Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1 Обзор существующих способов удаления осадка и состояния изученности проблемы обработки пастообразных материалов 7
1.1. Обзор и анализ существующих конструкций фильтр-прессов 7
1.2. Свойства структурированных систем 16
1.3. Анализ эффективности и возможности применения для удаления осадка инерционного поля 1.4. Цели и задачи исследований 28
Раздел 2 Исследование процесса разрушения и истечения осадка из рамного пространства при разгрузке фильтр-пресса
2.1. Конструктивное решение проблемы качественной разгрузки высоковязкого осадка рамных фильтр-прессов
2.2. Этапы разгрузки осадка 35
2.3. Отделение слоя осадка от фильтровальной перегородки 37
2.4. Истечение осадка из рамного пространства 42
2.5. Выводы по разделу 2 55
Раздел 3 Лабораторные исследования процесса виброобработки осадка
3.1. Экспериментальное определение физических свойств осадка в статических условиях
3.2. Исследование изменения свойств осадка под воздействием вибрации ... 79
3.3. Установление адекватности математической модели разгрузки осадка реальному процессу 3.4. Выводы по разделу 3 104
Раздел 4 Методика определения параметров фильтр-пресса и экономический эффект от его внедрения
4.1. Выбор параметров фильтр-пресса с вибрационной разгрузкой осадка... 106
4.2. Экономический эффект от внедрения фильтр-пресса с вибрационной разгрузкой осадка
4.3. Выводы по разделу 4 113
Заключение 114
Список использованной литературы
- Свойства структурированных систем
- Этапы разгрузки осадка
- Исследование изменения свойств осадка под воздействием вибрации
- Экономический эффект от внедрения фильтр-пресса с вибрационной разгрузкой осадка
Свойства структурированных систем
По способу удаления осадка существующие и запатентованные конструкции фильтр-прессов можно разделить на две группы: фильтр-прессы без устройств для принудительного удаления осадка и фильтр-прессы с принудительным удалением осадка.
К фильтр-прессам с принудительным удалением осадка относятся: фильтр-прессы с протягиванием фильтровальной ленты через устройства очистки; фильтр-прессы с удалением осадка встряхиванием; фильтр-прессы с непосредственным воздействием на осадок рабочих органов механизмов разгрузки. Некоторые аппараты (например, [73]) могут иметь признаки одновременно двух групп.
Независимо от способа удаления осадка все фильтр-прессы можно разделить на две группы: фильтр-прессы, в которых производится разгрузка осадка поочередно из каждой ячейки, и фильтр-прессы, в которых производится одновременная разгрузка осадка всех ячеек (рис.1.3.).
Как правило, фильтр-прессы без устройств для принудительного удаления осадка [72] имеют механизмы для поочередного перемещения плит и рам вдоль продольной оси аппарата от упорной плиты к нажимной (рис. 1.4) либо механизмы, раздвигающие сразу весь пакет плит и рам. При существенных силах когезии в слое осадка и его адгезии по отношению к материалам рам и фильтроткани, поочередный перенос плит и рам позволяет производить их ручную очистку, что требует также дополнительных затрат времени. На устройства для механического перемещения плит и рам выдано значительное количество патентов [37, 71]. I Эти механизмы предусматривают, например, [69] использование бесконечных цепей, расположенных по обеим сторонам фильтрующего пакета и смонтированных на цепях кареток с кулачковым механизмом. Перемещение цепей обычно осуществляется электродвигателем, для взрывоопасных помещений предусматриваются гидроцилиндры. При сохранении конструктивной схемы цепи в ряде случаев заменяются тросами. Имеются механизмы, в которых каретки передвигаются ходовыми винтами [36, 82].
