Тема лекции: Оборудование для вторичного обезвоживания концентратов. Фильтры непрерывного действия

Лекция №13

Фильтры непрерывного действия. К. машинам непрерывного действия, прежде всего, относятся дисковые и барабанные вакуум-фильтры (рис.57). Диски (барабан) вращаются в ванне, заполненной пульпой. На пульпу со стороны фильтрующей поверхности диска (дуга АОВ) действует разрежение. Слой кека, образующийся на участке АОВ, Привыходе из ванны остается в зоне разрежения на участке фильтрующей поверхности (дуга ВСD). В эти момент он дополнительно фильтруется и подсушивается. На участке дуги DЕА под фильтрующую ткань барабана подается избыточное давление, действие которого нарушает цельность кека, что позволяет сравнительно просто отделить его от стенок барабана ножом, установленным в точке Е. На участке дуги ЕА фильтрующая ткань продолжает очищаться от пульпы продувкой избыточным давлением. Срезанный кек через разгрузочный желоб (карман) попадает на конвейер.

Рисунок 57 – Принцип действия вакуум-фильтра

Дисковый вакуум-фильтр состоит из ряда дисков закрепленных на общем валу 6, двух распределите головок 1, корыта 8, мешалки 7, ножа 4 с карманомкека и привода 9, 10 (рис. 58).

Рисунок 58 – Дисковый вакуум-фильтр

Вал фильтра представляет собой литую конструкцию из двух концентрических труб с продольными ром которые разделяют кольцевую поверхность между трубами на отдельные ячейки. Это позволяет направленно создавать в них или избыточное давление, или вакуум. Вал набран из ряда секций, торцевые поверхности которых перед сборкой подвергают гидравлическому испытанию и тщательному контролю. При сборке в торцы секций закладываются прокладки, промазанные, промазанные специальным лаком.

При работе на нейтральной пульпе используют для отливок серый чугун марок СЧ 15—32 и СЧ 18—36. При кислотных пульпах используют специальные кислото-стойкие стали. Вал медленно вращается со скоростью 0,13 – 2 об/мин от электродвигателя через коническо-цилиндрический редуктор и зубчатую передачу 2, состоящую из шестерни и колеса, ступица которого закреплена на валу. В настоящее время для регулирования скорости вращения фильтра применяют вариаторы. Вал установлен в подшипниках скольжения на опорах 5 и работает в условиях граничной смазки.

Каждый диск вакуум-фильтра состоит из секторов. Сектор выполнен в виде плиты с рифлеными рабочими поверхностями или в виде коробки. Материалом для плиточных секторов служит древесина, резина, стеклопластик и др. Конструкция плит (рис. 59) включает в себя центральную плиту 6, состоящую из отдельных планок 4, соединенных винтами и ограниченную по периметру выступающими бортиками 7. Для соединения с ячейками вала применяют металлические ниппели 5 с рези новыми уплотнителями 3. Секторы центрируются в отдельные диски и прижимаются к валу с помощью шпилек 2, прижимных планок (шайб) / и гаек. При отвинчивании гаек сектор легко демонтируется и заменяется другим.

Коробчатые секторы сваривают из углеродисты сталей для нейтральных пульп и из нержавеющей стали и титана для агрессивных пульп. Эксплуатация титановыхсплавов показала, что срок службы машины увеличивается в 3—4 раза.

Рисунок 59 – Диск вакуум –фильтра

Каждый сектор с торцов обтягивают фильтровальной тканью, которая должна быть стойкой и долго сохранять прочность. Обычно в зависимости от пульпы используют ткани хлопчатобумажные (бельтинг, бязь, миткаль) и синтетические (капрон, лавсан и др.).

Распределительная головка (рис. 60) создает специальный режим работы в различных секторах диска. Она в определенной последовательности соединяет ячейки вала 1 и, следовательно, секторы дисков с камерами вакуума или с камерами давления 8. Корпус головки 6 состоит из клапанной коробки и горловины 11. Профиль клапанной коробки полностью совпадает с профилем кольцевых ячеек вала. Для создания плотного прижатия торцов вала и коробки применяют уплотнительные шайбы 3, 4. При этом шайба 3 прикреплена к вращающемуся валу, а шайба 4 - к неподвижной головке. Для герметичности шайбы крепят на резиновых прокладках 2.

Поверхности шайб пришабривают. Для уменьшения сил трения одну из шайб изготовляют из чугуна, другую — бронзы и на контактную поверхность подается капельная смазка 5.

