192137. lajstromszámú szabadalom • Vibációs szűrőberendezés
1 192.137 2 A találmány tárgya vibrációs szűrőberendezés, különösen szilárd részecskéket és folyadékot tartalmazó iszapkeverékek nedves-szűréséhez, elsősorban is a szilárd részecskék és a folyadék szeparálásához, miáltal az iszapkeverék víztelenítését lehet elérni. A találmány szerinti szűrőberendezés a szűrés és a vibráció kombinálását hasznosítja, amennyiben van egy ívelt szitaszakaszból, s attól az áramlás irányában lefelé elhelyezett lejtős,; lényegileg sík szitaszakaszból álló szűrőfelülete, melynek vibrációja révén a rajta átfolyó iszapkeverék tökéletesített víztelenítése érhető el. A jelen találmány különösen hasznos lehet a finomszemcséjű -ércrészekcséket tartalmazó iszapkeverékek víztelenítésénél, mint amilyen a finom szén vagy hasonló, amilyenek a szén- és ércfeldolgozás, előkészítés során fordulnak elő, s azt ilymódon megkönnyíti. Az ilyen finomszemcséjű ércrészecskék önmagukban értékesek, azonban alaposan meg kell őket szárítani, s ebből adódóan folyamatos maximális módon szeparálni lehet a részecskékeket és a folyadékot az ilyenfajta iszapkeverékeknél (például maximális mérékben visszanyerni a finom ércrészecskéket, melyeket maximális mértékben megszabadítottunk a szeparált folyadéktól). A szénelőkészítés megkönnyítésénél tipikus és hagyományosan használt eszközök az ívelt sziták, amelyeket az említett víztelenítési és szeparációs eljárásoknál alkalmaznak. A víztelenített finom szénszemcsék normál esetben további eljárásokra jutnak, mint a szárítás, amellyel további nedvességet lehet eltávolítani a finomszemcsés szénből. A- hagyományos ívelt sziták azonban nem képesek kielégítő mértékben eltávolítani a vizet a finomszecsmés szénből annak érdekében, hogy lehetővé váljék a szárítók leghatékonyabb üzemeltetése és/vagy ilymódon a szárítók működtetéséhez túlságosan sok energiafelhasználás válik szükségessé. Ez azt jelenti, hogy a szárítók járulékosan még sok energiát használnak fel annak érdekében, hogy csökkentsék a finom szén nedvességtartalmát, amelyet a hagyományos víztelenítő készülékekben való víztelenítés után juttatnak a szárítóba. Ugyanakkor, amikor az ívelt sziták jól ismert berendezésnek számítanak szeparációs és víztelenítő eljárásoknál való alkalmazásban, ezek a hagyományos ívelt sziták nem képesek a kívánt mértékben kiszeparálni a folyadékot a finom szénporból, sem pedig elérni azt a szeparálási fokot, aminél az elfolyó folyadékkal minimális mennyiségben távozik a finom szénpor, mint veszteség. Az ívelt szitákkal dolgozó berendezések keletkezését a Freek J. Fontéin által benyújtott 2,916.142 sz. USA szabadalom jelent, amelyre a továbbiakban, mint referenciára hivatkozunk. A hagyományos ívelt szitáknál az ívelt szűrőfelületet alkotó rudak közötti távközök, vagy nyílások - ezek a beadagolás irányára merőlegesen helyezkednek el - meghatározzák a maximális szemcsméretet, ami át tud rajtuk hatolni. A hagyományos ívelt sziták hatásos működése azon alapszik, hogy az iszapkeverék lamináris áramlással halad át a szűrőfelület felszíne felett, lényegileg örvénylésmentesen, mivel az ívelt szita egymás után következő rúdjai hatására létrejönnek olyan iszapkeverék-rétegek, éspedig kb. a nyílások 1/4 szélességének megfelelő mélységgel, amelyekből a víz és azok a részecskék eltávoznak, melyeknek átmérője kisebb, mint az említett nyílások 1/2-ed szélessége. Az örvénylések a lamináris áramlásban általában úgy