RU2204432C1

RU2204432C1 - Sapropel thickener

Info

Publication number: RU2204432C1
Application number: RU2001129397/13A
Authority: RU
Inventors: Ю.Д. Тарасов
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: filters for thickening suspensions; thickeners for sapropel extracted from bottom deposits of water basins. SUBSTANCE: proposed device has housing, filtering partitions, pressure pipe line used for delivery of hydraulic mixture, vacuum line connected with vacuum pump and loading and unloading units. Housing consists of adjoining cylindrical pressure and vacuum chambers separated by round filtering partitions with helical strainer located along central longitudinal axis of housing in sealing bushes of filtering partitions; said strainer is provided with clamping nuts at the ends. Upper parts of vacuum and pressure chambers are connected respectively with pressure pipe line by means of branch pipes; lower parts are connected with chute of helical conveyer by means of funnels and with filtrate collector by means of branch pipes. Hydraulic mixture supply branch pipes are located tangentially relative to longitudinal axis of pressure chambers provided with blades fitted on helical strainer by means of bushes for radial rotation and interaction with filtrating partitions. Chute of helical conveyer has form of round cylinder in cross section and is provided with coaxial jacket in area between unloading branch pipe and extreme vacuum chamber; jacket is provided with branch pipe in its lower portion. Chute is perforated and screw feeder has variable pitch of helical surface decreasing towards discharge of sapropel. Perforated section of chute is made in form of insert provided with flanges at the ends and freely located between flanges; it is fixed radially by means of jacket bolted to flanges of chute. Space between jacket and perforated section of chute is sealed up by means of circular gaskets laid between said flanges. EFFECT: increased productivity; reduced labor consumption due to continuous regeneration of filtering partitions. 3 dwg

Description

Изобретение относится к фильтрам для сгущения суспензий, а именно к устройствам для сгущения сапропеля, добываемого из донных отложений внутренних водоемов. The invention relates to filters for thickening suspensions, and in particular to devices for thickening sapropel extracted from bottom sediments of inland water bodies.

Известен фильтр для сгущения суспензий (прототип), работающий под вакуумом или давлением и состоящий из корпуса, крышки с патрубком для фильтрата, решетки, в отверстиях которой закреплены фильтровальные перегородки в виде патронов цилиндрической формы, откидного днища с патрубком для подвода суспензии. Удаление осадка через откидное днище производится отдувом сжатым воздухом, пневмогидравлическим ударом или с помощью вибраций устройства (БСЭ, т. 27, М., Советская энциклопедия, 1977, с. 1275, рис.1). A known filter for thickening suspensions (prototype), operating under vacuum or pressure and consisting of a housing, a cover with a nozzle for the filtrate, a grill, in the openings of which are fixed filter partitions in the form of cylindrical cartridges, a hinged bottom with a nozzle for supplying the suspension. Sludge removal through the hinged bottom is carried out by blowing with compressed air, pneumohydraulic impact or using device vibrations (TSB, vol. 27, M., Soviet Encyclopedia, 1977, p. 1275, Fig. 1).

Однако недостатками известного устройства является малая производительность, вызванная циклическим режимом работы, и высокая трудоемкость обслуживания, вызванная необходимостью периодического открывания и закрывания корпуса при очистке фильтровальных перегородок и разгрузки сгущеного продукта, что не пригодно при сгущении больших объемов гидросмеси при разработке сапропеля. However, the disadvantages of the known device are the low productivity caused by the cyclic mode of operation, and the high complexity of maintenance, caused by the need to periodically open and close the housing when cleaning the filter walls and unloading the condensed product, which is not suitable for thickening large volumes of hydraulic mixture during the development of sapropel.

