CN104971536B - 过滤设备及过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有基架和基本上水平的圆盘状过滤盘的过滤设备，过滤盘支撑在基架上以便其能以旋转的方式被驱动，过滤盘具有多个圆盘段状的过滤单元和盘毂，过滤单元在盘毂上连接到盘毂的进口以排出滤液，过滤设备还设有控制头，控制头设有用于从盘毂排出滤液的通道，其中控制头以防扭矩和轴向可移动的方式布置在盘毂下方且以密封方式抵靠在盘毂的下面。为进行有效过滤，设有压力壳体，压力壳体以压力密封方式包封过滤盘和控制头。进一步，设有压力单元，通过压力单元能够在压力壳体中设定过压。

Description

过滤设备及过滤方法

技术领域

本发明涉及一种带有基架、基本上水平的圆盘状过滤盘和控制头的过滤设备，进一步涉及使用这种过滤设备的过滤方法。该过滤盘支撑在基架上以便其能以旋转的方式被驱动，过滤盘具有圆盘段状的过滤单元和盘毂，过滤单元在盘毂上连接到盘毂的进口以排出滤液，控制头设有用于从盘毂排出滤液的通道，其中控制头以防扭矩且轴向可移动的方式布置在盘毂下方且以密封方式抵靠在盘毂的下面。

背景技术

这类过滤设备还被称为所谓的平面旋转过滤器或盘过滤器。水平过滤盘通常设计来处理大量累积的待过滤材料，因此已知的平面旋转过滤器具有相当大的直径。通常在旋转的过滤盘上涂覆有作为浆料的待过滤材料，那样后者通过不同的处理站。通过过滤盘的腔室中存在的负压，依靠应用到过滤盘的过滤介质将液体作为滤液从待过滤材料排走，负压经由带有对应连接口的固定控制头传递到过滤盘的盘毂。

除湿后的待过滤材料形成滤饼，滤饼通过移除站处的移除装置从过滤盘被移除。随后，在由过滤盘的等速旋转产生的连续工艺中，单独过滤单元能够通过新的处理循环运行。

发明内容

本发明涉及一种带有基架、基本上水平的圆盘状过滤盘和控制头的过滤设备，该过滤盘支撑在基架上以便其能以旋转的方式被驱动，过滤盘具有圆盘段状的过滤单元和盘毂，过滤单元在盘毂上连接到盘毂的进口以排出滤液，控制头设有用于从盘毂排出滤液的通道，其中控制头以防扭矩且轴向可移动的方式布置在盘毂下方且以密封方式抵靠在盘毂的下面。

本发明基于如下目的：进一步改进通用过滤设备以能够实行特别有效的过滤。

根据本发明，由具有以上特征的过滤设备实现该目的。在从属权利要求中陈述了本发明的优选实施例。进一步，本发明还提供使用根据本发明的过滤设备的过滤方法。

根据本发明的过滤设备特征在于设有压力壳体，压力壳体以压力密封的方式包封过滤盘和控制头，且特征在于设有压力单元，通过压力单元能够在压力壳体中设定过压。

本发明的基本思想在于以下事实：尽管过滤盘尺寸相当大，但是过滤设备作为一个整体设有压力壳体。因此，在压力壳体中，能够在过滤盘上设定高于通常大气压力的过压。结果，能够在过滤盘的上侧表面和单独过滤单元的内部空间之间有效地设定几乎任何压力差。在控制头中，能够存在大气压力、与压力壳体中盛行的过压相比较更低的过压或者负压。特别地，由此压力壳体允许设定相对高的压力，优选在2到10巴之间，且在某些情况下甚至显著更高，借此实现对待过滤材料的有效过滤是可能的。

本发明优选进一步的改进在于以下事实：为了单独安装，过滤单元为自支撑设计且以易于释放的方式固定在盘毂上。即使过滤设备由压力密封壳体包封，这样也允许出于可能的维修单独过滤单元的目的的简化的装配以及拆除。

