ЛЕНТОЧНЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для обезвоживания навозных стоков и их осадков на животноводческих фермах и комплексах.
2
Известен фильтр для непрерывной вакуумной очистки жидкости, содержащее бесконечную фильтровальную ленту с фильтровальной тканью, установленные на приводном и натяжном барабанах, вакуум-камеры с участками фильтрования и просушки [А.с. №719666 SU, МКИ B01D 33/18. Фильтр для непрерывной очистки жидкости / Кузьмичев Н.И., Поддубный В.Ф. - опубл. 15.03.1980, бюл. №9. - аналог].
Недостатком этого фильтра является малая эффективность процесса обезвоживания, обусловленная тем, что при продувке осадка потоком воздуха в направлении сверху вниз наблюдается быстрое уплотнение осадка и закупорка пор фильтровальной ткани.
3
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является ленточный вакуум-фильтр, содержащий бесконечную фильтровальную ленту с фильтровальной тканью, установленные на приводном и натяжном барабанах, вакуум-коллектор, вакуум-камеры с участками фильтрования, нагнетательную камеру с крышкой, которая имеет боковины и шарнирно установленные по ходу ленты выравнивающие перегородки [А.с. №902788 SU, МКИ B01D 33/04. Ленточный вакуум-фильтр / Коваленко В.П., Бондаренко A.M., Кучмасов Н.И., Федотов В.М. - опубл. 07.02.1982, бюл. №5. - прототип].
Недостатком этой конструкции является низкая эффективность очистки фильтровальной ткани сжатым воздухом и отсутствие средств автоматизации для работы ленточного вакуум-фильтра.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности ленточного вакуум-фильтра и эффективности очистки навозных стоков.
Для достижения поставленной задачи ленточный вакуум-фильтр, включающий бесконечную фильтровальную ленту с фильтровальной тканью, установленные на приводном и натяжном барабанах, вакуум-коллектор, вакуум-камеры с участками фильтрования, нагнетательную камеру с крышкой, содержит также трубопровод подачи воды, защитный фильтр в нагнетательной камере, электромагнитный клапан подачи воды, датчик верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере, электромагнитный клапан подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры, электромагнитный клапан подачи вакуума в верхний патрубок нагнетательной камеры, датчик уровня обезвоживаемого материала над фильтровальной лентой до нагнетательной камеры, датчик уровня обезвоженного материала над фильтровальной лентой после нагнетательной камеры и блок управления. При этом защитный фильтр в нагнетательной камере расположен под ее крышкой, а ниже защитного фильтра установлен датчик верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере, трубопровод подачи воды соединен через электромагнитный клапан подачи воды с нижней частью нагнетательной камеры, с которой также связан электромагнитный клапаны подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры от вакуум-коллектора, электромагнитный клапан подачи воды и электромагнитный клапан подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры соединены электрически соответственно с первым и вторым выходами блока управления. Кроме того, датчик уровня обезвоживаемого материала над фильтровальной лентой до нагнетательной камеры и датчик уровня обезвоженного материала над фильтровальной лентой после нагнетательной камеры соединены электрически соответственно с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого подключен к электромагнитному клапану подачи вакуума в верхний патрубок нагнетательной камеры, а третий вход блока управления соединен электрически с датчиком верхнего уровня жидкости в нагнетательной камере.
На фиг.1 представлен ленточный вакуум-фильтр, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Ленточный вакуум-фильтр включает бесконечную фильтровальную ленту 1, под рабочей ветвью которой расположены вакуум-камеры 2, 3 и нагнетательная камера 4. Фильтровальная лента 1 установлена на приводном 5 и ведомом 6 барабанах, а нижняя ее ветвь снабжена поддерживающими роликами 7. Фильтровальная лента 1 оборудована сквозными продольными прорезями 8 и поперечными пазами 9, а по краям снабжена продольными канавками 10 для крепления фильтровальной ткани 11 с помощью резиновых шнуров 12. Края фильтровальной ленты 1 сопряжены с неподвижными боковинами 13, к которым против нагнетательной камеры 4 прикреплена крышка 14 с шарнирно-соединенными выравнивающими перегородками 15. Каждая вакуум-камера 2, 3 снабжена патрубками 16 для соединения с вакуум-коллектором 17, а нагнетательная камера 4 патрубком 18 соединена с вакуум-коллектором 17 через электромагнитный клапан 19 и с трубопроводом 20 подачи воды через электромагнитный клапан 21. Верхний патрубок 22 нагнетательной камеры 4 соединяется с вакуум-коллектором 17 через электромагнитный клапан 23. Под крышкой 14 расположен защитный фильтр 24, который устанавливается с помощью элементов крепления 25 и выполненный из такого же материала, что и фильтровальная ткань 11, также под защитным фильтром 24 установлен датчик верхнего уровня 26 жидкости в нагнетательной камере 4. Кроме того, над рабочей ветвью фильтровальной ленты 1 и перед началом зоны действия вакуум-камеры 2 установлен датчик уровня 27 обезвоживаемого материала над фильтровальной лентой 1 до нагнетательной камеры 4, а над фильтровальной лентой 1 после нагнетательной камеры 4 и в конце зоны действия вакуум-камеры 3 размещается датчик уровня 28 обезвоженного материала, при этом высота его установки ниже датчика уровня 27 обезвоживаемого материала. Величина разности уровней установки датчиков уровня 27 и 28 зависит от производительности ленточного вакуум-фильтра. Работа установленного оборудования на ленточном вакуум-фильтре осуществляется при помощи блока управления 29. Над рабочей ветвью фильтровальной ленты 1 против ведомого барабана 6 установлен загрузочный лоток 30, под ведомой ветвью фильтровальной ленты 1 располагаются разбрызгивающие устройства 31, а против ведущего барабана 5 - нож 32.