В рамных фильтр-прессах «Хеш» (ФРГ) [72] осадок снимается при переводе рамы в наклонное положение. В начале движения рама задерживается стопорным стержнем, установленным наверху, наклоняется, осадок сбрасывается, а рама снимается со стержня и устанавливается в вертикальное положение. Фильтр-пресс фирмы «Шуле» (ФРГ) [72] имеет транспортирующую тележку, движущуюся по двум балкам, проходящим над плитами и управляемую с помощью рукояток на пульте или на панели тележки. Захваты, выдвигаемые из тележки, перемещают плиту вместе с тележкой на требуемое расстояние. В фильтр-прессах фирмы «Шрайвер» (США) [24] над аппаратом проходит двутавровая балка, по которой на роликах движется каретка с рычажным подъемным устройством. Для передвижения плиту зацепляют крюком за рым-кольцо и, слегка приподнимая плиту, откатывают ее с кареткой. Очевидно, что эти фильтр-прессы имеют низкий коэффициент машинного времени при больших затратах ручного труда.
Процесс разгрузки аппаратов, кинематические схемы которых позволяют производить переборку пакета без участия оператора, отличается недостаточно полным удалением осадка, а возвратно-поступательный характер движения рабочего органа, перемещающего плиты, при переменных координатах точки захвата и конечной точки транспортирования каждой новой плиты обуславливает частые выходы механизмов из строя.
Если же силы когезии и адгезии осадка незначительны, возможна разгрузка кека простым раскрытием пакета. Таким образом работает, например, фильтр-пресс типа «Эймко-Барвелл» фирмы «Эймко» (Япония) [71]. Его круглые рамы закреплены неподвижно на одной из опорных балок и выводятся при разгрузке осадка из общего набора в сторону поворотным движением опорной балки, вращаемой от электропривода, на 180. После очистки от осадка рамы возвращаются на место. Сжатие пакета осуществляется при подаче сжатого воздуха внутрь специальной полости плит, имеющих -сложную конструкцию. Давление воздуха должно поддерживаться на 0,15 МПа выше рабочего давления в полости рамы. Діщигрузки осадка требуется обеспечение вакуума в полости плит, с целью получения зазоров между плитами и рамами, необходимых для сдвига рамы в сторону. К недостаткам такого фильтр-пресса относятся: увеличение требуемой производственной площади, необходимость подвода к аппарату сжатого воздуха и вакуума. Однако, одновременное удаление осадка из всех рам позволяет существенно сократить время разгрузки фильтра.
По другому варианту [79] каждая пара рам и плит в верхней части шарнирно соединена планками. К верхнему краю каждой рамы присоединена салфетка левой плиты, а к нижнему - салфетка правой плиты. Салфетки непосредственно соединены с рамой или перекинуты через поперечные прутки, установленные на рамах. При перемещении плиты салфетки обеих соседних плит принимают наклонное положение. Эти способы снятия осадка требуют применения тканей повышенной прочности.
Более качественная разгрузка аппарата достигается в фильтр-прессах с принудительным удалением осадка. Фильтр-прессы с протягиванием фильтровальной ленты через очистные устройства характеризуются минимальным временем разгрузки. На основе таких схем в настоящее время проектируются фильтры, работающие в автоматическом режиме (например, фильтр-прессы фирм "Ларокс", "Оутокумпу" и др.). В СССР был создан фильтр-пресс автоматический камерный с механическим зажимом плит (ФПАКМ) [51, 56], который состоит из комплекта горизонтально расположенных фильтрующих плит, собранных на вертикальных стойках. Бесконечная лента фильтровальной ткани проходит по верхней поверхности каждой плиты, выходит за ее пределы, огибает промежуточные ролики, обеспечивающие разгрузку осадка, проходит через промывное, приводное и натяжное устройства и возвращается в зону фильтрации. Фильтрующая плита состоит из верхней и нижней рам. Верхняя рама снабжена перфорированной плитой, которую покрывает лента из фильтровальной ткани. Под решеткой собирается и отводится фильтрат. Нижняя рама перекрыта эластичной диафрагмой, предназначенной для отжима влаги. Для разгрузки осадка плиты ФПАКМа раздвигаются на 45-50 мм, после чего включается механизм протяжки фильтровальной ткани, которая выносит осадок за пределы фильтра. Осадок разгружается при огибании лентой промежуточных роликов и счищается эластичными ножами. Благодаря отжиму, получаемый осадок имеет, как правило, низкую влажность (6-И 5 %) и находится в состоянии, близком к сыпучему, вследствие чего он обычно обладает невысокими адгезионными свойствами, и дополнительная очистка камер не требуется.