根据进一步的改进，特别优选地，过滤单元为槽形设计且沿其径向周边缘具有支撑轮廓。特别地，支撑轮廓可以形成自支撑的固定支撑框架，在支撑框架中接收过滤单元的槽形腔室。由此，每个过滤单元带有其自有的底壁和侧壁。槽形、段状过滤单元的上表面由过滤介质覆盖以形成分离表面。过滤介质可以是任何选择的设计，特别为滤布。

由于过滤单元具有底部，该底部朝向盘毂倾斜，且为了形成至少一个排放槽的目的具有在横截面中沿周向倾斜的底表面，因此根据依据本发明的实施例实现了特别好的滤液排放。这样，在槽形过滤单元的底部形成有在径向上朝向盘毂倾斜的一个或多个排放槽。为改善滤液的排放，滤液可仍包含一定比例的细小固体物质颗粒，还可设有冲洗装置，冲洗装置自盘毂径向延伸至腔形过滤单元内部。

已知的平面旋转过滤器具有在6到12范围内相对小数目的过滤单元。由于设有至少24个过滤单元，优选36个过滤单元以形成过滤盘，所以实现了本发明的有利的实施例。这使得保持圆盘段状的过滤单元非常狭窄成为可能。这实现了简化的处理，尤其是简化的过滤单元从压力壳体的移除或安装。

根据本发明进一步的实施例，优选压力壳体具有至少一个开口，开口以压力密封方式可关闭、并且单独过滤单元能通过该开口引入和移除。最好，压力壳体为设有出入口或压力锁的钢壳体，该出入口或压力锁能够以压力密封方式关闭，以防止压力损失。

特别优选的实施例在于以下事实：压力壳体设计为直径大于过滤盘直径的大约圆柱形，最好长达20米或更大，压力壳体带有鼓形周壁、底部及顶部(ceiling)，且在底部和/或顶部中布置有以压力密封方式可关闭的开口。最好，以压力密封方式可关闭的门尤其能够设置在底部和顶部中。该开口设计成使得单个自支撑过滤单元能够通过开口运送进入或离开压力壳体。单独过滤单元可释放地固定到盘毂和周围的过滤单元。特别地，设有螺钉连接件。尽管过滤盘的相当大的直径，但是过滤单元自支撑的设计允许部分地拆除过滤盘而这不倒塌其余下部件。

根据实施例，特别有效的结构由于以下事实：过滤盘形成为带有由多个辐条和圆周环组成的框架的辐轮，该过滤单元作为圆盘段插入在其中。

由于基架设计为环形且过滤盘经由轴向轴承装置以可旋转的方式支撑在基架上，因此根据本发明实现了过滤设备特别紧凑的布置。这样，基架和轴向轴承装置承受了过滤盘在操作期间所需支承的相当大的轴向负载。特别地，轴向轴承装置可以是轴向滚柱轴承。

本发明进一步优选的实施例在于以下事实：该控制头布置在环形基架内且具有板形上侧表面，板形上侧表面以密封方式抵靠在该盘毂的对应的板形下面。控制头以相对于可旋转的盘毂和过滤盘防扭矩的方式布置。控制头的上侧表面和盘毂的下面相对应，且特别地设计为平面以形成大的密封表面。沿该密封表面还布置有用于从控制头导向盘毂的通道的连接口。这些通道特别用于根据过滤盘的各自旋转位置从单独过滤单元排出滤液，且还用于供应例如压缩气体，特别地从下方吹出以移除余留在过滤介质上的底层。除用于涂覆待过滤的材料的涂覆站外，能够沿过滤盘的循环路径以已知的方式设置用于去除滤饼的移除站、一个或多个除湿站、进一步处理站，例如蒸汽处理站等。