Предлагаемый ленточный вакуум-фильтр работает следующим образом.
Обезвоживаемый материал поступает в загрузочный лоток 30, с помощью которого распределяется равномерным слоем по всей ширине движущейся фильтровальной ленты 1 с фильтровальной тканью 11. Происходит фильтрование жидкой фазы путем удаления через фильтровальную ткань 11 свободной влаги. При перемещении ленты 1 ее продольные прорези 8 совмещаются с прорезями вакуум-камеры 2 и твердая фаза попадает в зону действия вакуума: происходит фильтрование и просушка твердой фазы за счет интенсивного удаления влаги из ее пор и капилляров материала. Однако под действием вакуума происходит деформация и уплотнение частиц твердой фазы на фильтровальной ленте 11, в результате чего скорость отдачи влаги частицами материала снижается и объем обезвоженного материала над вакуум-камерой 3 увеличивается, а соответственно высота обезвоженного материала над фильтровальной лентой 11 увеличивается, что приводит к срабатыванию датчика уровня 28 обезвоженного материала, подключенного ко второму входу блока управления 29, и фиксированию снижения эффективности фильтрования за счет косвенного контроля относительно объема поступающего обезвоживаемого материала, который определяется датчиком уровня 27 обезвоживаемого материала в начале зоны действия вакуум-камеры 2 за счет имеющейся электрической связи с первым входом блока управления 29. При этом с первого выхода блока управления 29 выдается сигнал на открытие электромагнитного клапана 21 подачи воды и одновременно со второго выхода этого блока - сигнал на закрытие электромагнитного клапана 19 подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры 4, также с третьего выхода блока управления 29 поступает сигнал на открытие электромагнитного клапана 23 подачи вакуума в верхний патрубок нагнетательной камеры 4. В результате этих переключений блока управления 29 происходит интенсивная промывка водой фильтровальной ткани 11 через нагнетательную камеру 4 снизу вверх, совмещаемая с воздействием вакуума в противоположном рабочему направлению через верхний патрубок 22 нагнетательной камеры.
Подаваемая под давление вода на фильтровальную ткань 11 через продольные прорези 8 и поперечные пазы 9 воздействует на монолитную уплотненную твердую фазу материала, размывая и разрушая ее структуру, очищая при этом поры в фильтровальной ткани 11 и восстанавливая ее функциональные свойства по разделению твердой и жидкой фазы обезвоживаемого материала.
При резком изменении направления потока жидкости в нагнетательной камере 4 возможен выброс частиц твердой фазы с фильтровальной ткани 11, что предотвращается защитным фильтром 24 под верхнем патрубком 22 крышки 14 нагнетательной камеры 4. Крышка 14 закреплена на неподвижных боковинах 13, при этом имеющиеся шарнирно-закрепленные перегородки 15 на входе материала под крышку 14 и выходе из-под крышки 14 выравнивают твердую фазу материала. После выравнивания перегородкой 15 рыхлой слой твердой фазы снова попадает в зону действия вакуум-камеры 3, где происходит дополнительное удаление остатков свободной влаги с последующим удалением обезвоженной твердой фазы с ленты при помощи ножа 32.
По мере промывки фильтровальной ткани 11 происходит подъем уровня обезвоживаемого материала в нагнетательной камере 4, при достижении высоты расположения датчика верхнего уровня 26 жидкости в нагнетательной камере 4 происходит его срабатывание, свидетельствующее о промывке фильтровальной ткани 11. Сигнал от датчика верхнего уровня 26 жидкости в нагнетательной камере 4 поступает на третий вход блока управления 29, при этом последний производит следующие переключения:
- выключается электромагнитный клапан 21 и прекращается подача воды через нижний патрубок 18 нагнетательной камеры 4;
- включается электромагнитный клапан 19 подачи вакуума в нижний патрубок нагнетательной камеры 4;
- отключается электромагнитный клапан 23 подачи вакуума в верхний патрубок 22 под крышку 14 нагнетательной камеры 4.
Далее ленточный вакуум-фильтр продолжает свою работу при наличии вакуума во всех камерах 2, 3 и 4.
Периодическое управляемое использование высокого напора воды для разрушения уплотненной структуры твердой фазы навозных стоков на поверхности и в порах фильтровальной ткани 11 позволяет повысить надежность и производительность ленточного вакуум-фильтра.