Устройство для исследования процессов регенерации отработанных смесей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 9) (И) 2 С 50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСН ЕТЕЛЬСТ(21) (22) (46) (72) А. В. (71) 3570028/22-0231.03.8315.09,84. Бюл.3А.А,Шпектор, В,Н.Соровин и В,А.СафроВсесоюзный научнорняков,сследовател т литейно и инстит литейн ашиностроея ои техн гии и автомати зации лите 21,7 Сб отрного пр 2,55(08 Процес ботапны ВНИИЛит зво8)(53 (56 енерации лесей литейных981, с.20,ков ме ехов 1 э Р Литейное про21,22.УСТРОЙСТВО ДЛВ РЕГЕНЕРАЦИИ во ст 1975,(54) (5ПРОЦЕССМЕСЕЙнологидиненн ГДОВАНИЯТАИНЫХье в техти и соеами аппаЯ ИССЛ ОТРАБО новленн тельнос ючающее уста ческои последова е трубопроводам ло ок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ раты для смешивания отработанной смеси с водой, оттирки и промывки регенерата, насосы, песколовку, напорныйбак, емкости для хранения и регуляторы р,схода коагулянта и флокулянта,две колонки, выполненные из прозрачного материала и сообщенные междусобой в средней части горизонтальнымитрубопроводами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращениявремени проведения экспериментов,расширения технологических возможностейпри одновременном повышении точности,устройство снабжено переключателемпотока и дозатором флокулянта и дополнительной колонкой, при этом дополнительная колонка равноудалена отдвух упомянутых, а дозатор связан через переключатель потока с дополнительной и одной из упомянутых коло 1 1113Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при проведении исследований процессов гидрогенерации песков из отработанных смесей литейных цехов, а также при исследованиях процессов осветления воды, образующейся в процессе гидрорегенерации, как в условиях прямотока, так и в условиях оборотного водоснабжения регенерационной 1 О установки.Известно устройство для исследования процессов гидрорегенерации песков, содержащее магнитный сепаратор, сито, дробилки, питатель, а также 5 аппараты для смешивания отработанной смеси с водой, промывки, оттирки и сушки песка 111.Недостатком данного устройства является отсутствие системы осветле ния воды, что препятствует проведению исследований качества регенерированного песка в условиях оборотного водоснабжения.25Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования процессов регенерации отработанных смесей, включающее установ ЗО ленные в технологической последовательности и соединенные трубопроводами и лотками аппараты дЛя смешивания отработанной смеси с водой, оттирки и промывки песка, насосы, песколовку,напорный бак, емкости для хранения, 35 и регуляторы расхода коагулянта и флокулянта, две колонки, выполненные иэ прозрачного материала и сообщенные между собой в средней части горизонтальными трубопроводами 21.Недостатками известного устройства являются низкая точность получаемых результатов, значительная трудоемкость проведения исследований и отсутствие возможности одновременного осветления 45 воды в обороте при различных скоростях или с использованием различных коагулянтов и флокулянтов.Цель изобретения - сокращение времени проведения экспериментов, расши рение технологических возможностей при одновремейном повышении точности.Поставленная цель цостигается тем, что устройство для исследования процессов регенерации отработанных сме сей, включающее установленные в технологической последовательности и со" единенные трубопроводами и лотками 202аппараты для смешивания отработанной смеси с водой, оттирки и промывки регенерата, насосы, песколовку, напорный бак, емкости для хранения и регуляторы расхода коагулянта и флокулянта, две колонки, выполненные из прозрачного материала и сообщенные между собой в средней части горизонтальнымн трубопроводами, снабжено переключателем потока, доэатором флокулянта и дополнительной колонкой, при этом дополнительная колонка равноудалена от двух упомянутых, а дозатор связан через переключатель потока с дополнительной и одной иэ упомянутых к олонокНа фиг.1 приведена общая схема устройства; на фиг.2 - схема работы колонок при сравнительных испытаниях.Устройство включает последовательно соединенные мешалку 1, насос 2, спиральный классификатор 3, оттирочную машину 4, спиральные классификаторы 5 и 6, отстойник 7. Классификаторы 3, 5 и б и оттирочная машина 4 снабжены лотками (не показаны).Классификаторы 3, 5 и б соединены с баком 8 сливных вод, который соединен последовательно с насосом 9, песколовкой 10, напорным баком 11, сообщающимся верхней частью с баком 8. Напорный бак 11 снабжен тремя патрубками, соединенными с тремя вертикальными колонками 12-14, причем колонка 13 равноудалена от колонок 12 и 14 и соединена с каждой из них в средней части горизонтальными трубопроводами 15 и 16 с зажимами 17 и 18 соответственно. Нижняя часть колонки 12 соеди" иена через регулятор 19 расхода с дозатором 20 флокулянта.