10 Рамный фильтр-пресс

1 - опорная плита, 2 - гайка, 3 - плита, 4 - рама, 5 - балка, 6 - зажимная плита, 7 - гайка, 8 – сухарь ,9 - зубчатое колесо, 10 - редуктор, 11 - электродвигатель, 12 -гайка, 13 -винт, 14 –подшипник, 15 - стойка, 16 – корыто.

Фильтр-пресс (англ. filter-press) — аппарат периодического действия для разделения под давлением жидких неоднородных систем (суспензий, пульп) на жидкую фазу (фильтрат) и твердую фазу (осадок, кек). Фильтр-прессы применяются для фильтрования широкого класса суспензий, а также они пригодны для разделения суспензий с небольшой концентрацией твердых частиц и суспензий с повышенной температурой, охлаждение которых недопустимо вследствие выпадения кристаллов из жидкости.

Д вижущей силой процесса фильтрования является напор подаваемой в аппарат суспензии. Суспензия под давлением поступает внутрь пакета плотно сжатых фильтровальных плит (плит и рам). Плиты обтягиваются фильтровальной тканью. Частицы твердой фазы задерживаются на поверхности фильтровального полотна, а жидкая фаза свободно проникает через мелкие поры фильтроткани и далее через систему каналов выводится из фильтра.

Принцип действия и типы насосов

В поршневом насосе всасывание и нагнетание жидкости происходит при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре насоса. Под действием разности давлений в приёмной ёмкости и цилиндре жидкость поднимается по всасывающему трубопроводу и поступает в цилиндр через открывающийся при этом всасывающий клапан. Нагнетательный клапан при ходе поршня вправо закрыт, т.к. на него действует сила давления жидкости, находящейся в нагнетательном трубопроводе. При ходе поршня влево в цилиндре возникает давление, под действием которого закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетательный клапан. Жидкость через нагнетательный клапан поступает в напорный трубопровод и далее в напорную ёмкость. Таким образом, всасывание и нагнетание жидкости поршневым насосом происходит неравномерно: всасывание - при движении поршня слева направо, нагнетание – при обратном направлении движения поршня. Поршень насоса приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом, преобразующим вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение поршня.

В вихревых насосах для передачи энергии от рабочего колеса к жидкости и создания напора используется энергия вихревого движения жидкости. Создаваемый напор частично обеспечивается центробежными силами, но большая его часть определяется энергией вихрей, образующихся в жидкости при вращении рабочего колеса.

Рабочее колесо с выфрезерованными лопастями вращается в корпусе насоса. По периферии колеса расположен кольцевой канал, заканчивающийся нагнетательным патрубком. Область входного окна и напорный патрубок отделяются уплотняющим участком, где зазор между корпусом и колесом не превышает 0,2 мм. Таким образом, создаётся уплотнение, предотвращающее переток жидкости из полости нагнетания в полость всасывания насоса. Жидкость поступает через окно к основаниям лопастей, отбрасывается центробежной силой в кольцевой канал, в котором приобретает вихревое движение и перемещается вдоль канала к выходному патрубку. На этом пути жидкость неоднократно попадает в пространство между лопастями, где ей дополнительно сообщается механическая энергия. В результате многократного контакта между перекачиваемой жидкостью и рабочим колесом достигаются более высокие напоры, чем у центробежных насосов.

В вихревых насосах некоторых конструкций (со специальными приспособлениями) возможно самовсасывание жидкости. Отличительной особенностью вихревых насосов является также резкое возрастание напора и потребляемой мощности с уменьшением производительности.

Насосы двойного действия. Этот поршневый насос имеет более равномерную подачу по сравнению с насосами простого действия и дифференциальными благодаря тому, что по обе стороны от цилиндра имеются две рабочие камеры, в каждой из которых находятся нагнетательные и всасывающие клапаны. Поэтому за один оборот коленчатого вала поршень два раза нагнетает жидкость. Воздушный колпак, соединенный с патрубком, при нагнетании существенно снижает пульсацию жидкости.

Диафрагменные насосы. Насосы представляет собой мембрану, поршнем, выполненную из эластичного материала (резины, кожи, ткани, пропитанной лаком, и др.). Мембрана отделяет рабочую камеру от пространства, в которое жидкость не должна проникнуть. В диафрагменном насосе, клапанная коробка с всасывающим и нагнетательным клапанами расположена отдельно, а прогиб диафрагмы осуществляется благодаря возвратно-поступательному движению плунжера в цилиндре насоса, заполненном специальной жидкостью. Диафрагменные поршневые насосы подобного типа часто применяются для перекачки жидкостей, загрязненных различными примесями (песком, илом, абразивными материалами), а также химически активных жидкостей и строительных растворов. Диафрагму можно приводить в движение не только с помощью плунжера, но и обычным рычажным механизмом. Рабочая камера имеет два патрубка: всасывающий и напорный, которые сообщаются с камерой через всасывающий и напорный клапаны. Диафрагма соединена со штоком, который совершает возвратно-поступательные движения. Диафрагменные насосы подобной конструкции используются в качестве бензонасосов на автомобильных двигателях. В этих насосах имеется два рычага: один - для ручной подкачки бензина и второй - для непрерывной его подачи во время работы двигателя. Последний приводится в движение специальным кулачком распределительного двигателя.