Задачами изобретения является повышение производительности и снижение трудоемкости обслуживания устройства. The objectives of the invention is to increase productivity and reduce the complexity of servicing the device.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в устройстве для сгущения сапропеля, включающем корпус, фильтровальные перегородки, напорный трубопровод для подачи гидросмеси, соединенный с вакуум-насосом вакуумпровод, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус набран из примыкающих друг к другу и чередующихся между собой цилиндрических напорных и вакуумных камер, разделенных фильтровальными перегородками круглой формы с размещенной по центральной продольной оси корпуса в уплотнительных втулках фильтровальных перегородок винтовой стяжкой с зажимными гайками на концах, при этом верхние части вакуумных и напорных камер соединены патрубками соответственно с напорным трубопроводом, а нижние их части - сборными воронками с желобом винтового конвейера и патрубками - с коллектором для фильтрата, причем патрубки для подачи гидросмеси размещены тангенциально относительно продольной оси напорных камер, в каждой напорной камере на винтовой стяжке с помощью втулок с возможностью их вращения относительно стяжки радиально размещены лопасти с возможностью их взаимодействия с фильтровальными перегородками. Желоб винтового конвейера в поперечном сечении выполнен в виде круглого цилиндра, а между разгрузочным патрубком и крайней вакуумной камерой желоб снабжен коаксиально размещенной относительно него рубашкой с патрубком в ее нижней части, при этом желоб выполнен перфорированным, а шнек - с переменным шагом винтовой поверхности, уменьшающимся в сторону разгрузки сапропеля. Перфорированный участок желоба выполнен в виде снабженной фланцами на концах и свободно размещенной между фланцами примыкающих частей желоба вставки, фиксируемой в радиальном направлении рубашкой, которая болтами прикреплена к фланцам желоба, а пространство между рубашкой и перфорированным участком желоба герметизировано с помощью кольцевых прокладок, размещенных между указанными фланцами. The tasks are solved due to the fact that in the device for thickening sapropel, which includes a casing, filter baffles, a pressure pipe for supplying hydraulic mixtures, a vacuum pipe connected to a vacuum pump, loading and unloading devices, the casing is made up of cylindrical adjacent to each other and alternating between each other pressure and vacuum chambers separated by filter baffles of round shape placed on the central longitudinal axis of the housing in the sealing sleeves of the filter baffles with a tightening coupler with clamping nuts at the ends, while the upper parts of the vacuum and pressure chambers are connected by nozzles to the pressure pipe, respectively, and their lower parts by prefabricated funnels with a groove of the screw conveyor and nozzles with a collector for the filtrate, and the nozzles for supplying the hydraulic mixture are placed tangentially relative to the longitudinal axis of the pressure chambers, in each pressure chamber on a screw coupler using sleeves with the possibility of their rotation relative to the coupler radially placed blades with the possibility of their interaction actions with filter baffles. The groove of the screw conveyor in cross section is made in the form of a round cylinder, and between the discharge nozzle and the extreme vacuum chamber the groove is provided with a jacket coaxially placed relative to it with a nozzle in its lower part, while the groove is perforated and the screw with a variable pitch of the screw surface, decreasing towards unloading sapropel. The perforated section of the gutter is made in the form of an insert fitted with flanges at the ends and freely placed between the flanges of the adjacent parts of the gutter, a radially fixed jacket, which is bolted to the gutter flanges, and the space between the jacket and the perforated section of the gutter is sealed with ring gaskets located between these flanges.

Устройство для сгущения сапропеля показаны на фиг. 1 - вид сбоку (принципиальная схема); на фиг.2 - фрагмент корпуса с фильтровальными перегородками в продольном разрезе; на фиг. 3 - конструкция перфорированного участка желоба винтового конвейера. A sapropel thickening device is shown in FIG. 1 is a side view (circuit diagram); figure 2 is a fragment of the housing with filter baffles in longitudinal section; in FIG. 3 - design of the perforated section of the groove of the screw conveyor.

Устройство состоит из корпуса, набранного из примыкающих друг к другу и чередующихся между собой цилиндрических напорных 1 и вакуумных 2 камер, разделенных фильтровальными перегородками 3 круглой формы с размещенной по центральной продольной оси корпуса винтовой стяжкой 4 с зажимными гайками 5 и 6 на концах. Стяжка 4 размещена в уплотнительных втулках 7 фильтровальных перегородок 3. Напорные 1 и вакуумные 2 камеры снабжены фланцами 8 и 9, между которыми зажаты по их периметру фильтровальные перегородки 3. The device consists of a housing, recruited from adjacent to each other and alternating between a cylindrical pressure head 1 and vacuum 2 chambers separated by filter baffles 3 of a circular shape with a screw tie 4 located on the central longitudinal axis of the housing with clamping nuts 5 and 6 at the ends. The screed 4 is located in the sealing sleeves 7 of the filter walls 3. Pressure 1 and vacuum 2 chambers are equipped with flanges 8 and 9, between which the filter walls 3 are clamped along their perimeter.

