Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА МАЛОГАБАРИТНАЯ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится, например, 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 наружи фильтра под углом 5-45° к оси вращения фильтра в виде перфорированных карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными попеременно наружи 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 установка для отделения жидкой фазы из материалов (патент №2486942, кл. B01D 33/27, опубл. 10.07.2013 г. Бюл. №19), содержащая смонтированный на основании наружный барабан, внутри которого закреплена винтовая вставка, загрузочное приспособление, разгрузочные приспособления для отвода фильтрата и сгущенной фракции и фильтр, смонтированы 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.

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 установке малогабаритной для обезвоживания сыпучих материалов, содержащей смонтированный на основании наружный барабан, фильтр, загрузочное приспособление, разгрузочные приспособления для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр установлен внутри снабженного вибратором основания, смонтированного посредством пружин на станине, и изготовлен в виде тора с многозаходной винтовой перфорированной поверхностью, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи фильтра под углом к его оси, в виде карманов многоугольной формы в форме различных геометрических фигур с четырьмя боковыми сторонами, причем расстояние между прямыми линиями сгиба равно длине каждой стороны многоугольника, при этом фильтр смонтирован из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, изготовленного из перфорированной полосы, свернутой в кольцо, с многогранной поверхностью и образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными параллельно друг другу, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого фильтра, причем разгрузочное приспособление выполнено в виде кольцевой юбки с разгрузочным отверстием для отвода фильтрата с наклоном под углом α к горизонту в сторону выгрузки.

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

Новизна обусловлена тем, что изменена форма 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 платформой с фильтром.

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

Новизна обусловлена тем, что фильтр изготовлен в виде тора с многозаходной винтовой перфорированной поверхностью, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи фильтра под углом к его оси, в виде карманов многоугольной формы в форме различных геометрических фигур с четырьмя боковыми сторонами, что сокращает габариты по длине, упрощает изготовление, а также расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности фильтра образованы многозаходные перфорированные поверхности, 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 изображена установка малогабаритная 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 - ¼ часть фильтра установки малогабаритной 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 - секции.

Установка малогабаритная 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 установлена 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 вывода жидкой фазы материала в емкостью 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 многогранной винтовой перфорированных 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, склеиванием и т.п., с образованием по наружной и внутренней перфорированных поверхностей винтовых линий (на фиг. 6 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 13-14-15-16-17-18-19-20-21 и винтовых перфорированных поверхностей многоугольной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя боковыми сторонами, например прямоугольник, трапеция, ромб и т.п., в виде (фиг. 7) карманов наружной поверхности 22, 23, 24, 25, 26, 27 и карманов внутренней поверхности 28, 29, 30, 31, 32, 33.

Каждая из секций 12 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 6, фиг. 7) и смонтирована из полосы 34 (фиг. 8), на которой размечены прямоугольники, по диагоналям которых расположены линии сгиба, проходящие через точки 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 на расстояниях друг от друга, равных длине стороны геометрической фигуры, например, как на фиг. 7, на расстоянии L₁, L₂, L₃. Линии сгиба полосы 34 показаны на фиг. 8 утолщенной линией. На полосе 34 размечены также линии обрезки 59 кромок полосы 34, показанных на фиг. 8 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 59 участки полосы 34 (на фиг. 8 эти участки полосы 34 заштрихованы) отрезаются и полоса 34 приобретает вид, показанный на фиг. 9, у которой линии сгиба полосы 34 разные по длине L₄, L₅, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆. L₁₇, L₁₈, L₁₉, L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅, L₂₆, L₂₇.

Полоса 34 (фиг. 9) после обрезки кромок прямоугольников по линиям обрезки 59 сгибается по прямым линиям - линиям сгиба 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47. 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, размещенным под углом β к кромкам полосы 34 (фиг. 8), с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, т.е. по диагоналям, проходящим через точки 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 прямоугольников (фиг. 9), параллельных друг другу, и затем сворачивается в кольцо 60 с многогранной поверхностью, как показано на фиг. 11. Поперечные кромки 61 и 62 полосы 34 (фиг. 9, фиг. 10) после сворачивания в кольцо 60 соединяются известными методами, например сваркой, спайкой и т.д., с образованием секции 12 в виде кругового сектора - кольца 60 (фиг.11).

Таким образом, фильтр 1 (фиг.2, фиг. 3, фиг. 4) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру фильтра 1 (одна из винтовых линий показана на фиг. 6 утолщенной линией 13-14-15-16-17-18-19-20-21 и винтовыми канавками внутри и наружи фильтра 1 в виде карманов многоугольной формы, под углом к оси фильтра 1.

Фильтр 1 (фиг.2, фиг. 3) в виде тора (кругового кольца) с криволинейной винтовой перфорированной поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов многоугольной формы может быть изготовлен и другими способами.

Установка малогабаритная 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). 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 перфорированными стенками 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. Устройство для разгрузки не показано на чертежах. При этом фильтрат - жидкая фаза - выводится через перфорированные стенки фильтра 1 и с помощью юбки 6 посредством разрузочного отверстия 7 выводятся в емкостью 8 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 (на чертежах не показано) выводятся с помощью разгрузочного приспособления (на чертежах не показано) за пределы установки малогабаритной 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, 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 и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые тоже обеспечивают изменение направления движения потоков частиц материалов и расширение технологических возможностей.