Этапы разгрузки осадка
Явление тиксотропии выражается так же в способности структуры со временем самопроизвольно восстанавливать связи, разрушенные под влиянием механических воздействий (ударов, вибрации, броуновского движения). С разрушением структуры её прочность снижается, с восстановлением связей -растёт [34]. Тиксотропия встречается в природе (например, "плывуны") и используется в технике (например, в производстве красок).
В заключении следует отметить существенную зависимость физико-механических свойств структурированной жидкости от гранулометрического и химического состава, а также от её влажности и температуры, что доказывается в работе [25]. Аналитических закономерностей, описывающих эти зависимости и пригодных для выполнения инженерных расчетов, не существует. Автор даже предлагает производить экспресс анализ свойств реологических материалов для технологических процессов, протекание которых определяется этими свойствами. Поэтому при обработке каждого конкретного материала требуется экспериментально определять его характеристики.
При вибрационном воздействии с постоянными параметрами среды приобретают свойства текучести. Этот факт многократно подтверждён как натурными наблюдениями, так и специальными экспериментальными исследованиями [86].
Коллоидную систему можно представить системой с распределёнными параметрами [88]. Это значит, что инерционные, упругие и диссипативные свойства распределены по всему объёму смеси, а не сосредоточены в виде массы, пружины и демпфера, как это принято при моделировании вибромашин. Каждый элементарный слой материала может быть условно заменён миниатюрной массой, связанной с другой такой же массой, пружиной и демпфером, т. е. каждый слой представляет собой систему с одной степенью свободы. В результате мы приходим к системе с бесконечным числом степеней свободы, т. е. к системе с распределёнными параметрами. Процесс движения такой модели будет следующим. Рабочий орган вибромашины является источником энергии для вещества. Слой материала, вовлечённый таким образом в колебания, передаёт энергию последующим слоям. Колебания передаются постепенным сжатием и растяжением слоев. При этом процесс вовлечения слоев в колебания будет происходить не мгновенно, а с запаздыванием по отношению к предыдущим в следствие их инертности. Постепенно все слои, ограниченные контурами обрабатываемой среды, придут в колебания.
Силы сцепления в средах - это внутримолекулярные, межмолекулярные или ван-дер-ваальсовские силы. Как те, так и другие тем меньше, чем больше расстояние между частицами. Силы трения - тоже межмолекулярные силы удара элементов структуры; они уменьшаются с уменьшением частоты удара, чего можно достичь увеличением расстояния между частицами.
Таким образом, ослабление сил сцепления и трения в среде можно добиться, сообщая частицам среды дополнительную силу, а значит, ускорение и движение. Относительное движение составляющих смеси, возникающее при вибрации, даёт возможность небольшими импульсами, приложенными одновременно к огромной массе частиц среды, снять силы трения и сцепления в среде. Впервые изучавший тиксотропию Г. Фрейндлих [83] указывает, что любая система может быть тиксотропной, если частицы, образующие структуру имеют коллоидные размеры. П.Ф. Овчинников [50] высказывает предположение, что в любой структурированной системе при механических воздействиях допустимо явление тиксотропии.
В качестве иллюстраций роли вибрационных воздействий на материалы можно рассмотреть качественную картину получения бетона [44].
Технология получения бетона начинается с затворения цемента с водой. При вибрационном воздействии на цементное тесто необходимо прежде всего обеспечить разрушение гидроизоляционных оболочек, образованных вокруг цементных зёрен. Разрушение таких оболочек приводит к возможности вступления зерна в дополнительную реакцию с водой для образования коллоидного клея, увеличению и равномерному распределению в единице объёма коллоидных частиц, воды, что приводит к возрастанию прочности цементного камня.
