CN102814063A - 一种压滤机及其压滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压滤机，包括多组滤板，相邻滤板接触设置，每个滤板具有物料通道，以及设有体积可变的用于容纳物料的压滤空间，所述物料通道的一端与所述压滤空间连通，另一端与相邻滤板的压滤空间连通，每个滤板还设有用于连通该滤板压滤空间的气体通道和用于连通相邻滤板压滤空间的液体通道，在所述滤板的两侧并位于相邻压滤空间内均设置滤网，所述滤网外均覆盖有滤布。本发明的压滤机零部件少，结构简单可靠，设备维护工作量小。本发明提供一种压滤方法，采用二级压滤，一级烘干；第一级为驱动泵进料压滤，第二级为高压气体加压滤布，进行压力压榨，第三级为高温气体烘干物料，提高了压滤效率，通过高压气体达到自动卸料及清洗滤布的效果。

Description

一种压滤机及其压滤方法

技术领域

本发明涉及压滤固液分离设备技术领域，尤其涉及一种压滤机及其压滤方法。

背景技术

压滤机是一种将物料通过压力过滤进行固液分离的设备，广泛应用于食品、化工、环保以及污水处理等行业，特别是对于粘细物的分离具有独特的优越性。例如，化工和生活污水处理产生的污泥，含水率很高，必须经过脱水处理，降低体积才能排放出去。将污泥填埋的成本是很高的，可能达到每吨1000元，若经过脱水处理，则体积减量50％以上，能显著降低企业污泥处理的成本以及减少填埋场地。

传统的压滤机按照过滤方式分类：箱式压滤机、带式压滤机、隔膜式压滤机和板框式压滤机。例如，中国专利文献CN 202097986U公开一种“筒式压滤机”，包括外筒和内滤筒，所述内滤筒轴向滑动套装在所述外筒的内腔，所述内滤筒的筒壁外周上设有虑孔且外部包裹滤布，所述外筒的内腔壁设有可涨缩的涨力膜，所述涨力膜与内滤筒的筒壁之间形成环形密闭的物料过滤腔，所述涨力膜与外筒的筒壁之间形成环形密闭的施力腔，所述外筒上设有与施力腔连通的施力介质入口和施力介质出口、以及与物料过滤腔连通的进料口，所述内滤筒内设有滤液收集腔，所述内滤筒上设有与滤液收集腔连通的滤液出口，所述内滤筒与驱动所述内滤筒轴向滑动卸料的卸料动力装置连接。该压滤机属于隔膜式压滤机，其工作原理是：通过施力介质进入施力腔内将涨力膜涨大并对物料过滤腔内的物料进行挤压，完成物料的过滤。隔膜式压滤机是间歇性加压过滤设备，用于各种悬浮液固液分离。压滤机使用的隔膜膨胀的介质可以是压缩空气(0.7MPa以下时使用)，也可以是水(0.7MPa以上时使用)，其缺点在于：经常出现烂布及膜片现象，不太适于用在污泥脱水领域，目前常用在污泥脱水领域的是板框式压滤机。

传统的板框式压滤机包括液压装置和压滤装置，该压滤装置包括多组首尾相连的滤板，滤板内设有进料孔和物料腔，其进料孔与物料腔相通，使用时，通过进料泵将物料从进料孔抽至物料腔内并填满，利用物料腔内的有限空间以较小压力使物料脱水，而液压装置主要是起到将压滤机内滤板的滤板限位，防止滤板松动，起到保压作用，通过这种压滤机所压滤的物料其滤水效果并不十分理想，压榨之后含水率很少能够降低到50％，且滤水时间长，效率不够高。

针对以上缺点科学工作者做了大量的研究和对现有技术进行了大量改进，如中国专利文献CN 101524896B公开一种“卧式弹簧滤板压榨机”，包括液压装置和压滤装置，所述液压装置与压滤装置两侧面固定有导杆，所述液压装置前端设有活塞杆，该活塞杆活动安装在导杆上，所述活塞杆前端设有推板，所述压滤装置包括多组首尾相连的压滤板，这些压滤板活动安装在导杆上，所述压滤板由主板、副板及副框组成，该副板上设有凸台，所述副框内设有供凸台压入的物料腔，在主板、副板上分别开有与物料腔相通的进料孔，位于主板和副板上开有弹簧槽，所述弹簧槽内设有弹簧装置，在压滤板上还设置出水孔。上述的压榨机存在如下缺陷：1、工作效率不够高，滤水效果不够好；2、设备零部件较多，设备维护工作量大，生产及使用成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种压滤机，其零部件少，结构简单可靠，工作效率高，滤水效果好，且设备维护工作量小。

