deznisipator

7/29/2019 deznisipator

1/9

Elemente de calcul i proiectare pentru echipamente de reinere a suspensiilor grosiere din apele uzate

Fig.2.16Echipament de sitare cu grtar cilindric mobil i ncrcare frontal [8]

Grtarul cilindric rotativ este format din urmtoarele pri componente:- cadrul 1 compus din dou rame cilindrice deschise, anterioar i posterioar

legate ntre ele prin mai multe traverse care se constituie ca suporturi de fixarepentru barele grtarului;

- grtarul propriu-zis 2 care este format din bare cilindrice cu seciunetriunghiular (vezi detaliul din figura 2.17) dispuse paralel n lungul axei i fixate

prin mbinri speciale pe traversele cadrului, astfel nct s se asigure distaneleimpuse ntre bare; pe suprafaa interioar (activ) a grtarului, barele grtaruluisunt prevzute cu crampoane de reinere pentru antrenarea reinerilor grosiere nmicare de rotaie a grtarului; n acelai scop, pe suprafaa activ a grtaruluisunt prevzute suplimentar i vergelele de antrenare 3;

- braul de acionare 4 care i transmite grtarului micarea de rotaieprelund-o de la arborele transportorului-compactor; se menioneaz c dincauza faptului c grtarul cilindric este mobil, este necesar utilizarea n zona

braului de acionare 4 a unui lagr exterior de susinere (nereprezentat n figura2.16 din motive de claritate a schemei) fixat fie pe un suport rigidizat pe pereiilaterali ai canalului n care este instalat echipamentului de sitare, fie pe radierulacestuia;

71


2/9

Determinarea parametrilor principali ai echipamentului de sitare cu grtar cilindric mobil i ncrcarefrontal

Fig. 2.17Dispunerea i profilul barelor grtarului cilindric mobil [8]

- lagrul 5 de alunecare format din suprafaa interioar a ramei posterioare acadrului grtarului cilindric i suprafaa conjugat de pe periferia capacul

posterior fix 6 al grtarului cilindric.

Transportorul-compactor are o construcie similar cu cel de laechipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal fiind compus

din urmtoarele subansambluri (vezi figura 2.16):- gura de alimentare 7 n care sunt deversate impuritile reinute de ctre

grtar, care este plasat n interiorul grtarului cilindric;- jgheabul cilindric nchis 8 care se gsete n continuarea gurii de alimentare;- melcul 9, care are pasul constant n zona gurii de alimentare i n partea

anterioar a jgheabului cilindric, dup care pasul melcului devine variabil,micorndu-se n sensul de naintare a materialului transportat, avnd ca efect

presarea materialului, realizndu-se astfel deshidratarea i compactarea acestuia;n zona de variaie a pasului melcului, n jgheabul cilindric sunt prevzute orificii

de evacuarea a apei care este colectat n mantaua 10 i dirijat prin conducta 11n canalul n care este montat grtarul cilindric;- gura de evacuare 12 prin care materialul deshidratat i compactat este

deversat n pubela 13 (pentru creterea igienei, ntre gura de evacuare atransportorului-compactor i gura pubelei, poate fi prevzut o protecie cu folie14);

- motorul electric 15 i transmisia 16 care acioneaz arborele melculuitransportorului-compactor i prin intermediul acestuia i grtarul cilindric mobil.

Instalaia de splare a reinerilor este format pe de o parte din conductacu duze 17 montat n partea superioar a grtarului mobil care realizeaz jeturide ap care pe lng splare, au rolul de a desprinde i de a dirija reinerile

72


3/9


grosiere de pe suprafaa activ a grtarului mobil ctre gura de alimentare atransportorului-compactor i pe de alt parte din conductele 18 cu duze din zonagurii de alimentare a transportorului-compactor care realizeaz jeturi dirijate

pentru o splare intens a materialului.

Funcionarea echipamentului de sitare cu grtar cilindric mobil incrcare frontal este urmtoarea: apa uzat intr n interiorul grtaruluicilindric pe direcie axial, prin rama cilindric anterioar a acestuia, i iese pedirecie radial prin zona submers a suprafeei cilindrice a grtarului,impuritile grosiere din apa uzat fiind reinute pe suprafaa activ interioar agrtarului cilindric. Datorit faptului c grtarul cilindric se gsete n micare derotaie, acesta antreneaz n micarea sa i impuritile reinute ancorate pesuprafaa activ a grtarului att din cauza presiunii exercitate de curentul de apuzat, ct i din cauza aciunii crampoanelor i vergelelor de reinere. n

momentul n care impuritile ancorate pe suprafaa activ a grtarului, dup cedin cauza micrii de rotaie, au fost scoase din ap, ajungnd n parteasuperioar a grtarului, sunt supuse aciunii unor jeturi orientate de ap sub

presiune, care le desprinde de pe grtar i le dirijeaz spre gura de alimentare atransportorului-compactor. n aceast zon reinerile sunt splate energic, cu

jeturi de ap sub presiune, pentru ndeprtarea fecalelor i substanelor organicesolubile, dup care, n interiorul transportorului-compactor, sunt transportate,deshidratate i compactate dup care sunt evacuate n pubele, containere sauinstalaii de transport.

Instalaia de automatizare a acestui echipament funcioneaz n modsimilar cu instalaia de automatizare a echipamentului de sitare cu grtar cilindricfix i ncrcare frontal, comandnd pornirea sau oprirea acionrii grtarului itransportorului-compactor n funcie de gradul de mbcsire cu reineri asuprafeei active a grtarului, sesizat prin compararea cu o valoare de referin adiferenei nivelelor apei uzate din canalul n care este instalat echipamentul cugrtar cilindric mobil, n amontele respectiv avalul acestuia.

Condiiile de instalare ale echipamentului de sitare cu grtar cilindricmobil sunt similare cu cele ale echipamentului de sitare cu grtar cilindric fix,

att ca orientare ct i ca nclinare.

2.5.2 Determinarea parametrilor dimensionali, cinematici, dinamicii energetici ai echipamentului de sitare cu grtar cilindric mobil i

ncrcare frontal

Avndu-se n vedere c acest echipament este un utilaj complex, pentruo mai mare claritate se vor aborda pe rnd subansamblurile principale i anume:

grtarul cilindric mobil i transportorul - compactor.

73


4/9


2.5.2.1. Debitele caracteristice i parametrii dimensionali,cinematici, dinamici i energetici ai grtarului cilindric mobil

2.5.2.1.1. Debitele caracteristice ale grtarului cilindric mobil

Debitele caracteristice ale grtarului cilindric mobil vor fi determinatepe baza relaiilor 2.1 2.8 din paragraful 2.2.

2.5.2.1.2. Parametrii dimensionali, cinematici, dinamici i energeticiai grtarului cilindric mobil

Distana e [mm] dintre barele grtarului este un parametru dimensionalcare se alege n funcie de dimensiunile impuritilor care se doresc a fi reinutedin apa uzat. La aceast categorie de echipamente, distana dintre barele

grtarului poate lua valori ntre 0,5 10 mm, n practic [8] existnd modele degrtare cu distana dintre bare de 0,5 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm sau de5mm.

Profilul barelor la grtarele cilindrice mobile este triunghiular (vezifigura 2.17), cu baza triunghiului pe suprafaa activ, mai ales din considerentede reducere a masei grtarului. Grosimea s [mm] i nlimea l [mm] ale

profilului sunt parametri care se aleg att din raiuni constructive ct i derezisten a construciei, grosimea s avnd valori ntre 4 8 mm, iar nlimea l

fiind de regul 5s.

Rapoartele t dintre suprafaa de trecere a apei prin grtar i suprafaatotal a grtarului i s dintre suprafaa frontal a barelor grtarului (care seopun trecerii apei) i suprafaa total a grtarului se pot stabili n mod similarcu cele de la echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontalutiliznd relaiile 2.88 i 2.89.

Diametrul grtarului Dg [mm] este un parametru dimensional care se

stabilete n funcie de debitul de calcul Qc [m3/h] de ap uzat care trece pringrtar i de distana e [mm] dintre barele grtarului. Pe baza nomogramelor

prezentate n documentaia de nsoire a modelelor de echipamente de sitare cugrtar cilindric mobil i ncrcare frontal [8] s-au stabilit prin regresie expresiiale diametrului grtarului n funcie de debitul de ap uzat i de distana dintre

barele grtarului, astfel: pentru e = 0,5 mm:

Dg = 143,79393 + 57,967743 cQ ; (2.115)

pentru e = 1 mm:Dg = 126,64012 + 44,84473 cQ ; (2.116)

74


5/9


pentru e = 2 mm:

Dg = 79,483061 + 38,95798 cQ ; (2.117)

pentru e = 3 mm:

Dg = 93,49917 + 35,012811 cQ ; (2.118)

pentru e = 4 mm:

Dg = 95,865964 + 33,194724 cQ ; (2.119)

pentru e = 5 mm:

Dg = 73,793975 + 32,392175 cQ . (2.120)

Determinnd-se valoarea diametrului Dg al grtarului printr-una dinrelaiile 2.115 - 2.120, corespunztoare variantei de grtar mobil care se

analizeaz, se va alege din irul tipodimensional de diametre n care se fabricgrtarele mobile pentru echipamentele de sitare prezentate [8], i anume: 600mm, 780 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1400 mm, 1600 mm, 1800 mm, 2000 mm,2200 mm, 2400 mm, 2700 mm i 3000 mm, valoarea lui D g imediat superioarcelei calculate.

n acest caz, staia de epurare va fi dotat cu un singur echipament activde sitare, la care diametrul Dg al grtarului are valoarea corespunztoare preluatdin irul tipodimensional de diametre i un echipament de sitare identic derezerv. n algoritmul de calcul se vor introduce debitele de calcul Qc*, Qv* ,

Qvr*zi , Qmr

*zi , mru

*zi , Vru

*zi care au valori egale cu debitele caracteristice Qc ,Qv ,Qvr zi , Qmr zi , mru zi , Vru zi determinate cu relaiile 2.2 2.8.

Dac valoarea diametrului Dg al grtarului obinut printr-una dinrelaiile 2.115 - 2.120, este mai mare dect cea mai mare valoare din irultipodimensional de diametre, atunci debitul de calcul Qc se divide cu cel mai micnumr ntreg ig care, prin aplicarea relaiilor 2.115 - 2.120 s conduc laobinerea unei valori a diametrului Dg al grtarului ntre limitele iruluitipodimensional de diametre.

n acest caz, staia de epurare va fi dotat cu i g echipamente active de

sitare, la care diametrul Dg al grtarului are valoarea corespunztoare preluatdin irul tipodimensional de diametre i un echipament de sitare de rezerv,identic cu acestea.

Prin prezentul algoritm de calcul se vor stabili parametrii principalidimensionali, cinematici, dinamici i energetici pentru unul din grtareleidentice, caz n care n algoritm se vor introduce debitele de calcul Qc*, Qv*, Qvr*zi

, Qmr*zi , mru*zi , Vru*zi a cror valori se obin prin divizarea de debitelorcaracteristice Qc, Qv , Qvr zi , Qmr zi , mru zi , Vru zi (determinate cu relaiile 2.2 2.8)la numrul ig de grtare identice active.

Limea B [mm] a canalului (din beton) n care se monteaz grtarulmobil cu ncrcare frontal se determin n mod similar cu cel de la

75


6/9


echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal (vezi figura2.13), utiliznd relaia 2.92.

nlimea hc [mm] a curentului de ap uzat din canal corespunztoaredebitului de calcul se determin n mod similar cu cel de la echipamentul de

sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal utiliznd relaia 2.93.

nlimea H [mm] a canalului n care se gsete grtarul cilindric, sedetermin n mod similar cu cel de la echipamentul de sitare cu grtar cilindricfix i ncrcare frontal (vezi figura 2.13), utiliznd relaia 2.94.

Unghiului [] de nclinare a grtarului fa de orizontal se stabileten mod similar cu cel de la echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix incrcare frontal (vezi figura 2.14), prin rezolvarea ecuaiei dat de relaia 2.101

i urmnd procedura indicat.Lungimea Lg [mm] se stabilete n mod similar cu cel de la

echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal utiliznd relaia2.102.

Numrul nb de bare ale grtarului cilindric se poate determina n modsimilar cu cel de la echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcarefrontal utiliznd relaia 2.103.

Turaia n [rot/min] a grtarului mobil se impune att din raiuni degabarit ale grtarului ct i corespunztor unei funcionri normale atransportoarelor-compactoare cu care variantele de grtare frontale sunt dotate.Limitele de variaie ale turaiei n pot fi 3 10 rot/min.

Timpul tg [s] n care grtarul mobil realizeaz o rotaie se determin nmod similar cu cel de la echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcarefrontal utiliznd relaia 2.104.

Masa mg [kg] grtarului cilindric mobilse determin cu relaia:

( ) gsgg9

g LlDl1057,1m += (2.121)

n care: g [kg/m3] densitatea materialului din care este confecionatgrtarul (dac este confecionat din oel g = OL = 7850 kg/m3).

Masa mm [kg] a materialului (cu un coninut de ap de 80 %) reinut degrtarse poate determina cu relaia:

24

tQm opr

*zimr

m

= (2.122)

n care: topr [h] perioada de timp dintre dou funcionri succesive alegrtarului mobil, a crei valoare este n funcie de gradul de mbcsire

76


7/9


a suprafeei active a grtarului precum i de modul de reglare ainstalaiei de automatizare care comand funcionarea grtaruluimobil.

Greutatea Ggm [N] a grtarului mobil i a materialului antrenat de

acesta se determin cu relaia:gmmG mggm += (2.123)

Greutatea Ggm poate fi considerat ca o for concentrat aplicat ncentrul de mas a grtarului, aflat la mijlocul axei de rotaie a acestuia.

Reaciunile din lagrele grtarului cilindric mobil se determinconform modelului dinamic din figura 2.18:

2

Ggm sin

Rg 1 a

Rg 1n

1

Ggm cos

Ggm

Rg 2 n

Fig. 2.18 Determinarea reaciunilor din lagrele grtarului cilindric mobil

Reaciunile Rg 1n, Rg 1a i Rg 2n [N] se pot determina cu relaiile:

2cosGR gmn1g

= (2.124)

= sinGR gma1g (2.125)

2

cosGR gmn2g

= (2.126)

Momentul Mgf1 [Nm] de frecare din lagrul 1 se determin cu relaia:

)rRrR(10M axrul1a1gaxrulradrul1n1gradrul3

1gf += (2.127)

77


8/9


n care: rul rad coeficientul de rezisten la rulare ntre corpurile de rularei cile de rulare ale lagrului 1, pe direcie radial care poate luaurmtoarele valori [1]: 0,08 pentru lagre cu alunecare; 0,015 pentrulagre cu rulmeni cu bile sau role; 0,02 pentru lagre cu rulmeniradiali axiali;

r1 rul rad [mm] raza medie de rulare a lagrului 1, pe direcieradial;

rul ax coeficientul de rezisten la rulare ntre corpurile de rularei cile de rulare ale lagrului 1, pe direcie axial ale crui valori suntsimilare cu cele ale coeficientului de rezisten la rulare pe direcieradial;

r1 rul ax [mm] raza medie de rulare a lagrului 1, pe direcie axial.

