CN1033507A - 内转鼓放射式液压真空连续过滤机 - Google Patents

Abstract

一种内转鼓放射式液压真空连续过滤机，料浆脱 水具有二个过滤推动力。该机主要由转鼓内安装马 鞍形过滤板，使有限转鼓内直径空间、过滤面积增加 了10倍。“增液压鼓”一端面有密封环，使浆液高度占 转鼓直径80％，这样就自然形成了位差浆液压力。 真空抽吸基本上在料浆中进行，这样耗电既大幅度减 少，抽收强度又得到增加。本发明能对悬浮液分离， 并对有粘性料浆也能进行，特别对过滤温度要求较高 悬浮液，机内按有加温和保温装置，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本发明人提出中国专利申请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30M以下，“除特殊用户需要外”国内生产GN-20筒型内滤式真空过滤机，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。

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抺堵塞，滤布连续使用过滤效果较差，使用越长，粘抺堵塞，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形滤板，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1/4～1/3。

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2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，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中心调节架。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。轴承架内侧的主轴压盖上固定安置一个齿轮，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筒，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，一个固定地架设在外受液压筒和中心加强圈之间的中心轴，该轴的一头安装在主轴压盖内并与主轴压盖密封滚动连接，另一头固定在中心调节架上，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档液板，在档液板外侧还装有一液衡排出管，其使转鼓的内腔中液压水平线距转鼓中心有一定高度，这使料浆脱水分离时自然产生出液压过滤推动力。以及一个固定在外受液压筒外靠边的进浆管，料浆可从外通过进浆管输入到转鼓内。所说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密封连接。

每块过滤板上，设有出液管和进气管，并各自插入转鼓主轴压盖上相应的出液软管和进气软管内。出液软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。

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    是转鼓的剖视图;

图5    是过滤板的示意图;

图6    是图5的视图横截面图;

图7    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8    是图7的视图侧视图;

图中1，传动齿轮、2，齿轮、3，液水平线距中心高度、4，密封圈、5，中心轴承、6，分配头、7，主轴承、8，轴承座、9，平键、10，转鼓、11，马鞍形过滤板、12，转鼓滚动托轮、13，增液压鼓、14，中心调节支架、15，排液管、16，中心轴、17，轴承、18，静摩擦片、19，动摩擦片、20，吊环螺钉、21，真空表、22，反吹进气管、23，封盖、24，螺母、25，压缩弹簧、26，弹簧座、27，壳体、28，主轴压盖、29、出液软管、30，进气软管、31，转鼓筒身、32，右封盖、33，密封环、34，密封环压板、35，滤布、36，滤网、37，出液管、38，网托板、39，密封底板、40，进气管、42，中心轴、42，中心加强圈、43，液衡排出管、44，挡液板、45，外受液压筒、46，卸滤饼斗、47，夹套蒸气加热出口、48，直接加热器、49，进浆管、50，夹套蒸气加热进口。

参见图1，2和4本发明的内转鼓放射式液压真空连续过滤机包括一对齿轮1、2、分配头6、转鼓10、放射形过滤板11、增液压鼓组件13、轴承座8、中心调节支架14和一对托轮12等。

转鼓10由转鼓筒身31，主轴压盖28，右封盖32等组成。所说的筒身31的外边沿有环状凸肩，在靠近筒身31内壁处的主轴压盖28的圆盘部上设有圆周均布并与放射形过滤板数量相等的出液孔和进气通孔。在主轴压盖28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29和进气软管30彼此连通。主轴压盖28的内侧开有中心孔以安装增液压敲13的中心轴。

