CN1030559C - 转鼓内滤式放射型真空连续过滤机 - Google Patents

Abstract

转鼓内滤式放射型真空连续过滤机，内安装马鞍形过滤板使有限空间过滤面积和生产能力增加了十倍。

过滤料浆高度可以调节，并自然产生位差浆液过滤推动力，形成滤饼可水洗。自卸滤饼后滤布可用清水洗涤。真空抽吸在浆液中过滤板壁间进行，使耗电大大减少，抽吸强度增加。

本发明能对悬浮液分离，也能对有粘性料浆，特别对过滤温度要求较高悬浮液，机内安装有加温和保温装置，在98℃均可进行固液相过滤脱水分离。

Description

本发明涉及分离装置，特别是固态/液态悬浮液或某些高粘性物料的液压真空抽吸的过滤机械。

过滤机械在化工、冶金、选矿、石油、食品、制糖、制酒、造纸、化纤等工业部门以及工业三废处理中具有很重要的作用。

在现有技术中，对悬浮液和高粘性物料的分离，常需选用相适应的过滤机，例如对高粘性物料的介质脱水分离，需用加压过滤设备：板框式过滤机、加压叶滤机、加压真空圆盘过滤机、加压真空转鼓过滤机以及国内程忠良提出中国专利公布87102662号，题名为“机械挤压式连续压滤机”。对一般性悬浮液介质料浆脱水分离则将采用水平带式真空过滤机、盘式真空过滤机和转鼓真空过滤机。

总的来说这些过滤机主要由机架或者壳体、转鼓、过滤板、密封件，中心分配头和传动装置等组成。过滤板通常以平板或圆弧形式围绕转鼓的筒体内壁或者外边圆周面加以覆盖，所以一旦转鼓的尺寸确定后，过滤板覆盖面积，即过滤面积也基本上确定。因此，如果要增加过滤面积，就需相应扩大转鼓的尺寸，提高传动和真空泵电机等辅助设备动力，使过滤机做得十分庞大，造成投资大，用材费，占地面积多。举例来说，就基本制造过滤面积来讲，国内外均在30M²以下，“除特殊用户需要外”国内生产GN-20筒形内滤式真空过滤机，转鼓直径4M，外形尺寸4M×4M×4M，而过滤面积只有20M²，真空抽吸所使用真空泵电机是75千瓦。LKGA-10转鼓真空过滤机，转鼓内直径2.6M，外形尺寸4.7M×4M×3.56M，而过滤面积只有10M²，真空抽吸所使用真空泵电机是30千瓦，销售价是12万元。另一种GGX-27过滤机，过滤面积为27M²，外形尺寸6.8M×5.24M×3.2M，销售价为30万元。再有一种过滤面积为60M²，外形尺寸20M×5.5M×3.3M，销售价为60万元左右，像这样庞然大物也给运输安装等均带来难以想象困难，如果再增大单机过滤面积，在现实条件下看来就更难以进行。而本发明过滤机之外形尺寸4M×5.4M×5.4M过滤面积就有150～200M²之间。

现有过滤机另一普遍存在问题，是过滤料浆灌入转鼓内或者转鼓外壳，均在转鼓中心线以下部，浸入料浆液内过滤板只占总过滤板1/4左右，这样就不易形成浆液压力，相反在真空抽吸中，由于滤饼抽吸易龟裂，大量真空漏泄，这样既影响了真空抽吸强度，同时又白白地浪费了电能消耗。

此外，上述过滤机由于体积大，所以过滤机所用材质一般都选用铸铁衬橡胶，由于难以防腐蚀，不耐较高温度关系，限制了过滤机对于处理料浆的广泛性。另外，一般真空过滤机，卸滤饼是靠刮刀 加反吹气，使滤布表面毛细孔粘抹堵塞，滤布连续使用过滤效果较差，使用越长，粘抹堵塞，更为明显。

本发明的目的在于克服上述过滤机中存在的缺点，从而提供一种转鼓内壁上安装放射型滤板，其内还套装一增液压鼓的液压真空连续过滤机。这种过滤机对过滤料浆适应性强，而体积只有前者多种类型真空连续过滤机的1/8，在相同体积时，“即转鼓直径和长度乘积”下过滤面积和生产能力是前者10倍，耗电量只有前者过滤机的20%，大大节省电力。而且可使真空抽吸基本上在浆液中过滤板的板壁间进行，抽吸强度又得到很大提高。而造价以每平方过滤面积计算仅前者的1/4～1/2。目前研究试制过滤面积为60M²，外形尺寸3M×3M×3M，科研预算销售价在25万元之内。

