CN104235586A - 具有压力可控的密封装置的箱式过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，包括多个下降皮囊、多个上升皮囊、滤布传送链电机、上箱体、箱体密封组件、下箱体和滤布传送链条；以及压缩空气自动调压装置，提供过滤器开合时皮囊所需的最低稳定工作压力；上箱体下降位置定位控制组件，在上箱体落下后进行位置控制，避免密封在接触后的过分挤压变形；箱体密封组件包括安装在上、下箱体上的定位组合压板，和由定位组合压板整体定位的上、下密封。本发明实现了皮囊平缓充、放气，可确保在任何情况下皮囊不会因为供气压力的不稳定而爆裂，减缓了皮囊的老化；通过对箱体间密封接触进行多方位控制，确保了密封性能良好，减缓密封胶条的老化，同时提高了过滤器的使用寿命。

Description

具有压力可控的密封装置的箱式过滤器

技术领域

本发明涉及一种平板过滤器的密封装置，具体说有关一种具有压力可控的密封装置的箱式过滤器。

背景技术

冷轧轧制过程中，必须要使用乳化液进行冷却，并为生产提供足够的工艺润滑。通常情况下，乳化液都是循环使用的，为确保乳化液质量，一般会配置平板过滤器过滤杂质。平板过滤器是一种常见的过滤设备，它带有一套可升降式过滤机构，外框材料由碳钢组成，内部升降系统是通过压缩空气供给升降气囊来完成。其结构如图1所示，包括下降皮囊1、上升皮囊2、滤布传送链电机3、上箱体4、箱体密封5、下箱体6和滤布传送链条7。在平板过滤器中，过滤布为循环使用，按照周期自动清洗。当滤布清洗时，上升皮囊2充气，抬起过滤器的上箱体4后，滤布通过传送链条7转动一个周期，用压缩空气对滤布表面吹扫。吹扫结束后，下降皮囊1充气，过滤器的上箱体4合上，完成全部的清洗动作。

整个过程，过滤器箱体4、6的开合全部是靠皮囊1、2充气放气来完成，而皮囊的气源是供给的压缩空气。这种压缩空气的供气压力受环境、温度、距离等因素的影响较多，无法做到稳定供给，压力时高时低。这样对平板过滤器的使用来说就造成了很大问题，具体表现在：1.压缩空气压力过高，皮囊1、2在充气时就处于高速膨胀状态，非常有可能造成皮囊的爆裂；2.即使皮囊1、2未发生爆裂，在高压力状态下，会把箱体4、6间的密封5挤压变形，加速密封的老化；3.上箱体4在闭合后没有位置控制，其闭合的紧密度完全是由压缩空气的压力来决定的，这样就容易导致箱体4、6间的橡胶密封在5接触后过分挤压变形；4.如压缩空气压力太小，则过滤器箱体4、6无法严密贴合，会造成乳化液的外溅。此外，原上下箱体间的密封结构如图5所示：上、下箱体4、6间的密封12’、15’具有固定螺栓孔（未标示），固定时用上、下压板11’、11”通过固定螺栓(未图示)进行固定，打孔后使用一段时间后会有开裂现象，会加速老化。这种密封构造橡胶密封长期在60℃乳化液及油泥的浸泡下，会发生老化及压缩变形，上下胶条间密封效果差，并且密封容易错位、脱落，造成乳化液外泄漏。

在发明名称为“一种平板过滤器”的第201020515584.3号的中国实用新型专利申公开了一种平板过滤器,包括上盖和下托,上盖上设有进液管和排气阀,进液管下端设有缓冲板,下托底部设有出液管,下托内底面上设有支撑筋,支撑筋上放置导流孔直径为0.3～1.2mm的多孔板,上盖和下托通过螺栓螺母配合夹紧。该实用新型申请通过减小滤膜托板的导流孔直径,提高过滤精度和增加过滤安全性，但并未对过滤器的密封结构作出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，能够实现气囊压力的稳定，并减少过滤器箱体开合过程中对密封胶条的损耗，提高密封的效果和胶条的使用寿命，从而减少过滤器故障的发生。