本发明还提供一种压滤机的压滤方法，其采用多级压榨及烘干方式，提高了压滤效率，且脱水率更高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种压滤机，包括多组滤板，相邻滤板接触设置，每个滤板具有物料通道，以及设有体积可变的用于容纳物料的压滤空间，所述物料通道的一端与所述压滤空间连通，另一端与相邻滤板的压滤空间连通，每个滤板还设有用于连通该滤板的外部与其压滤空间的气体通道和用于连通该滤板的外部与相邻滤板压滤空间的液体通道，在所述滤板的两侧并位于相邻压滤空间内均设置滤网，所述滤网外均覆盖有滤布。

进一步的，相邻滤板的接触面设置至少一道密封圈。

优选的，所述滤板的一侧设置凹槽，所述滤板的中心与所述凹槽底部相连通的开设通孔，所述滤板的另一侧面与相邻滤板的带有凹槽的一侧面接触设置，所述通孔与相邻滤板的凹槽的口部相连通。

优选的，所述气体通道和所述液体通道分别至少设置一个，所述气体通道由所述滤板的上部向其内部开设，并连通至所述凹槽的底部，所述液体通道由所述滤板的下部向其内部开设，并连通至相邻滤板的凹槽的口部。

可选的，所述液体通道由所述滤板的下半部分的左侧面、右侧面或者端面的外围向内开设。

可选的，所述气体通道由所述滤板的上半部分的左侧面、右侧面或者端面的外围向内开设。

优选的，所述滤网分别贴于滤板的两侧，并分别位于所述凹槽的底部和相邻凹槽的口部，在所述滤网外均设置滤布，所述滤布的端部均通过滤布固定件固定于滤板上，所述滤布固定件包括滤布密封圈、压条和螺栓，所述滤网及所述滤布均覆盖所述气体通道和所述液体通道的端口。

优选的，所述凹槽由其口部向底部呈钝角倾斜设置。

优选的，所述滤板为圆形或者方形。

优选的，所述滤板采用金属材料或者金属与塑料的混合材料制成。

一种压滤机的压滤方法，包括如下步骤：

步骤一：物料泵将待压滤的物料通过物料通道泵入压滤空间，此时物料含水量最大，在物料泵的动力作用下，物料中的水分会初步地从压滤空间经滤布过滤到滤网中，并通过液体通道外排，实现一级压榨过滤；

步骤二：控制系统连接气动阀控制高压气体从气体通道和/或液体通道通入压滤空间内对滤布包裹的物料进行压榨，气体压力适于在0.5～5MPa之间，由于压滤空间内部封闭，在高压气体作用下，进行双向挤压，物料中的水分进一步从压滤空间经过滤布进入滤网内积留，实现二级压榨过滤；

步骤三：通过物料泵再次向压滤空间内泵送物料；

由于经过步骤一和步骤二的二级压滤后，压滤空间内的水分已经部分被压榨过滤，压滤空间得以部分释放，再次向压滤空间内泵送物料，实现一次性压滤更多体积的物料，提高了压滤效率；

步骤四：控制系统连接气动阀控制高温气体从液体通道通入压滤空间，高温气体进入压滤空间对物料进行烘干，水蒸汽从气体通道外排，提高了物料的含固率，实现三级烘干；

步骤五：重复上述步骤二、步骤三和步骤四，直到物料达到预定含水率。

进一步的，所述压滤方法还包括步骤六：卸料；

具体的，当物料达到预定含水率时，将滤板依次松开，控制系统连接气动阀向被松开的滤板的气体通道或者液体通道内通入高压气体，滤布会被高压气体冲涨，将粘在滤布上的物料冲掉，达到自动卸料目的。实现了全自动化效果，减少了人力成本。

相对于现有技术，本发明的有益效果：1、本发明的压滤机的零部件少，结构简单可靠，设备维护工作量小，降低了生产及运行成本；工作时，过滤压力可达5MPa，气体压榨压力可达5MPa以上，提高了压滤效率，滤水效果好；

2、传统压滤机只设置排水孔，利用液压油缸驱动压榨，压榨出来的水从排水孔排出，传统压滤方法一次压榨需用时8分钟，本发明增设气体通道，可以通入高压气体，利用气体压力辅助压榨；也可以通入高温蒸汽，用高温来将水分蒸发，进一步去除水分，这种压榨方式不需要油缸等机械运动的部件，滤板也无需经常移动，所以压榨速率很快，一次压榨只需1～2分钟即可，同时，每次压榨时，可以将压榨出的水分暂存于滤网内，从而释放压滤空间的体积，使得每次压榨的物料体积更大。