本发明另一目的是过滤机凡接触过滤介质所使用材质是全部不锈钢和聚四氟乙烯等。

本发明又一目的是过滤机中可安装加热装置，这样使既能对悬浮液加速分离脱水，又可对具有高粘性料浆进行分离。所以本发明过滤机具有结构紧凑，合理，占地面积小，重量轻，造价低，用电省，性能好，还可适应各种工业浮悬浮和某些高粘性介质的分离。

本发明的过滤机主要由一对机架，一圆筒的转鼓内有6个以上过滤板，一增液压鼓组件，一分配头，一对托轮机构、一对传动齿轮和电机减速装置等组成。转鼓包括一外端带凸肩和另一端固定大齿轮的转鼓筒身，一位于转鼓筒身左侧的主轴压盖，一位于右侧的右封盖。过滤板为放射形的马鞍形，其轴向地安装在转鼓筒身的内壁上使有限的转鼓直径空间内过滤面积增加10倍左右。一对机架包括转鼓轴承架和调节固定支架。两个托轮机构安置在转鼓下方地面或机架上。所说的转鼓的主轴压盖和转鼓筒身凸肩各自与转鼓轴承座和二个托轮机构滚动连接。转鼓一端固定安置一个大齿轮《齿轮套》，所说的齿轮与装在减速箱输出轴上传动齿轮啮合传动以使转鼓作旋转运动。

一增液压鼓组件安装在转鼓的内腔中，该组件包括一外受液压的分格内胆，其上部有一定距离的敞缝，一位于筒口一侧的中心加强圈，一截面呈浅U形的卸滤饼斗，该滤斗倾斜安放在敞缝中，使在马鞍形过滤板上形成的滤饼在反吹气反吹作用下自然卸落到卸滤饼斗内，经过该斗倾斜面自动下滑排出机外，一个调节固定支架设在分格内胆和中心加强圈的壁边上，分格内胆的另外一头安装在主轴压盖内并与主轴压盖密封滚动连接，使增液压鼓始终保持静止状态，一由二块长板设在敞缝二侧和二块短板设在二端并向上倾斜或垂直于地平面彼此相连构成的挡液板，在挡液板外侧还装有水洗滤布汇总糟，其使过滤板滤布得到清水洗涤，再生后又进入过滤区域，这使过滤料浆脱水分离时，滤布毛细孔不易堵塞，加快过滤速率，在分格内胆和中心加强圈间，装有进浆管，料浆可从外通过进浆管输入到转鼓内。过滤机的分配头安装在主轴压盖的轴端面上，所说的转鼓的右封盖和增液压鼓的中心加强圈是动态密封连接。

每块马鞍形过滤板上，设有出液管和进气管以及卸落滤饼导气槽。出液管和进气管并各自插入转鼓主轴压盖上，并用螺帽固定，再相应用聚四氟乙烯出液软管和进气软管联接。出液管内过滤清液汇总于分配头壳体，由排液管排出机外。过滤板上进气管，当转鼓上此马鞍形过滤板进入分配头反吹进气管孔位置时，反吹气通过进气软管进入或接通过滤板，对过滤板上已形成滤饼进行反吹，滤饼自行卸落。滤饼卸落，由于马鞍形过滤板之间的间距和滤饼在转鼓内壁吸附力作用，滤饼尚有部份粘在过滤板和转鼓内壁上，为了彻底卸落残余滤饼，在马鞍形过滤内反吹气反吹的同时，在分配头有少量压缩气通过动磨擦片，进入开活门气孔，自动冲气活门的活门打开，6kg/cm²大量压缩气瞬时间在过滤板表面和转鼓内壁间喷冲，经过这样喷冲，滤饼卸落是彻底完全，使用这种方法，远比转鼓真空连续过滤机依靠反吹气和刮刀卸落滤饼要优越得多。

本发明除了上面所说的过滤面积大幅度增加，质优而造价低，过滤料浆适应性强，体积小占地面积少等外，还具有维修方便，操作简单以及密封性能好。本过滤机可连续运行，性能稳定可靠。卸滤饼直接由反吹气作用卸落，还使滤布毛细孔畅通，所以滤布适宜长期连续使用，又可提高过滤机的过滤效果。本发明密封性能可靠，对易挥发、有毒物质或放射性物质的脱水分离可采用密闭式结构，对实现远距离控制和自动化控制创造了条件，即可节省劳力又可减轻劳动强度。这项发明给我国社会主义经济建设会创造数亿至数百亿直接财富，给全国 数以万计厂矿企业解决了难以解决的三废处理中固液分离问题，也会促使工业生产和三废治理中固液分离得到根本性解决。