本发明的一种具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，包括多个下降皮囊、多个上升皮囊、滤布传送链电机、上箱体、箱体密封组件、下箱体和滤布传送链条；其特点是，还包括：压缩空气自动调压装置，提供过滤器开合时皮囊所需的最低稳定工作压力；上箱体下降位置定位控制组件，在上箱体落下后进行位置控制，以保证箱体间橡胶密封在接触后无过分挤压变形；所述箱体密封组件包括安装在上、下箱体上的定位组合压板，和由所述定位组合压板整体定位和相互配合的上、下密封。

所述上箱体下降位置定位控制组件，包括位于上箱体本体和过滤器外框架间的上、下止挡、位于上下止挡间的橡胶块，所述上止挡固定于上箱体本体，下止挡形成有供上下可调的腰孔，通过紧固螺栓固定于过滤器外框架。

所述压缩空气自动调压装置包括储气罐、减压阀、增压阀、过滤器、截止阀、安全阀，所述减压阀和增压阀设定调节实际工作压力，所述安全阀设置在缓冲罐顶部，设定成比需要的实际工作压力略高。

所述定位组合压板包括位于所述上箱体、下箱体间的上箱体密封内压板、下箱体密封内压板、上箱体密封外侧固定压板、下箱体密封外侧固定压板；所述上、下箱体密封分别通过上箱体密封外侧固定压板螺栓和下箱体密封外侧固定压板螺栓定位固定。

所述上箱体密封的下表面与下箱体密封相对处形成锯齿凸台形，以增强上箱体压下后与与下箱体密封间的密封效果；所述下箱体密封的下表面形成锯齿凸台形，以增强下箱体密封与下箱体间的密封效果。

所述多个下降皮囊的数量为6个，所述多个上升皮囊的数量为4个。

本发明的有益效果是：通过对压缩空气稳压，实现了皮囊平缓充、放气，确保在任何情况下皮囊不会因为供气压力的不稳定而爆裂，减缓了皮囊的老化；通过对箱体间密封接触进行多方位控制，确保了密封性能良好，减缓密封胶条的老化，同时提高了过滤器的使用寿命，节约备件和检修费用。

附图说明

图1是本发明一个实施例的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器的总体布置示意图；

图2是用于本发明的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器的压缩空气自动调压装置示意图；

图3是沿图1中A-A所取的本发明的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器中上、下箱体间密封结构示意图；

图4是沿图1中A-A所取的本发明的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器中上箱体下降定位控制示意图；以及

图5是现有的过滤器密封装置的上、下箱体间密封结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。

图1是是本发明一个实施例的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器的总体布置示意图，如图所示，该实施例的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器30，包括下降皮囊1、上升皮囊2、滤布传送链电机3、上箱体4、箱体密封组件5、下箱体6和滤布传送链条7，通过图2所示的压缩空气自动调压装置14供给压缩空气给过滤器密封装置30的皮囊1、2。

以下具体说明本发明上述实施例的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器的具体结构。

压缩空气自动调压装置14，提供过滤器开合时皮囊1、2所需的最低稳定工作压力。过滤器开合时皮囊所需的最低工作压力通过计算得出，尽可能在最低使用压力下完成皮囊的开启和关闭，这样就可以避免皮囊在高压状态下把密封挤压变形。过滤器开合时皮囊所需的最低工作压力通过以下公式计算出：

