Результат интеллектуальной деятельности: СТАНОК МАЛОГАБАРИТНЫЙ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ ИЗ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится 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, для обезвоживания сырья при производстве пектина, отделения жидкой фазы из сыпучих материалов, при сушке материалов.

Известно устройство для выделения жидкой фазы из материалов - инерционный сгуститель (патент РФ №2469768 МКИ B01D 33/27, опубл. 2.12.2012, бюл. №35), включающее наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, фильтр, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной поверхности с винтовыми перфорированными канавками внутри и снаружи фильтра под углом 5-45° к оси вращения фильтра в виде перфорированных карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения фильтра, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам перфорированной полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям фильтра, направленных в одну сторону винтовых перфорированных поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям фильтра.

Недостатком известной конструкции являются большие габариты по длине, сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для отделения жидкой фазы из материалов (патент №2487743, кл. B01D 33/27, опубл. 20.07.2013 г., Бюл. №20), включающее наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции и фильтр, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри фильтра под углом 5-30° к оси вращения фильтра в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой перфорированной поверхности, расположенными внутри поперечного сечения фильтра, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, перфорированной полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней перфорированным поверхностям, направленных в одну сторону под углом 5-30° к оси вращения фильтра винтовых линий и винтовых перфорированных поверхностей в виде карманов криволинейной формы.

Недостатком известной конструкции являются большие габариты по длине, сложность изготовления и ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является сокращение габаритов по длине, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей станка малогабаритного для выделения жидкой фазы из материалов.

Поставленная задача достигается тем, что в станке малогабаритном для выделения жидкой фазы из материалов, содержащем фильтр, загрузочное приспособление, разгрузочные приспособления для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр упруго установлен внутри основания с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузки-выгрузки с вибратором, обеспечивающим движение потоков материалов по траекториям, в виде вертикального эллипса, смонтированным горизонтально внутри основания, к которому прикреплено под углом β к горизонту разгрузочное приспособление, выполненное в виде кольцевой юбки с разгрузочным отверстием для отвода фильтрата и изготовленное с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, при этом фильтр изготовлен из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, смонтированного из перфорированной полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба, расположенных на перфорированной полосе на равных расстояниях друг от друга и размещенных под углом к кромкам перфорированной полосы, с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на перфорированной полосе попеременно и параллельно друг другу, причем перфорированная полоса свернута в кольцо с многогранной перфорированной поверхностью, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого фильтра с образованием по его периметру как по наружной, так и по внутренней поверхностям многозаходных винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции станка малогабаритного для выделения жидкой фазы из материалов.

Новизна обусловлена тем, что изменена форма траектории движения сыпучих материалов с кругового на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3-1.5 раза и повышает производительность путем монтажа вибратора горизонтально внутри платформы с закрепленным в ней фильтром.

Новизна усматривается в том, что фильтр установлен на платформе наклоненно под углом к горизонту в сторону загрузки-выгрузки, что сокращает габариты, повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что фильтр выполнен в виде тора с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что обеспечивает не только сокращение габаритов станка по длине, но и интенсифицирует взаимодействия потоков частиц материала и процесс обезвоживания, а также расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней перфорированной поверхности фильтра образованы зигзагообразные перфорированные поверхности, что обеспечивает изменение направления движения частиц материалов, в результате повышается производительность обезвоживания и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран фильтр по периметру смонтированы из перфорированных полос с размеченными на них четырехугольниками, разных по площади и размерам, поэтому упрощается изготовление, расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру фильтра проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков материала в каждом сечении фильтра, а значит повышение производительности, эффективности обезвоживания, расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники перфорированных полос, из которых смонтированы секции фильтра, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии фильтра, поэтому степень сжатия потоков материала возрастает, процесс обезвоживания интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что фильтр изготовлен из секций, перфорированные стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению движения частиц материала, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению фильтра по эллиптическим траекториям, что усложняет траектории их движения, увеличивает интенсивность обезвоживания и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен станок малогабаритный для выделения жидкой фазы из материалов, общий вид с наложенным разрезом фильтра по А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - фильтр, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А фильтра на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - часть фильтра станка малогабаритного для выделения жидкой фазы из материалов, вид сверху; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - перфорированная полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольника; на фиг. 9 - перфорированная полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 10 - перфорированная полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг. 11 - аксонометрическая проекция перфорированной полосы, свернутой в кольцо в виде кругового сектора.

Станок малогабаритный для выделения жидкой фазы из материалов (фиг. 1) содержит фильтр 1, изготовленный в виде тора, установленный на основании 2, снабженном вибратором 3, и смонтирован посредством пружин 4 на станине 5. Фильтр 1 установлен внутри основания 2 с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузочного окна квадратной формы 6 (фиг. 2) со стороной квадрата а×а и разгрузочного окна 7 для выгрузки твердой фазы материалов в виде окружности диаметра D (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), загрузочное приспособление не показано. Разгрузочное приспособление для отвода фильтрата - жидкой фазы материалов на фиг. 1 изготовлено в виде кольцевой юбки 8 с разгрузочным отверстием 9 для отвода фильтрата в емкость 10 для приема жидкой фазы. Кольцевая юбка 8 прикреплена под углом β к горизонту к основанию 2. Внутри фильтра 1 между загрузочным окном 6 и разгрузочным окном 7 (фиг. 2) смонтирована перегородка 11.