根据本发明进一步的实施例，压力壳体中的过压设定为使得由于压力壳体中的压力和控制头内部的压力间的压力差，所述控制头轴向地压靠在盘毂的下面。最好，为排出滤液，在控制头的内部存在大气压力以便滤液能够易于从控制头和压力壳体排出且进一步得到处理。然而在某些情况下，也可在控制头内部设置另外的负压，借此可以进一步增加压力差并从而增加过滤速度。无论如何，在控制头内部和外部之间存在压力差，通过压力差将控制头轴向向上地压靠在盘毂的下面。控制头优选设置有径向凸缘表面以便改进对应的接触压力。

在伴随降低过压中断操作的情况下，根据本发明进一步的改进有利的是设有按压装置，通过按压装置将控制头压靠在盘毂或将盘毂压靠在控制头以确保最小接触压力。特别地，按压装置可具有压缩弹簧或还有按压缸，依靠按压装置将控制头轴向向上压靠到盘毂或将盘毂轴向向下地压靠到控制头。按压装置优选布置在控制头与基板或控制头与基架之间。

根据本发明进一步的实施例，有利的是设有反压力装置，通过反压力装置可将反作用力施加到该控制头以减小作用到该控制头的接触力。如果设定相对高的过压，会产生非常高的接触力以将固定控制头压靠在旋转的盘毂上。为防止不必要的摩擦损失，根据本发明设有的反压力装置使施加反作用力到控制头成为可能，通过反压力装置以期望的方式减小和补偿接触力。从而，接触力能够减小到如下程度：足够高以提供合适的紧密性同时防止过度的摩擦损失。

作为本发明的优选实施例，可以设有具有布置在盘毂和控制头之间的流体静力学压力装置的反压力装置。在固定的控制头和旋转的盘毂间的接触表面上可以设有袋形凹陷，由经流体通道的流体压力作用到其上。流体可以是气体或液体，特别是液压油。依靠对应的控制装置，能够以期望的方式设定反压力装置的压力。这样，流体静力学压力装置具有附加的优点，即除压力补偿外，它还能够带来摩擦的一定减少。

根据本发明进一步的实施例，另一种产生反压力的可能性在于以下事实，即反压力装置包括至少一个定位缸，特别是液压缸。优选在管状控制头的圆周上均布多个定位缸且将定位缸连接到基板或基架。这样液压缸能够在与接触力相反的方向上轴向向下朝向基板拉控制头并由此达到接触力的补偿。

据本发明，还提供由前述过滤设备中的一个执行的过滤方法。根据本发明的过滤方法特征在于经由压力单元在压力壳体中设定过压。以前阐明的优点经由过滤方法可以实现。

附图说明

在下文中，本发明将通过附图中示意性地图示出的优选示例性的实施例进一步描述，其中示出：

附图1为根据本发明的过滤盘的局部立体图；

附图2为根据本发明的过滤设备的过滤盘的侧视图；

附图3为根据本发明的第一过滤设备的基架的放大的局部截面图；

附图4为根据附图3中的过滤设备的控制头的平面图；

附图5为根据本发明的第二过滤设备的基架的局部截面图；

附图6为根据附图5中的过滤设备的控制头的仰视立体图。

具体实施方式

在附图1中示出了根据本发明的过滤设备10的过滤盘50。过滤盘50具有多个圆盘段状或蛋糕块状的过滤单元60。在示出的示例性的实施例中，过滤盘50由总计36个过滤单元组成，每块过滤单元形成10°的角段且固定在中央盘毂上。

单个过滤单元60具有由金属薄板形成的槽62，槽在其径向外侧面设有后壁63。沿径向设有上部边缘支撑轮廓64，上部边缘支撑轮廓与多个横向部件67一起形成支撑框架66。由金属薄板制成的槽62固定在该支撑框架66的下面上。除多个侧表面外，槽62具有底部68，底部径向向内倾斜以使能朝向中央盘毂52排出滤液。底部68本身由倾斜的底表面69组成，借此形成径向指向的排水凹槽70。

