CN103405952A - 一种压滤机控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种压滤机控制方法，包括步骤：隔断机构隔断过滤区域与外界；压滤执行机构向过滤区域中通入浆料进行压滤；压榨执行机构向压榨胶囊内充入液体进行压榨；压榨执行机构将压榨胶囊内的液体排出，压榨胶囊收缩进行破饼，滤饼从滤饼出口排出。采用上述方法的压滤机上述结构的压滤机不仅对浓度大，粒度粗的浆料能够得到较为理想的滤饼，而且对于一些浓度低，粒度细且回收具有一定价值的浆料其回收率仍然很高，因此本发明提供的设备从一定程度上打破了现有的压滤机的局限性。本发明还公开了一种压滤机控制系统。

Description

一种压滤机控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及一种分离设备，更具体地说，涉及一种压滤机控制方法及控制系统。

背景技术

压滤机是利用一种特殊的过滤介质，使得液体渗析出来的机械设备。压滤机能够提取出混合液中的固体，实现固液分离的作用。现有的压滤机主要有箱式压滤机、带式压滤机、隔膜式压滤机和板框压滤机。

请参阅图1和图2所示，图1为现有技术所提供的压滤机的结构示意图；图2为现有技术所提供的压滤机工作时的结构示意图。

该压滤机包括机架6′、两根横梁4′和设置在机架6′上的液压压紧装置1′。两根横梁4′之间设置有推动板2′、阻止板5′及板框组3′，其中，推动板2′与液压压紧装置1′接触，板框组3′设置在推动板2′和阻止板5′之间，板框组3′由多个板框构成。上述压滤机工作时，液压压紧装置1′的活塞杆向右挤压推动板2′，推动板2′挤压板框组3′，使板框组3′初步压紧，板框压滤机高压注料，注料完毕后，液压压紧装置1′开始工作，对物料进行压滤挤压，挤压完成后，板框与板框之间形成滤饼，液压压紧装置带动推动板向左运动，板框与板框之间力变小，滤饼在重力作用下破碎掉落。上述结构的压滤机对于浓度大，粒度粗的浆料能够得到较为理想的滤饼，但是对于一些浓度低，粒度细且回收具有一定价值的浆料就存在其局限性。

因此，如何打破上述局限性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种压滤机控制方法及控制系统，以实现打破现有压滤机的局限性的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压滤机控制方法，包括步骤：

隔断机构隔断过滤区域与外界；

压滤执行机构向过滤区域中通入浆料进行压滤；

压榨执行机构向压榨胶囊内充入液体进行压榨；

压榨执行机构将压榨胶囊内的液体排出，压榨胶囊收缩进行破饼，滤饼从滤饼出口排出。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述隔断为：储气罐向罐体内充有液体的充填容积罐的胶囊充气使得所述充填容积罐的罐体内的液体充入充填胶囊，所述充填胶囊膨胀从而隔断过滤区域与外界。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述压滤为：通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域为：储气罐向所述压滤容积罐胶囊内充气，启动所述气动隔膜泵通过浆料进口管向述过滤区域进料。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域之后还包括：所述压滤容积罐的胶囊排气，将泵入至过滤区域的浆料吸入所述压滤容积罐的罐体内，待所述气动隔膜泵停止运转后，所述压滤容积罐的胶囊充气，并将所述压滤容积罐的罐体内的浆料继续压入过滤区域。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述压滤之前还包括：所述储气罐向喷吹室注入适量的压空；

所述压榨包括：通过向压榨容积罐的胶囊内充气，将所述压榨容积罐的罐体内液体注入所述压榨胶囊，使得所述压榨胶囊膨胀。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述压榨之后还包括：通过驱液压空管注入压空，对滤饼进气力驱液，同时对过滤介质进反吹再生；

所述破饼包括：排出压榨容积罐内胶囊气体，将所述压榨胶囊内的液体吸回至压榨容积罐的罐体内，压榨胶囊收缩，收缩过程中压榨胶囊上的钢丝割破滤饼。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述破饼之后还包括：所述储气罐通过反吹压空管向滤液通道通入压空，对其过滤介质进行反吹及脱饼。

优选的，上述压滤机控制方法中，所述滤饼从滤饼出口排为：所述充填容积罐的胶囊排气，将所述充填胶囊内液体吸回至所述充填容积罐，使所述充填胶囊收缩留出滤料通道，打开喷吹室与储气罐的电磁阀进行饼料的喷吹滤料，将滤饼吹入下部的收料桶部中。

