CN102065973B - 具有真空盘对准装置的水平带式过滤机 - Google Patents

Abstract

水平带式过滤机中的一种机构，控制排水带的位置以确保其与真空盘对准。对排水带进行支撑的带辊的一部分安装在可移动的结构上，该可移动的结构能将辊横向移动到补偿排水孔与真空盘之间的未对准所需要的程度。用能感应带中的排水孔相对于真空盘的位置的探测器实现控制操作。信号被发送到致动器，该致动器使带辊以维持排水孔与真空盘的对准所需要的方向横向移动。优选地利用双驱动系统，来提供沿着驱动滑轮的更均匀的力分布以及增加转矩，因此也有利地提高了过滤机的能力。

Description

具有真空盘对准装置的水平带式过滤机

技术领域

本发明总体上涉及水平带式过滤机，尤其是，涉及具有用于优化所述带与所述带下面的真空盘(vacuum pan)的对准的可移动辊道板(roller deck)的带式过滤机。

背景技术

水平带式过滤机被用于需要连续过滤浆料的多种应用中，例如用在处理矿物、矿石、化学制品、废物、食物和木质纸浆中。带式过滤机包括位于输送带上面的过滤介质，该输送带具有与真空盘连通的排水孔。在带的一端处连续地进给浆料，并且当带向其排出端传送过滤出的固体的同时通过排水孔提取过滤液，过滤出的固体在排出端处排出。

图1示出了商业的水平带式过滤机的典型构造。在系统的进料端10处，由适合于特定处理需求的顶部传送进给系统14将进给浆料(通常是水/固体颗粒混合物)均匀地分布在过滤介质12的整个宽度之上。由在系统的进料端和排出端之间连续地行进的带16支撑所述过滤介质12。在传送期间，通过将真空经由一系列设置在带的中心的排水孔施加到带16的底部实现浆料的脱水。

如同在图2中(通过切掉过滤介质12)和图3的一部分中(在没有过滤介质的情况下)清楚地看到的那样，这种排水孔18通常沿着带16的纵轴线间隔开几厘米，并且与带下面的真空盘20相对准。真空盘20包括窄的纵向狭槽22，该狭槽22与带16的下侧密封接触地面对孔18的底部。由远处的真空泵P在真空盘处形成的压差抽吸浆料液体，使其沿着带16中的横向沟槽24通过过滤介质(典型地是布)12，并且然后通过在真空盘20的中心上方的排水孔18。沟槽和排水孔的大小被仔细地设定，以适合用于有效过滤的液压和气压流动需求。

当由脱水后的浆料形成的块状物沿着带系统行进时，可以使用洗涤系统26来满足特定处理需求。水平带式过滤机可以跨越大约45米长和大约7米宽；因此，可以沿着带系统使用多个洗涤区域以优化产品回收。在排水带16的整个长度上，由作用在排水孔18上的真空抽吸的过滤液和空气被收集在真空盘20中，并且进一步被收集在收集容器28中，在收集容器28中液体被除去其中的空气并被从系统中泵送出去。由于带围绕驱动滑轮34旋转，当过滤介质围绕小排出端辊32转动时在与排水带16分离之后，脱水的块状物C在系统的排出端30处离开过滤介质12。多个洗涤喷器36被用来清洁系统的返回侧处的过滤介质12和带16。通过调节系统的进料端10处的拉紧滑轮38的位置提供带16的连续的张紧力，并且类似地通过重力拉紧辊40使过滤介质12保持张紧。

显然，水平带系统的工作和效率很大程度上取决于排水孔18与由带系统下面的真空盘20中的狭槽22定义的窄沟槽的正确对准。如同本领域技术人员众所周知的那样，通过驱动滑轮34施加到带16的张力趋向于使得带因响应沿着系统遭遇的摩擦影响的变化而侧向偏移。一旦排水孔18变得与真空盘的狭槽22未对准，则来自那个孔的吸力将丧失，并且过滤的效率将降低。这个问题在更长的带式过滤机中尤其明显，并且安装侧辊以将带安放在良好地定义的空间内并未产生显著的改进。因此，这种效率损失已经限制了对生产能力更高的设备的开发。本发明旨在解决这个问题。

发明内容

基于前面的描述，本发明涉及控制排水带中的排水孔的位置以在过滤机系统的整个长度中确保排水孔与真空盘对准的机构。支撑排水带的带辊的一部分安装在可移动的结构，该可移动的结构能将辊侧向移动到补偿排水孔和真空盘之间的未对准(在带的操作期间经常会遇到这种未对准的情况)所需要的程度。这样，如果探测到排水带移动到真空盘的一侧(并且因此也探测排水孔相对于盘中的狭槽的、引起吸力损失的移动)，通过以相反的方向移动辊的可移动部分进行校正动作，由此重新建立吸力并且维持有效的操作。

用能感应带中的排水孔相对于真空盘的中心线的位置的探测器实现对准控制操作。当探测到移动大于预定公差时，向致动器发送信号，该致动器使得支撑所述带的带辊以使排水孔与真空盘重新对准所需要的方向侧向移动。位置传感器和致动器之间的反馈环，具有相应于排水孔的精确对准的固定点，确保连续地监控所述带，并且沿着带的长度校正带的位置以维持吸力。

