УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ
PLANT FOR REMOVAL OF 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. В01Д 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.
Недостатком известной конструкции является малая производительность и необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке и ограниченные технологические возможности.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является установка для отделения 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, выполненный из скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке трех и более перфорированных полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.
Недостатком известной конструкции является сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является упрощение конструкции 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, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр смонтирован, по меньшей мере, из одной перфорированной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным на равном расстоянии друг от друга под одинаковыми углами к продольным кромкам перфорированной полосы с образованием одинаковых перфорированных параллелограммов, расположенных после сгиба на перфорированной полосе попеременно в противоположные стороны друг от друга, при этом перфорированная полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру однонаправленных ломанных винтовых линий и одинаковых ломанных винтовых перфорированных карманов треугольной формы по наружной и внутренней перфорированной поверхности фильтра.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции установка для выделения жидкой фазы из материалов.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление фильтра позволяет обеспечить осевое перемещение частиц материала от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения фильтра, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона фильтра.
Новизна заключается в том, что благодаря ломанным внутренним винтовым перфорированным карманам треугольной формы векторы скорости движения частиц материалов при транспортировки их от загрузке к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процессов выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри фильтра образованы винтовые перфорированные поверхности в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы, что интенсифицирует процесс выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах фильтров в предлагаемой конструкции длина пути прохождения частиц материалов по сравнению с известными конструкциями фильтров значительно больше, что представляет возможность сократить габариты фильтра, как по длине, так и по диаметру, а также способствует интенсификации процессу выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается в том, что фильтр выполнен, по меньшей мере, из одной перфорированной полосы, что упрощает изготовление.
Новизна обусловлена тем, что по ломанной винтовой линии образованы карманы треугольной формы, с помощью которых порции материала захватываются, поднимаются вверх и бросаются вниз, что расширяет технологические возможности, увеличивает интенсивность перемешивания и интенсификацирует процесс выделения жидкой фазы из материалов.
Новизна обусловлена тем, что по внутренней поверхности фильтра образованы ломанные винтовые линии одного направления, что расширяет технологические возможности и увеличивает скорость продольного перемещения материала.
Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру перфорированной поверхности фильтра проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение материалов в каждом сечение фильтра, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид установки для выделения жидкой фазы из материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр, общий вид; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - перфорированная полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для фильтра фиг.3; фиг.6 - перфорированная полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов треугольной формы; фиг.7 - аксонометрическая проекция перфорированной полосы, свернутой в цилиндрический виток.
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 закреплены 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 емкость 15 для приема жидкой фазы материалов.
Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4) изготовлен по крайней мере из одной перфорированной полосы 16, соединенной по продольным кромкам 17 (показаны на фиг.3 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой с образованием по наружной и внутренней поверхностях винтовых линий (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29, а также винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы (фиг.4) в виде карманов 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36.
Перфорированная полоса 16 (фиг.5, фиг.6) согнута по прямым линиям 37, размещенным на равном расстоянии L друг от друга и под одинаковыми углами α к продольным кромкам 17 перфорированной полосы 16 с образованием параллелограммов 38, 39, расположенных после сгиба попеременно в противоположные стороны друг от друга. Перфорированная полоса 16 после сгиба по прямым линиям (фиг.6) свернута в цилиндрические витки (фиг.7), соединенные друг с другом по продольным кромкам 17 известными методами, например сваркой в фильтр 8. Таким образом, внутри фильтра 8 образованы винтовые перфорированные поверхности в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы.
Установка для выделения жидкой фазы из материалов работает следующим образом.
В фильтр 8 через устройство для загрузки 13 беспрерывно загружается материал. При вращении фильтра 8 частицы материалов захватываются карманами внутренней винтовой перфорированной поверхностью и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося фильтра 8 и перемещается в сторону выгрузки. При этом за счет карманов треугольной формы частицы материалов поднимаются значительно выше, чем в фильтрах известной формы. Так как поверхность фильтра 8 в виде винтовых треугольной формы карманов непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность фильтра 8 снабжены винтовыми линиями, то в каждой порции частицы материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и выделения жидкой фазы из материалов и расширяются технологические возможности. Поэтому в фильтре 8 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов и каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность отделения жидкой фазы из материалов, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, что обеспечивается перфорированными карманами треугольной формы по внутренней поверхности 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36. В результате интенсифицирует процесс выделения жидкой фазы из материалов, повышается надежность работы и расширяет технологические возможности.
Другими словами, 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. Поскольку, карманы внутренней перфорированной просеивающей поверхности фильтра 8 расположены под углом к оси вращения, то в каждой порции частицы материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания, разрушения их на мелкие фракции и перетирания частиц материала друг с другом и с перфорированными стенками фильтра 8, повышается интенсивность смешивания частиц материалов, выделения жидкой фазы из материалов и расширяются технологические возможности. Так как внутри фильтра 8 образованы винтовые перфорированные поверхности в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы, то значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов и каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от перфорированных стенок фильтра 8, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса смешивания и их разрушения на мелкие фракции. При этом обеспечивается не только интенсивное перемешивание частиц материалов, но и обеспечивается их измельчение на меньшие фракции и самоочистка просеивающей поверхности.
Наличие в конструкции фильтра 8 винтовых перфорированных поверхностей в виде ломанных перфорированных карманов треугольной формы 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 интенсифицирует процесс выделения жидкой фазы из материалов, повышает надежность работы установки и расширяет технологические возможности, обеспечивает самоочистку просеивающей поверхности фильтра 8.
Таким образом частицы масс материалов при непрерывном вращении фильтра 8 совершают сложное движение, при которым и происходит процесс отделения жидкой фазы из материалов. Частицы масс материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием направленных в одну сторону под углом к продольной оси фильтра 8 винтовых перфорированных поверхностей в виде карманов треугольной формы по внутренней поверхности совершают сложное движение с большой амплитудой в плоскости, перпендикулярной проходному сечению фильтра 8. Так как по длине фильтра 8 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц материала, т.е имеет место повышение интенсивности отделения жидкой фазы из материалов. Наличие винтовых перфорированных поверхностей и винтовых линий по периметру фильтра 8 способствует не только усложнению траекторий их движения, но и перемещению по проходному сечению фильтра 8. При движении масс материала по проходному сечению фильтра 8 жидкая фазы через просеивающую поверхность фильтра 8 попадает в полость барабана 7 и посредством винтовых направляющих 9 - (винтовых вставок), через отверстия 10 выгружаются посредством патрубка для отвода фильтрата 12 в емкость 15 для приема жидкой фазы материалов, а сгущенная фракция выводится на транспортер 14 для приема твердой фазы материала- (патрубок для отвода сгущенной фракции).
Технико-экономическое преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов, повышение интенсивности их смешивания и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц материалов, друг с другом и со стенками фильтра 8, повышает производительность, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы и его производительность.