Устройство для сгущения сапропеля

 

Изобретение относится к фильтрам для сгущения суспензий и может быть использовано в устройствах для сгущения сапропеля, добываемого из донных отложений внутренних водоемов. Устройство включает корпус, фильтровальные перегородки, напорный трубопровод для подачи гидросмеси, соединенный с вакуум-насосом вакуумпровод, загрузочное и разгрузочное приспособления. Корпус набран из примыкающих друг к другу и чередующихся между собой цилиндрических напорных и вакуумных камер, разделенных фильтровальными перегородками круглой формы с размещенной по центральной продольной оси корпуса в уплотнительных втулках фильтровальных перегородок винтовой стяжкой с зажимными гайками на концах. Верхние части вакуумных и напорных камер соединены патрубками соответственно с напорным трубопроводом, а нижние их части - сборными воронками с желобом винтового конвейера и патрубками - с коллектором для фильтрата. Патрубки для подачи гидросмеси размещены тангенциально относительно продольной оси напорных камер, в каждой из которых на винтовой стяжке с помощью втулок с возможностью их вращения относительно стяжки радиально размещены лопасти с возможностью их взаимодействия с фильтровальными перегородками. Желоб винтового конвейера в поперечном сечении выполнен в виде круглого цилиндра, а между разгрузочным патрубком и крайней вакуумной камерой желоб снабжен коаксиально размещенной относительно него рубашкой с патрубком в ее нижней части. Желоб выполнен перфорированным, а шнек - с переменным шагом винтовой поверхности, уменьшающимся в сторону разгрузки сапропеля. Перфорированный участок желоба выполнен в виде снабженной фланцами на концах и свободно размещенной между фланцами примыкающих частей желоба вставки, фиксируемой в радиальном направлении рубашкой, которая болтами прикреплена к фланцам желоба. Пространство между рубашкой и перфорированным участком желоба герметизировано с помощью кольцевых прокладок, размещенных между указанными фланцами. Изобретение позволяет повысить производительность и снизить трудоемкость обслуживания устройства за счет обеспечения непрерывного режима работы с постоянной регенерацией фильтрующих перегородок и увеличения их площади, а также дополнительного удаления воды из сапропеля через перфорированную вставку желоба винтового конвейера, разгружающего сгущенный сапропель. 3 ил.

Изобретение относится к фильтрам для сгущения суспензий, а именно к устройствам для сгущения сапропеля, добываемого из донных отложений внутренних водоемов.

Известен фильтр для сгущения суспензий (прототип), работающий под вакуумом или давлением и состоящий из корпуса, крышки с патрубком для фильтрата, решетки, в отверстиях которой закреплены фильтровальные перегородки в виде патронов цилиндрической формы, откидного днища с патрубком для подвода суспензии. Удаление осадка через откидное днище производится отдувом сжатым воздухом, пневмогидравлическим ударом или с помощью вибраций устройства (БСЭ, т. 27, М., Советская энциклопедия, 1977, с. 1275, рис.1).

Однако недостатками известного устройства является малая производительность, вызванная циклическим режимом работы, и высокая трудоемкость обслуживания, вызванная необходимостью периодического открывания и закрывания корпуса при очистке фильтровальных перегородок и разгрузки сгущеного продукта, что не пригодно при сгущении больших объемов гидросмеси при разработке сапропеля.

Задачами изобретения является повышение производительности и снижение трудоемкости обслуживания устройства.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в устройстве для сгущения сапропеля, включающем корпус, фильтровальные перегородки, напорный трубопровод для подачи гидросмеси, соединенный с вакуум-насосом вакуумпровод, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус набран из примыкающих друг к другу и чередующихся между собой цилиндрических напорных и вакуумных камер, разделенных фильтровальными перегородками круглой формы с размещенной по центральной продольной оси корпуса в уплотнительных втулках фильтровальных перегородок винтовой стяжкой с зажимными гайками на концах, при этом верхние части вакуумных и напорных камер соединены патрубками соответственно с напорным трубопроводом, а нижние их части - сборными воронками с желобом винтового конвейера и патрубками - с коллектором для фильтрата, причем патрубки для подачи гидросмеси размещены тангенциально относительно продольной оси напорных камер, в каждой напорной камере на винтовой стяжке с помощью втулок с возможностью их вращения относительно стяжки радиально размещены лопасти с возможностью их взаимодействия с фильтровальными перегородками. Желоб винтового конвейера в поперечном сечении выполнен в виде круглого цилиндра, а между разгрузочным патрубком и крайней вакуумной камерой желоб снабжен коаксиально размещенной относительно него рубашкой с патрубком в ее нижней части, при этом желоб выполнен перфорированным, а шнек - с переменным шагом винтовой поверхности, уменьшающимся в сторону разгрузки сапропеля. Перфорированный участок желоба выполнен в виде снабженной фланцами на концах и свободно размещенной между фланцами примыкающих частей желоба вставки, фиксируемой в радиальном направлении рубашкой, которая болтами прикреплена к фланцам желоба, а пространство между рубашкой и перфорированным участком желоба герметизировано с помощью кольцевых прокладок, размещенных между указанными фланцами.

