Установка замораживания-оттаивания

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 704643 Союз Сееетеаа Социалистический. Респубпик(51) М, К,В 01 0 9/02 С 02 С 3/00 Гооудеротааииый комитет СССР оо делам изоорвтвиай и открытий(54) УСТАНОВКА ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ОТТАИВАНИЯ Изобретение относится к химическому машиностроению, й точнее - к аппаратам, предназначенным для обработки частиц в дисперсных системах.Известна установка замораживания- оттаивания, например, для улучшения водо- отдающей способности осадков природных и сточных вод, включающая горизонтальный охлаждаемый барабан, устройство для подачи обрабатываемой воды на барабан, нож для отделения льда и установленный под ним бак-оттаиватель с перемешивающим устройством и нагревателемГЦ,Перемешивающее устройство в этой установке выполнено в виде лопастной мешалки. В качестве нагревателя использована поверхность бака-оттаивателя, снабженного рубашкой для прохождения теплоносителя. В установке не предусматривается перед отделением льда с поверхности барабана планирование слоя на пластины заданной величины, что затрудняет отделение и оптимизацию времени плавления льда. Кроме того, оттаивание льда производится в месте размещения теплообменных поверхностей нагревателя, что приводит к зарастанию 2этих поверхностей осадком и к снижению их теплопередающей способности, т. е. к снижению производительности установки.Для ускорения оттаивания и повышения коэффициентов теплоотдачи от теплопере-дающей поверхности нагревателя требуетсяинтенсивное перемешивание, однако это не способствует выводу осадка из бака-оттаивателя, а приводит к дополнительному осаждению осадка на поверхности нагревателя, В установке не предусматривается также 1 О насыщение воды кислородом воздуха,Цель изобретения - сокращение времении повышение эффективности процесса обработки путем интенсификации плавления льда аэрации водь и сниженияколичества отло жений на поверхностях нагревателя,Это достигается тем, что в установкезамораживания-оттаивания, включающей горизонтальный охлаждаемый барабан, устройство для подачи обрабатываемого осадка на барабан, ножевое устройство для отделе О ния льда от поверхности барабана и установленный под ним бак-оттаиватель с перемешивающим устройством, бак-оттаиватель снабжен вертикальной перегородкой, делящей его на две сообщающиеся между собой в верхней и нижней частях камеры, в одной из которых расположен выполненный в видевертикальных-труб или пластин нагреватель, оснащенный в нижней части барботером воздуха, а в другой расположено перемешивающее устройство, выполненноев виде черпаков, закрепленных на валу; каждыйчерпак образован основанием в виде наборапластин, установленных на расстоянии однаот другой тангенциально к валу перемешивающего устройства, и боковыми стенками, ффодной из которых служит вал.Ножевое устройство для отделения льдаот барабана выполнено в виде продольногонеподвижного ножа и набора поворотнодисковых бороздорезов льда, установленныхперед ножом, по направлению вращениябарабана.На фиг. 1 схематически показана установка замораживания-оттаивания, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А - Ана фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б, на ффиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке В нафиг. 1; на фиг. 5 - узел 1 на фиг. 1,Установка замораживания-оттаиваниявключает горизонтально расположенныйцилиндрический, полый (для прохожденияхладоносителя) барабан 1, устройство дляподачи на барабан очищаемой воды, выполненное в виде поддона 2. Поддон 2 установлен в нижней части барабана, Вдоль всейобразующей барабана размещен нож 3 дляотделения льда, представляющий из себя фоправку с закрепленным в ней прямолинейным срезающим лезвием. Установка снабжена набором поворотно-дисковых бороздорезов 4 льда, установленных перед ножом 3по направлению вращения барабана 1, Диски бороздорезов 4 выполнены -в виде усеченных конусов, имеющих в основании острую режущую кромку. Между дисками бороздорезов 4 перпендикулярно к ним установлены продольные острозаточенные льдорезы 5. Бороздорезы 4 и льдорезы 5 закреп- флены на общем валу 6, вращающемся в концевых подшипниках. Для исключения осевыхусилий на подшипники часть бороздорезов 4имеет заточки с левой стороны, а часть -с правой. Режущие кромки бороздорезов 4 ди льдорезов 5 образуют замкнутые прямоугольные контуры,Под ножом 3 для отделения льда от барабана 1 установлен бак-оттаиватель 7, полость которого разделена перегородкой 8 на камеры, Верхняя кромка вертикальной перегородки параллельна режущей кромке ножа 3. Нижняя часть бака-оттаивателя 7 выполнена с уклонами не менее 30 в сторону осадконакопителя, имеющего выводящую трубу 9. В верхней части первой камеры бака-оттаивателя 7 установленыгоризонтальные черпаки 1 О, представляющие собой ковши, имеющие перфорированные основания и боковые стенки, Основания черпаков 10 выполнены из