本发明还公开了一种压滤机控制系统，该系统能够实现上述任一技术方案中所述的压滤机控制方法。

采用上述方法的压滤机上述结构的压滤机不仅对浓度大，粒度粗的浆料能够得到较为理想的滤饼，而且对于一些浓度低，粒度细且回收具有一定价值的浆料其回收率仍然很高，因此本发明提供的设备从一定程度上打破了现有的压滤机的局限性。

附图说明

图1为现有技术所提供的压滤机的结构示意图；

图2为现有技术所提供的压滤机工作时的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的第一种压滤机的主剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二种压滤机的主剖视结构示意图

图5为图4所提供的压滤机的前视结构示意图；

图6为图5所提供的压滤机的俯视结构示意图；

图7为图4所提供的压滤机的后视结构示意图；

图8为图7所提供的压滤机的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的压滤机中各部件间连接关系示意图；

图10为本发明实施例所提供的压滤机控制方法流程示意图。

其中，图1至图2中：

液压压紧装置1′、推动板2′、板框组3′、横梁4′、阻止板5′、机架6′

图3至图9中：

壳体1、端盖11、喷吹口111、喷吹室112、喷吹内口113、筒体12、滤饼出口121、第一滤液出口122、滤液排放管123、浆料进口124、缓冲室125、浆料内口126、滤液出口管127、第一连接套管13、驱液压空口131、第二连接套管14、压榨口141、第三连接套管15、第二滤液出口151、滤环2、压榨胶囊3、过滤区域4、滤液通道5、隔断机构6、充填进出管61、充填胶囊62、充填容积罐63、充填进排气管64、浆料进口管71、压滤容积罐72、气动隔膜泵73、压滤进排气管74、驱液压空管75、压榨进出管81、压榨容积罐82、压榨进排气管83、凸起91、钢丝92、喷吹压空管93、反吹压空管94、储气罐95。

具体实施方式

在天然气制乙炔生产过程中，将产生大量的副产碳黑，并存在于水中，经浮选形成浓度很低（2.5%左右）的碳里浆，现采用真空转鼓过滤机进行过滤成饼料，外送填埋或进行干燥回收。由于真空过滤的过滤压差低（在0.06mPa左右），碳里浆料粒度细、浓度低、其滤饼的含固本仅为17%左右，给外运和干燥回收带来困难。另外，由于是敞开式作业、滤饼表面易产生飞扬、生产现场碳里粉尘污染较严重。天然气制乙炔过程产生的碳墨浆粒度细（平均在20um左右），富含有机物，是极难过滤的物料。因此，迫切需要一种新型的压滤机能够实现对低浓度，浆料粒度细的浆料进行压滤的压滤机。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图3所示，图3为本发明实施例提供的第一种压滤机的主剖视结构示意图。

该压滤机包括壳体1、滤环2、压榨胶囊3、压滤执行机构和压榨执行机构，其中，滤环2设置在壳体1内，滤环2与壳体1之间形成滤液通道5；压榨胶囊3周面上具有沿其轴向方向延伸的锯齿，压榨胶囊3设置在壳体1内并被滤环2包围，二者之间形成过滤区域4，该压榨胶囊3位于壳体1内的部分能够在压榨执行机构的驱动下膨胀或收缩；壳体1上设置有与滤液通道5连通的第一滤液出口122，与过滤区域4连通的滤饼出口121以及连通压滤执行机构与过滤区域4的浆料进口124；滤饼出口121处设置有隔断过滤区域4与外界的隔断机构6。

另外，本方案所提供的压滤机无需转动设备，密闭下操作，因没有旋转部件，所以容易保持密闭状态，这利于从压滤到排饼等操作均在密闭状态下完成，与敞开式的真空转鼓过滤机相比无滤饼的飞扬，作业环境得到改善。

该压滤机在压榨胶囊3的两端还设置有破饼机构。所谓破饼机构就是在压榨阶段完成后，能够进一步将滤饼破碎掉的机构。

本方案中，破饼机构包括设置在压榨胶囊3两端的凸起91以及连接位于压榨胶囊3两端的凸起91的钢丝92。压榨阶段时，位于压榨胶囊3两端的凸起91同时跟随压榨胶囊3向滤环2靠近，待压榨结束后，压榨胶囊3收缩，而凸起91也会伴随压榨胶囊3向初始状态收缩，收缩的过程中，位于凸起91上的钢丝92能够划破滤饼，从而实现了二次破碎滤饼的目的。其中，凸起91为形状为任意的，本发明优选的为齿状结构。

