Результат интеллектуальной деятельности: МАЛОГАБАРИТНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СЫПУЧИХ 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. 02.12.2012, 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 наружу фильтра под углом 5°-45° к оси вращения фильтра в виде перфорированных карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными попеременно наружу 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.

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 перфорированной поверхности 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 агрегата.

Поставленная задача достигается тем, что в малогабаритном агрегате для обезвоживания сыпучих материалов, содержащем фильтр, загрузочное приспособление, разгрузочные приспособления для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр установлен на основании с наклоном под углом α к горизонту в сторону загрузки-выгрузки с вибратором, смонтированным горизонтально внутри основания, при этом фильтр смонтирован посредством пружин на станине, изготовлен в виде тора с криволинейной винтовой перфорированной поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри фильтра, смонтированного из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, изготовленного из перфорированной полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами в виде линий сгиба, расположенными на перфорированной полосе на равных расстояниях друг от друга и параллельно друг другу, при этом перфорированная полоса свернута в кольцо, по периметру которого размещены карманы криволинейной формы, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого фильтра, с образованием по наружной и внутренней перфорированной поверхности направленных в одну сторону под острым углом к оси фильтра винтовых линий и винтовых внутренних перфорированных поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояния между линиями сгиба равны друг другу, причем разгрузочное приспособление выполнено в виде кольцевой юбки с разгрузочным отверстием для отвода фильтрата.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции малогабаритного агрегата для обезвоживания сыпучих материалов.

Новизна обусловлена тем, что изменение формы траектории движения сыпучих материалов на вертикальный эллипс 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 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 в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри фильтра, и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия сыпучих материалов, например навоза, но и сокращает габариты по длине, упрощает изготовление, а также расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что фильтр выполнен в виде тора с криволинейной винтовой перфорированной поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия сыпучих материалов, но сокращает габариты по длине, упрощает изготовление, и расширение технологических возможностей.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности фильтра образованы криволинейные перфорированные поверхности, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения сыпучих материалов, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран фильтр, по периметру смонтирован 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 сыпучих материалов в каждом сечении фильтра, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.

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

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

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран фильтр по периметру, смонтированы из перфорированных полос с размеченными на них четырехугольниками, разными по площади и размерам, поэтому интенсивность и эффективность обезвоживания сыпучих материалов возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что фильтр изготовлен из секций, перфорированные стенки которых разно наклонены не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения сыпучих материалов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению фильтра, что усложняет траектории их движения, увеличивает интенсивность обезвоживания сыпучих материалов и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен малогабаритный агрегат для обезвоживания сыпучих 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 В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - часть фильтра малогабаритного агрегата для обезвоживания сыпучих материалов, вид сверху; на фиг. 7 - разрез 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-секцию.

Малогабаритный агрегат для обезвоживания сыпучих материалов (фиг. 1, фиг. 2) 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 на основании 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. 4, фиг. 5), загрузочное приспособление не показано. Разгрузочное приспособление для отвода фильтрата - жидкой фазы материалов на фиг. 1 показано изготовленным в виде кольцевой юбки 8, прикрепленной к основанию 2 с разгрузочным отверстием 9 для прохождения жидкой фазы материала в емкость 10 для приема жидкой фазы. 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. 6, фиг. 7) выполнен в виде тора (кругового кольца) с криволинейной винтовой перфорированной поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и может быть изготовлен из секций 12 (одна из секций на фиг. 6 выделена сплошными утолщенными линиями), соединенными между собой известными методами, например, сваркой, клейкой и т.п. с образованием по наружному и внутреннему периметру фильтра 1 винтовых линий и винтовых перфорированных поверхностей криволинейной формы в виде внутренних карманов полукруглой формы 13, 14, 15, 16, 17, 18 (фиг. 7).

Каждая из секций 12 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 6, фиг. 7) и смонтирована из перфорированной полосы 19 (фиг. 8), на которой размечены прямоугольники 20, и линии сгиба 21, размещенные на равных расстояниях L друг от друга по оси симметрии 0₁-0₁ перфорированной полосы 19, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, полукруглой формы для карманов 13, 14, 15, 16, 17, 18. Линии сгиба 21 расположены под углом β к оси симметрии 0₁-0₁ перфорированной полосы 19.

На перфорированной полосе 19 размечены также линии обрезки 22 кромок полосы 16, показанные на фиг. 8 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 22 участки перфорированной полосы 19 (на фиг. 8 эти участки полосы 19 заштрихованы) отрезаются, и перфорированная полоса 19 приобретает вид, показанный на фиг. 9, у которой линии сгиба 21 перфорированной полосы 19 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₆, L₆, с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиям сгиба 21, параллельных друг другу. Полоса 19 (фиг. 9) после обрезки кромок прямоугольников 20 по линии обрезки 22 сгибается по прямым линиям, размещенным под углом β к оси симметрии 0₁-0₁ перфорированной полосы 19 с образованием криволинейных перфорированных поверхностей 23 (фиг. 10) и затем сворачивается в кольцо 23 (фиг. 11) с криволинейной внутренней перфорированной поверхностью в виде карманов. Кромки 24 и 25 полосы 19 после сворачивания в кольцо 26 соединяются известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., с образованием секции 9 в виде кругового сектора.

Таким образом, фильтр 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) изготовлен в виде тора в виде многозаходной винтовой перфорированной поверхности с винтовыми линиями с винтовыми канавками внутри фильтра 1 в виде карманов криволинейной формы под углом к продольной оси фильтра 1. Карманы по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, например круглой, овальной формы.

Фильтр 1 (фиг. 2, фиг. 3) в виде тора с криволинейной винтовой перфорированной поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием по его внутренней поверхностей карманов криволинейной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий может быть изготовлен и иными способами.

Малогабаритный агрегат для обезвоживания сыпучих 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 криволинейной 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 разрузочного отверстия 9 выводится 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 сечение 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 малогабаритного агрегата для обезвоживания сыпучих материалов.

Технико-экономические преимущества возникают за счет изменения формы траектории движения сыпучих материалов 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 криволинейной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые тоже обеспечивают изменение направления движения потоков частиц материалов и расширение технологических возможностей.