依照本发明的另一方面，使用双驱动系统来使沿着驱动滑轮的力分布更均匀，因此减少排水带的通常的侧向移动。由双驱动系统提供的增加的转矩也有利地使得可能增加带的长度，并相应地增加过滤机的能力。

通过下面的说明书中的描述以及所附权利要求中特别指出的新颖性的特征，本发明的各种其它目的和好处将变得很清楚。因此，本发明包括以下在附图中示出的、在优选实施方式的详细描述中充分描述的和在权利要求书中特别指出的特征。

附图说明

图1是传统的水平带式过滤机的透视图。

图2示出了典型的带式过滤机结构的进料端的透视图，通过切掉部分过滤介质的方式示出了排水带中的排水孔。

图3是典型的带式过滤机结构的截面图，示出了与排水带中的排水孔连通的真空盘。

图4是具有位置传感器的辊结构的示意性透视图，其中位置传感器用于探测排水带中的排水孔和下面的真空盘之间的未对准。

图5是用来实现本发明的反馈控制的图。

图6是水平带式过滤机的典型的辊结构和框架的示意性透视图。

图7是依照本发明的可移动的辊结构的俯视图中的示意性表示。

图8是依照本发明的、具有两个连接到驱动滑轮的驱动器的水平带式过滤机的排出端的部分平面图。

图9是图8的水平带式过滤机的排出端的端部正视图。

具体实施方式

本发明取决于以下发现，即通过横向移动支撑带的辊的一部分，就能在处理系统的整个长度中成功地维持水平带式过滤机的排水带中的排水孔与下面的真空盘之间的对准。因为通常在带从系统的进料端处的拉紧滑轮上出现时发生带的侧向移动，优选地在带的进料端处实施本发明的对准机构。

图4示出了操作期间的水平带式过滤机的进料端10，其中去除掉了排水带16和相关联的支撑辊以示出框架42和带下面的真空盘20。如同在附图中清楚地看到的那样，沿着带框架42的纵轴线固定真空盘20，以通过全部沿着排水带16的中心线设置的排水孔18接收从过滤介质12抽吸的过滤液(也参见图1-3)。依照本发明，位置传感器44安装在拉紧滑轮38附近，以探测带16的排水孔与真空盘20的中心线之间的任何未对准。探测器44优选地由在真空盘20进料端的前面的横杆46支撑，使得在带围绕着拉紧滑轮38转动之后开始沿着带系统行进时，带的未对准可以被立即感应到。

探测器44可由任何能够探测排水孔18的连续地经过传感器的横向移动的传感器构成。例如，声音传感器元件可以探测由面对传感器的逐渐变小的开口产生的声音的变化，这种现象可能在带横向地移动到传感器的一侧或另一侧时发生。可以将两个附加传感器邻近中心元件地放置在侧面，以确定横向移动的方向。也就是说，当中心元件感应到声音响应的变化时，横向移动方向上的邻近元件也将探测到声音响应的变化(同时另一个邻近元件将探测不到)，因此识别带的横向移动的方向。

依照本发明，当探测器44感应到带位置相对于固定点的横向移动时，通过控制器模块50将合适的信号发送到致动器48，如同在图5的图中所示的那样，以便以与横向移动相反的使排水孔与真空盘重新对准所必需的方向，移动支撑排水带的辊结构。在典型的反馈控制模式中，辊结构的运动是与探测器44测量的横向移动成比例的，增益被设置成能在没有不想要的振动或不稳定性的情况下尽快地实现对准。

图6和图7示出了依照本发明的辊结构，该辊结构安装有在过滤机系统的进料端10处的用于移动辊道板(roller deck)的机构，还安装有在侧面的上覆排水带(未示出)。每个带系统包括一系列带有单独的辊54的顶辊部分52，当带在拉紧滑轮和驱动滑轮之间行进时顶辊部分52支撑带。可选地，排水带可以结合有在它的底部上的布压印饰面(cloth impression finish)以增加辊部分和带之间的摩擦力，由此增加带的移动响应。各部分52包括连接到框架42的并排辊道板。当带16在输送器的下侧返回时，底部辊56(参见图3)类似地支撑带16。依照本发明，顶辊的一部分58连接到推拉机构48，该推拉机构48能相对于带的纵轴线横向地移动辊道板，或道板的一部分。

例如，如图7所示，部分58的每个辊道板可以在一端处通过固定铰链60连接到框架42，以允许道板在另一端处横向移动，如同由箭头A所示的那样。致动器48连接到框架42，并通过浮动铰链62连接到辊道板的另一端，并提供对准上覆的带所需的横向运动。连接结构64被示为连接可移动部分58的两个辊道板的运动。致动器48例如可以是通过一组齿轮和在辊部分58一侧上的推杆66对蜗杆螺钉起作用的可逆马达，以便向移动辊提供在重新建立排水带中的孔与下面的真空盘对准所需要的任一横向方向上的运动。辊部分58的另一侧可由滑动地安装在带框架42上的另一个杆68支撑。

基于对上述带对准系统的原型的测试，预期通过将本发明的机构安装在系统的进料端处可以在45-50米长的带的整个带系统中维持吸力的连续性。因此，这个位置是优选的。对于更长的带来说，可在沿着带的长度的不同位置处，例如在60-70米的系统的两端处使用多个可移动的部分。

每个带系统通过系统的排出端30处的驱动滑轮驱动(参见图1)。已知的是，当驱动滑轮的轴线没有精确地垂直于带的纵轴线时带趋向于横向地移动，并且滑轮结构中的振动或稍微不对准能产生同样的效果。典型的带驱动装置包括连接到驱动滑轮的一侧的马达，因此提供的驱动力可能在由带施加到驱动滑轮的高水平张力下变得不平衡。因此，依照本发明的另一方面，优选地使用双驱动系统来运行带系统。

如同在图8的平面图中所示的那样，两个驱动机构70，例如电动马达，用来在带系统的排出端30处产生驱动滑轮34的转动。图9在系统的端部正视图中示出了两个这种马达。本领域技术人员将会很容易认识到，两个驱动机构是同步的以向驱动滑轮34的每端提供严格相同的转矩，因此确保在带的宽度中施加均匀的牵引力。这个驱动配置具有提供更大的驱动力的额外的好处，这继而允许使用更长的带系统以实现更高的生产能力。

在本文中所示出的和所附权利要求中限定的本发明的原理和范围之内，本领域技术人员可以对已经描述的细节、步骤和部件进行改变。例如，尽管已经根据声音探测器44描述了本发明，显然地，根据本发明，可以以类似的方式使用能探测带的排水孔相对于真空盘的侧向移动的任何传感器或传感器的组合来维持对准。例如，光学传感器和电器件(例如基于电容或电感的接近传感器)被认为是适于实现本发明。类似地，多种机构能用来响应于控制信号侧向地移动辊道板，以使得排水孔与真空盘再次对准。这些包括，但不限于，步进马达、伺服马达、气压缸或液压缸。甚至是手动装置。

因此，尽管这里已经在被认为是最实用的和最优选的实施方式中示出和描述了本发明，但将会认识到，在本发明的范围之内能对其进行改变，本发明的范围并不被限定到这里所披露的细节，而将与权利要求的全部范围相一致，包括任何和所有等同的过程和产品。

Claims (12)

1.一种水平带式过滤机，包括：

具有多个顶辊部分的辊结构，每个辊部分包括多个并排辊道板，并且每个辊部分还包括多个辊；

由所述多个顶辊部分支撑的排水带，所述排水带包括排水孔；

在所述排水孔下面的真空盘；

用于感应所述排水孔相对于所述真空盘的位置的探测器；和

机构，用于响应于来自所述探测器的指示所述排水孔与所述真空盘之间的未对准的信号，横向地移动一个或多个所述顶辊部分，以使所述排水孔与所述真空盘对准。

2.如权利要求1所述的水平带式过滤机，其中所述顶辊部分中的一个或多个在其一端处铰接到所述辊结构，而在其另一端处连接到由所述机构致动的推杆。

3.如权利要求1所述的水平带式过滤机，其中所述探测器包括声音传感器。

4.如权利要求1所述的水平带式过滤机，其中所述排水带由连接到两个驱动机构的驱动滑轮驱动，在所述驱动滑轮的各端处分别有一个驱动机构。

5.如权利要求1所述的水平带式过滤机，其中所述一个或多个顶辊部分中的一个位于所述带式过滤机的进料端处。

6.如权利要求5所述的水平带式过滤机，其中所述一个或多个顶辊部分中的所述一个在其一端处铰接到所述辊结构，而在其另一端处连接到由所述机构致动的推杆。

7.一种在水平带式过滤机中维持排水带中的排水孔与下面的真空盘的对准的方法，包括以下步骤；

探测所述排水孔相对于所述真空盘的位置；和

响应于由探测步骤产生的指示所述排水孔和所述真空盘之间的未对准的信号，横向地移动支撑所述排水带的顶辊部分，以使得所述排水孔与所述真空盘对准，每个辊部分包括多个并排辊道板，并且每个辊部分还包括多个辊。

8.如权利要求7所述的方法，其中通过将所述顶辊部分的一端铰接到辊结构，和将所述顶辊部分的另一端连接到由推拉机构致动的推杆，来实现所述移动步骤。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述探测步骤用声音传感器执行。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述排水带由连接到两个驱动机构的驱动滑轮驱动，其中在所述驱动滑轮的各端处分别有一个驱动机构。

11.如权利要求7所述的方法，其中所述顶辊部分位于所述带式过滤机的进料端处。

12.如权利要求11所述的方法，其中通过将所述顶辊部分的一端铰接到辊结构，和将所述顶辊部分的另一端连接到由推拉机构致动的推杆，来实现所述移动步骤。

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