Силовое замыкание вала с головкой обеспечивается с помощью пружинного поджатия 7 через шпильку 9 и шариковый подпятник 10. В последнее время вместо пружины и подшипника поджатия применяют более стойкий резиново-фторовый вкладыш. Вал и головка центрируются с помощью стакана 14.

В клапанной головке предусмотрено для подвода сжатого воздуха 8, горловина 11 для отсоса фильтрата и канал для отсоса промывной воды и прососа воздуха при промывке осадка.

Горловина 11 распределительной головки предназначена для прохождения фильтрата. Для контролирования процесса используют смотровое стекло 12 в специальном патрубке 13, соединенном гибким рукавом с общим трубопроводом.

Рисунок 60 – Распределительная головка

Корыто (корпус) изготовляют сварным из стального листа. При нейтральной пульпе используют углеродистую сталь, при агрессивной — нержавеющую и титановые сплавы. В нижней части корыта предусмотрен ряд отверстий, через которые поступает пульпа из общего коллектора. Сочетание нижнего подвода с перемешиванием мешалкой не позволяет пульпе заиливаться и улучшает качество фильтрации. Для поддержания постоянного уровня в корыте служит переливной патрубок.

Для очистки и мойки корпуса предусмотрен выпуск пульпы через разгрузочное отверстие в его днище.

Кек снимается с торцов каждого диска ножом, расположенным в карманах (нишах) корыта; сначала кек поступает в карманы, затем идет на дальнейшую переработку.

Мешалка подвешена на хомутах с двух сторон к валу фильтра. Она представляет собой изогнутый толстый лист из углеродистой или нержавеющей стали (в зависимости от характера пульпы). Качательное движение мешалка получает от вала редуктора главного привод через цепную передачу, эксцентрик и тягу, шарнирно связанную с верхней крышкой хомутика. В некоторых конструкциях фильтров предусмотрен индивидуальны привод мешалки.

Барабанный вакуум-фильтр выпускают с наружной и внутренней поверхностями фильтрации. При наличии наружной поверхности фильтрации (рис. 61) использую пустотелый барабан 3, соединенный торцовыми стенками с цапфами 5, 12, которые установлены в подшипниках 11 корыта 8. На цапфе жестко крепится зубчатое колесо 13, вращающееся от электродвигателя 10 через клиноременную передачу, редуктор, вариатор 9 и открытую шестерню. Для подачи пульпы предусмотрены входные отверстия из общего коллектора 1. Перемешивание пульпы обеспечивается мешалкой 7, представляющей собой решетчатую раму с индивидуальным приводным механизмом. К цапфам вала примыкают распределительные головки 6, конструкция которых аналогична инструкции головок дисковых вакуум-фильтров. Сварной пустотелый барабан состоит из наружного и внутреннего 2 цилиндров.

Рисунок 61 – Барабанный вакуум -фильтр

Пустотелому барабану придает жесткость ряд внутренних колец жесткости, выполненных в виде кольцевых перегородок. Дополнительно полости барабанаи цапф разделены продольными ребрами на несколько отдельных секций, соединенных трубками 4 с пустотелыми цапфами.

Наружный цилиндр разделен на неглубокие ячейки, покрытые перфорированными решетками, внутренние полости которых соединены с полостями барабана. Между соседними ячейками находятся уплотнения, исключающие их сообщение между собой. С наружной стороны барабан обтянут фильтровальной тканью. Для закрепления ткани и уплотнительных колец барабан обматывают мягкой проволокой с шагом 30—50 мм. Ячейки барабана, погруженные в пульпу, соединены через каналы в цапфе и распределительной головке с вакуумным насосом. Посредством разрежения на наружной поверхности барабана образуется слой осадка (кека). При выходе из ванны разрежение продолжает вытягивать из осадка влагу, осушая его. Затем полости цапфы соединяются с полостями головки, подающими сжатый воздух. Происходит отдувка кека, при которой ножи счищают его с фильтрующей ткани в ниши корыта. После этого кек попадает на конвейер и направляется в сушильное отделение или склад готовой продукции.

Литература: 2 осн. [287-301], 3 осн. [128-142], 1 доп. [187-190].

Контрольные вопросы:

1. Перечислите существующие типы машин для вторичного обезвоживания концентратов.

2. Устройство и принцип работы дискового вакуум-фильтра.

3. Устройство и принцип работы распределительной головки вакуум-фильтров.

4. Принцип работы фильтр-прессов.

5. Как снимается с барабана обезвоженный концентрат?

Дата добавления: 2015-06-26