластин шириной S. Между пластинами установлены шайбы 13, толщина которых определяет фильтровальный поперечный зазор δ между пластинами цепи в зависимости от фракционного состава отжимаемого материала. Пластины 11, 12 и шайбы 13 надеты на валики 14, на концах которых выполнена развальцовка 15 для предотвращения спадания пластин 11, 12 и шайб 13 с валиков 14. Верхняя зубчатая цепь 7 наклонена к нижней цепи 8 под углом для уплотнения отжимаемого материала 16 по мере его продвижения.
Для создания усилия отжима установлены гидроцилиндры 17, которые давят на нажимные ролики 18, которые могут перемещаться по вертикали. Напротив нажимных роликов 18 стационарно установлены опорные ролики 19, по которым движется зубчатая цепь 8. На холостых ветвях зубчатых цепей 7 и 8 также установлены опорные ролики 19 и 20. Концы нажимных роликов 18 шарнирно соединены с рамами 21, которые соединены с гидроцилиндрами 17. На концах нажимных 18 и опорных 19 роликов установлены звездочки 22, которые сцеплены с зубчатыми цепями 7 и 8, что обеспечивает вращение роликов 18 и 19 в процессе работы. Опорные ролики 20, установленные с внешней стороны нижней зубчатой цепи 8, снабжены механической передачей, которая состоит из звездочки 22 и пары шестерен 23, что обеспечивает вращение опорных роликов 20 во время работы. Для натяжки зубчатых цепей установлены натяжные валы - верхний 24 и нижний 25. Напротив каждой дуги огибания зубчатыми цепями 7 и 8 приводных валов верхнего 3 и нижнего 4 установлены по две форсунки 26 для подачи промывочной воды, между которыми установлено по одной вращающейся щетке 27 (привод щеток условно не показан) для очистки поверхности цепей. Между нажимными роликами 18 установлены пневмоотсосы 28 для удаления отфильтрованной воды с верхней зубчатой цепи 7. На выходе отжатого материала 16 установлены счищающие ножи 29. Для сбора отфильтрованной воды с нижней зубчатой цепи 8 установлен поддон 30.
Работа фильтр-пресса происходит следующим образом. Приводится в движение верхняя зубчатая цепь 7 от приводного вала 3 и нижняя зубчатая цепь 8 от приводного вала 4. При этом звездочки 5 на приводных валах 3 и 4 взаимодействуют с рабочими пластинами 11 зубчатой цепи, обеспечивая ее движение. Направляющие пластины 12 охватывают звездочки 5 сбоку, не давая возможности схода цепи в сторону. В фильтр-пресс загружается отжимаемый материал 16, который увлекается рабочими ветвями зубчатых цепей 7 и 8 в прессовое пространство. Усилие отжима создается путем нажатия гидроцилиндров 17 на рабочую ветвь зубчатой цепи 7 через нажимные ролики 18, которые могут перемещаться по вертикали. Рабочая ветвь зубчатой цепи 8 движется по стационарно установленным опорным роликам 19. Установленные на одном из концов нажимных 18 и опорных 19 роликов звездочки 22 обеспечивают вращение роликов 18 и 19 во время работы. Вращение нижних опорных роликов 20 осуществляется через шестеренчатую пару 23 и звездочки 22, которые сцеплены с зубчатой цепью 8. Вращение роликов 18, 19, 20 исключает трение между роликами и зубчатыми цепями 7 и 8, а также предотвращает заклинивание между ними частиц отжимаемого материала.
Вода отфильтровывается через верхнюю зубчатую цепь 7, проходя через щели «а» между пластинами в продольном направлении и щели «δ» между пластинами в поперечном направлении, а затем удаляется пневмоотсосами 28. С нижней зубчатой цепи 8 вода через щели «а» между пластинами в продольном направлении и щели «δ» между пластинами в поперечном направлении стекает в поддон 30.
Зубчатые цепи 7 и 8 при их дальнейшем движении при огибании приводных валов 3 и 4 подвергаются эффективной очистке промывочной водой форсунками 26 и щетками 27 за счет увеличения щелей «а» до величины «с» в продольном направлении. Кроме того, при наличии на пластинах зубчатой цепи в продольном направлении внутренних скосов под углом 30°, щели между концами цепи также увеличиваются снаружи внутрь, что также облегчает вымывание застрявших частиц отжимаемого материала. При этом вначале первые форсунки по ходу вращения приводных валов смывают с поверхности зубчатых цепей частицы отжимаемого материала и размягчают оставшиеся. Затем щетки счищают и разрушают оставшиеся частицы отжимаемого материала. После этого вторые форсунки завершают процесс очистки поверхностей зубчатых цепей. Отфильтрованная и промывочная вода утилизируются в канализацию.
Отжатый материал 16 ножами 29 счищается с поверхности зубчатых цепей 7 и 8 и поступает на дальнейшую переработку.
Изобретение доступно для изготовления на машиностроительных заводах и может найти применение для фильтрования различных материалов, например, торфа.
В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения.