CN108025230A - 具有渐变厚度的扇形件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于旋转式过滤器的过滤盘的过滤扇形件，该扇形件包括：结构元件(1)，其由带有棱纹的内部排水介质(2)和包围排水介质(2)的框架(4)构成，框架设置有连接管(10)；以及过滤织物(3)，其覆盖结构元件(1)，其特征在于，结构元件(1)具有朝向连接管(10)逐渐增加的厚度，并且其中，排水介质(2)由单个板(20)构成。排水介质(2)由单个带有棱纹的片构成，其设置有交替的通道(22)，通道的深度随着其更靠近所述介质的管的口部而增加。

Description

具有渐变厚度的扇形件

本发明涉及一种用于过滤盘的扇形件，更具体地，涉及一种设计成与相同类型的扇形件装配的扇形件的形式的结构元件，以便形成在用于在真空下或压力下进行液-固分离的工业设备中使用的旋转式过滤器的盘，其包括至少一个盘。

扇形件通常由用过滤织物覆盖的结构元件构成。结构元件首先包括刚性的内部排水支撑件，该排水支撑件支撑过滤织物并确保液体滤液的流动，其次包括框架，该框架界定排水支撑件并设置有用于连接到轴的管，其确保滤液的收集和扇形件的旋转。排水支撑件的厚度通常是恒定的。

一个已知的实施例特别包括使用单个波纹金属片，该波纹金属片的径向波纹形成具有恒定深度的通道，该通道界定排水支撑件的内部体积并确保液体的流动。

在FR 2 567 039中，目的是通过制造具有可变厚度的扇形件来改进此现有技术。

更具体地，每个扇形件的排水支撑件所具有的厚度从其与盘的中心相距最远的边缘(称为外边缘)增加，直到其用于连接到轴的管的口部。

此特征的目的是，使扇形件的厚度沿着其半径逐渐增加，以便保证在用于连接到旋转轴的管的口部处具有足够的通道截面，并由此优化液相的排出流速。

在此文献中，通过这样一个实施例来实现此目的：其中，限制扇形件的内部隔室的两个面由(例如由波纹金属片制成的)板构成，这些板通过相对于彼此倾斜而装配以便获得所需的厚度变化，并通过支架保持。

虽然此类型的具有可变厚度的扇形件改进了过滤过程的性能和产出，但它们由于其包括用于支撑过滤织物的两个金属片板的事实而依然非常重。

通过此类型的扇形件，由于其重量的原因，维修阶段(特别是其在盘上的更换)是困难且费力的操作，这会使加工应力增加，并且带来需要存在至少两个操作员的安全措施的增加。

这些扇形件的重量限制其大小，并因此也限制了它们所在的过滤器的尺寸。

本发明的目的是，通过提出一种使得能够简化并减轻扇形件的结构而同时保持与其厚度变化相关的液压优点的解决方案令人满意地且有效地解决这些技术问题。

根据本发明，通过用于旋转式过滤器的过滤盘的过滤扇形件来实现此目的，该过滤扇形件包括：

-结构元件，其由带有棱纹的内部排水支撑件和包围排水支撑件的框架构成，该框架设置有连接管；以及

-过滤织物，其覆盖结构元件，

其特征为，结构元件具有沿连接管的方向逐渐增加的厚度，并且其中，排水支撑件由单个金属片构成。排水支撑件由设置有交替通道的单个带有棱纹的金属片构成，该通道的深度随着其更靠近其管的口部而增加。

本发明在使用旋转盘过滤器进行液-固分离处理的环境内的使用，使得能够减轻过滤器的扇形件，同时优化滤液的排出流速，并因此改进该过程的产出。另外，通过减小扇形件的重量来简化并便于维修操作。而且，扇形件的较薄的剖面对其提供柔性，这减小了扇形件在负载下破裂的危险。

有利地，排水支撑件穿孔有对准的孔，孔的直径与扇形件的厚度同步增加。这些穿孔促进液体在扇形件中的流动，并且位于通道的壁中。由于流体或液体滤液的流速随着其更靠近连接管而增加，所以相同方向上的孔的直径的增加改进这种流动。

有利地，框架仅由通过冲压制造的两个壳体构成。构成排水支撑件的带有棱纹的金属片的外围由所述外围框架覆盖。

有利地，框架的两个壳体具有“U”形的剖面，该“U”形的剖面带有具有渐变长度的边。框架的“U”形的扇形件的边的高度从外边缘朝向管的口部增加，带有棱纹的金属片的通道的深度也是这样。优选地，框架由根据扇形件的中心轴线固定的两个相同的壳体构成，同时限制带有棱纹的金属片。框架的两个侧壳体通过布置在带有棱纹的金属片的两侧上的至少两个横向增强件而彼此连接。