为了能够在落料时进一步清扫滤环2上的滤料，该破饼机构还包括喷吹机构，通过吹扫将滤环2上的滤料吹扫下去。喷吹机构通过设置在壳体1上的接口向过滤区域4或滤液通道5内吹入气体，在气体作用下，位于滤环2上的滤料会进一步的被吹扫掉落下去。其中，该喷吹机构为能够提供持续输送气体的设备。在本技术方案中，该喷吹机构包括储气罐95和连通储气罐95与过滤区域4的喷吹压空管93。该喷吹压空管93可以设置在壳体1的上端，从上向下吹扫滤料。

另外，破饼机构还包括设置在壳体1中部并连通储气罐95与滤液通道5的反吹压空管94，反向吹扫滤料其清扫效果更好。

本发明实施例中的隔断机构6可以为阀类元件，通过旋转实现过滤区域4与外界的连通或隔断，或者其他一切能够实现隔断功能的结构。在本发明另一技术方案中主要从隔断机构6进行改进。

请参阅图4至图9所示，为本发明实施例提供的第二种压滤机的主剖视结构示意图；图5为图4所提供的压滤机的前视结构示意图；图6为图5所提供的压滤机的俯视结构示意图；图7为图4所提供的压滤机的后视结构示意图；图8为图7所提供的压滤机的俯视结构示意图；图9为本发明实施例所提供的压滤机中各部件间连接关系示意图。

该隔断机构6包括充填进出管61、充填胶囊62和充填执行机构，其中，充填进出管61贯穿压榨胶囊3，充填执行机构通过充填进出管61驱动充填胶囊62在壳体1的内部膨胀或收缩。

使用时，充填执行机构通过充填进出管61向充填胶囊62中充入介质，充填胶囊62在液体的作用下膨胀，从而将过滤区域4与外界隔断。当不工作时，充填执行机构又会通过充填进出管61将充填胶囊62的介质排出。

在本发明技术方案中，充填执行机构可以为液压泵、气压泵等能够持续输送介质的设备。

而充填胶囊62本身具备柔性，在内部介质的作用下能够膨胀。

为了提高压榨胶囊3的过滤效果，充填进出管61外周套设有第三连接套管15，第三连接套管15位于壳体1外的一端为第二滤液出口151，第三连接套管15位于壳体1内的一端与压榨胶囊3的锯齿之间的通道连通；壳体1上还设置有第一连接套管13，第一连接套管13位于壳体1外的一端为驱液压空口131，第一连接套管13位于壳体1内的一端与压榨胶囊3的锯齿之间的通道连通，第一连接套管13、压榨胶囊3的锯齿之间的通道以及第三连接套管15形成一通路。浆料通过驱液压空管75进入到压榨胶囊3的锯齿之间的通道并进行过滤，过滤后的滤液经过第三连接套管15与充填进出管61间的通道经第二滤液出口151排出到壳体1外部。

本技术方案中，还在壳体1结构上做了进一步改进，壳体1包括筒体12和紧密固定在筒体12端面上的端盖11，其中，滤环2的一端固定在筒体12的内壁上，压榨胶囊3通过第二连接套管14固定在端盖11上，第二连接套管14与压榨执行机构连通，浆料进口124设置在端盖11上或者筒体12。压榨胶囊3插入式的结构设计拆卸方便。压榨胶囊3立式结构设计能够对浆料进行较高压力的压滤。

为了简化壳体1结构，具体地，第一连接套管13首先固定在端盖11上，其中第一连接套管13内贯穿有第二连接套管14，第二连接套管14内部贯穿有第三连接套管15，充填进出管61贯穿第三连接套管15。第一连接套管13上开设有驱液压空口131，第二连接套管14上开设有压榨口141、第三连接套管15上开设有第二滤液出口151，浆料进口124设置在筒体12上，喷吹口111设置在端盖11上，反吹压空管94设置在筒体12的中部。上述各口与对应的管路连接，即：压榨进出管81与压榨口141连接，喷吹压空管93与喷吹口111连接，浆料进口管71与浆料进口124连接，驱液压空口131与驱液压空管75连接，第一滤液出口122与滤液排放管123连接，第二滤液出口151与滤液出口管127连接。

