УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКА
DEVICE TO MAKE LIME MILK

Изобретение относится к устройствам для приготовления известкового молока из негашеной извести и может быть использовано в строительстве, реагентных хозяйствах систем водоочистки и водоподготовки, химической, пищевой, металлургической промышленности.
Известно устройство для получения известкового молока, содержащее корпус с камерой дозревания со спиралью и камерой репульпирования со спиралью, соединенными между собой спиральным дозатором, и камерой гашения извести, снабженной спиралью и соединенной с устройством загрузки негашеной извести и подачи жидкости, головку отбора готового продукта со спиральным ситовым конусом для отделения недопала, устройством вывода недопала и устройством для вывода готового продукта [1]. В известном устройстве применена двухстадийная схема приготовления известкового молока, позволяющая получать суспензию извести в широком диапазоне концентраций. Недостатками известного устройства являются неполная выгрузка недопала из камеры гашения, приводящая к забиванию камеры гашения, снижению качества готового продукта и производительности установки, и сложность проведения регламентных работ, приводящая к снижению ресурса установки.
Известно устройство, содержащее приводной цилиндрический барабан, установленный наклонно в сторону выгрузки, с гребенкой для перемешивания извести, выполненной в виде зигзагообразных лопастей с перфорацией, образующей зубья [2]. В известном устройстве применена одностадийная схема непрерывного приготовления известкового молока, в которой время гашения определяется средним временем перемещения суспензии внутри барабана, а измельчение кусков извести и ее гашение производится вращающимися лопастями. Недостатками известного устройства являются неравномерность концентрации готового продукта, вызванная особенностями протекания воды, подаваемой для затворения, в вязкой известковой суспензии, отсутствие возможности контроля времени гашения извести, а также малый полезный рабочий объем барабана и, как следствие, низкая производительность установки.
Наиболее близким по достигаемому эффекту является устройство, содержащее приводной цилиндрический барабан с лопастями, установленными на его внутренней поверхности, решетку для задержания крупных кусков недопала, осадительный бункер с перемешивающим устройством, устройством подачи воды и устройством выгрузки осадка [3]. Лопасти установлены в барабане под углом к оси вращения барабана, причем при вращении барабана часть лопаток перемещает суспензию в сторону слива готового продукта, а часть - в обратную сторону, обеспечивая эффективное перемешивание. Решетка и осадительный бункер позволяют отделять недопал и другие посторонние нерастворимые примеси различного фракционного состава. Осадительный бункер с устройством подачи воды позволяет контролировать заданную концентрацию известкового молока. Недостатками известного устройства являются неполная выгрузка недопала из барабана, приводящая к образованию слоя извести на внутренних стенках барабана и лопатках и снижению ресурса установки, использование осадительного бункера для регулировки концентрации известкового молока, приводящее к увеличению объема установки, а также малая производительность установки.
Устройств, близких по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению, не выявлено.
Задачей заявляемого изобретения является улучшение качества приготовляемого известкового молока, повышение производительности и рабочего ресурса установки.
Поставленная задача решается комплексом технических решений. Устройство работает по одностадийной циклической схеме. Существенным признаком изобретения является форма перемешивающего барабана в виде двух усеченных конусов, соединяющихся соосно большими основаниями, со спиральным винтом, установленным на внутренней поверхности барабана. Существенным признаком изобретения является конструкция узла отбора готового продукта, предусматривающая съемное присоединение к выпускному отверстию устройства, содержащая две решетки - одну, расположенную перпендикулярно, и одну, расположенную коаксиально оси вращения барабана, - для задержания недопала и других посторонних нерастворимых примесей, сборник готового продукта и трубку отвода готового продукта, расположенную соосно с осью вращения барабана. Существенным признаком изобретения является способ подачи воды через узел отбора готового продукта.