Устройство для сгущения сапропеля показаны на фиг. 1 - вид сбоку (принципиальная схема); на фиг.2 - фрагмент корпуса с фильтровальными перегородками в продольном разрезе; на фиг. 3 - конструкция перфорированного участка желоба винтового конвейера.

Устройство состоит из корпуса, набранного из примыкающих друг к другу и чередующихся между собой цилиндрических напорных 1 и вакуумных 2 камер, разделенных фильтровальными перегородками 3 круглой формы с размещенной по центральной продольной оси корпуса винтовой стяжкой 4 с зажимными гайками 5 и 6 на концах. Стяжка 4 размещена в уплотнительных втулках 7 фильтровальных перегородок 3. Напорные 1 и вакуумные 2 камеры снабжены фланцами 8 и 9, между которыми зажаты по их периметру фильтровальные перегородки 3.

Напорные камеры 1 в верхней своей части снабжены патрубками 10 для подачи гидросмеси. Патрубки 10 размещены тангенциально относительно продольной оси напорных камер 1 и соединены с напорным трубопроводом 11, в который посредством грунтового насоса (не показан) подается (12) гидросмесь. Нижние части напорных камер 1 снабжены сборными воронками 13, выпуски которых соединены с герметизированным желобом 14 винтового конвейера.

В каждой напорной камере 1 на винтовой стяжке 4 как на оси с помощью втулок 15 с возможностью их вращения относительно стяжки 4 радиально размещены лопасти 16 с возможностью взаимодействия их боковых кромок с обеими фильтровальными перегородками 3. Ширина лопастей 16 может быть принята равной ширине напорной камеры 1 и быть больше, при этом лопастей 16 упруго прогнуты в направлении их вращения. Вакуумные камеры 2 в верхней своей части снабжены патрубками 17, соединенными с вакуумпроводом 18, а последний - с вакуумнасосом (не показан) с возможностью откачки воздуха (19) из вакуумных камер 2. В нижних частях вакуумных камер 2 размещены сливные патрубки 20 для фильтрата, подсоединенные к коллектору 21 для аккумулирования фильтрата перед его выпуском (22). Все патрубки 10, 17 и 20 снабжены гибкими гофрированными вставками. Зажимные гайки 5 при сборке устройства взаимодействуют (через втулки 7) с торцевыми стенками крайних вакуумных камер 23 и 24. Разгрузочный патрубок для сгущенного сапропеля 25.

Желоб 14 с размещенным в нем шнеком 26 в поперечном сечении выполнен в виде круглого цилиндра. Между разгрузочным патрубком 25 и крайней вакуумной камерой 23 желоб 14 снабжен коаксиально размещенной относительно него рубашкой 27 с патрубком 28 в ее нижней части. При этом сам желоб 14 на этом участке выполнен с перфорацией 29, а шнек 26 - с переменным шагом винтовой поверхности 30, уменьшающимся в сторону разгрузки (25) сапропеля.

Перфорированный участок (29) желоба 14 выполнен в виде снабженного фланцами 31 на концах вставки, размещенной между фланцами 32 и 33 примыкающих частей желоба 14. Вставка фиксирована в радиальном направлении рубашкой 27, которая болтами 34 прикреплена к фланцам 32 и 33 желоба 14. Пространство 35 между рубашкой 27 и перфорированным (29) участком желоба 14 герметизировано с помощью кольцевых прокладок 36.

Устройство для сгущения сапропеля действует следующим образом. Монтаж устройства производится путем последовательной сборки корпуса надвиганием на винтовую стяжку 4 торцевой вакуумной камеры 23, фильтровальной перегородки 3, втулок 15 с лопастями 16, напорной камеры 1, которая своими фланцами 8 прижимает через уплотнение (не показано) фильтровальную перегородку 3 к фланцам 9 вакуумной камеры 23, снова фильтровальную перегородку 3 к фланцам 9 и т.д. до последней крайней вакуумной камеры 24. При этом гибкие гофрированные вставки патрубков 10, 17 и 20 облегчают стыковку напорных 1 и вакуумных 2 камер с последующей герметизацией напорных и вакуумных коммуникаций.

После этого вращением зажимных гаек 5 и 6 все камеры плотно прижимаются друг к другу. Далее патрубки 10 и 17 соединяют соответственно с напорным трубопроводом 11 и вакуумпроводом 18, а сборные воронки 13 и патрубки 20 - соответственно с кожухом 14 винтового конвейера и коллектором 21 для фильтрата.