Напорные камеры 1 в верхней своей части снабжены патрубками 10 для подачи гидросмеси. Патрубки 10 размещены тангенциально относительно продольной оси напорных камер 1 и соединены с напорным трубопроводом 11, в который посредством грунтового насоса (не показан) подается (12) гидросмесь. Нижние части напорных камер 1 снабжены сборными воронками 13, выпуски которых соединены с герметизированным желобом 14 винтового конвейера. Pressure chambers 1 in their upper part are equipped with nozzles 10 for supplying a hydraulic mixture. The nozzles 10 are placed tangentially relative to the longitudinal axis of the pressure chambers 1 and are connected to a pressure pipe 11 into which a hydraulic mixture is supplied (12) by means of a soil pump (not shown). The lower parts of the pressure chambers 1 are equipped with prefabricated funnels 13, the outlets of which are connected to a sealed groove 14 of the screw conveyor.

В каждой напорной камере 1 на винтовой стяжке 4 как на оси с помощью втулок 15 с возможностью их вращения относительно стяжки 4 радиально размещены лопасти 16 с возможностью взаимодействия их боковых кромок с обеими фильтровальными перегородками 3. Ширина лопастей 16 может быть принята равной ширине напорной камеры 1 и быть больше, при этом лопастей 16 упруго прогнуты в направлении их вращения. Вакуумные камеры 2 в верхней своей части снабжены патрубками 17, соединенными с вакуумпроводом 18, а последний - с вакуумнасосом (не показан) с возможностью откачки воздуха (19) из вакуумных камер 2. В нижних частях вакуумных камер 2 размещены сливные патрубки 20 для фильтрата, подсоединенные к коллектору 21 для аккумулирования фильтрата перед его выпуском (22). Все патрубки 10, 17 и 20 снабжены гибкими гофрированными вставками. Зажимные гайки 5 при сборке устройства взаимодействуют (через втулки 7) с торцевыми стенками крайних вакуумных камер 23 и 24. Разгрузочный патрубок для сгущенного сапропеля 25. In each pressure chamber 1 on a screw coupler 4 as on an axis with the help of sleeves 15 with the possibility of rotation relative to the coupler 4, the blades 16 are radially arranged with the possibility of interaction of their side edges with both filter walls 3. The width of the blades 16 can be taken equal to the width of the pressure chamber 1 and be larger, while the blades 16 are elastically bent in the direction of their rotation. The vacuum chambers 2 in their upper part are equipped with nozzles 17 connected to the vacuum pipe 18, and the latter with a vacuum pump (not shown) with the possibility of pumping air (19) from the vacuum chambers 2. In the lower parts of the vacuum chambers 2 there are drain pipes 20 for the filtrate, connected to the manifold 21 to accumulate the filtrate before its release (22). All nozzles 10, 17 and 20 are equipped with flexible corrugated inserts. The clamping nuts 5 during assembly of the device interact (through the bushings 7) with the end walls of the extreme vacuum chambers 23 and 24. The discharge pipe for the condensed sapropel 25.

Желоб 14 с размещенным в нем шнеком 26 в поперечном сечении выполнен в виде круглого цилиндра. Между разгрузочным патрубком 25 и крайней вакуумной камерой 23 желоб 14 снабжен коаксиально размещенной относительно него рубашкой 27 с патрубком 28 в ее нижней части. При этом сам желоб 14 на этом участке выполнен с перфорацией 29, а шнек 26 - с переменным шагом винтовой поверхности 30, уменьшающимся в сторону разгрузки (25) сапропеля. The groove 14 with the auger 26 located therein is made in the form of a round cylinder in cross section. Between the discharge pipe 25 and the extreme vacuum chamber 23, the chute 14 is provided with a jacket 27 coaxially placed relative to it with a pipe 28 in its lower part. At the same time, the gutter 14 in this section is made with perforation 29, and the screw 26 with a variable pitch of the screw surface 30, decreasing in the direction of unloading (25) of the sapropel.

Перфорированный участок (29) желоба 14 выполнен в виде снабженного фланцами 31 на концах вставки, размещенной между фланцами 32 и 33 примыкающих частей желоба 14. Вставка фиксирована в радиальном направлении рубашкой 27, которая болтами 34 прикреплена к фланцам 32 и 33 желоба 14. Пространство 35 между рубашкой 27 и перфорированным (29) участком желоба 14 герметизировано с помощью кольцевых прокладок 36. The perforated section (29) of the chute 14 is made in the form of an insert provided with flanges 31 at the ends of the insert located between the flanges 32 and 33 of the adjacent parts of the chute 14. The insert is fixed radially by a jacket 27, which is bolted to the flanges 32 and 33 of the chute 14. Space 35 between the jacket 27 and the perforated (29) section of the groove 14 is sealed with ring gaskets 36.

