Барабанный вакуум-фильтр

 

Использование: обезвоживание тонкоизмельченных продуктов, в химической промышленности. Сущность: устройство содержит вращающийся барабан и секционированный электрод, один конец которого закреплен, а другой - снабжен грузом. Поверхность барабана выполнена электропроводной и фильтрующей. Внутри барабана размещены средства для создания вакуума и в сушильной камере, в которой постоянно находится слой обрабатываемого материала. Электрод соединен с положительным полюсом источника постоянного тока, отрицательный полюс которого соединен с проводящей частью поверхности барабана. Устройство отличается простотой конструкции и обеспечивает эффективное обезвоживание обрабатываемого материала. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к средствам для обезвоживания тонкоизмельченных продуктов и предназначено для обезвоживания железных и медных пульп.

Наиболее близким и заявленному является барабанный вакуум-фильтр, включающий сушильную камеру, образованную поверхностью вращающегося барабана, соединенного с отрицательным полюсом источника постоянного тока с одной стороны и поверхностью электрода, соединенного с положительным полюсом источника постоянного тока с другой стороны, а также средства для создания в сушильной камеры вакуума, см. а.с. N 125795, В 01 Д 25/24.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели является следующее: 1. Плохой контакт между поверхностью электрода и слоем обрабатываемого материала затрудняет возникновение электроосмотического эффекта.

2. Плотность электрического тока по длине электрода неравномерна, что снижает эффективность обезвоживания материала.

Целью изобретения является упрощение конструкций и повышение эффективности работы устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что в барабанном вакуум-фильтре для тонкоизмельченных материалов, включающем сушильную камеру, образованную поверхностью вращающегося барабана, соединенного с отрицательным полюсом источника постоянного тока с одной стороны и поверхностью электрода, соединенного с положительным полюсом источника постоянного тока с другой стороны, а также средства для создания в сушильной камере вакуума, электрод по длине выполнен секционированным и установлен с возможностью перемещения относительно поверхности барабана в плоскости, перпендикулярной оси его вращения.

В этом заключается совокупность существенных признаков заявленного технического решения, на которую испрашивается объем правовой охраны.

Заявленное устройство характеризуется также наличием ряда дополнительных признаков, раскрывающих частные случаи его практического осуществления, которые сводятся к следующему: электрод может быть выполнен в виде гибкой электропроводящей ленты, один конец которой закреплен неподвижно относительно барабана; фильтр может быть снабжен средством для регулирования усилия на слой обрабатываемого материала, взаимодействующим со свободным концом электрода.

Среди известных нам объектов техники аналогичного назначения отсутствуют устройства, имеющие идентичную или эквивалентную совокупность существенных признаков, что доказывает новизну заявленного нами решения.

Первичный технический результат, достигаемый при использовании заявленного устройства, заключается в надежном прижатии электрода к обрабатываемому материалу, что обеспечивает хороший электрический контакт электрода с обрабатываемым материалом, облегчающий прохождение постоянного тока и развитие электроосмотических явлений, которые приводят к снижению коэффициента фильтрации обрабатываемого материала и улучшению условий для вакуумного обезвоживания. Этот технический результат достигается только при использовании всех без исключения признаков, включенных нами в первый пункт формулы изобретения, является свойством этой совокупности признаков и обеспечивает появление у объекта изобретения в целом новых полезных свойств, заключающихся в том, что эффективное обезвоживание обрабатываемого материала при достижении более высоких конечных параметров осуществляется сравнительно простыми конструктивными средствами. Следует отметить, что часть существенных признаков заявленного решения порознь известна в других объектах техники (подвижной электрод, фильтрующий материал), но эти известные признаки проявляют в известных объектах иные свойства. Упомянутый же выше результат появляется только при совокупном их использовании с признаками, общими с прототипом, а также с полностью новыми признаками (перемещение электрода в плоскости, перпендикулярной оси вращения барабана, секционирование такого, неподвижного относительно обрабатываемого материала, электрода).

Сказанное позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства с электродом в виде электропроводящей ленты, на фиг.2 схема работы секционированного электрода.

