Шнековый пресс с фильтрующими пластинами - заявка 2016145418 на патент на изобретение в РФ

1. Шнековый пресс (14) для сепарирования жидкости из смеси твердой и жидкой фаз, содержащий:
в общем трубчатый корпус (18) с аксиально разнесенными друг от друга впускной частью (24) и выпускной частью (26), а также фильтрующей частью (28) между впускной частью (24) и выпускной частью (26); причем фильтрующая часть (28) включает в себя аксиально проходящий пакет копланарных фильтрующих пластин (36), образующий центральный проход; и
вращающийся шнек (20), установленный в трубчатом корпусе (18) и проходящий аксиально через центральный проход для перемещения смеси твердой и жидкой фаз от впускной части (24) к выпускной части (26) с сжатием и обезвоживанием смеси твердой и жидкой фаз посредством выдавливания по меньшей мере части жидкого содержимого смеси, подлежащего выведению наружу из трубчатого корпуса (18), через проходы для жидкости фильтрующей части, окружающего центральный проход, причем проходы для жидкости образованы зазорами (40) между пластинами, образованными между каждый парой смежных фильтрующих пластин (36);
отличающийся тем, что фильтрующие пластины (36) постоянно поддерживаются фиксированными относительно друг друга и зажатыми в прямом плотном контакте поверхность к поверхности зажимающим устройством (38), выполненным с возможностью приложения заданного аксиального зажимающего давления, по существу, равномерно вокруг центрального прохода, и причем фильтрующие пластины (36) имеют заданную шероховатость (R) поверхности, зазор (40) между пластинами зависит от заданной шероховатости (R) поверхности и аксиально зажимающего давления.
2. Шнековый пресс (14) по п. 1, отличающийся тем, что впускная часть (24) обеспечивает поддержание постоянного сообщения по текучей среде с в общем трубчатым корпусом (18).
3. Шнековый пресс (14) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что находящееся под давлением устройство подачи, предпочтительно, насос (12) вытесняющего действия, функционально соединен с источником смеси твердой и жидкой фаз для ее принудительной подачи в трубчатый корпус (18) шнекового пресса под давлением, предпочтительно, в диапазоне от около 3,4 Н/мм2 до около 14 Н/мм2 и, более предпочтительно, между около 4 Н/мм2 и около 10 Н/мм2.
4. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что шероховатость (R) поверхности фильтрующих пластин (36) в общем соответствует среднему самых высоких и самых низких точек на взаимодействующих между собой поверхностях фильтрующих пластин (36), шероховатость (R) поверхности имеет величину между около 1 и около 30 микрон, предпочтительно между около 2 и около 10 микрон, и более предпочтительно между 1,4 и 3,5 микрон.
5. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что зазоры (40) между пластинами имеют величину между около 1-60 микрон, и более предпочтительно между около 2-20 микрон.
6. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что зажимающее давление, приложенное на каждую из фильтрующих пластин (36), имеет величину между около 1,4 Н/мм2 и около 3,5 Н/мм2 и, предпочтительно, между около 2 Н/мм2 и около 2,8 Н/мм2.
7. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что зажимающее устройство (38) содержит первую и вторую зажимающие пластины (42, 44), соответственно, обеспеченные на противоположных концах фильтрующей части (28), с фильтрующими пластинами (36) расположенными между ними, причем, каждая из первой и второй зажимающих пластин (42, 44) имеет участок (42a, 44a) распределения нагрузки в равномерном рабочем контакте со смежной одной из фильтрующих пластин (36), первая и вторая зажимающие пластины (42, 44) толще каждой из фильтрующих пластин (36).
8. Шнековый пресс (14) по п. 7, отличающийся тем, что зажимающее устройство (38) дополнительно содержит по меньшей мере четыре, предпочтительно, шесть аксиально проходящих соединительных болтов (48), установленных равномерно по окружности вокруг центрального прохода, причем по меньшей мере четыре соединительных болта (48), проходят через совпадающие установочные отверстия, выполненные в фильтрующих пластинах (36) и первой и второй зажимающих пластинах (42, 44), и гайки (50), навинчиваемые на противоположные дальние концы по меньшей мере четырех соединительных болтов (48), все затягиваемые с одинаковым заданным крутящим моментом.