框架的“U”形的剖面构成芯部，其宽度由此与扇形件的厚度同步增加。框架的“U”形的扇形件的芯部的宽度的从外边缘朝向口部的增加，使得能够在使框架受到最大应力的位置将其增强。

根据第一变型，排水支撑件具有“U”形的通道。

根据第二变型，排水支撑件具有“V”形的通道。在此情况中，波纹的顶部在带有棱纹的金属片的两个面上具有相同的曲率半径。优选地，根据此变型，波纹的节距在10mm至20mm之间。

根据第一实施例，排水支撑件的通道是辐射状的。此实施例对于带有小直径(直径小于4m)的过滤盘是有利的，这是因为所有通道将滤液直接引向扇形件的口部。在此情况中，不用必须使通道的壁穿孔。

根据第二实施例，排水支撑件的通道是平行的。此第二实施例比第一实施例更好地适合于带有大直径(直径大于4m)的过滤盘，这是因为直径超过4m，从管的口部朝向扇形件的外侧增加的辐射通道的节距则将过大而无法正确地支撑过滤织物。

本发明还涉及配备有具有至少一个前述特征的过滤扇形件的旋转式过滤器。

对于本领域技术人员来说，从阅读以下通过实例提供的由附图示出的实例中，其他优点也可变得显而易见：

图1示出了根据本发明的扇形件的前视图；

图2是根据图1中的II-II的横截面的视图；

图3是根据图1中的III-III的横截面的视图；

图4示出了根据本发明的扇形件的框架的立体图；

图5是根据本发明的扇形件的排水支撑件的立体图；

图6是图4中的框架的一个壳体的在冲压之前的视图；

图7是排水支撑件的金属片的在其变形之前的视图。

在下文的描述中，“内侧”指的是扇形件的布置成靠近过滤器轴线的一侧，即，连接管侧，而“外侧”指的是与所述轴线相对的一侧。

图1所示的扇形件被设计成与其他相同的扇形件相关联，这些扇形件均连接到过滤器(未示出)的旋转支撑件和驱动轴，其确保液体滤液的排出。

每个扇形件包括由带有棱纹的刚性排水支撑件2和框架4构成的结构元件1，该框架包围排水支撑件2并设置有连接管10。结构元件1用作用于过滤织物3(仅在图2中的截面中示出)的支撑和支承装置。支撑于排水支撑件2上的过滤织物3在实现液-固分离循环期间界定用于液体滤液流动的过滤扇形件30的内部体积。

由带有棱纹的金属片构成的排水支撑件2的外围由外围框架4覆盖，该外围框架具有“U”形的横截面40a，其确保排水支撑件2的保持和硬化。

框架4由具有翼部42的两个对称壳体40和41构成，翼部构成增强件并彼此焊接。每个壳体40或41由根据图6的切割扁平金属片制成，然后对其冲压以便提供“U”形的剖面，然后进行焊接。图6中示出的壳体40包括芯部43和四个翼部42。壳体40和41可包括多于或少于四个翼部。在冲压之后使具有长度I的壳体40和41的端部44弯曲，以便形成框架4的端部。

框架4的两个壳体40和41由翼部42连接，并由构成横向增强件的框架4的弯曲端44连接，以便防止扇形件的变形的风险。

框架4的每个壳体40或41的芯部43的宽度在框架4的侧边缘上增加，以便遵循通道22的深度h沿排水支撑件2的变化。一旦使芯部43弯曲，其便具有带有两个边43a的“U”形。

框架4的“U”形的扇形件的边43a的高度H随着其径向地更靠近扇形件的管10的口部而也在框架的侧边缘上增加。此高度H可例如在15mm至45mm之间变化。

优选地，框架4由通过冲压扁平金属片而获得的两个相同的壳体构成，该壳体根据扇形件的中心轴线例如通过焊接来固定，由此限定排水支撑件2。

为了减小扇形件的重量并提高液体滤液的流动，排水支撑件2由设置有交替的通道或凹槽22的单个带有棱纹的金属片20构成，通道或凹槽的深度h随着其更靠近管10的口部而增加，如图所示。管10的口部处的深度h0大于端部11处的深度h1。