Указанные признаки позволяют максимизировать рабочий объем устройства и интенсифицировать процесс приготовления известкового молока за счет обеспечения перемешивания жидкости в двух плоскостях. Узел отбора готового продукта одновременно выполняет функции сборника известкового молока, предотвращающего кавитационный режим работы насоса, и двухступенчатой системы задержания недопала и других посторонних нерастворимых примесей, обеспечивающей повышение качества приготавливаемого известкового молока. Способ подачи воды под напором через узел отбора позволяет эффективно прочищать узел отбора готового продукта при каждом цикле работы, что обеспечивает повышение ресурса установки и стабильность потребительских качеств приготавливаемого известкового молока. Совокупность существенных признаков позволяет снизить содержание посторонних нерастворимых примесей в известковом молоке, обеспечить долговременную стабильность качества приготавливаемого продукта, повысить ресурс установки, уменьшить монтажные размеры и повысить производительность установки.
На фиг.1 изображена установка для гашения извести, продольное сечение. На фиг.2 изображен узел отбора готового продукта.
Установка содержит перемешивающий барабан 1 со спиральным винтом 2, горловиной 23, окном для выгрузки остаточного недопала 3 и перемешивающими лопатками 4, установленный на раме 5. Барабан 1 приводится в движение мотором-редуктором 6 с передачей клиновым ремнем 7. Барабан 1 установлен на четырех роликовых опорах 8 и 9 и одной шариковой роликовой опоре 10. Узел отбора готового продукта состоит из неподвижной части, содержащей корпус 14, подшипник 16, манжетное или торцевое механическое уплотнение 15, вибровставку 11, выходной патрубок 12 и датчик сухого хода 13; подвижной съемной части, содержащей полый вал 17, фиксирующий фланец 18, коаксиальную решетку 19 и радиальную решетку 20; подвижной несъемной части, содержащей обечайку 21 и фланец 22. Для контроля работы установки предусмотрены расходомер и датчик проскальзывания клинового ремня (не показаны). В барабане 1 могут быть расположены мелющие тела (не показаны).
Угол наклона оси вращения барабана 1 составляет 25-35°, предпочтительно 30°. Уменьшение угла наклона приводит к снижению рабочего объема и увеличению объема невыгружаемого продукта. Увеличение угла наклона приводит к снижению эффективности перемешивания суспензии и выгрузки недопала. Угол раствора нижнего конуса корпуса барабана составляет 20-35°, но не больше угла наклона оси вращения барабана, предпочтительно равен углу наклона оси вращения барабана. Угол раствора нижнего конуса выбирается максимально возможным в целях увеличения полезного рабочего объема установки. Угол раствора верхнего конуса корпуса барабана составляет 30-50°, при этом сумма углов раствора верхнего конуса корпуса барабана и наклона оси вращения барабана не может превышать 70°. При превышении указанного угла выгрузка недопала невозможна. Угол наклона спирального винта 2 составляет 10-30° и выбирается таким образом, чтобы длина барабана 1 составляла 3,0-5,0 шага винта. Ширина спирали составляет 0,2-0,4 минимального диаметра барабана 1 и предпочтительно является постоянной по всей длине барабана 1.
Установка для гашения извести работает следующим образом.
Барабан 1 вращают мотором-редуктором 6 с ременной передачей 7 со скоростью 4-15 об/мин, при этом направление вращения барабана 1 совпадает с направлением вращения винтовой спирали 2. Устойчивость барабана в плоскости, перпендикулярной оси вращения, обеспечивают роликовыми опорами 8 и 9. Устойчивость от осевых смещений обеспечивают шариковой роликовой опорой 10. Компенсацию вибраций конструкции осуществляют вибровставкой 11. Вращение барабана 1 контролируют датчиком проскальзывания.