9. Шнековый пресс (14) по п. 7 или 8, отличающийся тем, что участок (42a, 44a) распределения нагрузки предусмотрен в виде кольца, выступающего от внутренней поверхности каждой из первой и второй зажимающих пластин (42, 44), причем кольцо охватывает центральный проход.
10. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что по меньшей мере одна промежуточная поддерживающая пластина (52) расположена между двумя фильтрующими пластинами (36), причем промежуточная поддерживающая пластина (52) толще каждой из фильтрующих пластин (36).
11. Шнековый пресс (14) по п. 8, отличающийся тем, что калиброванный крутящий момент затяжки, прикладываемый на каждую из гаек (50), имеет величину между около 56 Нм и около 560 Нм.
12. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что фильтрующие пластины (36) имеют высоту фильтрования, проходящую радиально от внутреннего диаметра фильтрующих пластин (36) до их периферийной кромки, и причем фильтрующие пластины (36) находятся в плотном контакте поверхность к поверхности по всей протяженности фильтрования.
13. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что зазоры (40) между пластинами меньше или имеют один порядок со средним размером твердых частиц, содержащихся в смеси твердой и жидкой фаз, подлежащих переработке.
14. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что фильтрующие пластины (36) изготовлены из материала, выбранного из группы состоящей из: нержавеющей стали, черного листового железа, окрашиваемой с термообработкой стали и керамики.
15. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что фильтрующие пластины (36) получают дробеструйную обработку поверхности.
16. Шнековый пресс (14) по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что на фильтрующие пластины (36) нанесено покрытие из смеси краски и твердых частиц.
17. Способ сепарирования жидкости из смеси твердой и жидкой фаз с применением шнекового пресса (14), содержащего в общем трубчатый корпус (18) с аксиально разнесенными друг от друга впускной частью (24) и выпускной частью (26) и фильтрующей частью (28), между впускной частью (24) и выпускной частью (26), включающей в себя аксиально проходящий пакет копланарных фильтрующих пластин (36), образующих центральный проход и зазоры (40) между каждой парой смежных фильтрующих пластин (36), способ, отличающийся тем, что содержит:
обеспечение фильтрующих пластин (36), имеющих заданную шероховатость (R) поверхности;
приложение заданного аксиального зажимающего давления, по существу, равномерно на центральный проход с применением зажимающего устройства (38) для постоянного поддержания фильтрующих пластин (36) фиксированными относительно друг друга и зажатыми в прямом плотном контакте поверхность к поверхности зажимающим устройством (38), причем зазоры (40) между пластинами зависят от заданной шероховатости (R) поверхности и аксиально зажимающего давления;
введение смеси твердой и жидкой фаз через впускную часть (24);
перемещение смеси твердой и жидкой фаз от впускной части (24) к выпускной части (26) с сжатием и обезвоживанием смеси твердой и жидкой фаз вращающимся шнеком (20), установленным в трубчатом корпусе (18) и проходящим аксиально через центральный проход, благодаря выдавливанию по меньшей мере части жидкости, содержащейся в смеси и подлежащей выведению наружу из трубчатого корпуса (18), через проходы для жидкости фильтрующей части, окружающей центральный проход, причем проходы для жидкости образованы зазорами (40) между пластинами; и
получение обезвоженной смеси на выпускной части (26).
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что смесь твердой и жидкой фаз вводится непрерывно через впускную часть (24).
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что зажимающее давление, приложенное на каждую из фильтрующих пластин, имеет величину между около 1,4 Н/мм2 (200 фунт/дюйм2) и около 3,5 Н/мм2 (500 фунт/дюйм2).
20. Способ по п. 17 или 19, отличающийся тем, что фильтрующие пластины (36) имеют заданную шероховатость (R) по всей поверхности обеих сторон.
21. Способ по любому из пп. 17-20, отличающийся тем, что смесь твердой и жидкой фаз является остатком процесса Байера от получения оксида алюминия из бокситовой руды.
Наверх