Momentul Mgf2 [Nm] de frecare din lagrul 2 se determin cu relaia:

radalgn2gradal3

2gf rR10M = (2.128)

n care: al rad coeficientul de rezisten la alunecare n lagrul 2, pedirecie radial, care are valori ntre 0,09 0,1 [1];

rg al rad [mm] raza lagrului de alunecare 2, a crei valoare poatefi aproximat cu raza suprafeei cilindrice active a grtarului, ianume:

2

Dr

g

radalg (2.129)

Puterea Pgcm [W] necesar acionrii grtarului cilindric mobil sedetermin cu relaia:

( )30

nMMP 2gf1gfgcm

+= (2.130)

n care: n [rot/min] turaia grtarului cilindric mobil.

2.5.2.2. Debitele caracteristice i parametrii dimensionali,cinematici, dinamici i energetici ai transportorului-compactor

Debitele caracteristice i parametrii dimensionali, cinematici, dinamicii energetici ai transportorului-compactor de la echipamentul de sitare cu grtarcilindric mobil i ncrcare frontal se calculeaz cu un algoritm similar cu cel alechipamentului de sitare cu grtar plan (relaiile 2.34 2.87). Se menioneazfaptul c parametrii dimensionali ai transportorului-compactor trebuie stabilii ncorelaie cu parametrii dimensionali ai grtarului cilindric mobil i c turaia

grtarului mobil este aceeai cu turaia melcului transportorului-compactor.

78


9/9


2.5.2.3. Stabilirea puterii necesare acionrii echipamentului desitare cu grtar cilindric mobil i ncrcare frontal

Puterea necesar acionrii echipamentului de sitare cu grtar cilindricmobil i ncrcare frontal se determin cu relaia:

tcgcmsgm PPP += (2.131)

Avnd n vedere c att grtarul cilindric mobil ct i melcultransportorului-compactor sunt acionate prin intermediul aceleiai piese, ianume arborele melcului transportorului-compactor, puterea mecanic Psgmnecesar acionarii echipamentului de sitare cu grtar cilindric mobil i ncrcarefrontal este furnizat arborelui melcului pe la captul su superior.

Bibliografie1. Almureanu M., Coman L., Nicolescu . - Maini de ridicat, vol. I, EdituraTehnic, Bucureti, 19962. Florea Julieta, Robescu D. - Hidrodinamica instalaiilor de transporthidropneumatic i de depoluare a apei i aerului, Editura Didactic i

Pedagogic, Bucureti, 19823. Rojanschi V., Ognean Th. - Cartea operatorului din staiile de epurare aapelor uzate, Editura Tehnic, Bucureti, 19974. Segal H., Linde C., Purcariu I. - Maini de ridicat i de transportat, EdituraTehnic, Bucureti, 19605. ***Normativ pentru proiectarea construciilor i instalaiilor de epurare aapelor uzate oreneti - Partea I: Treapta mecanic - Anteproiect -Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti, Facultatea de Hidrotehnic,

Bucureti, Ianuarie 19986. *** Grtar plan automat, din oel inoxidabil, cu lan, cu grebl dubl, tipADIGRA, integrat cu transportor-pres - prospect de prezentare al firmei

ADISS S.A.(Romnia)7. ***ROTAMAT - Grtar fin automat din oel inoxidabil Ro1 - prospect de

prezentare al firmei HUBER-EDELSTHL (Germania)8. *** ROTAMAT - Instalaie de sitare automat din oel inoxidabil Ro 2-

prospect de prezentare al firmei HUBER-EDELSTHL (Germania)9.STAS 12431-86 Grtare pentru staiile de epurare a apelor uzate oreneti.

Prescripii generale de proiectare.

79

deznisipator

Documents

Transcript of deznisipator