根据橡胶皮囊传递力的平衡条件：F=P*A=P*πR²

其中：

F---橡胶皮囊承受的载荷，N；

P---橡胶皮囊的内压，N/cm²；

A---橡胶皮囊的有效面积，又称承载面积，cm²；

R---橡胶皮囊的有效半径；cm；

如采用一个以上的气橡胶皮囊：

F=i(P-Pa)A=i(P-Pa)πR²

i----橡胶皮囊的个数；

Pa---大气压力，可忽略，N/cm²；

通过计算，可以得出过滤器开合时，上升皮囊2和下降皮囊1所需的最低工作压力，为保证设备稳定运行及可靠性，实际工作压力可在理论压力上提高30%（取可靠系数1.3），即实际工作压力P1=(1+30%)=1.3P。

所述压缩空气自动调压装置即压缩空气稳压系统14包括储气罐(压缩空气缓冲罐)21、减压阀24、增压阀25、过滤器23a、23b、截止阀22a、22b、22c、安全阀26、单向阀27、消音器28和排放阀29等一些部件，通过该系统来稳定压缩空气的压力，为皮囊提供稳定的气源。

其中，过滤器皮囊充放气时需要较大量的压缩空气，缓冲罐21用来储存压缩空气。当能介供给的压缩空气压力（通常7.5Kgf/cm²,最低4Kgf/cm²）过高时，根据减压阀24设定的实际工作压力，系统可自动将其调压到需要的压力值；反之，当能介供气压力过低时，根据增压阀25调定的实际工作压力，同样可以调压到需要的压力值。单向阀当能介供气压力过低增压阀25动作时，防止缓冲罐21内实际达到工作压力的压缩空气从减压一路逃气。安全阀26设置在在缓冲罐21的顶部，以保护系统工作，可比需要的实际工作压力略微调高一些。根据计算得到的工作压力，实际调节的工作压力:过滤器皮囊实际打开工作压力P1_打开=4.27kgf/cm²,过滤器皮囊实际压下(合上)工作压力P1_合上=4.03kgf/cm²,为了设备稳定运行，可取统一实际工作压力4.3kgf/cm²。

上箱体下降位置定位控制组件，如图4所示，包括位于上箱体本体4和过滤器外框架8’间的上止挡9a、下止挡9b、位于上、下止挡9a、9b间的橡胶块9，上止挡9a固定于上箱体本体4，下止挡9b形成有供上下可调的腰孔9c，通过紧固螺栓10固定于过滤器外框架8’。由于过滤器上箱体4下降后对下降位置进行了定位控制，防止上箱体4通过皮囊1压下后箱体4、6间的密封12、15过分“接触”后，有所挤压变形，加速其密封老化，造成密封过早失效。在过滤器上箱体4外侧均布焊接了止挡9a，在过滤器外框架8’上与上箱体外侧对应位置处安装了限位止挡9b，止挡9b形成有腰孔9c，上下可调；通过紧固螺栓10与过滤器外框3架连接，止挡9b上方安装有橡胶块4，通过压板（未标示）进行固定，确保了下箱体4下降过程中有一定的缓冲作用。

本发明对原箱体间密封形式（如图5所示）进行了重新设计。本发明的箱体密封组件，如图3和图4所示，包括位于上箱体4、下箱体6间的上箱体密封内压板11、下箱体密封内压板18、上箱体密封外侧固定压板11c、下箱体密封外侧固定压板17、上箱体密封12、下箱体密封15、上箱体密封外侧固定压板螺栓13、下箱体密封外侧固定压板螺栓16。上箱体密封内压板11由与上箱体4接触部分11a和由其水平延伸的平板部分11b组成。上箱体密封12伸出上箱体密封内压板11的平板部分11b，下箱体密封15位于下箱体密封内压板18和下箱体密封外侧固定压板17之间。

上箱体密封12的下表面与下箱体密封15相对处形成锯齿凸台形12a，以增强上箱体14压下后与与下箱体密封15间的密封效果.下箱体密封15的下表面形成锯齿凸台形15a，以增强下箱体密封15与下箱体6间的密封效果。