tekinthetők, hogy azok ténylegesen megzavarják a jellemző szeparációs viszonyokat egy ívelt szita esetén a részecskeméretek és a rúdtávközök viszonylatában. Ezért az ívelt szitákat nem vették számításba a szakmában avibrációs szűrőberendezésekben valóban használhatókként. „ Javasolták azt, hogy használjanak szitatisztító ütögető vagy "kopogtató" készülékeket, amelyeknek igen kis frekvenciáját időnként megszakítják és az ívelt sziták szélességében távközökkel elhelyezett pontokban, miként Benzon 3,446.349 sz. USA-szabadalmában le van írva. Ennek elsődleges célja volna a szabálytalan, nagy szemcsék eltávolítása, melyek leragadhatnak és eltömhetik, elzárhatják a szűrőberendezést. Ezek a "kopogtató" készülékek azonban a tapasztalat szerint további problémákhoz vezettek, éspedig egyrészt károsították szűrőfelületet, másrészt felborították a nyílásméretek és a rajtuk áthaladni képes részecskeméretek közötti korrelációt. Kopogtatóval dolgozó ívelt sziták éppen ezért nemkívánt módon átengednek a 1/2 nyílásszélességnél is nagyobb méretű szemcséket, melyek így az elfolyó vízbe jutnak. Amint már előzőleg említettük a finom szénpor víztelenítési eljárásainál az ilyen szemcseméretnövekedés a szűrőn át eltávozó anyagnál nem elfogadható, mivel ennek előrelátható következménye az, hogy értékes és használható szénszemcsék is eltávolítódnak a felül elvezetett termékből. Ugyancsak javasolták esetenként azt is, hogy használjanak igen nagy frekvencián dolgozó oszcillátorokat (például ún. "zümmögő szűrőket") a hallható tartományban, összekapcsolva egy flexibilis szűrőszövettel, víztelenítési célokra. Ilyen megoldás látható a Jakobs-féle 3,124.530 sz. USA-szabadalomban. A hagyományos zümmögő szitáknál használt finom szitaméretű flexibilis szitaszövet azonban nem biztosította az előnyös minőséget, összekapcsolva az ívelt sziták merev szerkezetével. Ennek megfelelően a szénfeldolgozó eljárások megkönnyítésére használatos berendezésektől megkívánt robusztus kialakítás nem biztosítható a hagyományos zünunögő sziták használata esetében. A jelen találmány értelmében a vibrációs mozgást kombináltan alkalmazzuk egy speciális kialakítású szűrőfelülettel, amely egy ívelt szitaszakaszból és egy lejtős, általában sík szitaszakaszból áll. A találmány esetében kb. 800 és 1200 ford/perc nagyságú rezgőmozgást alkalmazunk, előnyösen azonban 900 és 110 ford/perc közötti tartományban. A találmány szerint az ívelt szitaszakasz betáplálási vége magában foglal egy szemcsékből és folyadékból álló iszapkeveréket beadagoló berendezést, amely az adagolást lényegileg a szűrőfelületet alkotó rudak tengelyére merőleges irányban végzi. A részecskékből és folyadékból álló iszapkeveréket tehát az ívelt szitaszakasz betáplálási végénél vezetjük be és amint az iszap a szűrőfelület betáplálási vege, valamint a kivezetési vége között folyik, közben részlegesen víztelenedik. A "víztelenítés" meghatározás azt az eljárást jelenti, amikor a részecskékből és folyadékból álló keverékből eltávolítják a vizet úgy, hogy az iszapban lévő folyadék százalékos mennyisége a víztelenítési folyamat kezdetén jóval nagyobb, mint az eljárás végén, például egy híg iszapból koncentrált iszap lesz és közben a részecskékből csak minimális mennyiség kerül az elfolyó vízbe. Amint az iszap víztelenítése végbemegy, az átmenetet idéz elő a folyadékkal magával vitt részecskék, valamint a részecskékké] magával vitt folyadék 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