пластин, тангенциально прикрепленных к валу 11 на расстоянии между собой, а боковые стенки выполнены сплошными, причем одной из стенок является вал 11, Отверстия 12 в основаниях черпаков 10 имеют меньшие размеры, чем расстояние между режущими кромками бороздорезов 4 и льдорезов 5 (по окружности). Черпаки 10 прикреплены к горизонтальному валу 11, соединенному с приводом вращения,Во вторую камеру бака-оттаивателя 7 вмонтирован съемный нагреватель 13, изготовленный из труб или полых пластин, расположенных вертикально. Нагреватель13 имеет распределительные и сборные коллекторы с патрубками для ввода и вывода теплоагента. В нижней части нагревателя 13 установлены горизонтальные трубы-бработеры 14 с отверстиями 15, равномерно распределенными вдоль всей длины нагревателя 13. Отверстия расположены в нижней части труб-барботеров 14,Установка работает следующим образом.В процессе замораживания-оттаивания осуществляется непрерывное прохождение хладоносителя через полость барабана 1 и теплоносителя - через нагреватель 13, а также истечение воздуха через отверстия в трубах-барботерах 14. Обрабатываемый осадок, содержащий до 10% трудно удаляемых твердых частиц, подается в поддон 2, где в результате намораживания на вращающейся поверхности барабана 1 образуется слои льдаПри замораживании обрабатываемого осадка за счет изменения исходной физико- химической структуры происходит улучшение его водоотдающей способности после оттаивания. После заданного времени замораживания слой льда подвергается планировке на поверхности барабана 1 в видезамкнутых прямоугольников. Для этого в результате вращения барабана 1 и фрикционного зацепления бороздорезов 4 сольдом на льду образуются борозды, разделяющие слой льда на полосы, Одновременно льдорезы 5 ограничивают длину полос, нанося на слой льда поперечные разрезы, Бороздорезы 4 и льдорезы 5 не только планируют слой льда, но и создают сдвиговые усилия в осевом и продольном направлении барабана 1, что облегчает отделение льда от барабана 1 ножом 3. После этого лед входит в контакт с ножом 3, снимается с поверхности барабана 1 в виде пластин и направляется в первую камеру бака-оттаивателя 7. Здесь пластины льда попадают на поверхность, воды, заполняющей бакоттаиватель. Затем лед подхватывается чер.- паками 10, поднимается, ссыпается вновь на поверхность воды и совершает вместе с черпаками 10 вращательное движение под водой. При этом:пластины льда интенсивно омываются водой, проходящей через отверстия 12 в черпаках 10, что способствует интенсификации плавления. После плавления льда осадок подают в осадконакопитель, откуда он выводится вместе с водой на дальнейшую стадию обработки-разделения. Воздух, подаваемый во вторую камеру бака 7 из отверстий труб-барботеров 14, насыщает воду кислородом, интенсифицирует теплоотдачу от труб нагревателя 13 к воде и осуществляет эрлифтную подачу нагретой воды над перегородкой 8 из второй камеры в первую - в место подачи льда. Вода циркулирует по контуру - первая камера, пространство под нижней кромкой перегородки 8, вторая камера, пространство над верхней кромкой перегородки 8, первая камера,Эффект от использования изобретения заключается в увеличения времени безостановочной работы установки и повышении ее надежности за счет резделения осадка вне зоны расположения нагревателя, интенсификации процесса оттаивания льда за счет эрлифтной циркуляции воды и обработки льда потоком воды, создаваемой черпаками. Формула изобретения 1. Установка замораживания-оттаиваниясодержащая горизонтальный охлаждающий барабан, ножевое устройство для отделенияльда от барабана, бак-оттаиватель с перемешивающим устройством и нагреватель,отличающаяся тем, что, с целью сокрашениявремени и повышения эффективности процесса, бак-оттаиватель снабжен вертикальной перегородкой, делящей его на две сообщающиеся между собой в верхней и нижнейчастях камеры, в одной из которых расположен нагреватель, который снабжен расположенным в его нижней части барботеромвоздуха, а в другой - перемешивающееустройство,2. Установка по п. 1, отличающаяся тем,что нагреватель выполнен в виде вертикальных труб илн пластин.3, Установка по п. 1, отличающаяся тем,что пееремешивающее устройство выполненов виде черпаков закрепленных на валу, соснованиями в виде набора пластин, установленных на расстоянии друг от друга тангенциально к валу, и боковыми стенками.26 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем,что ножевое устройство выполнено в видепродольного неподвижного ножа и набораповоротно-дисковых бороздорезов льда, установленных перед ножом по направлениюдвижения барабана.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Химическое и нефтяное машиностроение, Мо 9, 1967, с. 3 - 4 (прототип).704643 Ьид Ри Сост Техре Тираж витель И. Н д О. Луговая аш овинска 877ного комитеннй и откРаушскаяУжгород, ул Редактор ф. Серебрянский Заказ 7912/12 ЦНИИПИ Г по дел 113035, Моск филиал П ПП П