Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к пищевой промышленности, например для обезвоживания сырья при производстве пектина, выделения жидкой фазы из сыпучих материалов, при сушке материалов, к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии.

Известен инерционный сгуститель (а.с. №1389815, кл. В01Д 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатком известной конструкции является малая производительность и необходимость наклона всей конструкции для обеспечения транспортировки перемещения материалов от загрузки к выгрузке и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для отделения жидкой фазы из материалов (патент №2375099, кл. B01D 33/27, опубл. 10.12.2009 г., бюл.№34), включающая наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, выполненный из скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке трех и более перфорированных полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатком известной конструкции является сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является упрощение конструкции и расширение технологических возможностей установки.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для выделения жидкой фазы из материалов, включающая наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр смонтирован, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки соединенные друг с другом по продольным кромкам перфорированной полосы, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде перфорированных карманов многоугольной формы, расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, при этом перфорированные карманы по внутренней поверхности могут отличаться от формы и размеров перфорированных карманов по наружной поверхности и по периметру барабана могут быть различными не только по площади, но и по форме.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено технического решения аналогичного заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции установки для выделения жидкой фазы из материалов.

Новизна обусловлена тем, что такое конструктивное оформление позволяет обеспечить не только осевое перемещение материала от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения фильтра, но и обеспечить интенсивное их перемешивание.

Новизна заключается в том, что при одних и тех же диаметрах фильтра известной конструкции и предлагаемой конструкции установки для выделения жидкой фазы из материала, в предлагаемой конструкции фильтра за счет наличия карманов многоугольной формы частицы материала поднимаются значительно выше угла естественного откоса, что расширяет технологические возможности и повышает производительность.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям многоугольной формы векторы скорости движения частиц материалов при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса смешивания и отделения жидкой фазы и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что фильтр выполнен из одной полосы, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового фильтра со сложной внутренней поверхностью многоугольной формы в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует не только процессы смешивания, но и отделения жидкой фазы и материалов, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах фильтра известной конструкций и предлагаемой конструкции длина развертки диаметра фильтра по периметру из-за многоугольной формы фильтра по периметру значительно больше, поэтому и путь прохождения частиц материалов по сравнению с известными конструкциями фильтра значительно больше, что представляет возможность сократить габариты фильтр как по длине, так и по диаметру.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру перфорированной поверхности фильтра проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение материалов в каждом сечении фильтра, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид установки для выделения жидкой фазы из материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр, общий вид; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - перфорированная полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для фильтра фиг.3; фиг.6 - перфорированная полоса, согнутая по прямым линиям сгиба волнообразной формы; фиг.7 - аксонометрическая проекция перфорированной полосы волнообразной формы, свернутой в цилиндрический виток.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов содержит станину 1, выполненную в виде сварной рамы. На станине закреплен привод, состоящий из электродвигателя 2, цепной передачи 3 и четырех роликовых опор 4, на которые установлены две круговые обечайки 5 и 6, в которых закреплены наружный барабан 7 с коаксиально смонтированном в нем фильтром 8. Наружный барабан 7 изготовлен в виде цилиндра, внутри которого закреплены винтовые направляющие 9 (винтовые вставки), и снабжен по периметру отверстиями 10 для отвода жидкой фазы из фильтра. Участок наружного барабана 7 с отверстиями 10 смонтирован в корпусе 11, который в своей нижней части снабжен окном 12 (патрубок для отвода фильтрата). На станине 1 смонтировано загрузочное устройство в виде воронки 13 (входной патрубок). Установка снабжена транспортером 14 для приема твердой фазы материала (патрубок для отвода сгущенной фракции) и емкостью 15 для приема жидкой фазы материалов.

Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4) изготовлен по крайней мере из одной перфорированной полосы 16, соединенной по продольным кромкам 17 (показаны на фиг.3 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней перфорированной поверхностям, направленных в одну сторону под углом 5-45° винтовых перфорированных поверхностей в виде карманов многоугольной формы и с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29 и винтовых поверхностей (фиг.4) многоугольной формы в виде перфорированных карманов наружной поверхности прямоугольной формы 30, 31, 32, 33, 34, 35 и перфорированных карманов прямоугольной формы внутренней поверхности 36, 37, 38, 39, 40, 41.

Перфорированная полоса 16 (фиг.5, фиг.6) согнута по линиям сгиба 42 под одинаковыми углами α к продольным кромкам 17 полосы 16, размещенных на расстояниях, равных длине элементов многоугольника карманов, например, для кармана 35 на расстояниях L₁ L₂ L₃. Полоса 16 после сгиба по прямым линиям (фиг.5, фиг.6) свернута в цилиндрические витки (фиг.7), соединенными друг с другом по продольным кромкам 17 известными методами, например сваркой в фильтр 8.

Установка для выделения жидкой фазы из материалов работает следующим образом.

Подлежащие обработки материалы поступают через загрузочную воронку 13 в фильтр 8.

В фильтр 8 через устройство для загрузки 13 беспрерывно загружается материал. При вращении фильтра 8 частицы материалов захватываются карманами внутренней винтовой перфорированной поверхности, в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося фильтра 8 и перемещаются в сторону выгрузки. При этом за счет карманов многоугольной формы частицы материалов поднимаются значительно выше, чем в фильтрах цилиндрической формы. Так как многоугольная поверхность фильтра 8 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность фильтра 8 снабжена винтовыми линиями, то в каждой порции частицы материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и выделения жидкой фазы из материалов и расширяет технологические возможности. Поэтому в фильтре 8 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов и каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность отделения жидкой фазы из материалов, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, что обеспечивается перфорированными карманами многоугольной формы по внутренней поверхности 36, 37, 38, 39, 40, 41. В результате интенсифицируется процесс выделения жидкой фазы из материалов, повышается надежность работы и расширяются технологические возможности.

Таким образом, при перемещении материалов внутри фильтра 8 жидкая фаза через его перфорированные отверстия выводится в полость наружного барабана 7, где винтовыми направляющими 9 транспортируется к отверстиям 10. Через отверстия 10 жидкая фаза выводится из полости наружного барабана 7 в полость корпуса 11 и через окно 12 поступает в емкость 15. Твердая фаза материалов выводится через выходное отверстие фильтра 8 на транспортер 14.

Технико-экономическое преимущества возникает за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц материалов, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц материалов друг с другом и со стенками фильтра 8, повышает производительность, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы и его производительность.