Устройство для электроосмотического обезвоживания материалов

 

Изобретение позволяет интенсифицировать сушку тонкоструктурных материалов за счет предварительного обезвоживания. Устройство содержит корпус, внутри которого расположены анод и перфорированный катод, выполненные в виде поверхностей вращения, обращенных выпуклостью вверх, подводящий патрубок, заделанный в центральное отверстие катода, устройство для отвода обезвоженного материала и водосборник. Анод выполнен в виде подпорно-срезающего устройства, соединенного с приводом, и имеет по образующей его поверхности продольные вырезы, в которые входят расположенные под углом к поверхности анода срезающие ножи. Причем выход ножей за поверхность анода и ширина вырезов на аноде увеличиваются от его вершины к основанию. 2 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для обезвоживания тонкоструктурных коллоидных материалов и может быть использовано при приготовлении кормовых добавок из сапропеля.

В настоящее время разработаны технологии переработки сапропеля (отложений пресноводных водоемов) в кормовые добавки, включающие сгущение сапропеля с помощью отстойников (включая зимнее промерзание) до влажности 70-75%, пресс-гранулирование с помощью шнекового гранулятора, сушку до влажности 18-25% и последующий размол гранул сапропеля при использовании.

Сапропелевые кормовые добавки являются источником минеральных и биологически активных веществ.

Затраты энергии на сушку зависят от влагосодержания исходного сырья, поэтому любые способы, направленные на получение материала с пониженной влажностью, способствуют значительному снижению расхода энергии и увеличению производительности сушильной установки. Одним из таких способов является электроосмотическое обезвоживание, которое позволяет понизить влажность сгущенного сапропеля до влажности 68-70%. При этом происходит выделение влаги без фазового превращения, а также нагрев обрабатываемого сапропеля, что позволяет снизить энергоемкость получения высушенного сапропеля.

Наиболее близким к предлагаемому является электрообезвоживатель, содержащий цилиндрический корпус, в средней части которого имеется камера, снабженная патрубком для отвода воды и образованная перфорированными пластинами, в отверстиях которых установлены горизонтальные трубки, размещенный в корпусе шнек, который также разделен камерой на две части, а также патрубки для подвода и отвода обрабатываемого материала, при этом расположенные со стороны патрубка для отвода обрабатываемого материала пластина и часть шнека являются соответственно катодом и анодом.

Обрабатываемый материал с помощью шнека со стороны подводящего патрубка через горизонтальные трубки подается в межэлектродное пространство, образованное пластиной (катод) и частью шнека (анод) со стороны отводящего патрубка. При электроосмотическом обезвоживании жидкость движется от анода к катоду и отводится через перфорацию катода, которая непроницаема для обрабатываемого материала. Собранная в камере вода отводится через водоотводящий патрубок. Образующаяся на аноде обезвоженная масса материала непрерывно отводится из межэлектродного пространства и удаляется из обезвоживателя через отводящий патрубок.

Этот обезвоживатель имеет на катодной пластине отверстия, в которые вставлены горизонтальные трубки, тем самым поверхность фильтрования составляет 50-60% общей поверхности катодной пластины. Таким образом, увеличение поверхности фильтрования при заданной производительности и степени обезвоживания позволяет уменьшить габариты устройства или при одинаковых габаритах (площади катода) и степени обезвоживания увеличить производительность устройства.

Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства для электроосмотического обезвоживания материалов.

Для достижения этой цели анод и катод имеет форму поверхностей вращения, обращенных выпуклостью вверх, анод имеет выполненные по образующей его поверхности продольные вырезы, в которые входят расположенные под углом к поверхности анода срезающие ножи, причем выход ножей за поверхность анода и ширина вырезов на аноде увеличиваются от его вершины и основанию.

Обрабатываемый материал с помощью подводящего патрубка, выходное отверстие которого заделано в центре катода, подается в межэлектродное пространство, образованное перфорированной поверхностью катода и вращающейся поверхностью анода. Под действием электрического тока обрабатываемый материал обезвоживается, при этом вода собирается в водосборнике и отводится через отводящий патрубок. Образующийся в прианодном пространстве обезвоженный слой непрерывно срезается с помощью ножей, которые имеются на вращающемся аноде, и отводится из межэлектродного пространства через выполненные по образующей поверхности анода продольные вырезы.

То, что анод и катод имеют форму поверхностей вращения, обращенных выпуклостью вверх, позволяет довести фильтровальную поверхность до 98-99% (по сравнению с прототипом при одинаковом диаметре катодной пластины). При этом выпуклость поверхности вращения по высоте составляет незначительную величину.

Наличие выполненных по образующей поверхности вращения продольных вырезов, в которые входят расположенные под углом к поверхности анода срезающие ножи, позволяет непрерывно осуществлять срезание и отвод обезвоженного прианодного слоя.

Обрабатываемый материал подается в центр анода и по мере продвижения в межэлектродном пространстве обезвоживается. Причем степень обезвоживания по направлению к краю анода увеличивается, поэтому выход ножей за поверхность анода увеличивается, чтобы обеспечить большую величину срезания. Расширение продольных вырезов, выполненных по образующей поверхности анода от его вершины к основанию, обеспечивает больший выход обезвоженного материала по мере его продвижения в межэлектродном пространстве.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для электроосмотического обезвоживания материалов в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для электроосмотического обезвоживания материалов состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого расположен анод 2, выполненный в виде подпорно-срезающего устройства, соединенного с приводом (не показан), и перфорированного катода 3, в центральное отверстие которого заделан подводящий патрубок 4. Под катодом 3 установлен водосборник 5, который имеет патрубок 6 для отвода воды. Анод 2 имеет выполненные по образующей его поверхности (в данном случае конусная поверхность) продольные вырезы 7, в которые входят расположенные под углом к поверхности анода 2 срезающие ножи 8, причем выход ножей 8 за поверхность анода 2 и ширина вырезов 7 на аноде 2 увеличиваются от его вершины к основанию. По периметру корпуса 1 установлен короб 9 для обезвоженного материала, в котором имеются скребки 10 для перемещения материала к выгрузному лотку 11.

Исходный материал с помощью высоконапорного насоса через подводящий патрубок 4 подается в межэлектродное пространство и распределяется между анодом 2 и катодом 3. Под действием постоянного электрического тока обрабатываемый материал обезвоживается, при этом жидкость движется от анода 2 к катоду 3, собирается в водосборнике 5 и отводится через патрубок 6. Образующийся на аноде 2 обезвоженный слой непрерывно срезается с помощью ножей 8 и через вырезы 7 попадает на внешнюю сторону анода 2. По внешней поверхности анода 2 обезвоженный материал скатывается в короб и с помощью скребка 10 перемещается к выгрузному котлу 11.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет в 1,5-2 раза меньшие габариты.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус, внутри которого расположен анод и перфорированный катод с центральным отверстием, с установленным в нем подводящим патрубком, устройство для отвода обезвоженного материала и водосборник, отличающееся тем, что, с целью снижения габаритов устройства, анод и катод выполнены в виде поверхности вращения, обращенной выпуклостью вверх, в аноде по образующей его поверхности выполнены продольные вырезы, в которых установлены под углом к поверхности анода срезающие ножи, причем длина выхода ножей за поверхность анода и ширина вырезов на аноде увеличивается от его вершины к основанию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2