本发明的箱体密封组件取消在密封上原有的固定用螺栓孔,改为用压板整体固定，没有打孔，橡胶整体的密封效果比较好，因此可避免使用一段时间后有开裂现象，会加速老化，降低密封效果的问题。

在上、下密封12、15内外侧分别定位及用压板11a、11b、11c及18、17固定,可防止在使用一段时间后密封位置错位。密封检修更换时，只要把密封推到内侧压板处，并把外侧固定压板固定螺栓移到外侧，加强了密封效果及方便了检修处理。

密封12、15设计成具有锯齿凸台形结构，因此增强了上箱体4压下后与与下箱体密封1515间的密封效果及下箱体密封与下箱体6间的密封效果。

本发明技术方案在冷连轧机的乳化液系统过滤器上使用后，经现场验证，能有效解决平板过滤器密封频繁失效的问题，主要有益效果体现在：通过对压缩空气稳压，实现了皮囊平缓充、放气，确保在任何情况下皮囊不会因为供气压力的不稳定而爆裂，减缓了皮囊的老化；通过对箱体间密封接触进行多方位控制，确保了密封性能良好，减缓密封胶条的老化，同时提高了过滤器的使用寿命，节约备件和检修费用。

在一个具体实施例中，具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，如图1所示包括有6个下降皮囊、4个上升皮囊。在具体实施时，首先计算出过滤器达开时皮囊所需的最低工作压力：

1）过滤器打开时，皮囊所需承受的载荷：

过滤器打开时，皮囊所需承受的载荷必须克服过滤器上箱体总重量（查图纸重量明细表，约10T）

过滤器上箱体打开时靠4个橡胶皮囊充气压下:

Q_重=10Ton=10000Kg=10000Kg*9.8=98000N

求最小打开压力P:

F_打开=i*P*A=i*P*πR²=Q_重

4*P*3.14*(15.4)²=98000N

P=32.9N/cm²=3.29kgf/cm²

实际工作压力P1=(1+30%)P=1.3P=1.3*3.29=4.27kgf/cm²

结论:根据过滤器上箱体总重量约10T，当橡胶皮囊的实际工作压力调到4.27kgf/cm²时能顺利把过滤器上箱体4打开。

(1kgf/cm²=1bar=10N/cm²；1kg=9.8N；i=FBF上升有4个橡胶皮囊；P=橡胶皮囊的实际工作内压调到5kgf/cm²；R=打开橡胶皮囊的有效半径为15.4cm；Q_重=上箱体重量)

2）过滤器压下时，橡胶皮囊所承受的载荷：

过滤器压下时，“皮囊所需承受（释放）的载荷”+“上箱体总重量”（需考虑上箱体自重）必须克服过滤器上箱体在0.045MPa时所向上的作用力(过滤器在正常过滤时，当箱体内检知到0.045MPa时(箱体间的乳化液靠自重从过滤布过滤，系统设定0.045MPa,认为箱体间的过滤布已污染),此时箱体靠橡胶皮囊打开,滤布行走。故压下的橡胶皮囊所承受的载荷，需克服过滤器上箱体在0.045MPa时所向上的作用力，以确保过滤器正常压下，及过滤器箱体间密封处无乳化液漏出。)

F_内压=P*A=P*(L*W)=4.5*(897*167)

=674095N

674095N/9.8=68785Kg=68.8Ton

(F_内压=上箱体在0.045MPa内压时所向上的作用力；P=过滤器内压差设定值0.045MPa；L=过滤器箱体长度879cm；W=过滤器箱体宽度167cm；)

求最小压下（过滤器上箱体合上）压力P:

皮囊所需承受的载荷（压下的力）+上箱体总重量（重力）=过滤器上箱体在0.045MPa内压时所向上的作用力

求最小合上压力P:

F_压下+Q_重=F_内压

F_压下=i*P*A=i*P*πR²=F_内压-Q_重

6*P*3.14*(31.35)²=68.8T-10Ton=58.8T

6*P*3.14*(31.35)²=568000N

P=30.68N/cm²=3.1kgf/cm²

实际工作压力P1=(1+30%)=1.3P=1.3*3.1=4.03kgf/cm²

(58.8Ton=58000Kg=58000Kg*9.8=568000N)

(1kgf/cm²=1bar=10N/cm²；1kg=9.8N；i=FBF压下有6个橡胶皮囊；P=橡胶皮囊的最小压下压力；R=压下橡胶皮囊的有效半径为31.35cm；)

结论:当橡胶皮囊的实际工作压力调到4.03kgf/cm²时能顺利把过滤上箱体正常合上。

通过计算得出:过滤器皮囊实际打开工作压力P1_打开=4.27kgf/cm²,过滤器皮囊实际压下(合上)工作压力P1_合上=4.03kgf/cm²,为了设备稳定运行，可取统一实际工作压力4.3kgf/cm²

当过滤器皮囊充放气时需要较大量的压缩空气，缓冲罐用来来储存压缩空气。当能介供给的压缩空气压力（通常7.5Kgf/cm²,最低4Kgf/cm²）过高时，根据减压阀设定的实际工作压力，系统可自动将其调压到需要的压力值；反之，当能介供气压力过低时，根据增压阀调定的实际工作压力，同样可以调压到需要的压力值。并设置了单向阀，当能介供气压力过低增压阀动作时，防止缓冲罐内实际达到工作压力的压缩空气从减压一路逃气。为了保护系统工作，在缓冲罐顶部设有安全阀，可比需要的实际工作压力略微调高一些。

本发明技术方案已成功应用于冷连轧机组轧机乳化液系统的过滤器中，现场使用效果良好。类似平板过滤器或与其相近的设备，上述技术同样可应用，具备一定的推广价值。

应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，包括多个下降皮囊、多个上升皮囊、滤布传送链电机、上箱体、箱体密封组件、下箱体和滤布传送链条；其特征在于，还包括：压缩空气自动调压装置，提供过滤器开合时皮囊所需的最低稳定工作压力；上箱体下降位置定位控制组件，在上箱体落下后进行位置控制，以保证箱体间橡胶密封在接触后无过分挤压变形；所述箱体密封组件包括安装在上、下箱体上的定位组合压板，和由所述定位组合压板整体定位和相互配合的上、下密封。

2.根据权利要求1所述的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，其特征在于，所述上箱体下降位置定位控制组件，包括位于上箱体本体和过滤器外框架间的上、下止挡、位于上下止挡间的橡胶块，所述上止挡固定于上箱体本体，下止挡形成有供上下可调的腰孔，通过紧固螺栓固定于过滤器外框架。

3.根据权利要求1所述的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，其特征在于，所述压缩空气自动调压装置包括储气罐、减压阀、增压阀、过滤器、截止阀、安全阀，所述减压阀和增压阀设定调节实际工作压力，所述安全阀设置在缓冲罐顶部，设定成比需要的实际工作压力略高。

4.根据权利要求1所述的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，其特征在于，所述定位组合压板包括位于所述上箱体、下箱体间的上箱体密封内压板、下箱体密封内压板、上箱体密封外侧固定压板、下箱体密封外侧固定压板；所述上、下箱体密封分别通过上箱体密封外侧固定压板螺栓和下箱体密封外侧固定压板螺栓定位固定。

5.根据权利要求1所述的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，其特征在于，所述上箱体密封的下表面与下箱体密封相对处形成锯齿凸台形，以增强上箱体压下后与与下箱体密封间的密封效果；所述下箱体密封的下表面形成锯齿凸台形，以增强下箱体密封与下箱体间的密封效果。

6.根据权利要求1所述的具有压力可控的密封装置的箱式过滤器，其特征在于，所述多个下降皮囊的数量为6个，所述多个上升皮囊的数量为4个。