从管10的口部延伸到扇形件的端部11的这些通道22的并置整体地形成用于液体滤液的流动的排水支撑件2。

通道22的深度随着其更靠近管的口部而增加。形成通道22的波纹的顶部23确保局部地支撑过滤织物3。

对于具有1.5m至2.5m之间的长度的扇形件，排水支撑件2的通道22的深度h可例如从5mm到35mm变化。

在由图示出的实施例中，通道22形成具有基本上“V”形截面的一系列平行波纹，其每个顶部23具有带有2mm至3mm之间的曲率半径的圆形剖面。

波纹的节距d(即，分隔两个连续顶部23的距离)在10mm至20mm之间，并且在此情况中沿着排水支撑件2的长度保持不变。

然而，在一个未示出的变型中，排水支撑件2的波纹在扇形件的外边缘与其口部之间将可能具有可变节距，使得其由此不是必须平行的，例如可以是辐射状的。

通过扁平钢片的变形和/或冲压来制造通道22，扁平钢片的厚度在0.5mm至1.5mm之间。

排水支撑件2的实施例包括扁平金属片20的穿孔和弯曲，以获得形成带有渐变高度的通道22的波纹金属片，该通道是平行的或者不是平行的，其壁24设置有孔21。将指出，所述孔21的直径沿着金属片20的长度从该金属片的一个边缘向另一个边缘增加。最后，将孔21布置在通道22的壁24中，以便于滤液的流动。

步骤1包括：寻迹(tracing)孔21的线和弯曲母线201。这种寻迹必须首先保证将孔21定位在通道22的壁24的中间，且其次确保波纹的规则性。

考虑通道22的渐变深度，通过非恒定蠕变系数沿着金属片20的长度从一个边缘向另一个边缘校正理论演化。

将通过一系列成型试验来调节根据材料、厚度和/或热处理而变化的蠕变系数。

步骤2包括：例如通过激光或冲床，来切割并穿孔金属片20。在此步骤中，还将在弯曲母线201的端部切割导舌200。

步骤3包括：例如通过设置有冲床和模具的冲压工具，来形成波纹。

冲床的高度和模具的深度沿着工具的长度从一端向另一端逐渐增加，以便形成具有增加厚度的通道。

因此，冲床与金属片20的接触从工具的一端向另一端逐渐发生。因此从通道22的形成的开始到结束必须非常好地引导金属片。设置于每个弯曲母线201的端部处的导舌200在工具的模具中切割的凹槽中垂直地滑动，由此防止金属片20的任何横向位移。因此一个接一个地形成通道22，同时保证波纹的规则性。

现在将如下描述液-固分离的循环：

当将扇形件浸没在待过滤溶液中时，在过滤阶段期间将由所包围的织物30界定的过滤扇形件的内部体积保持在低压下。

在此阶段期间，将过滤织物3放置成抵靠在排水支撑件2上，并且通过过滤织物3将液体朝向连接管10吸入到扇形件30的内部体积，然后通过位于过滤器的轴线上的收集器轴排出，而继续对“结块”形式的过滤织物3的外表面施加固体材料。

借助于盘的旋转，过滤-吸入阶段之后是过滤织物3的清洗-吹风的阶段，在此期间，通过压缩空气而使过滤扇形件30的内部体积受到压力，压缩空气通过经过过滤织物3而使结块从扇形件分离。

通过扇形件30的内部体积的整体减小，通过减小其在扇形件的外边缘11处的厚度，同时在其用于连接到收集器轴的管10的口部处保持足够的截面，来优化过滤流速和产出。

因此过滤扇形件30的内部体积的厚度沿着扇形件的整个径向长度连续变化，并且从外边缘11向管10的口部增加。

因此，排水支撑件的剖面及由此扇形件的剖面以叶片或翼部的方式锥化(tapered)。

Claims (9)

1.一种用于旋转式过滤器的过滤盘的过滤扇形件，包括：

-结构元件(1)，由带有棱纹的内部排水支撑件(2)和包围所述排水支撑件(2)的框架(4)构成，所述框架设置有连接管(10)；以及

-过滤织物(3)，覆盖所述结构元件(1)，

其特征在于，所述结构元件(1)具有沿所述连接管(10)的方向逐渐增加的厚度，并且其中，所述排水支撑件(2)由单个金属片(20)构成。

2.根据权利要求1所述的过滤扇形件，其特征在于，所述排水支撑件(2)穿孔有对准的孔(21)，所述孔的直径与所述扇形件的厚度同步增加。

3.根据前述权利要求中的一项所述的过滤扇形件，其特征在于，所述框架(4)仅由通过冲压制造的两个壳体(40，41)构成。

4.根据前述权利要求所述的过滤扇形件，其特征在于，所述框架的所述两个壳体(40，41)具有“U”形的剖面，所述“U”形的剖面带有具有渐变长度的边(43a)。

5.根据前述权利要求中的一项所述的过滤扇形件，其特征在于，所述排水支撑件(2)具有“U”形的通道(22)。

6.根据权利要求1至4中的一项所述的过滤扇形件，其特征在于，所述排水支撑件(2)具有“V”形的通道(22)。

7.根据前述权利要求中的一项所述的过滤扇形件，其特征在于，所述通道(22)是平行的。

8.根据权利要求1至6中的一项所述的过滤扇形件，其特征在于，所述通道(22)是辐射状的。

9.一种配备有根据前述权利要求中的一项所述的过滤扇形件的旋转式过滤器。