Чистую воду подают под напором через выпускной патрубок 12 в узел отбора готового продукта. При этом происходит интенсивная промывка выпускного патрубка 12, вибровставки 11, полого вала 17, решеток 19 и 20. Равномерность промывки обеспечивают вращением барабана 1. Вода собирается в нижней части барабана 1. Одновременно в горловину 23 равномерно подают негашеную известь, которая винтом 2 перемещается в нижнюю часть барабана 1. Период времени, в течение которого производят подачу воды и негашеной извести, составляет 25-50% от расчетного времени гашения извести, которое составляет 20 минут для быстрогасящейся извести и 40 минут для медленногасящейся извести. Если время подачи воды и негашеной извести составляет менее 25% от времени гашения, то возможно образование комков и сгустков, плохо вступающих в реакцию. Если время подачи воды и негашеной извести составляет более 50% от времени гашения, то возможно неполное гашение извести. Объем подаваемой воды должен быть установлен так, чтобы максимальный уровень воды не превышал уровня горловины 23. Количество подаваемой негашеной извести определяется требуемой концентрацией известкового молока. Наполнение барабана 1 водой контролируют расходомером.
После наполнения барабана 1 продолжают вращение барабана с теми же параметрами. За счет сил трения крутящий момент передается от барабана 1 приготавливаемой суспензии, обеспечивая перемешивание относительно оси вращения барабана 1. Дополнительное перемешивание в области узла сбора готового продукта обеспечивают перемешивающими лопатками 4. Одновременно при вращении происходит перемещение плоскости спирали 2 вдоль оси вращения барабана 1 в сторону узла отбора готового продукта. Спираль 2 частично перемещает нижнюю часть объема известкового молока вдоль оси барабана 1 в сторону узла отбора готового продукта, вынуждая верхнюю часть объема известкового молока перемещаться в обратном направлении для компенсации изменения уровня жидкости. Таким образом осуществляют перемешивание суспензии относительно оси, перпендикулярной оси вращения барабана и вертикальной оси. Одновременное перемешивание относительно двух осей позволяет эффективно перемалывать комья извести, интенсифицировать процесс гашения и избегать образования известковой пасты. Для увеличения эффективности процесса гашения в барабан 1 могут быть помещены мелющие тела, например, в виде металлических шариков диаметром 20-40 мм, в объеме, не превышающем 2% от объема барабана 1. Недопал и посторонние нерастворимые примеси осаждаются и скапливаются в нижней части барабана и узла отбора готового продукта.
После окончания расчетного времени гашения производят выгрузку готового известкового молока. После открытия запорного устройства (не показано) на выпускном патрубке 12 известковое молоко поступает через радиальную решетку 20 в камеру сбора готового продукта, образованную обечайкой 21 и фланцем 18. Решетка 20 обеспечивает задержание крупных кусков недопала и посторонних включений в камеру сбора готового продукта. Из камеры сбора через коаксиальную решетку 19 готовый продукт поступает в полый вал 17 и далее в выпускной патрубок 12. Коаксиальное расположение решетки 19 обеспечивает задержание мелких кусков недопала и посторонних включений, прошедших сквозь решетку 20. Камера сбора готового продукта позволяет избежать попадания воздуха в выходной патрубок при малых объемах известкового молока в барабане и защищает насос от работы в кавитационном режиме. Опорожнение барабана 1 контролируется датчиком сухого хода 13.
После нескольких циклов работы недопал и другие посторонние включения выгружают путем вращения барабана 1 в обратном направлении. При этом происходит перемещение технологических отходов вверх вдоль оси вращения барабана 1 спиральным винтом 2 и их выгрузка через горловину 23.
В ходе регламентных работ остатки технологических отходов, не удаляемых в ходе выгрузки, удаляют через окно для выгрузки 3, а также снимают съемную часть узла отбора готового продукта и прочищают узел отбора.
Использованная литература
1. Патент РФ 2396225 С1, 10.08.2010.
2. Патент РФ 2185344 С1, 20.07.2002.
3. Патент Японии JP 2008285352, 27.11.2008.