所说放射形过滤板沿转鼓筒身31的内壁轴向均布，见图5。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、矩形等，而其中以马鞍形为最好。在本发明中所例示的都采用马鞍形过滤板11，马鞍形过滤板11结构包括一密封底板39、一截面呈半圆马鞍形曲面上部，该曲面靠近密封底板部39的宽度比曲面的端部要宽。马鞍形过滤板11的曲面从内到外架设或覆盖不锈钢网托板38，不锈钢棱形滤网36和滤布35，曲面两侧各设密封端盖，在端盖之一上设有进气管40和出液管37。所述过滤板通过密封底板39用螺钉安装在转鼓筒身31的内边壁，而进气管40和出气管37，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36和网托38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13由中心轴41，中心加强圈42，液衡排出管43，挡液板44，外受液压筒45，卸滤饼斗46，夹套蒸汽加热装置，直接加热器48和进浆管49等组成，见图6。中心轴41的一端设有轴肩和环槽可放置中心轴承5和1～2密封圈，另一端切制成板形。当增液压鼓13装入转鼓10内后中心轴41的一端上轴承5和密封圈与主轴压盖28的中心孔紧密衔接和接触构成所谓密封滚动连接。中心轴41的板形端固定在中心调节支架14上，即与中心支架14上相适宜部分配合以固定增液压鼓13。所说的卸滤饼斗46是从靠近主轴压盖28的增液压鼓13上部对角倾斜地穿过所述敞缝延展到中心加强圈42外，卸滤饼斗46的宽度和倾斜率足以满足转鼓的过滤板在反吹区Ⅰ时，见图2，吹落的滤渣或滤饼沿着卸滤饼斗46下滑到过滤机外。外受液压筒45的敞缝四周档液板44设置上，其顶部高于外受液压筒45。所述的固定在档液板44外侧的液衡排出管43呈矩形，其上部有矩形的开口、下部接有相连通的管子，该液衡排出管43的矩形上部开口构成料浆在转鼓内最高液位水平线距中心高度线3，使得料浆始终保持最大浆面高度。这种能使料浆在转鼓内保持一定高度所产生的液压自然压差连同真空抽吸，即前述的二种过滤推动力，势必有利于料浆的固液脱水分离。增液压鼓13的中心加强圈42和转鼓10的右封盖32的密封连接包括放置在中心加强圈42外圆周表面和右封盖32的凹环部之间的环形密封圈33及其固定在右封盖32上并紧压密封圈33的密封环压板34。这种密封为使料浆在转鼓中达到液位水平线距中心高度线，而不会从转鼓和增液压鼓之间渗漏出来。

由于本发明中过滤机的转鼓筒身31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13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，可适用于各种碱性料浆。在增液压鼓13的外受液压筒45的外壁上还装有一夹套蒸汽加热装置和/或一直接加热器48，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48、50和直接加热器的进口均位于增液压鼓13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。

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，除了反吹气进气管22，在原本人发明专利申请“87102662”号中装于分配头中心线下部，而现在的过滤机中安置于分配头中心线的上部之外，其它方面均与原发明相同，使过滤机在切换气液时更为合理，易于维护。

为了使得转鼓10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10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托轮12，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。

本发明过滤机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液水平线距中心高度进入转鼓内，转鼓在传动装置的驱动下，沿逆时针方向转动，见图2。图2中部位Ⅰ是过滤区域，约占80%左右。料浆在本身液压和真空抽吸作用下进行脱水分离，滤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力，即液压和真空抽吸作用下，随着转鼓逆时针方向转动，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份水分，由于过滤过程基本上在浆液中进行，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掉从而形成含湿率较低的滤饼。随之进入示图2中部位Ⅱ、卸滤饼区域，其约占10%左右。在这一区域滤饼在反吹气作用力下卸落，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，转鼓上的过滤板进入图2中部位Ⅲ，作为中间过渡区，其约占10%左右，是一无作功部位。本发明所存在无作功部位由于所占比例小，无作功损失比以往任何内外转鼓真空过滤机的损失要小得多。转鼓继续转动时过滤板从部位Ⅲ又进入部位Ⅰ，可使得过滤机进料、过滤、排滤饼周期地连续进行。

名称    页    行    补正前    补正后

说明书    1    倒7    30M以下    30M以下

2    4    …更难以进行。    …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150～200M之间。