Вибратор 3 смонтирован внутри платформы 2 горизонтально и поэтому обеспечивает движение сыпучих материалов внутри фильтра 1 под воздействием вибратора 3 по эллиптическим вертикальным траекториям.

Фильтр 1 (фиг. 2, фиг. 3) изготовлен с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий (фиг. 1, фиг. 2 фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), выполнен в виде тора (кругового кольца) с многогранной винтовой перфорированной поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и может быть изготовлен из четырех секций 12, 13, 14, 15 (одна из секций, например 12, показана на фиг. 6), соединенных между собой известными методами, например сваркой. Каждая из секций 12, 13, 14, 15 смонтирована из круговых секторов 16 (на фиг. 6 один из круговых секторов 16 выделен сплошными утолщенными линиями) и соединенными между собой известными методами, например сваркой. Каждый из круговых секторов 16 (фиг. 6, фиг. 7) смонтирован из перфорированной полосы 17, на которой размечены прямоугольники 18, по диагоналям которых расположены линии сгиба 19 на равных расстояниях друг от друга, одна из диагоналей - линия сгиба перфорированной полосы 17 показана на фиг. 8 утолщенной линией. На перфорированной полосе 17 размечены также линии обрезки 20 кромок перфорированной полосы 17, показанных на фиг. 8 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 20 участки перфорированной полосы 17 (на фиг. 8 эти участки перфорированной полосы 17 заштрихованы) отрезаются, и перфорированная полоса 17 приобретает вид, показанный на фиг. 9, у которой линии сгиба 19 перфорированной полосы 17 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆. Перфорированная полоса 17 (фиг. 10) после обрезки кромок по линии обрезки 20 сгибается попеременно в разные стороны по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам перфорированной полосы 17, с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, т.е. по диагоналям 19 прямоугольников 18, параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 16 (фиг. 6 и фиг. 11) с многогранной перфорированной поверхностью, как показано на фиг. 11. Кромки 21 и 22 (фиг. 9, фиг. 10) перфорированной полосы 17 после сворачивания в кольцо 16 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д. с образованием кругового сектора 16.

Таким образом, фильтр 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной поверхности с винтовыми линиями по периметру фильтра 1 (одна из винтовых линий показана на фиг. 2 утолщенной линией 23-24, а на фиг. 6 утолщенной линией 25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35-36-37-38-39-40-41) и винтовыми канавками внутри фильтра 1 в виде карманов треугольной формы под углом к оси фильтра 1. Вертикальная ось вибратора, как видно на фиг. 1, расположена под углом α к оси тороидального фильтра 1, что обеспечивает изменение траекторий движения потоков частиц материала внутри фильтра 1, движущихся по вертикальным эллиптическим траекториям и одновременно от загрузки к выгрузке по винтовым перфорированным поверхностям треугольной формы фильтра 1.

Фильтр 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 3, фиг. 4) в виде кругового кольца (тора) с многогранной винтовой перфорированной поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием по его наружной и внутренней перфорированным поверхностям многозаходных винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий может быть изготовлен и иным способом.

Станок малогабаритный для выделения жидкой фазы из материалов работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки основания 2 и фильтра 1 передается частицам материалов, находящимся внутри фильтра 1 и поступающим внутрь фильтра 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление (на чертеже не показано) и квадратное загрузочное окно 6. Частицы материалов совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит процесс обезвоживания. При этом частицы материалов не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению фильтра 1. Так как по длине фильтра 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц материалов, которые при этом, взаимодействуя с карманами треугольной формы внутренних перфорированных стенок фильтра 1, перемещаются от загрузки к выгрузке. Наличие винтовых перфорированных поверхностей и винтовых линий по периметру фильтра 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц материалов, но и перемещению по проходному сечению фильтра 1 в сторону выгрузки - разгрузочному окну 7 круглой формы. При этом фильтрат - жидкая фаза выводится через перфорированные стенки фильтра 1 и с помощью юбки 8, посредством разгрузочного отверстия 9, поступает в емкость 10 для приема жидкой фазы.

При движении частиц материалов по проходному сечению фильтра 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении фильтра 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс обезвоживания материалов и расширяет технологические возможности. Обезвоженный материал через разгрузочное окно 7 выводится с помощью разгрузочного приспособления (на чертежах не показано) за пределы станка малогабаритного для выделения жидкой фазы из материалов.

Технико-экономические преимущества возникают за счет изменения формы траектории движения материалов с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) в 1.3-1.5 раза и повышает производительность путем монтажа вибратора горизонтально внутри основания с фильтром, а также за счет того, что фильтр установлен на основании с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузки-выгрузки, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают также за счет сокращения габаритов по длине в результате выполнения фильтра в виде тора, с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых перфорированных поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые тоже обеспечивают изменение направления движения потоков частиц материалов и расширение технологических возможностей.