以下将结合附图对本发明过滤机作详细描述：

图1是本发明的过滤机结构示意图;

图2是本发明的过滤机工作原理图;

图3是分配头剖视图;

图4是图5的视图横截面图

图5是分配头动磨擦片示意图;

图6是分配头静磨擦片示意图;

图7是转鼓的剖视图;

图8是马鞍形过滤板的示意图;

图9是图8的视图横截面图;

图10是增液压鼓的剖视图，其中局剖部分表示加热管道所在位置，

图11是图10的视图侧视图;

图中1，传动齿轮、2，齿轮、3，轴承座、4，密封圈、5，中心轴承、6，分配头、7，自动冲气活门、8，主轴承、9，出液软管、10，进气软管，11.转鼓、12，转鼓加强圈、13，马鞍形过滤板、14，密封环压板、15，密封环、16，增液压鼓、17，调节固定支架、18，转鼓滚动托轮、19，排液管、20，中心轴、21，轴承、22，静摩擦片、23，动摩擦片、24，开活门进气孔、25，吊环螺钉、26，真空表、27，反吹进气管、28，封盖、29，螺母、30，压缩弹簧、31，弹簧座、32，壳体、33，真空抽液出孔、34，进入滤板反吹气、35，进入开活门气孔、36，进入自动冲气活门气孔、37，反吹进气孔、38，自然气进口、39，导气糟、40，滤液汇总糟、41，右封盖、42，5转鼓筒身、43，过滤分格板、44，主轴压盖45，滤布、46，滤网、47，出液管、48，网托板、49，卸滤饼气糟、50，进气管、51，中心加强圈、52，调节浆液高度排出管、53，卸滤饼斗、54，内胆受力筋、55，进浆管、56，分格内胆、57，挡液板、58，中心定位轴、59，水洗滤饼喷淋管、60，溢流管、61，夹套蒸气加热出口、62，分格橡胶、63，水洗滤布喷淋管、64，水洗滤布汇总糟、65，洗涤水排出口、66，夹套蒸气加热进口、67，直接加热蒸气管。

参见图1，2和7本发明的转鼓内滤式放射形真空连续过滤机包括一对齿轮1、2、分配头6、转鼓11、放射形马鞍形过滤板13、增液压鼓组件16、轴承座3、调节固定支架17、和一对托轮18等。

转鼓11由转鼓筒身42，主轴压盖44，右封盖41等组成。所说的筒身42的一端外边沿有环状凸肩转鼓加强圈12，在靠近筒身42内壁处的主轴压盖44的圆盘部上设有圆周均布并与放射式马鞍形过滤板数量相等的出液孔和进气通孔。在主轴压盖44的轴颈部分也设置相应数量圆周均布的该二种通孔。在出液通孔之间和进气通孔之间分别通过出液软管9和进气软管10，彼此用螺帽固定，再相应用聚四氟乙烯软管连通。主轴压盖44的内侧开有中心孔以安装增液压鼓16的中心定位轴58。

所说放射形马鞍形过滤板沿转鼓筒身42的内壁轴向均布，见图8、9。根据结构要求过滤板通常可设20-120个，数量越多过滤面积越大。放射形过滤板的截面形状可呈马鞍形、梯形、倒梯形、矩形U形、V形等，而其中以马鞍形为最好。

本发明中所例示的都采用马鞍形过滤板13，马鞍形过滤板13结构包括一密封底板、一截面呈半圆马鞍形曲面上部，该曲面靠近密封底板部的宽度比曲面的端部要宽。马鞍形过滤板13的曲面从内到外架设或覆盖不锈钢网托板48，网托板上有卸滤饼气槽49，不锈钢棱形滤网46和滤布45，曲面两侧各设密封端盖，在端盖之一上设有进气管50和出液管47。所述过滤板通过密封底板用螺钉安装在转鼓筒身42的内边壁，而进气管50和出液管47，通过转鼓上二通孔各自与进气软管和出液软管相连接。上述滤网46和网托48结构，可把滤布包复在架空网上使滤布毛细孔畅通。所以在液压和真空抽吸二种过滤推动力作用下，不仅使料浆过滤速率快、效果好、而且使滤布表面形成的滤饼含湿率比其它真空连续过滤机形成的滤饼要低。