Устройство содержит вращающийся барабан 1 и электрод 2, выполненный в виде гибкой металлической ленты, один конец которой 3 неподвижно закреплен, а другой -свободный ее конец снабжен грузом 4. Между наружной поверхностью барабана 1 и внутренней поверхностью электрода 2 образована сушильная камера, в которой постоянно находится слой обрабатываемого материала 5, который поступает из ванны 6 и после обезвоживания попадает в приемный бункер 7. Поверхность барабана выполнена в виде слоя фильтрующей ткани 8, поверх которой размещена металлическая сетка 9, соединенная с отрицательным полюсом источника постоянного тока 10, положительный полюс которой соединен с электродом 2. Средства для создания вакуума ( на чертеже не показаны) размещены внутри барабана 1, а выходной конец вакуум-провода выведен наружу. Электрод 2 выполнен в виде нескольких проводящих секций 11, разделенных изоляционными прокладками 12 и соединенных с раздельными выходами источника 10.

Устройство работает следующим образом. Обрабатываемый материал ( железная или медная пульпа) поступает из ванны 6 за счет вакуума, создаваемого в сушильной камере 5 и энергии вращающегося барабана 1. В сушильной камере в результате действия электрического поля между электродом 2 и поверхностью барабана 1 в обрабатываемом материале возникают электроосмотические явления, сопровождающиеся переносом ионов, находящихся в порах материала, в направлении от анода (электрод 2) к катоду (металлическая сетка 9). Одновременно с этим происходит процесс вакуумного обезвоживания материала, причем электроосмос в значительной степени улучшает условия протекания процесса вакуумного обезвоживания за счет того, что под действием электрического поля увеличивается коэффициент фильтрации обрабатываемого материала.

Конструкция электрода 2 обеспечивает его плотное прилегание к слою обрабатываемого материала и хороший электрический контакт с ним. Влага из обрабатываемого материала через поверхность барабана 1 попадает внутрь, собирается в специальную ванну, и отгоняется насосом. Обезвоженный материал торцом приемного бункера 7 (или положительным давлением) снимается с поверхности барабана в бункер 7.

При изменении скорости вращения барабана и производительности устройства необходимо изменять усилие прижатия электрода 2 к слою обрабатываемого материала, которое должно выбираться таким, чтобы обеспечить наилучший электрический контакт электрода с материалом и равномерное распределение напряженности электрического поля. Усилие прижатия обеспечивается грузом 4, специальными средствами для его регулирования, например пружинами (на чертежах не показаны), а также дополняется прижатием за счет вакуумирования сушильной камеры 5. По длине электрода 2 вследствие осушения материала и увеличения удельного электрического сопротивления, плотность электрического тока оказывается неравномерной, уменьшающейся по ходу материала, что снижает эффективность электроосмотического обезвоживания материала. Для устранения этого недостатка электрод 2 выполняют из нескольких секций 11, разделенных изоляционными прокладками 12. В этом случае каждая из секций 11 может быть соединена со своим выходом источника постоянного тока 10, т.е. работать в самостоятельном режиме, что позволяет, за счет увеличения напряжения в последовательных секциях, выравнять распределение плотности электрического тока по длине электрода и, в конечном счете, получить более высокие параметры конечного продукта.

Работоспособность и эффективность заявленного устройства подтверждены успешными испытаниями опытного образца устройства.

Использование заявленного технического решения обеспечивает следующие преимущества перед всеми известными средствами: 1. Простота конструктивного выполнения.

2. Эффективность обезвоживания обрабатываемого материала за счет обеспечения надежного контакта электрода с материалом, полезного взаимовлияния процессов электроосмоса и вакуумного обезвоживания, а также за счет выравнивания плотности электрического тока по длине электрода.

Формула изобретения

1. Барабанный вакуум-фильтр, включающий сушильную камеру, образованную поверхностью вращающегося барабана, соединенного с отрицательным полюсом источника постоянного тока с одной стороны, и поверхностью электрода, соединенного с положительным полюсом источника постоянного тока с другой стороны, а также средства для создания в сушильной камере вакуума, отличающийся тем, что электрод по длине выполнен секционированным и установлен с возможностью перемещения относительно поверхности барабана в плоскости, перпендикулярной оси его вращения.

2. Вакуум-фильтр по п.1, отличающийся тем, что электрод выполнен в виде гибкой электропроводящей ленты, один конец которой закреплен неподвижно относительно барабана.

3. Вакуум-фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен средством для регулирования усилия на слой обрабатываемого материала, взаимодействующего со свободным концом электрода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2