Устройство для сгущения сапропеля действует следующим образом. Монтаж устройства производится путем последовательной сборки корпуса надвиганием на винтовую стяжку 4 торцевой вакуумной камеры 23, фильтровальной перегородки 3, втулок 15 с лопастями 16, напорной камеры 1, которая своими фланцами 8 прижимает через уплотнение (не показано) фильтровальную перегородку 3 к фланцам 9 вакуумной камеры 23, снова фильтровальную перегородку 3 к фланцам 9 и т.д. до последней крайней вакуумной камеры 24. При этом гибкие гофрированные вставки патрубков 10, 17 и 20 облегчают стыковку напорных 1 и вакуумных 2 камер с последующей герметизацией напорных и вакуумных коммуникаций. A device for thickening sapropel acts as follows. Installation of the device is carried out by sequential assembly of the housing by pushing onto the screw coupler 4 of the end vacuum chamber 23, the filter baffle 3, the bushings 15 with blades 16, the pressure chamber 1, which presses the filter baffle 3 through the seal (not shown) 3 to the flanges 9 of the vacuum chamber 23, again the filter baffle 3 to the flanges 9, etc. to the last extreme vacuum chamber 24. Moreover, flexible corrugated inserts of the nozzles 10, 17 and 20 facilitate the joining of pressure head 1 and vacuum 2 chambers with subsequent sealing of pressure and vacuum communications.

После этого вращением зажимных гаек 5 и 6 все камеры плотно прижимаются друг к другу. Далее патрубки 10 и 17 соединяют соответственно с напорным трубопроводом 11 и вакуумпроводом 18, а сборные воронки 13 и патрубки 20 - соответственно с кожухом 14 винтового конвейера и коллектором 21 для фильтрата. After that, by turning the clamping nuts 5 and 6, all the chambers are tightly pressed against each other. Next, the nozzles 10 and 17 are connected respectively to the pressure pipe 11 and the vacuum pipe 18, and the collection funnels 13 and nozzles 20, respectively, with the casing 14 of the screw conveyor and the collector 21 for the filtrate.

При подаче (12) под напором гидросмеси в напорный трубопровод 11 гидросмесь по патрубкам 10 поступает в напорные камеры 1, где происходит сгущение гидросмеси путем фильтрации воды через фильтровальные перегородки 3 в вакуумные камеры 2. Переход давлений создается вакуум насосом путем откачки (19) воздуха из вакуумных камер 2 через патрубки 17 и вакуумпровод 18. When supplying (12) under pressure of the slurry to the pressure pipe 11, the slurry through the nozzles 10 enters the pressure chambers 1, where the slurry is thickened by filtering water through the filter baffles 3 into the vacuum chambers 2. The pressure is transferred by the pump by pumping out air (19) from vacuum chambers 2 through nozzles 17 and vacuum pipe 18.

За счет тангенциального расположения патрубков 10 и скоростного напора гидросмеси, определяемого расходом и диаметром патрубков 10, лопасти 16 с втулками 15 постоянно поворачиваются вокруг стяжки 4. За счет взаимодействия лопастей 16 с фильтровальными стенками 3 происходит непрерывная регенерация (очистка) от осадка из сапропеля. Сгущенный сапропель скапливается в сборных воронках 13, из которых постоянно или периодически поступает в желоб 14 винтового конвейера. Due to the tangential arrangement of the nozzles 10 and the velocity head of the slurry, determined by the flow rate and diameter of the nozzles 10, the blades 16 with the sleeves 15 are constantly rotated around the screed 4. Due to the interaction of the blades 16 with the filter walls 3, there is a continuous regeneration (cleaning) of sapropel sediment. Condensed sapropel accumulates in prefabricated funnels 13, from which it constantly or periodically enters the groove 14 of the screw conveyor.

Попавший в желоб 14 винтового конвейера сгущенный сапропель, находящийся под давлением, создаваемым грунтовым насосом, шнеком 26 перемещается вдоль желоба 14 и попадает на его перфорированный (29) участок. На этом участке происходит дополнительное отделение воды из предварительно сгущенного сапропеля. Фильтрат через перфорацию 29 под давлением поступает в кольцевое пространство 30 и непрерывно (или периодически) разгружается через патрубок 28. The condensed sapropel that has fallen into the groove 14 of the screw conveyor, which is under the pressure created by the soil pump, moves the screw 26 along the groove 14 and enters its perforated (29) section. In this area, an additional separation of water from pre-condensed sapropel occurs. The filtrate through the perforation 29 under pressure enters the annular space 30 and is continuously (or periodically) discharged through the pipe 28.