При подаче (12) под напором гидросмеси в напорный трубопровод 11 гидросмесь по патрубкам 10 поступает в напорные камеры 1, где происходит сгущение гидросмеси путем фильтрации воды через фильтровальные перегородки 3 в вакуумные камеры 2. Переход давлений создается вакуум насосом путем откачки (19) воздуха из вакуумных камер 2 через патрубки 17 и вакуумпровод 18.

За счет тангенциального расположения патрубков 10 и скоростного напора гидросмеси, определяемого расходом и диаметром патрубков 10, лопасти 16 с втулками 15 постоянно поворачиваются вокруг стяжки 4. За счет взаимодействия лопастей 16 с фильтровальными стенками 3 происходит непрерывная регенерация (очистка) от осадка из сапропеля. Сгущенный сапропель скапливается в сборных воронках 13, из которых постоянно или периодически поступает в желоб 14 винтового конвейера.

Попавший в желоб 14 винтового конвейера сгущенный сапропель, находящийся под давлением, создаваемым грунтовым насосом, шнеком 26 перемещается вдоль желоба 14 и попадает на его перфорированный (29) участок. На этом участке происходит дополнительное отделение воды из предварительно сгущенного сапропеля. Фильтрат через перфорацию 29 под давлением поступает в кольцевое пространство 30 и непрерывно (или периодически) разгружается через патрубок 28.

Фильтрат, прошедший через фильтровальные перегородки 3, стекает в нижние части вакуумных камер 2 и через патрубки 20 попадает в коллектор 21, из которого непрерывно или периодически удаляется (22).

Коллектор 21, постоянно заполненный фильтратом, герметизирует вакуумные камеры 2 со стороны разгрузки фильтрата, а винтовой конвейер 14 ограничивает скорость прохождения гидросмеси через напорные камеры 1, повышает степень сгущения сапропеля.

В том случае, когда ширина лопастей 16 принята больше ширины напорной камеры 1, обеспечивается постоянный контакт рабочих кромок лопастей 16 с поверхностями фильтровальных перегородок 3 достаточно длительное время без замены лопастей 16. Это достигается за счет того, что по мере износа лопастей 16 они постепенно распрямляются без нарушения их контакта с фильтровальными перегородками 3 Поэтому эффективность очистки фильтровальных перегородок 3 в течение этого времени практически не снижается. Это существенно увеличивает межремонтный период при эксплуатации устройства.

Отличительные признаки изобретения позволяют повысить производительность и снизить трудоемкость обслуживания устройства за счет обеспечения непрерывного режима работы с постоянной регенерацией фильтрующих перегородок и увеличения площади фильтрации и дополнительного удаления воды из сапропеля через перфорированную вставку желоба винтового конвейера, разгружающего сгущенный сапропель.

Формула изобретения

Устройство для сгущения сапропеля, включающее корпус, фильтровальные перегородки, напорный трубопровод для подачи гидросмеси, соединенный с вакуум-насосом вакуумпровод, загрузочное и разгрузочное приспособления, отличающееся тем, что корпус набран из примыкающих друг к другу и чередующихся между собой цилиндрических напорных и вакуумных камер, разделенных фильтровальными перегородками круглой формы с размещенной по центральной продольной оси корпуса в уплотнительных втулках фильтровальных перегородок винтовой стяжкой с зажимными гайками на концах, при этом верхние части вакуумных и напорных камер соединены патрубками соответственно с напорным трубопроводом, а нижние их части - сборными воронками с желобом винтового конвейера и патрубками - с коллектором для фильтрата, причем патрубки для подачи гидросмеси размещены тангенциально относительно продольной оси напорных камер, в каждой напорной камере на винтовой стяжке с помощью втулок с возможностью их вращения относительно стяжки радиально размещены лопасти с возможностью их взаимодействия с фильтровальными перегородками; желоб винтового конвейера в поперечном сечении выполнен в виде круглого цилиндра, а между разгрузочным патрубком и крайней вакуумной камерой желоб снабжен коаксиально размещенной относительно него рубашкой с патрубком в ее нижней части, при этом желоб выполнен перфорированным, а шнек - с переменным шагом винтовой поверхности, уменьшающимся в сторону разгрузки сапропеля, причем перфорированный участок желоба выполнен в виде снабженной фланцами на концах и свободно размещенной между фланцами примыкающих частей желоба вставки, фиксируемой в радиальном направлении рубашкой, которая болтами прикреплена к фланцам желоба, а пространство между рубашкой и перфорированным участком желоба герметизировано с помощью кольцевых прокладок, размещенных между указанными фланцами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3