增液压鼓16，由中心加强圈51，调节浆液高度排出管52、卸滤饼斗53，内胆受力筋54、进浆管55、分格内胆56、挡液板57、中心定位轴58、水洗滤饼喷淋管59、夹套蒸汽加热管和直接加热蒸气管67、以及水洗滤布汇总槽等组成。内胆受力筋54与调节固定支架17用螺栓固定。另一端中心定位轴58装有中心轴承5，插入主轴压盖44中心孔内紧密衔接，构成所谓密封滚动连 接。而增液压鼓16，是相对静止不动。所说的卸滤饼斗53是在增液压鼓16中心偏左，上部对角倾斜地穿过所述敞缝延展到中心加强圈51外，卸滤饼斗53的宽度和倾斜率足以满足转鼓的过滤板在反吹区Ⅲ时，见图2，吹落的滤渣或滤饼沿着卸滤饼斗53下滑到机外，分格内胆56的敞缝四周挡液板57设置上，其顶部高于分格内胆56。水洗滤布汇总糟64就紧靠卸滤饼斗53，右侧在分格内胆56上方，卸滤饼斗53与水洗滤布汇总糟64中间由分格橡胶62分开，水洗滤布汇总糟64中按有水洗滤布喷淋管63和洗涤水排出口65。分格内胆56的左侧装有水洗滤饼喷淋管59，调节浆液高度排出管52，可调节转鼓11与分格内胆56间的料浆水平面高度，这种能使料浆在转鼓内所产生液压自然压差，连同真空抽吸。使过滤过程中产生二种推动力，位差越大、液压力越大。由于各种料浆性质和过滤内容要求不同，调节高度要看料浆对象。如滤饼要洗涤，料浆进浆高度要低于水洗滤饼喷淋管59。这样所产生自然液压较低，如滤饼不需要洗涤，那么料浆在转鼓内高度可占80%左右，势必有利于料浆的固液脱水分离。增液压鼓16的中心加强圈51和转鼓11的右封盖41的密封连接，包括放置在中心加强圈51，外圆周表面和右封盖41的凹环部之间的环形密封圈4及其固定在右封盖41上，并紧压密封圈4的密封环压板14，这种密封为使料浆在转鼓11中达到液位一定高度，而不会从转鼓和增液压鼓之间渗漏出来。

本发明中过滤机的转鼓筒身42的内衬可用不锈钢或橡胶，塑料，如聚四氟乙烯和涂覆环氧，增液压鼓16用不锈钢或诸如此类耐腐蚀材料制造使过滤机具有较好耐腐蚀和耐热性能，可适用于各种酸碱性料浆。在增液压鼓16的分格内胆56的外壁上还装有一夹套蒸汽加热装置和直接加热蒸气管67，后者可根据料浆的性质和许可安装，它们均由不锈钢盘管制成。夹套蒸汽加热装置的进出口66，61和直接加热蒸气管67的进口均位于增液压鼓16的筒口，能使固液相过滤脱水分离的料浆加热到98℃。这将大大有利于对某些粘性介质的脱水分离，加速过滤速率。相反，这在其它种类真空过滤机上是难以采用的，即使要采用也因过滤机体积大，结构苯重，而使大部分热量被设备的巨大空间和机件本身吸热所消耗，真正传到过滤料浆上的热量就很少。

为了使得转鼓11转动平稳、灵活、所说的托轮机构包括两个分别固定在机架平台上并位于转鼓11轴心线所作垂面二侧、相互对称安装的托轮组件，每个组件包括二轴承座、二轴承、一轴和一固定在轴上带环形凹槽的转鼓滚动托轮18，所说的托轮机构和转鼓上的凸肩的滚动连接包括相互作用的凸肩和托轮12的相对表面。

安装在转鼓的主轴压盖轴端的中心分配头6，见图3，用来自动切换过滤机气液，该分配头6的结构见图3，在部件安置上，在壳体32内有动摩擦片28，该件内六角螺栓固定在主轴压盖44端面上，动摩擦片28上有真空抽液出孔33、进入（伸入）滤板反吹气34，进入（伸入）开活门气孔35，三条不同直径圆周均布孔道。其中进入滤板反吹气34主气导道进入（伸入）马鞍形过滤板13，部份气通过内气道反回经过进入（伸入）开活门气孔35，打开自动冲气活门7处于打开位置6kg/cm压缩气喷冲过滤板与转鼓筒壁间残余留滤饼。与动摩擦片相对应的有静摩擦片22，该片由内六角螺栓固定在壳体32内圆平面上，静摩擦片22上有滤液汇总槽40，导气槽39，自然气进口38，自然气进量可以调节有了自然气，使过滤板在真空抽吸中压差增大，使过滤清液加快抽吸由排液管19排出机外。并在反吹卸落滤饼时，出液软管9余留残液极少流失。这种构思是目前各种连续过滤机首创。该片还有一个差位反吹气孔37和进入自动冲气活门36，这二个孔是同步对滤板上形成滤饼进行内外卸落。反吹进气管27安装在壳体22中心线的上部，使过滤机在切换气液时更为合理，壳体内其余安装有中心轴20，平面推力轴承21、螺母29、压缩弹簧30、弹簧座31，以及壳体封盖28、吊环螺钉25，真空表26。