Для получения бетона в цементное тесто вводится заполнитель. Процесс структурообразования в цементном тесте с заполнителем в принципе остаётся тем же. Однако прочность бетона будет зависеть от того, как будут склеены между собой частицы заполнителя, т. е. Как будет образована кристаллизационная структура. В цементном тесте вокруг зёрен заполнителя образуются диффузионные структурированные оболочки. Если зёрна заполнителя взаимодействуют друг с другом через оболочки, то прочность бетона определяется прочностью цементного камня, а если через контакты, -прочностью не только не только цементного камня, но и заполнителя, т. е. будет выше, чем в первом случае. Равномерное распределение цементного теста вокруг зёрен заполнителя и максимальное число контактов частиц заполнителя между собой достигается виброперемешиванием и уплотнением. При вибрационном воздействии, рассчитанном на вибрирование центров кристаллизации, вокруг каждого центра образуется кристаллизационная структура. Таких центров кристаллизации оказывается много, в результате получается мелкокристаллическая структура бетона с весьма высокой прочностью. Таким образом, вибрационное воздействие на бетонную смесь сводится к разрушению связей, т. е. к преодолению сил сцепления и трения, к превращению заданной структуры во временно псевдоньютоновскую жидкость с предельно разрушенной структурой. Разрушение структурных связей облегчает выполнение технологических процессов.
Описанную картину можно перенести и на другие случаи применения вибрации в технике [47]. Рассмотрим, например, процесс вибрационного резания. Вибрация режущего инструмента передаётся среде, подвергаемой резанию. Если параметры вибрации выбраны из расчета разрушения структуры среды, подвергаемой резанию, то процесс проникновения режущего инструмента в среду под действием активной силы резания облегчается. Поэтому виброрезание более эффективно, нежели невибрационные способы резания.
Аналогичная картина наблюдается и при погружении свай [3]. Д.Д. Баркан установил возможность значительного снижения постоянной силы, требуемой для погружения сваи или её извлечения, в случае, когда свая совершает продольные колебания. Так, опыт вибрационного погружения свай в водонасыщенные пески показал, что вследствие вибрационного воздействия в зоне, окружающей погружаемую сваю, происходит разжижение песка и резкое снижение сил сопротивления погружению. Вибрационное погружение в водонасыщенные пески обычно бывает весьма эффективным.
Исследование изменения свойств осадка под воздействием вибрации
Для оценки изменения физических свойств осадка в процессе его вибрационной обработки, требуется изначально определить свойства материала в статических условиях.
В работе исследуются силы внутреннего и внешнего трения осадка, пределы прочности когезионных связей в материале и его адгезионных связей по отношению к фильтроткани. Предел прочности когезионных и адгезионных связей рассматривается при сдвиге и при отрыве осадка от подложки, роль которой выполняет либо фильтроткань, либо сам осадок.
В статических условиях предел прочности адгезионных и когезионных связей конкретного осадка зависит от предварительно-напряженного состояния осадка и от влажности материала. Это объясняется влиянием на ван-дер-ваальсовские силы расстояний между частицами. При увеличении предварительного напряжения уплотнения материалов с ,, до определённого предела происходит сближение частиц и рост площади истинного контакта тел, что приводит к увеличению суммарной силы взаимодействия электронных оболочек. При увеличении влажности материала увеличивается толщина жидких прослоек, разделяющих частицы, соответственно надмолекулярные связи ослабевают.
Изменение физико-механических свойств материала (сил трения и сцепления между составляющими среды), возникающее в процессе виброобработки осадка, также объясняется увеличением расстояний между частицами благодаря относительному движению элементов среды.
Следовательно, представляется возможным выдвинуть следующую гипотезу. В случае взаимно пропорционального изменения пределов прочности адгезионных и когезионных связей при отрыве и при сдвиге за счёт изменения влажности материала, изменение пределов прочности адгезионных и когезионных связей при отрыве и при сдвиге за счёт вибрационной обработки также будет происходить взаимно пропорционально. Данная гипотеза позволит существенно сократить число трудоёмких экспериментов по исследованию свойств вибропсевдоожиженного осадка. Поэтому одной из задач исследования свойств материала в статических условиях является установление корреляции между закономерностями изменения пределов прочности адгезионных и когезионных связей при сдвиге и закономерностями изменения пределов прочности адгезионных и когезионных связей при отрыве при изменении влажности осадка.