Нижние части колонок 13 и 14 соединены с переключателем 21 потока,который соединен через регулятор 22расхода с доэатором 23 флокулянта,Колонки 12-14 соединены с напорным . баком 11 трубопроводами с кранами 24- 26 соответственно. Кроме того, колонки 12-14 в нижней части через краны 27-29 соединены соответственно с коллектором 30 шлама, с которым через кран 31 соединена также песколовка 10.Устройство содержит дозатор 32 коагулянта с регулятором 33 расхода, соединенным с колонкой 12, и дозатор 34 коагулянта с регулятором 35 расхода, соединенным через краны 36з 1113и 37 с колонками 13 и 14 соответственно. Колонки 4-12 через регуляторы расхода 38-40 и краны 4 1-43 соединены соответственно с баком 44 оборотной воды, который соединен с насосом 45, соединенным с мешалкой 1Юи классификаторами 5 и 6 через регуляторы 46-48 расхода соответственно.Кроме того, бак 44 снабжен трубопроводом 49 чистой воды с краном 50. 1 ОКолонки 12-14 через краны 51-53соответственно соединены со сброснымколлектором 54.Устройство работает следующим образом. 15В дозатор 20 заливают растворэталонного флокулянта, а в дозатор23 - раствор исследуемого флокулянта.При этом регуляторы 19 и 22 расходазакрыты. В дозатор 32 заливают раствор эталонного коагулянта, а в дозатор 34 - раствор исследуемого коагулянта, при этом регуляторы 33 и 35расхода закрыты. Краны 24 и 26 и зажимы 17 и 18 открывают, а краны 25, 2527, 28, 29 и 31 закрывают, Открываютрегуляторы 38, 39, 40, 47 и 48 расхода. Включают насосы 2,9 и 45. Открывают кран 50 и заполняют системучистой водой, при этсм в колонку 13 30вода поступает через, горизонтальныетрубопроводы 15 и 16 из колонок 12 и14 при открытых зажимах 17 и 18. После заполнения колонок в них с помощью регуляторов 38-40 расхода устанавливаются необходимые скорости вос.ходящего потока воды, например, в ко. лонках 12 и 14 1 мм/с, а в колонке 13-0,05 мм/с. С помощью регуляторов 46-48 расхода устанавливают количество воды, поступающей в мешалку 1 и классификаторы 5 и 6. При этом краны 41-43 закрыты, а краны 51-53 открыты,т.е. система работает в режиме прямо- тока на свежей водопроводной воде. 45В мешалку 1 непрерывно и равномерно подают регенерируемую смесь, которая последовательно проходит через мешалку 1, насос 2, классификатор 3, оттирочную машину 4, классификаторы Ы 5 и 6 и накапливается в отстойнике 7Сливные воды от классификаторов 3,5 и 6, несущие в себе загрязнения, отделенныеот регенерируемой смеси, поступают в бак 8, откуда насосом 9 откачиваются в песколовку 10, п которой наиболее грубодисперсная взвесь осаждается и периодически через кран 31 202выпускается в шламовый коллектор 30, Основная часть воды из песколовки 10 поступает в напорный бак 11, в котором с помощью перелива поддерживается постоянный уровеньВ это время открывают регулятор 33 расхода и эталонный коагулянт из доэатора 32 вместе с осветляемой водой поступает в колонку 12. Исследуемый коагулянт иэ дозатора 34 через открываемый в это же время регулятор 35 расхода и открытый кран 37 (при закрытом кране 36) вместе с осветляемой водой поступает в колонку 14. Раствор эталонного флокулянта из дозатора 20 через регулятор 19 расхода поступает в колонку 12, а раствор исследуемого фпокулянта из дозатора 23 через переключатель 21 потока и регулятор 22 расхода поступает в колонку 14. За счет протекания физико-химических реакций в колонках 12 и 14 начинается процесс коагуляции, выпадения взвеси в виде хлопьев, крупностькоторых обуславливает превышение скорости их выпадения над скоростью восходящего потока воды. Таким образом, в колонках 12 и .14 образуется взвешенный слой хлопьев, верхняя граница которого поднимается по мере накопления взвеси. В тот момент, когда эта граница достигнет уровня горизонтальных трубопроводов 15 и 16, хлопья, вместе с протекающей по этим трубопроводам водой, попадают в колонку 13 (фиг.2) в которой можно выделить по высоте две зоны, отличающиеся по скорости восходящего потока, Так как вода в колонку 13 поступает только через трубопроводы 15 и 16, то ниже их вода неподвижна, а выше их имеет скорость восходящего потока и составляет 0,5 мм/с. Благодаря этому хлопья взвеси, попадающие в колонку 13, осаждаются и накапливаются в нижней части колонки, где образующийся шлам постепенно уплотняется. Далее с помощью регуляторов 35 и 22 расхода устанавливают такие дозы исследуемых коагулянта и флокулянта, при которых качество осветленной в . колонке 14 воды не уступает качеству воды, осветленной в колонке 12 с помощью эталонных реагентов. При этом поступающий в колонку 13 шлам, благодаря малой скорости восходящего потока воды, осаждается и периодичес 11132ки выпускается в шламовый коллектор30 через кран 28,После того, как определены дозыисследуемых реагентов, необходимых5для качественного осветления водыпри скорости 1 мм/с, в дозаторы 32и 34 заливают также растворы исследуемых реагентов и определяют макси-мально возможную скорость восходящего потока в осветлителе при прием-.