过滤单元60的径向内指向侧面61设计作为固定区域。经由未示出的螺钉连接件，过滤单元60的在侧面61处的固定区域能够可释放地固定在位于鼓形盘毂52的外部上的连接凸缘53上。环形连接凸缘53包封进口54。在固定状态时，滤液可经由过滤单元60的侧面61处的通路65通过进口54流入圆柱形盘毂52。

在过滤单元60的上侧，未示出的、特别是滤布的过滤介质在支撑框架66上伸展。由于过滤方法期间所施加的压力差，固体物质或滤饼形成在过滤介质上而液体远离待过滤材料被导向过滤单元60的内部且向内排到盘毂52。

每个过滤单元60设计为自支撑元件，过滤单元通过侧面61螺钉连接到盘毂52并通过沿径向支撑轮廓64布置的对应的螺钉连接件连接到各自相邻的过滤单元60。出于例如维修目的，单独过滤单元60或一些过滤单元60可通过适当地释放连接装置而从过滤盘50释放。通过位于未示出的容器状压力壳体中的开口，可以引入和移除单独过滤单元60，容器状压力壳体以压力密封的方式包封过滤盘50和位于过滤盘50上的多个各自的处理站。

在附图2中示出了根据本发明的过滤设备的侧视图。水平过滤盘50以绕竖直旋转轴线可旋转的方式支撑在带有水平底板14的鼓形基架12上。沿过滤盘50的上侧，以已知的方式定位未示出的多种处理站，特别是用于涂覆待过滤材料的涂覆站，在其中基于施加的压力差执行实际过滤工艺的一个或多个除湿站以及用于将剩余固体物质或滤饼从过滤盘50的过滤介质的上侧移除且用于将其排出压力壳体的移除站。在压力壳体中，通过压力单元，特别是已知的压缩机设定过压。总计为数巴的过压将湿气从大部分涂覆的待过滤材料驱出，使之穿过过滤介质进入单独过滤单元60的中空腔，滤液从中空腔通过盘毂排到控制头30。

在附图3中更详细地示出了控制头30。控制头30具有板状的上侧表面32，板状上侧表面以密封方式抵靠过滤盘50的盘毂52的对应的板状下面56。当通过未示出的旋转驱动件以绕竖直旋转轴线旋转的方式驱动过滤盘50时，控制头30及基架12不旋转。经由环状轴向轴承装置20，过滤盘50轴向稳定且可旋转地支撑在鼓形基架12上。基架12牢固地连接到也设置在未示出的压力壳体内部的底板14。

控制头30以防扭矩的方式连接到基架12并由此不与过滤盘50共同旋转。控制头30设有用于将滤液经适当的通路开口从盘毂52排出的多个通道34。控制头30以相对于盘毂52轴向可移动的方式支撑。为此，控制头30的通道34的下部排出配件36通过柔性软管连接件或者金属波纹膨胀节连接到未示出的排出管，排出管导向压力壳体的外部。

最好，控制头30内部存在大气压力以由于压力壳体中的过压将控制头30的上侧表面32以密封方式压靠在盘毂52的对应的下面56。结果，控制头30的内部空间相对于外部空间以压力密封的方式封闭在压力壳体中。

由于未示出的压力壳体内的过压，作用在控制头30上的接触力可以具有这样的强度，该强度使得过滤盘50的旋转运动可以在控制头30的上侧表面32和盘毂52的下面56之间的接触表面的区域中引起过度摩擦。

在附图3示出的过滤设备10的实施例中，在摩擦接触区域设有反压力装置40，结合附图4更加详细地示出和描述反压力装置。为产生反压力，在接触表面中沿控制头30的上侧表面32将多个圆盘状和槽状凹陷42引导到盘毂52，多个凹陷通过未示出的通道连接到反压力装置40的液压泵。经由泵可在控制头30的上侧表面32与盘毂52的下面56间建立液体压力，这抵消了由外部过压产生的控制头30的轴向接触力。在该实施例中，在控制头30和盘毂52间的环状接触区域中流体静力学地产生反压力同样具有减小摩擦的效果。