为了防止压滤阶段中浆料进入至喷吹压空管93，在端盖11内设置有喷吹室112，喷吹室112与外部接触的部位上设置喷吹口111，与过滤区域4连通的部位设置有喷吹内口113。喷吹室112的设置能够在过滤区域4与喷吹压空管93之间形成一段缓冲区域，当进行压滤时，喷吹室112在喷吹执行机构的作用下进入高压气体形成空气幕，从而能够阻断浆料压入至喷吹压空管93内。

为了防止浆料过快进入至过滤区域4中，在筒体12上还设置有缓冲室125，该缓冲室125位于筒体12周面，缓冲室125通过浆料内口126与过滤区域4连通。压滤执行机构首先将浆料送入至缓冲室125，然后再由缓冲室125经过浆料内口126进入至过滤区域4。

由于本方案所提供的压滤机将压滤、压榨及气力驱液这三种主要的固液分离方法集于一身，使滤饼含固手大幅度提高；采用的破饼、喷吹及反吹滤饼方式，使压滤机的脱饼变得简单可行；结构简单紧凑、重量轻、占地面积小，虽容积不大，但循环时间短，也有较高的处理能力和较广的使用范围。

压滤执行机构可以为液压泵、气压泵等能够持续输送介质的设备。压榨执行机构可以为液压泵、气压泵等能够持续输送介质的设备。具体地，该压滤执行机构包括气动隔膜泵73和连通气动隔膜泵73和过滤区域4的压滤容积罐72。压榨执行机构包括压榨容积罐82，压榨容积罐82与压榨胶囊3连通。

上述各容积罐分别与储气罐95连通，由储气罐95为各容积罐提供气源。其中，压滤容积罐72通过压滤进排气管74与储气罐95连通，压榨容积罐82通过压榨进排气管83与储气罐95连通，充填容积罐63通过充填进排气管64与储气罐95连通。

压滤容积罐72、充填容积罐63以及压榨容积罐82的结构相同，只是名称不同而已。采用容积罐方式进行胶囊的膨胀控制，有效地避免了过度膨胀损伤胶囊，工作胶囊充液可提高其压榨压力及承压力，胶囊寿命延长，独特的结构及安装方式，使其可靠性得以保证。只需气源就可运行，并重量轻、体积小、可移动式野外作用，扩大其使用范围及领域。

本发明实施例还公开了一种压滤机控制方法，如图10所示。该方法包括步骤：

步骤S100：隔断机构隔断过滤区域与外界。该步骤中实现隔断的方法有很多，例如采用阀类元件隔断过滤区域与外界，本发明技术方案中还公开了另一种隔断方式，通过充填胶囊以及充填容积罐配合的形式完成隔断功能，具体地：储气罐向罐体内充有液体的充填容积罐的胶囊充气使得充填容积罐的罐体内的液体充入充填胶囊，充填胶囊膨胀从而隔断过滤区域与外界。

步骤S200：压滤执行机构向过滤区域中通入浆料进行压滤。该步骤中需要向过滤区域内通过压力较高的浆料，例如采用泵进行输送，优选的采用气动隔膜泵进行输送，同时为了进一步减少能耗，该气动隔膜泵结合压滤容积罐使用，具体地：通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域。

其中，上述过程中，储气罐向压滤容积罐胶囊内充气，启动气动隔膜泵通过浆料进口管向述过滤区域进料。通过储气罐输气能够进一步减少能耗。

完成上述操作后，压滤容积罐的胶囊排气，将泵入至过滤区域的浆料吸入压滤容积罐的罐体内，待气动隔膜泵停止运转后，压滤容积罐的胶囊充气，并将压滤容积罐的罐体内的浆料继续压入过滤区域。

为了保证设备压滤过程的效果，在输送浆料之前储气罐向喷吹室注入适量的压空。

步骤S300：压榨执行机构向压榨胶囊内充入液体进行压榨。压榨执行机构可以为泵类元件，通过泵类元件向压榨胶囊内充液或者气体，使得压榨胶囊膨胀并将滤料脱液压实。本发明实施例中采用充液的形式，液体相对于气体更为安全可靠。本发明实施例中采用压榨容积罐向压榨胶囊内充液，具体地：通过向压榨容积罐的胶囊内充气，将压榨容积罐的罐体内液体注入压榨胶囊，使得压榨胶囊膨胀。

