Результат интеллектуальной деятельности: ВАЛКОВЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ИЗ СУСПЕНЗИИ (ВАРИАНТЫ)

Группа изобретений относится к устройствам для разделения суспензий и может быть использована в химической, нефтеперерабатывающей, горной и металлургической отраслях промышленности.

Известен пресс для обезвоживания шлама, например речного ила, отстоя в очистных сооружениях и буровой грязи, содержащий контейнер, в котором предусмотрен прессовый узел с одним или более решетчатыми корпусами, расположенными в тех местах контейнера, где вода может отводиться от ила в значительной степени из всех участков ила, сжимаемого прессовым узлом. Каждый из решетчатых корпусов имеет решетчатую поверхность, расположенную параллельно направлению прессования, а также имеет полость, в которую стекает вода, экстрагируемая из ила. Под действием прессовой установки ил в контейнере сжимается, и экстрагируемая вода вынуждена стекать в полость, предусмотренную в решетчатом корпусе, и затем отводится из пресса наружу (см. RU 2066230 С1, опубл 1996 г.).

Известна центрифуга для фильтрации, преимущественно плотных суспензий, содержащая ротор с фильтром, состоящим из двух обращенных одна к другой и соединенных большими основаниями с образованием фильтрующей щели конусообразных тарелей, верхняя из которых имеет центральное окно для ввода суспензии, привод вращения ротора, механизм размыкания тарелей и сборники фильтрата и осадка. Сборник фильтрата выполнен в виде кольцевого желоба с продольной щелью, расположенного коаксиально фильтру напротив фильтрующей щели и снабженного механизмом для его смещения относительно фильтрующей щели (RU 2043169 С1, опубл. 1995 г.).

Недостатками известных прессов и центрифуг для фильтрации являются наличие в конструкциях изнашивающихся элементов, необходимость в обеспечении герметизации между отдельными элементами конструкций и необходимость обеспечения высоких скоростей вращения, что приводит к большому потреблению энергии.

Известны также устройства для обезвоживания тонкоизмельченных концентратов магнитных руд (см. SU 388791 А, опубл. 1973 г., и SU 1688922 А1, опубл. 1991 г.).

Наиболее близким аналогом для каждого из заявленных изобретений группы является валковый пресс, в котором пульпа с ферромагнитными частицами под действием магнитного поля затягивается в зазор между наружными поверхностями валков, которые обжимают пульпу, вода стекает вниз, а твердая фаза снимается ножом и отводится разгрузочным устройством (см. SU 388791 А, опубл. 1973 г.).

Недостатком ближайшего аналога является возможность извлечения из суспензии только магнитной фазы, необходимость затрат энергии на поддержание магнитного поля, невысокая производительность, а также сложность и относительно большие размеры установки.

Технической задачей предлагаемой группы изобретений является создание простого и надежного устройства, способного извлекать любую (магнитную и немагнитную) твердую фразы при незначительном потреблении энергии.

Поставленная задача решается тем, что в валковом прессе для извлечения твердой фазы из суспензии по первому варианту, содержащем два валка, установленных с возможностью вращения и обжима суспензии своими соприкасающимися поверхностями на участке пятна контакта между валками, желоб подачи пульпы и устройство для съема и отвода твердой фазы установлены с возможностью контактирования с поверхностью, по меньшей мере, одного из валков, согласно изобретению валки установлены один внутри другого эксцентрично, желоб установлен с возможностью подачи пульпы в пространство между валками, оси которых расположены под углом к горизонту.

Кроме того, пятно контакта между валками расположено вдоль образующих контактирующих поверхностей валков, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через оси валков.

Кроме того, внешняя поверхность внутреннего валка и внутренняя поверхность внешнего валка футерованы эластичным материалом.

Кроме того, устройство для съема и отвода твердой фазы выполнено в виде скребка, контактирующего с внешней поверхностью внутреннего валка и внутренней поверхностью внешнего валка.

Поставленная задача решается также тем, что в валковом прессе для извлечения твердой фазы из суспензии по второму варианту, содержащем два валка, установленные с возможностью вращения и обжима суспензии своими соприкасающимися наружными поверхностями на участке пятна контакта между валками, желоб подачи пульпы и, по меньшей мере, одно устройство для съема и отвода твердой фазы установлены с возможностью контактирования с поверхностью, по меньшей мере, одного из валков, согласно изобретению желоб установлен с возможностью подачи пульпы сверху в зону пятна контакта между валками, оси которых расположены под углом к горизонту.