根据附图5和6，示出了依照本发明的过滤设备10的更进一步的第二实施例，其中设计有更改的反压力装置40。对于该反压力装置40，以绕控制头30环状方式分布地布置多个定位缸48。在此，定位缸48的上表面连接到控制头30的径向保持支架37。定位缸48的下部通过杆状支撑件16牢固地连接到基架12和底板14。经由控制机构，液压定位缸48可设置成由它们在与向上指向是轴向接触力相反的方向上轴向向下拉控制头30，借此将接触力减小并补偿到期望的程度。经由反压力装置40，可以通过在具有过压的压力壳体中的水平指向的旋转过滤盘50操作根据本发明的过滤设备10。在过压故障的情况下，定位缸48还可用于确保控制头30在盘毂52上的所需最小接触力。

Claims (15)

1.一种过滤设备，包括：

- 基架，

-水平的圆盘状过滤盘，

--过滤盘支撑在基架上以便其能以旋转的方式被驱动,

--过滤盘具有多个圆盘段状过滤单元，及

--盘毂,该过滤单元在盘毂上连接至盘毂的进口以排出滤液，

-以及控制头，该控制头设有用于从该盘毂排出滤液的通道，其中该控制头以防扭矩和轴向可移动的方式布置在该盘毂下方，且以密封方式抵靠在该盘毂的下面，

其中，

-设置压力壳体，该压力壳体以压力密封方式包封该过滤盘和该控制头，

-设置压力单元，通过该压力单元能够在该压力壳体中设定过压,

- 设有按压装置，通过按压装置将该控制头压靠到该盘毂以确保最小接触压力,以及

-设有反压力装置，通过该反压力装置可将反作用力施加到该控制头以减小作用到该控制头上的接触力。

2.根据权利要求1的过滤设备，其中为了单独安装，该过滤单元为自支撑设计且以易于释放的方式固定在盘毂上。

3.根据权利要求1的过滤设备，其中该过滤单元为槽形设计且沿其上部径向周向边缘具有支撑轮廓。

4.根据权利要求1的过滤设备，其中过滤单元具有底部，该底部朝向该盘毂倾斜且为了形成至少一个排放槽的目的该底部具有在横截面中沿周向倾斜的底表面。

5.根据权利要求1的过滤设备，其中设置至少24个过滤单元，以形成该过滤盘。

6.根据权利要求5的过滤设备，其中设置36个过滤单元，以形成该过滤盘。

7.根据权利要求1的过滤设备，其中该压力壳体具有至少一个开口，该开口以压力密封方式可关闭，并且单独过滤单元能通过该开口引入和移除。

8.根据权利要求7的过滤设备，其中该压力壳体为圆柱形的设计，带有鼓形周向壁、底部及顶部，且在底部和/或顶部中布置有以压力密封方式可关闭的开口。

9.根据权利要求1的过滤设备，其中该过滤盘形成为辐轮，该辐轮带有框架，该框架包括辐条和周向环，其中该过滤单元作为圆盘段插入。

10.根据权利要求1的过滤设备，其中该控制头布置在环形基架内且具有板形上侧表面，该板形上侧表面以密封方式抵靠在该盘毂的对应的板形下面。

11.根据权利要求1的过滤设备，其中压力壳体中的过压设定为使得该控制头轴向地压靠在该盘毂的下面。

12.根据权利要求1的过滤设备，其中该反压力装置具有布置在该盘毂和该控制头之间的流体静力学的压力装置。

13.根据权利要求1的过滤设备，其中该反压力装置包括至少一个定位缸。

14.根据权利要求13的过滤设备，其中该定位缸是液压缸。

15.由根据权利要求1的过滤设备执行的过滤方法，其中经由压力单元在压力壳体中设定过压。