лемом качестве воды, Для этого в колонке 12 оставляют скорость равной1 мм/с, а в колонке 14, с помощью регулятора 38 расхода, последовательно увеличивают скорости (2,3,4 мм/с),подбирая для каждой скорости необходимые дозы реагентов. При этом с помощью зажимов 17 и 18 устанавливаюттакие расходы шлама (через трубопроводы 15 и 1 б соответственно), прикоторых не происходило бы перетеканиеводы из колонки 12 через трубопровод15, колонку 13 и трубопровод 16 вколонку 14, что может произойти эасчет инжекции благодаря более высокойскорости в колонке 14 по сравнению соскоростью в колонке 12, После того,как установпена максимально допустимая скорость восходящего потока воды,30в колонке 12 с помощью регулятора 40устанавливается эта скорость, а расход шлама через трубопроводы 15 и 16уравнивается с помощью зажимов 17 и18. После этого открывают краны 4 1-43и закрывают краны 50-53. Таким образом, устройство переводят в режимоборотного водоснабжения, после чегоисследуют влияние качества оборотнойводы на качество получаемого регенерированного песка. Однако при некото 40рых условиях .ожет оказаться, чтомаксимально возможная скорость такова, что для получения необходимогоколичества воды достаточно одной колонки. Тогда закрывают регуляторы4533 и 19 расхода и кран 37, открываюткран 36, а. переключатель 21 потокаустанавливают на подачу раствора флокулянта из дозатора 23 в колонку 13,С помощью регулятора 39 расхода вколонке 13 устанавливают необходимуюскорость, а в колонках 12 и 14 с помощью регуляторов 40 и 38 устанавливают скорость 0,05 мм/с. С помощьюрегуляторов 35 и 22 расхода устанав,ливают необходимые расходы реагентов,При этом шлам из колонки 13 в силу1ее равноудаленности от колонок 12 и 02 ь14 перетекает в эти колонки в равных количествах. Шпам из колонок 12 и 4периодически выпус"ают через краны 27 и 29 в коллектор 30, а так как суммарный объем этих колонок в два раза больше, чем объем колонки 13, то выпускать шлам из них можно в два раза реже, что благоприятно сказывается на точности исследований так как выпуск шлама связан с нарушением водно-тламовоио баланса устройства,работающего в режиме оборотного водоснабжения . Наличие дополнительной колонки и переключателя потока, соединенного с одним из дозаторов фпокулянта через регулятор. расхода, а также с дополнительной колонкой и колонкой для сгущения шлама, которая равноудалена от двух других копонок, позволяет в непрерывном цикле, на одной и той же партии отработанной смеси, проводить исследования по подбору доз исследуемых реагентов в сравнении с эталонными реагентами, определять максимально возможные скорости осветления и исследовать влияние качества оборотной воды на качество получаемого регенерированного песка. Это позволяет повысить точность результатов исследований благодаря непрерывности процесса. За счет этого же сокращает,ся трудоемкость проведения исследований. Расширение технологических возможностей обеспечивается за счет возможности использования всех колонок, например, колонки для сгущения шлама в .качестве колонки для осветления, а две колонки для осветления воды - в качестве двух колонок для сгущения шлама. Благодаря такой схеме удается вдвое увеличить объем шламонакопителя, Выпуск шлама из шламонакопителя производится периодически и неизбежно приводит к нарушению водно-шламового баланса, так как во время выпуска шлама неизбежно снижается количество поступающей в оборот осветленной воды, что обуславливает необходимость пополнения системы водопроводной водой для стабилизации общего отношения твердого и жидкого и, следовательно, к разбавлению оборотной воды водопроводной, что отрицательно .сказывается на точности результатов исследования влияния оборотного водоснабжения на качество регенери7 11 рованного песка. В связи с этим двукратное увеличение объема шламонакопителя позволяет в два раза увеличить зремя стабильной работы устройства, то. в свою очередь, приводит к повы 13202 8вению точности результатов исследоВанийТехнико-экономический эффект от изобретения при переработке одной представигеьной пробы составляет 513 рублей..Ершовош Сос тавитель едактор Н,Воловик Техред И.Астректор Л Пилипен 2/10 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва,.ОдписноСССР аказ енного комите ии тений и откры35, Раушская аб., д лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, ч