3、在卸料时，还可利用气体冲刷滤布，将压榨剩余的物料冲散，使附着在滤布上的物料从滤布上脱落，达到自动清洗滤布的效果。

附图说明

图1是实施例所述的压滤机的滤板的主视示意图；

图2是图1中所示A-A向剖视示意图；

图3是实施例所述的压滤机的卸料状态示意图。

图中：

101、第一滤板；102、第二滤板；103、物料通道；104、第一压滤空间；105、第二压滤空间；106、滤布；107、滤网；108、第一通道；109、第二通道；110、第一支通道；111、第二支通道；112、第三支通道；113、第四支通道；114、滤布固定件；115、滤布密封圈；116、压条；117、螺栓；118、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图2所示，示出包含四块滤板的压滤机的结构，四块滤板中每两块首尾相连，四块滤板分别为第一滤板101、第二滤板102、第三滤板、第四滤板，每块滤板的结构上一致。以第一滤板为例，第一滤板101为圆形滤板，其一侧向内设置凹槽，且凹槽的口部向底部呈钝角倾斜设置，该凹槽作为第一压滤空间104，在滤板的另一侧与凹槽底部相连通的开设通孔，作为物料通道103，同理，第二滤板102的靠近第一滤板的一侧设置第二压滤空间105，物料通道103的一端连通第一压滤空间104，另一端连通第二压滤空间105；在第一滤板的上部开设两个用于连通其外部与第一压滤空间104的气体通道，在第一滤板的下部开设两个用于连通其外部与第二压滤空间105的液体通道；在第一滤板的两侧并分别位于第一压滤空间和第二压滤空间内设置滤网107，在滤网107外均覆盖有滤布106。

如图2所示，气体通道位于第一滤板的上部，由第一滤板的外部向内开设第一支通道110，再由第一压滤空间104的底部与第一支通道相连通的向内开设第二支通道111，第一支通道110与第二支通道111组成第一通道108，即为气体通道，气体通道开设于滤板的上部，并由滤板的右侧面的外围向内开设，主要是基于气体质轻的考虑。液体通道位于第二滤板的下部，由第二滤板的外部向内开设第三支通道112，再由第二压滤空间105的口部与第三支通道相连通的向内开设第四支通道113，第三支通道112与第四支通道113组成第二通道109，即为液体通道，液体通道开设于滤板的下部，并由滤板的右侧面的外围向内开设，便于将液体外排。

滤网107紧贴于滤板的两侧面设置，滤布106完全覆盖滤网设置，压滤出的水分透过滤布进入滤网暂存，以便于释放压滤空间的体积，在滤板的两侧设置凹槽，将滤布的端部挂于凹槽内，再通过滤布固定件114固定，滤布固定件114包括滤布密封圈115、环形压条116、紧固螺栓117。将滤布的端部挂入凹槽内，再将滤布密封圈115装入凹槽内，用压条116压紧，最后通过螺栓117固定，通过上述设计，能方便于滤布的拆装，便于设备的维护。滤布的端部应当覆盖液体通道以及气体通道的端口，可以通过上述的通道通入气体，对滤布进行自动清洗工作。

在第一滤板101与第二滤板102的接触面设置一密封圈118，可以有效的防止物料的泄露，提高压滤工作的可靠性。

工作时，物料泵将待压滤的物料通过物料通道泵入压滤空间，此时物料含水量最大，在物料泵的动力作用下，物料中的水分会初步地从压滤空间经滤布过滤到滤网中，并由液体通道外排，实现一级压榨过滤；该步骤属于驱动泵进料过滤压滤，利用泵加料时的动力，将水分过滤至滤网中，经下方的液体通道外排，不外加压力；

然后，控制系统控制进气阀将高压气体从气体通道和/或液体通道通入压滤空间对滤布包裹的物料进行压榨，气体压力适于在0.5～5MPa之间，由于采用高压气体压榨，压力较普通压榨的压力高2～5倍，故滤板必须采用抗压强度更高的金属板，在高压气体作用下，进行双向挤压，物料中的水分进一步从压滤空间经过滤布进入滤网内暂存，从而释放压滤空间的体积，实现二级压榨过滤；该步骤属于气体加压滤布，进行压力压榨，压榨出的水分暂存于滤网内；控制系统控制进气阀将高温气体从下部的液体通道通入压滤空间，通过高温气体对物料进行烘干，水蒸汽从上部的气体通道外排；此时，压滤空间得以部分释放，通过物料泵再次向压滤空间内泵送物料，再通过高压气体压榨，经过多次高压气体压榨、排水、烘干、再次进料的循环工作，直到物料压滤到合适的干度。本发明不采用液压油缸作为动力进行压榨，仅采用高压气体压榨，滤板无需经常运动，没有运动磨损，压滤用时更短，并可以多次进料，压滤效率高。