Фильтрат, прошедший через фильтровальные перегородки 3, стекает в нижние части вакуумных камер 2 и через патрубки 20 попадает в коллектор 21, из которого непрерывно или периодически удаляется (22). The filtrate passing through the filter partitions 3 flows into the lower parts of the vacuum chambers 2 and through the nozzles 20 it enters the collector 21, from which it is continuously or periodically removed (22).

Коллектор 21, постоянно заполненный фильтратом, герметизирует вакуумные камеры 2 со стороны разгрузки фильтрата, а винтовой конвейер 14 ограничивает скорость прохождения гидросмеси через напорные камеры 1, повышает степень сгущения сапропеля. The collector 21, constantly filled with filtrate, seals the vacuum chambers 2 on the discharge side of the filtrate, and the screw conveyor 14 limits the speed of the hydraulic mixture through the pressure chambers 1, increases the degree of sapropel condensation.

В том случае, когда ширина лопастей 16 принята больше ширины напорной камеры 1, обеспечивается постоянный контакт рабочих кромок лопастей 16 с поверхностями фильтровальных перегородок 3 достаточно длительное время без замены лопастей 16. Это достигается за счет того, что по мере износа лопастей 16 они постепенно распрямляются без нарушения их контакта с фильтровальными перегородками 3 Поэтому эффективность очистки фильтровальных перегородок 3 в течение этого времени практически не снижается. Это существенно увеличивает межремонтный период при эксплуатации устройства. In the case when the width of the blades 16 is adopted greater than the width of the pressure chamber 1, a constant contact of the working edges of the blades 16 with the surfaces of the filter walls 3 is ensured for a sufficiently long time without replacing the blades 16. This is achieved due to the fact that as the blades 16 wear, they gradually straighten without disturbing their contact with the filter baffles 3 Therefore, the cleaning efficiency of the filter baffles 3 during this time is practically not reduced. This significantly increases the overhaul period during operation of the device.

Отличительные признаки изобретения позволяют повысить производительность и снизить трудоемкость обслуживания устройства за счет обеспечения непрерывного режима работы с постоянной регенерацией фильтрующих перегородок и увеличения площади фильтрации и дополнительного удаления воды из сапропеля через перфорированную вставку желоба винтового конвейера, разгружающего сгущенный сапропель. Distinctive features of the invention can improve productivity and reduce the complexity of servicing the device by providing a continuous mode of operation with constant regeneration of the filtering partitions and increasing the filtration area and additional removal of water from the sapropel through the perforated insert of the gutter of a screw conveyor that unloads the thickened sapropel.

Claims

A device for thickening sapropel, including a housing, filter baffles, a pressure pipe for supplying a hydraulic mixture, a vacuum pipe connected to a vacuum pump, loading and unloading devices, characterized in that the housing is assembled from adjoining and alternating cylindrical pressure and vacuum chambers, separated by filter baffles of a round shape with a screw tie with clamping located on the central longitudinal axis of the housing in the sealing sleeves of the filter baffles nuts at the ends, while the upper parts of the vacuum and pressure chambers are connected by nozzles to the pressure pipe, respectively, and their lower parts by prefabricated funnels with a groove of the screw conveyor and nozzles with a collector for the filtrate, and the nozzles for supplying the hydraulic mixture are placed tangentially relative to the longitudinal axis of the pressure chambers , in each pressure chamber on a screw coupler with the help of sleeves with the possibility of their rotation relative to the coupler, the blades are radially placed with the possibility of their interaction with filter media partitions; the groove of the screw conveyor in cross section is made in the form of a round cylinder, and between the discharge nozzle and the extreme vacuum chamber the groove is provided with a jacket coaxially placed relative to it with a nozzle in its lower part, the groove being made perforated and the screw with a variable pitch of the screw surface, decreasing in the direction of unloading the sapropel, and the perforated section of the gutter is made in the form of an insert fitted with flanges at the ends and freely inserted between the flanges of the adjacent parts of the gutter, oh radially jacket, which is attached by bolts to the flanges of the trough, and the space between the jacket and the perforated portion of the trough is sealed by means of annular gaskets arranged between said flanges.