В корпусе шестерённого насоса заключены две шестерни, одна из которых (ведущая) приводится во вращение от электродвигателя. Когда зубья шестерен выходят из зацепления, образуется разрежение, под действием которого происходит всасывание жидкости. Она поступает в корпус, захватывается зубьями шестерен и перемещается вдоль стенок корпуса в направлении вращения. В области, где зубья входят в зацепление, жидкость вытесняется и поступает в напорный трубопровод.

ПЛАСТИНЧАТЫЕ НАСОСЫ

Пластинчатый насос представляет собой массивный цилиндр с прорезями постоянной ширины (ротор), который расположен эксцентрично в корпусе. Вал ротора через сальник в торцевой крышке выводится из корпуса для соединения с валом электродвигателя. В прорези цилиндра вставляются прямоугольные пластины, которые при вращении ротора под действием центробежной силы плотно прижимаются к внутренне поверхности цилиндра, разделяя серповидное рабочее пространство между ротором и корпусом на камеры. Объём каждой камеры увеличивается при движении пластины от всасывающего патрубка к вертикальной оси насоса, в результате чего в камере образуется разрежение и происходит всасывание жидкости через патрубок. При движении пластины от вертикальной оси в направлении вращения объём камеры уменьшается и жидкость вытесняется из насоса в напорный трубопровод.

Пластинчатые насосы также относятся к насосам объемного действия. Н иже представлена принципиальная схема такого насоса.

Всасывающий патрубок Нагнетательный патрубок

В пластинчатом насосе в корпусе эксцентрично расположен ротор. В теле ротора выфрезерованы радиальные прорези, в которых размещены пластины. При вращении ротора пластины выходят из пазов и прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности корпуса под действием центробежных сил. В некоторых конструкциях прижатие пластин обеспечивается пружинами или давлением жидкости, для чего создается система каналов, сообщающая нагнетательную полость с пазами. Выдвижение пластин из ротора ограничено конфигурацией внутренней поверхности корпуса. При вращении ротора происходит то утапливание пластин в пазы, то пластины выдвигаются из них. Объем, ограниченный соседними пластинами, ротором и корпусом все время изменяется. В левой половине корпуса объем возрастает. Это приводит к разрежению во всасывающей полости. В правой части корпуса происходит уменьшение объема, в связи с чем давление возрастает, а жидкость выталкивается в нагнетательную полость.

Всасывающая полость представляет собой кольцевые проточки в корпусе, соединенные с всасывающим патрубком. Аналогично устроена нагнетательная полость. Всасывающая и нагнетательные полости отделяются друг от друга уплотняющими цилиндрическими поверхностями, расположенными в верхней и нижней частях корпуса. Длины этих цилиндрических перемычек должны быть не меньше расстояния между концами пластин.

Недостаток пластинчатых насосов – максимальное давление нагнетания как правило не превышает 5-6 МПа.

Преимущества:

-        Компактность и высокий к.п.д.;

-        Обратимость – подача к одному из патрубков жидкости под давлением заставит ротор вращаться. Таким образом, насос может работать как гидродвигатель;

-        Реверсивность – изменение направления вращения приведет к изменению направления движения жидкости.

В струйных насосах для перемещения жидкостей и создания напора используют кинетическую энергию другой жидкости, которую называют рабочей (пар, вода). Рабочая жидкость поступает с большой скоростью из сопла через камеру смешения в диффузор, увлекая за счёт поверхностного трения перекачиваемую жидкость. В наиболее узкой части диффузора скорость смеси рабочей и перекачиваемой жидкостей достигает наибольшего значения, а статическое давление потока становится наименьшим. Перепад давлений в камере смешения и диффузоре обеспечивает подачу жидкости в камеру смешения из всасывающей линии. В диффузоре скорость потока уменьшается, но увеличивается потенциальная энергия давления, и жидкость под напором поступает в нагнетательный трубопровод.

Пароструйные насосы применяют в тех случаях, когда допустимо смешение перекачиваемой жидкости с водой, образующейся при конденсации пара и одновременно её нагревание. Такие насосы часто используют для подачи воды в паровые котлы.

Пропеллерные (осевые) насосы применяют для перекачивания больших количеств жидкостей при небольших напорах, главным образом, для создания циркуляции жидкостей в различных аппаратах, например, при выпаривании. Рабочее колесо насоса, по форме близкое к гребному винту расположено в корпусе. Жидкость захватывается лопастями рабочего колеса и перемещается в осевом направлении, одновременно участвуя во вращательном движении. За насосом установлен направляющий аппарат для преобразования вращательного движения жидкости в поступательное