本发明的工作原理是料浆由泵或液位自然压差，经进浆管、即进料浆高度高于转鼓内腔中调节浆液高度排出管52，内腔液位高度根据料浆性质可以进行调节，转鼓运转是在传动的驱动下，沿顺时针方向转动，见图2。图2中部位Ⅰ是过滤区域，约占50-60%，料浆在本身液压和真空抽吸作用下进行脱水分离。图2中部位Ⅱ是清水洗涤滤饼区域，约占20%，如滤饼不需要清水洗涤，那么Ⅰ、Ⅱ两部位全是过滤区域，这样进入转鼓内料 浆液位高度，可以调至超过转鼓中心线以上，料浆过滤清液通过马鞍形过滤板上滤布毛细孔，架空滤布的棱形不锈钢滤网和网托板抽到出液管、汇总分配头，在真空泵抽吸下，将过滤液从排液管排出机外。滤布表面形成滤饼是在二种过滤推动下，即位差液压和真空抽吸作用下，随着转鼓顺时针方向转动，逐渐增厚。当马鞍形过滤板离开液水平线后，过滤板上滤饼表面的部分水份，继续被真空抽吸掉。该机过滤过程基本上在浆液中，过滤板的板壁间进行，真空抽吸力损失极小，而真空抽吸强度得到提高，在较高大气压的压力差下，被抽吸液份《水份》，从而形成含湿率较低的滤饼。随之进入Ⅲ，卸滤饼区域约占6%左右，在这一区域滤饼是在过滤板内，外反吹气作用下卸落，掉在卸滤饼斗内排出机外，与此同时，滤布的毛细孔在反吹气作用下，保持畅通，卸落滤饼后，进入洗涤滤布区域Ⅱ，约占4%左右，滤布经清水洗涤再生，清水洗涤滤布的清水可控制在限定范围内这对长期循环过滤，其滤布过滤速率可以持久保持不变，除非过滤料浆介质因素使其滤布老化。经洗涤后滤布进入示图2中，Ⅳ的部位，即中间过滤区域，约占10%左右，是无作功部位，这种无作功损失，比任何内外式转鼓真空过滤机损失要小。之后又进入图示Ⅰ部位，转鼓内马鞍形过滤板就这样周期性从进料、过滤、洗涤滤饼，排卸滤饼、清水洗涤滤布连续运行。

Claims (5)

1、一种转鼓内滤式放射形真空连续过滤机，包括机架或壳体、转鼓、过滤板、中心分配头和传动装置，其特征在于：所说转鼓包括一位于转鼓筒身左侧的主轴压盖，一位于右侧的右封盖，所述过滤板是马鞍形的，其曲面从内到外架设或覆盖不锈钢托板、不锈钢棱形滤网和网布，此外，进一步包括一安装在转鼓的内腔中的增液压鼓组件，该组件包括一外受液的分格内胆，其上部有一定距离的敞蓬，一位于筒口一侧的中心加强圈，一截面呈浅“U”形的卸滤饼斗，该滤斗倾斜安装在敞缝中，一个调节固定支架，设在分格内胆和中心加强圈的壁边上，分格内胆的另一头安装在主轴压盖内并与主轴压盖密封滚动连接，一由二块设在敞缝二侧的长板和二块设在敞缝两端的短板彼此相连构成挡液板，而在挡液板右外侧装有水洗涤滤布汇总槽，内胆中心线左侧装有喷冲洗涤滤饼装置。

2、根据权利要求1所述的过滤机，其特征在于所说的增液压鼓的中心加强圈和转鼓的右封盖的密封连接包括放置在中心加强圈外表面和右封盖的凹环部之间的环形密封圈以及固定在右封盖上的密封环压板。

3、根据权利要求2所述的过滤机，其特征在于所说的固定在分格内胆与中心加强圈间外侧溢流管和调节浆液高度的排出管均与软橡胶管连接。

4、根据权利要求3所述的过滤机，其特征在于在增液压鼓的外受液压筒的外壁上还装有一夹套蒸汽加热装置和/或一直接加热器，它们均由不锈钢管制成。

5、根据权利要求1至4任一项所述过滤机，其特征在于分格内胆的左侧装有水洗涤饼喷淋管，在水洗滤布汇总槽中按有水洗滤布喷淋管。

Images