倒6    …1/3。    …1/3.目前研究试制过滤面积为

60M，外形尺寸2.8M×

3M×3M，科研预算销

售价在25万元以内。

3    2    …2个以上…    …6个以上…

5    …放射形的，…    放射式的马鞍形

14    …在过滤板上…    …在马鞍形过滤板上…

倒1    每块过滤板上…    每块马鞍形过滤板上…

4    2    …此过滤板…    …此马鞍形过滤板…

例7    是过滤板…    …是马鞍形过滤板…

5    11，15，    …放射形过    …放射式马鞍形过

19，    滤板11…    滤板…

6    4    …各种碱性    各种酸碱性

权利要

求书    1    5    …过滤板是放射形    过滤板是放射式马鞍形

的，有2个以上，…的，有6个以上，…

倒4    …放射形过滤板    …放射式马鞍形过滤板…

例1

注：本发明实施例以马鞍形作说明，马鞍形属放射式过滤板的一种，已在说明书中提到。

Claims (9)

1、一种内转鼓放射式液压真空连续过滤机，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：所说转鼓包括一外端带环状凸肩的转鼓筒身，一位于转鼓筒身左侧的主轴压盖，一位于右侧的右封盖，主轴压盖上固定安装有一齿轮并与装在减速箱输入轴上传动齿轮啮合，过滤板是放射形的，有2个以上，每个过滤板一侧有一出液管和进气管并轴向地安装在转鼓筒身的内壁上，机架为转鼓轴承架和中心调节架，两个托轮机构安装在转鼓下方机架上，所述转鼓的主轴压盖和转鼓筒身凸肩各自与转鼓轴承座和两个托轮机构滚动连接，本发明还有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筒，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，一中心轴，该中心轴的一头安装在主轴压盖内并与主轴压盖密封滚动连接，另一头固定在中心调节架上，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，一安装在挡液板外侧的液衡排出管以及一固定在外受液压筒筒外靠边的进浆管，所说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密封连接，所说的过滤板出液管和进气管各自插入转鼓主轴压盖上相应的出液软管和进气软管，该出液软管汇总分配头壳体，进气软管则当此过滤板进入分配头反吹进气孔位置时接通过滤板。

2、根据权利要求1所述的过滤机，其特征在于主轴压盖的圆盘部设有圆周均布并与放射形过滤板数量相等的出液通孔和进气通孔，在主轴压盖的轴颈部分也设有相应数量圆周均布该二种通孔，两出液孔之间和两进气通孔之间分别通过出液软管和进液软管彼此相连通。

3、根据权利要求1或2所述的过滤机，其特征在于一般放射形过滤板可设20～120个，过滤板截面形状可呈马鞍形、梯形、矩形，其中最好为马鞍形。

4、根据权利要求3所述的过滤机，其特征在于所说的马鞍形过滤板包括一密封底板，一截面呈半圆马鞍形曲面的上部，曲面从内到外架设或覆盖不锈钢网托板，不锈钢棱形滤网和网布，曲面二侧各设密封端盖，端盖之-上设有进气管和出液管，过滤板通过密封底板用螺钉安装在转鼓筒身的内边壁上。

5、根据权利要求4所述的过滤机，其特征在于所说的中心轴与主轴压盖密封滚动连接，其包括中心轴上轴肩和环槽内放置的轴承、密封圈与主轴压盖的中心孔紧密接触和衔接。

6、根据权利要求5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。

7、根据权利要求1或6所述的过滤机，其特征在于所说的固定在挡液板外侧的液衡排出管呈矩形，其上部有矩形的开口的筒体，下部接有相连通的管子，该液衡排出管的矩形上部开口还构成料浆在转鼓内最高液位水平线距中心高度线。

8、根据权利要求7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。

9、根据权利要求8所述的过滤机，其特征在于转鼓筒身31的内衬用不锈钢或橡胶、塑料和涂覆环氧衬，而增液压鼓是不锈钢制成。

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