Кроме того, в поперечном сечении центры валков лежат на горизонтальной линии.

Кроме того, наружные поверхности валков футерованы эластичным материалом.

Кроме того, устройство для съема и отвода твердой фазы выполнено в виде двух скребков, каждый из которых контактирует с внешней поверхностью соответствующего валка.

Сущность предлагаемой группы изобретений поясняется с помощью фигур. На фиг.1 показан общий вид пресса по первому варианту изобретения в изометрии; на фиг.2 - вид спереди на пресс, изображенный на фиг 1; на фиг.3 - вид сбоку на пресс, изображенный на фиг 1; на фиг.4 показан общий вид пресса по второму варианту изобретения в изометрии; на фиг.5 - вид спереди на пресс, изображенный на фиг 4; на фиг.6 - вид сбоку на пресс, изображенный на фиг 4.

Валковый пресс по первому варианту изобретения (см. фиг.1-3) содержит установленные эксцентрично, один внутри другого, ведущий внутренний валок 1 и ведомый наружный валок 2, связанный с приводом 12. Валки 1 и 2 поджаты друг к другу с помощью прижимного механизма 13 и установлены таким образом, что их оси расположены под углом к горизонту, а пятно контакта 3 валков расположено вдоль образующих контактирующих поверхностей валков, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через оси валков. Наружный валок 2 установлен на вращающихся опорах 14.

Эксцентричное расположение валков 1 и 2 обеспечивает образование между ними зазора переменной толщины, в широкой части которого установлено устройство для съема и отвода твердой фазы, выполненное в виде скребка 4, контактирующего с внешней поверхностью внутреннего валка 1 и внутренней поверхностью внешнего валка 2.

Желоб 5 подачи пульпы установлен с возможностью подачи пульпы в пространство между валками 1 и 2.

Для увеличения трения внешняя поверхность внутреннего валка 1 и внутренняя поверхность внешнего валка 2 футерованы эластичным материалом.

Валковый пресс по второму варианту изобретения (см. фиг.4-6) содержит два валка 6 и 7, установленные с возможностью вращения и обжима суспензии своими соприкасающимися наружными поверхностями на участке пятна 3 контакта между валками 6 и 7.

Валки 6 и 7 установлены таким образом, что их оси расположены под углом к горизонту, а в поперечном сечении центры валков 6 и 7 лежат на горизонтальной линии.

Устройство для съема и отвода твердой фазы выполнено в виде двух скребков 8 и 9, каждый из которых контактирует с внешней поверхностью соответствующего валка.

Желоб 5 подачи пульпы установлен с возможностью подачи пульпы сверху в зону пятна контакта 3 между валками 6 и 7.

Для увеличения трения наружные поверхности валков 6 и 7 футерованы эластичным материалом.

Для обоих из предложенных вариантов изобретения характерным является расположение осей валков под углом к горизонту, что позволяет под действием силы тяжести обеспечить равномерное распределение суспензии в зоне пятна контакта по всей поверхности валков, повысив тем самым эффективность отжима. Для сбора и отвода отжатой жидкости предусмотрены расположенные под прессом емкость 10 и лоток 11.

Работа предлагаемых вариантов устройств осуществляется следующим образом.

По желобу 5 суспензия подается в зазор между валками и попадает в зону пятна контакта 3 между валками 1 и 2 (вариант 1) или подается сверху непосредственно в зону пятна 3 контакта между валками 6 и 7 (вариант 2). При вращении валков 1 и 2 (6 и 7) суспензия отжимается на участке соприкосновения футерованных поверхностей (в зоне пятна 3 контакта) указанных валков. Далее, отжатая твердая фаза снимается с поверхностей валков 1 и 2 скребком 4 (вариант 1) или с поверхностей валков 6 и 7 с помощью соответствующих скребков 8 и 9 (вариант 2). Отжатая жидкость стекает в расположенную под прессом емкость 10 и удаляется по лотку 11.

Предлагаемое изобретение при простоте конструкции и компактности имеет высокую надежность работы из-за отсутствия изнашивающихся деталей и узлов, требующих герметизации, а также низкое электропотребление из-за использования невысоких скоростей вращения валков.