Исследуются образцы осадка фильтрования зумпфовых растворов гидрометаллургического отделения цеха электролиза никеля № 2 комбината «Североникель».
При осуществлении технологического процесса очистки анолита (электролита, загрязнённого ионами примесей - железа, кобальта, меди) с целью получения католита (электролита, подаваемого в катодное пространство электролизных ванн), неизбежно происходит частичная потеря суспензий на различных переделах, как по причине нарушения герметичности трубопроводов и оборудования, так и в случае преднамеренного сброса части раствора в технологических целях. Пролитые и сброшенные растворы и суспензии собираются на нулевой отметке в зумпфовых колодцах. С целью сохранения материалов в технологическом цикле, растворы зумпфовых колодцев подаются на рамные фильтр-прессы. Отфильтрованный раствор поступает на первый этап очистки анолита, а полученный осадок выгружается и направляется на переплавку.
Очевидно, что состав осадка фильтрования на этом переделе может варьироваться. В него входят оксиды железа, цементная медь, карбонат никеля, химические соединения кобальта, и др. Поскольку на нулевой отметке пульпа, как правило, самостоятельно не стекает в зумпфовой колодец, её смывают большим количеством горячей воды. Поэтому, в качестве жидкой фазы осадка выступает сильно разбавленный водой электролит.
Для проведения исследований в разное время были взяты три пробы осадка - №1 (1998г.), №2 (1999г.) и №3 (2001 г). В связи с внесением изменений в технологический процесс цеха, проба осадка № 3 существенно отличается от двух предыдущих более высоким содержанием цементной меди.
Фильтроткань - Бельтинг-ТФХЛ ТУ 17 РСФСР 46-1140-88 Арт. 2411-110. Рассмотрим методику проведения экспериментов на примере пробы осадка № 1. Эксперименты начинаются с определения влажности осадка W(%): где тос - масса пробы осадка, кг; тс ос - масса сухого осадка (после нагревания пробы до температуры 120 С и выдерживания при такой температуре в течении двух часов), кг.
Для проведения экспериментов при различной влажности осадка, часть материала подвергается непродолжительной сушке при комнатной температуре, а часть разбавляется водой (с условием сохранения осадком пастообразной консистенции для всех образцов). Затем определяется влажность всех полученных образцов (результаты представлены в таблице 3.1). Образцы различной влажности хранятся в герметичных сосудах, свободная поверхность осадка покрывается полиэтиленовой плёнкой.
Кроме того, в осадке непрерывно происходят процессы коагуляции, что существенно влияет на его физические свойства. Поэтому, для того, чтобы эксперименты проводились для одного и того же вещества, предлагается подвергать образцы интенсивной виброобработке на вибростенде ( 3.2), позволяющем получить колебания частотой до 200 Гц при амплитуде 4 мм. В результате такой виброобработки осадок псевдоожижается, так как коагуляционные связи разрушаются. После этого образцы оставляются в статическом состоянии на равные для всех экспериментов промежутки времени. Тогда коагуляционные связи во всех образцах восстанавливаются в одинаковой мере. Процесс фильтрования на рассматриваемом переделе происходит со средней периодичностью одни сутки. По этой причине, а также во избежание влияния на результат изменения свойств материала за время проведения эксперимента (несколько минут), осадок после виброобработки выдерживается в течение суток.
Влажность реального материала составляет 40,3 %. Исследуемый диапазон влажности исследуемого осадка отвечает существованию высоко структурированной системы, которая определяет пластичное состояние материала, т. к. обладает подвижностью вследствие существования в местах контактов частиц тончайших остаточных слоев жидкой дисперсионной среды, прочно связанных с этими частицами. Если влажность осадка составляет менее 35 %, дефицит жидкой среды приводит к возникновению свободнодисперсного (сыпучего) состояния, а при увеличении влажности более 44-=45 % структурные связи ослабляются настолько, что материал теряет пастообразную консистенцию.