在进行压榨之前，通过驱液压空管注入压空，对滤饼进气力驱液，同时对过滤介质进反吹再生。

步骤S400：压榨执行机构将压榨胶囊内的液体排出，压榨胶囊收缩进行破饼，滤饼从滤饼出口排出。

排出压榨容积罐内胶囊气体，将压榨胶囊内的液体吸回至压榨容积罐的罐体内，压榨胶囊收缩，收缩过程中压榨胶囊上的钢丝割破滤饼。

储气罐通过反吹压空管向滤液通道通入压空，对其过滤介质进行反吹及脱饼。

充填容积罐的胶囊排气，将充填胶囊内液体吸回至充填容积罐，使充填胶囊收缩留出滤料通道，打开喷吹室与储气罐的电磁阀进行饼料的喷吹滤料，将滤饼吹入下部的收料桶部中。

本发明还公开了一种压滤机控制系统，该系统能够实现上述任一技术方案中的压滤机控制方法。

采用上述方法的压滤机上述结构的压滤机不仅对浓度大，粒度粗的浆料能够得到较为理想的滤饼，而且对于一些浓度低，粒度细且回收具有一定价值的浆料其回收率仍然很高，因此本发明提供的设备从一定程度上打破了现有的压滤机的局限性。

本发明还公开了一种实现上述压滤机控制方法的压滤机操作系统。

经过上述工作过程描述可知，整个工作过程中只需要控制各个管路的开启关闭就能够实现对浆料的压滤，因此，配套的可以在各管路上安装电磁阀，就能够实现各管路的开或闭，就能完成整个循环过程，所以容易实现自动化控制，就能满足整个工艺生产过程自动控制的需求。

经过试验可知，本发明所提供的压滤机过滤压差大，单位面积的过滤能力是真空转鼓过滤机的5-6倍，单位产品耗能下降30%；占地面积小，几台并联就可以实现连续作业；由于是密闭过滤和滤饼含固本提高及滤饼被压实，在喷吹脱饼染料中的飞扬极少，可大大地减轻了作业现场的碳墨粉尘污染；滤饼含固本可由真空过滤的17%提高到27%，可大大地减少滤饼的外运量，成倍减少干燥回收过程中的热能消耗。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种压滤机控制方法，其特征在于，包括步骤：

隔断机构隔断过滤区域与外界；

压滤执行机构向过滤区域中通入浆料进行压滤；

压榨执行机构向压榨胶囊内充入液体进行压榨；

压榨执行机构将压榨胶囊内的液体排出，压榨胶囊收缩进行破饼，滤饼从滤饼出口排出。

2.如权利要求1所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述隔断为：储气罐向罐体内充有液体的充填容积罐的胶囊充气使得所述充填容积罐的罐体内的液体充入充填胶囊，所述充填胶囊膨胀从而隔断过滤区域与外界。

3.如权利要求2所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述压滤为：通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域。

4.如权利要求3所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域为：储气罐向所述压滤容积罐胶囊内充气，启动所述气动隔膜泵通过浆料进口管向述过滤区域进料。

5.如权利要求4所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述通过气动隔膜泵和压滤容积罐将浆料输送至过滤区域之后还包括：所述压滤容积罐的胶囊排气，将泵入至过滤区域的浆料吸入所述压滤容积罐的罐体内，待所述气动隔膜泵停止运转后，所述压滤容积罐的胶囊充气，并将所述压滤容积罐的罐体内的浆料继续压入过滤区域。

6.如权利要求5所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述压滤之前还包括：所述储气罐向喷吹室注入适量的压空；

所述压榨包括：通过向压榨容积罐的胶囊内充气，将所述压榨容积罐的罐体内液体注入所述压榨胶囊，使得所述压榨胶囊膨胀。

7.如权利要求6所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述压榨之后还包括：通过驱液压空管注入压空，对滤饼进气力驱液，同时对过滤介质进反吹再生；

所述破饼包括：排出压榨容积罐内胶囊气体，将所述压榨胶囊内的液体吸回至压榨容积罐的罐体内，压榨胶囊收缩，收缩过程中压榨胶囊上的钢丝割破滤饼。

8.如权利要求7所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述破饼之后还包括：所述储气罐通过反吹压空管向滤液通道通入压空，对其过滤介质进行反吹及脱饼。

9.如权利要求8所述的压滤机控制方法，其特征在于，所述滤饼从滤饼出口排为：所述充填容积罐的胶囊排气，将所述充填胶囊内液体吸回至所述充填容积罐，使所述充填胶囊收缩留出滤料通道，打开喷吹室与储气罐的电磁阀进行饼料的喷吹滤料，将滤饼吹入下部的收料桶部中。

10.一种压滤机控制系统，其特征在于，该系统能够实现权利要求1至9中任一项所述的压滤机控制方法。

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