如图3所示，当物料达到预定干度时，还可以利用高压气体进行自动卸料。具体来说，将滤板依次松开，控制系统控制进气阀向被松开的滤板的气体通道或者液体通道内通入高压气体，滤布会被高压气体冲涨，将粘在滤布上的物料冲掉，达到自动卸料及自动清洗滤布的双重效果。优选的，控制系统优选采用PLC控制系统，PLC控制系统连接进气阀，实现对进气的控制。

需要注意的是，当通入高温气体时，适于从下部的液体通道进气，蒸发后的蒸汽由上部的气体通道排出，而通入高压气体时，上、下通道同时进气或者由一个通道进气另一通道排气均是可行的；本实施例中，开孔数量为上、下各两个，在其他实施例中，开孔数量也可以为一个或者两个以上。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压滤机，其特征在于，包括多组滤板，相邻滤板接触设置，每个滤板具有物料通道，以及设有体积可变的用于容纳物料的压滤空间，所述物料通道的一端与所述压滤空间连通，另一端与相邻滤板的压滤空间连通，每个滤板还设有用于连通该滤板的外部与其压滤空间的气体通道和用于连通该滤板的外部与相邻滤板压滤空间的液体通道，在所述滤板的两侧并位于相邻压滤空间内均设置滤网，所述滤网外均覆盖有滤布。

2.根据权利要求1所述的压滤机，其特征在于，相邻滤板的接触面设置至少一道密封圈。

3.根据权利要求1或2任一所述的压滤机，其特征在于，所述滤板的一侧设置凹槽，所述滤板的中心与所述凹槽底部相连通的开设通孔，所述滤板的另一侧面与相邻滤板的带有凹槽的一侧面接触设置，所述通孔与相邻滤板的凹槽的口部相连通。

4.根据权利要求3所述的压滤机，其特征在于，所述气体通道和所述液体通道分别至少设置一个，所述气体通道由所述滤板的上部向其内部开设，并连通至所述凹槽的底部，且所述气体通道适于由所述滤板的上半部分的左侧面、右侧面或者端面的外围向内开设，所述液体通道由所述滤板的下部向其内部开设，并连通至相邻滤板的凹槽的口部，且所述液体通道适于由所述滤板的下半部分的左侧面、右侧面或者端面的外围向内开设。

5.根据权利要求4所述的压滤机，其特征在于，所述滤网分别贴于滤板的两侧，并分别位于所述凹槽的底部和相邻凹槽的口部，在所述滤网外均设置滤布，所述滤布的端部均通过滤布固定件固定于滤板上，所述滤布固定件包括滤布密封圈、压条和螺栓，所述滤网及所述滤布均覆盖所述气体通道和所述液体通道的端口。

6.根据权利要求4或5任一所述的压滤机，其特征在于，所述凹槽由其口部向底部呈钝角倾斜设置。

7.根据权利要求1或2任一所述的压滤机，其特征在于，所述滤板为圆形或者方形。

8.根据权利要求1或2任一所述的压滤机，其特征在于，所述滤板采用金属材料或者金属与塑料的混合材料制成。

9.一种使用权利要求1或2任一所述的压滤机的压滤方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：物料泵将待压滤的物料通过物料通道泵入压滤空间，此时物料含水量最大，在物料泵的动力作用下，物料中的水分会初步地从压滤空间经滤布过滤到滤网中，并通过液体通道外排，实现一级压榨过滤；

步骤二：控制系统连接气动阀控制高压气体从气体通道和/或液体通道通入压滤空间对滤布包裹的物料进行压榨，在高压气体作用下，物料中的水分进一步从压滤空间经过滤布进入滤网内积留，实现二级压榨过滤；

步骤三：通过物料泵再次向压滤空间内泵送物料；

由于经过步骤一和步骤二的二级压滤后，压滤空间内的水分已经部分被压榨过滤，压滤空间得以部分释放，再次向压滤空间内泵送物料，实现一次性压滤更多体积的物料，提高了压滤效率；

步骤四：控制系统连接气动阀控制高温气体从液体通道通入压滤空间，高温气体进入压滤空间对物料进行烘干，水蒸汽从气体通道外排，提高了物料的含固率，实现三级烘干；

步骤五：重复上述步骤二、步骤三和步骤四，直到物料达到预定含水率。

10.根据权利要求9所述的压滤方法，其特征在于，还包括

步骤六：卸料；

当物料达到预定含水率时，将滤板依次松开，控制系统连接气动阀向被松开的滤板的气体通道或者液体通道内通入高压气体，滤布会被高压气体冲涨，将粘在滤布上的物料冲掉，达到自动卸料目的。

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