Поскольку зависимости для определения пределов прочности адгезионных связей при сдвиге и отрыве осадка от фильтроткани (та и аа) и прочности когезионных связей самого осадка соответственно при сдвиге и растяжении (тк и тк) одинаковы, в некоторых уравнениях, приводящихся в этой главе, указанные параметры обозначаются обобщённо - т0 и оь.
Приборы для определения предела прочности адгезионных и когезионных связей осадка при отрыве и при сдвиге представлены на рис. 3.1. и 3.2.
Действие этих приборов основано на прорезании слоя материала кольцевым конусообразным сосудом 3 по нормали к плоскости подложки 2 с последующим отрывом или сдвигом керна с одновременной фиксацией максимального усилия отрыва или крутящего момента с помощью индикатора перемещения 4.
Предел прочности адгезионных и когезионных связей осадка при отрыве оа или ак можно определить из уравнения: где Fomp усилие отрыва, Н; d= 0,046 м и do = 0,040 м - соответственно внешний и внутренний диаметр кольцевого сосуда (рис. 3.2. в); Eat -суммарный центральный угол, определяющий длину кольцевых участков осадка, оставшегося на подложке (если часть осадка, ограниченного кольцевым участком, не оторвётся от подложки), рад. Для данного прибора предел прочности адгезионных или когезионных связей определяется по максимальному перемещению штока индикатора в процессе отрыва керна х, мм.
Экономический эффект от внедрения фильтр-пресса с вибрационной разгрузкой осадка
Пороговая частота со0 зависит от периода релаксации осадка. Т. к. период релаксации зависит от напряженного состояния материала, то для каждой амплитуды колебаний частота со0 будет принимать новое значение.
Составление регрессионного уравнения в таком виде представляет собой весьма сложную математическую задачу и требует проведения большого числа экспериментов. Поэтому для описания линий тренда, построенных по полученным точкам функции Т = Т(Ф) принимается степенная функция. Регрессионный анализ, произведённый посредством аппарата статистического анализа среды Microsoft Exel показал высокую достоверность аппроксимации линии тренда для степенной функции в пределах исследуемого диапазона изменения частоты колебаний (/?2 0,97). Хотя распространять полученные регрессионные уравнения вне диапазона произведённых экспериментов нельзя, для исследованного диапазона их можно рекомендовать для подстановки в модели процесса разгрузки осадка из рамного пространства.
Для установления адекватности составленных уравнений, описывающих процесс разгрузки осадка, на вибрационном стенде реализуются процесс отрыва лепешки от фильтроткани и процесс истечения осадка через разгрузочный зазор (рис. 3.26.).
Исследования процесса отрыва лепёшки производились следующим образом. Проба осадка помещалась в горизонтальном положении на пластину с фильтротканью. Осадок приводился в предварительно напряженное (уплотненное) состояние распределенным нормальным усилием.
Стенд для исследования вибрационной разгрузки осадка Расчетная толщина слоя осадка определялась исходя из запланированных параметров вибрационного воздействия следующим образом: где та (А, со) - предел прочности адгезионных связей осадка при сдвиге в условиях вибрации с заданными амплитудой и частотой, Па; аа и та - пределы прочности адгезионных связей осадка при отрыве и при сдвиге в статических условиях, Па; k - коэффициент, учитывающий предварительное напряженное состояние осадка.
Эксперименты производились для различных значений толщины лепёшки, таким образом определялась минимальная требуемая для осуществления отрыва толщина Amin .
Результаты экспериментов приведены в табл. 3.10. Установление адекватности уравнения отделения осадка от фильтровальнойперегородки реальному процессу
Относительное отклонение расчетной величины не превосходит 10 %. В двух случаях относительное отклонение получилось отрицательным. Это можно объяснить большим шагом приращения толщины осадка в экспериментах.
Далее устанавливается адекватность модели процесса истечения осадка, отвечающей выпадению целой призмы согласно уравнению (2.22).
Опыты производятся для уровня осадка Я, соответствующего его натурной величине. Устанавливается величина зазора В, требуемая для сплошного выпадения материала. Задвижка, расположенная под зазором открывается для осуществления процесса разгрузки только после того, как материал пройдет виброобработку при исследуемых параметрах колебаний.
Высокий уровень погрешности объясняется следующими факторами: действительная физико-механическая картина процесса разгрузки несоизмеримо сложнее составленных моделей; коэффициент бокового давления при расчетах принимался равным единице; уравнение, описывающее процесс разгрузки является полуэмпирическим и привносит в расчет дополнительную погрешность; между порционным и непрерывным истечением невозможно провести четкую границу.
1. Установленный в статических условиях коэффициент корреляции г 0.97 зависимостей пределов прочности адгезионных и когезионных связей осадка при отрыве и при сдвиге от влажности осадка позволяет для псевдоожиженного кека рекомендовать производить определение пределов прочности когезионных и адгезионных связей при отрыве через пределы прочности при сдвиге и соотношение рассматриваемых величин, установленное в статических условиях.
2. Для исследованных материалов при частоте колебательных движений до 350 с"1 и амплитуде 0.5- 4 мм достигнуто уменьшение коэффициентов внутреннего и внешнего трения осадка до 4 раз, а пределов прочности его когезионных и адгезионных связей до 6 раз.
3. При описании зависимостей коэффициентов внутреннего и внешнего трения и пределов прочности адгезионных и когезионных связей от параметров вибрационного воздействия степенными регрессионными уравнениями в диапазоне произведенных экспериментов достоверность аппроксимации составляет R 0.96, поэтому данные эмпирические уравнения могут быть подставлены в математическую модель процесса разгрузки осадка.
4. При достижении за счет вибрационного воздействия одинаковой степени разрушения структурных связей осадка минимальные ускорения колебательных движений возникают при применении вибрации с большей частотой.
5. Относительное отклонение величин, рассчитанных согласно уравнениям, описывающим процесс разгрузки осадка из рамного пространства, от значений, установленных эмпирическим путем не превышает 11%.
Составленные во втором разделе уравнения, описывающие процесс отделения осадка от конструктивных элементов фильтровальных ячеек и его истечения из рамного пространства фильтр-пресса, и полученные в третьем разделе регрессионные уравнения зависимостей физико-механических свойств осадка от параметров вибрационного воздействия позволяют осуществить выбор параметров механизма разгрузки, обеспечивающие удаление кека.
При этом решаются противоположные задачи - сокращения инерционных нагрузок на конструктивные элементы фильтр-пресса и уменьшения величины разгрузочных зазоров между плитами и рамами, т. к. число фильтровальных ячеек в аппарате составляет несколько десятков и даже незначительное увеличение зазоров влечёт за собою существенное увеличение габаритов оборудования.
Для анализа эффективности применения вибрационного воздействия при различных амплитудах и частотах были построены зависимости исследованных свойств осадка от максимального за период ускорения системы (рис. 3.13.-3.18. и 3.20.-3.25). Анализ полученных кривых позволяет сделать вывод о том, что в исследованном диапазоне изменения амплитуды и частоты колебаний для достижения одинакового эффекта виброожижения осадка применение вибрации с минимальной амплитудой вызовет наименьшие ускорения системы, а значит и инерционные нагрузки будут в этом случае наименьшими. Поэтому первым шагом при определении параметров механизма разгрузки является выбор минимальной требуемой амплитуды колебаний.
Минимальная требуемая амплитуда определяется из условия передачи колебаний на все ячейки фильтр-пресса. В процессе разгрузки осадка пакет плит и рам фиксируется в раздвинутом состоянии посредством упоров и фиксаторов, а распространение колебаний осуществляется через соединительные звенья. Амплитуда колебаний должна выбираться из условия компенсации упругих деформаций растяжения соединительных элементов. Остаточные деформации звеньев компенсируются при фиксации пакета в раздвинутом состоянии посредством клинообразного языка фиксатора
