CN109364543A - 压滤机隔膜滤板的隔膜及采用它的压滤机隔膜滤板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压滤机用的隔膜滤板，包括：滤板主体4，其上带有加工出的隔膜定位凹槽2；隔膜3；隔膜压板1，用于将隔膜3压紧固定在滤板主体上，其特征在于：每个滤板主体4上固定有隔膜3。隔膜3上预制有褶皱5，当包括隔膜滤板的滤室被填充时，带有褶皱5的隔膜3被填充的浆液和/或浆液中的被过滤物料压向滤板主体4，而在随后进行的充气压榨时，隔膜3被吹入隔膜3与滤板主体4之间的压缩空气鼓动，而产生离开滤板主体4的运动，对滤饼造成挤压。褶皱5具有以下形式中的一种：大致圆形的一个凸起，其与所在的圆形隔膜3大体同心；一个断面形状为“V”字形的圆环结构；以及，2至3个断面形状为“V”字形的相套的圆环结构。

Description

压滤机隔膜滤板的隔膜及采用它的压滤机隔膜滤板

本申请是中国专利申请第201610574237.X号的分案申请。

技术领域

本发明涉及压滤机隔膜滤板的隔膜及采用它的压滤机隔膜滤板和压滤机，以及相应的压滤方法，属于固液压滤分离领域。

背景技术

压滤分离是常用的一种固液分离技术。在一种传统的压滤机中，把多个滤板以可移动的方式并置在压滤机的固定端与活动端之间，借助液压缸移动活动端，从而把所有的滤板压紧在一起，从而在滤板之间形成封闭滤室。然后用供料泵把浆料打入滤室，以进行固液分离。固液分离通常分为压滤、吹气脱水、卸料步骤。在压滤步骤，在形成了封闭滤室之后，把浆料从入料口加压灌注到滤室中，借助设置在滤室中的滤布的作用，浆料中的固体成份被留在滤室中，而液体成份则透过滤布而从各个滤室的出口流出。浆料灌注通常是高压灌注。随着灌注的进行，滤室中的固体成份的比例越来越大，并最终充填满了整个滤室而形成滤饼。在固体成份充满滤室而形成滤饼之后，停止注料。随后进行吹气脱水。在吹气脱水步骤，把压缩空气吹入滤饼进行气水置换，从而带走滤饼中的水分。在卸料步骤，借助压滤机的液压缸使所有滤室分步打开，滤饼借助重力落下，从而完成卸料。

而对于一些难于脱水的金属矿物、尾矿和粘土等物料，仅仅靠压滤脱水和吹气脱水还不能满足更低含水率的要求。中国专利ZL 99125926.2中，描述了一种可压缩滤室的解决方案，其中，通过采用设置在滤板周边的弹性密封件，使得在滤室封闭的状态下，通过压缩弹性密封件，使得滤室的宽度可以调节，所以能够在空气脱水步骤中对处在滤室中的滤饼进行挤压。

但该可压缩滤室的解决方案具有严重的局限。第一，压缩滤室的动力需要由压缸提供，而压缸的设计压力是有限的，并且首先要用于封闭滤室，在完成滤室封闭之后的剩余压力很有限。第二，由于滤室压缩是必然伴随着弹性密封件的压缩，而弹性密封件的弹性回复力随着压缩幅度的加大而加大，这样，压缸本已有限的剩余压力主要用于克服该弹性回复力，而没有作用在滤饼上，这显然是一个严重的设计原理上的缺陷。

为了克服该缺陷，一种采用隔膜压榨脱水的新设备和新工艺应运而生。在目前一种主流的带有压榨隔膜的厢式压滤机设计中，交替安装有两种不同结构的滤板。一种是带有入料管道的滤板，滤板主体用钢板制作，在钢板两侧安装带有竖向沟槽的改性聚乙烯塑料衬板，沟槽用于将滤液水顺畅的导入滤板下部的排液管流出；另一种被称为隔膜滤板，滤板主体也为钢板，在钢板两侧安装带有弹性的橡胶压榨隔膜。在上述两种滤板的两侧，均悬挂安装特制的滤布；在橡胶隔膜朝向滤室的一侧，带有密集排布的小凸台，便于过滤出的滤液水流入滤板下部的排液管。压滤机在工作过程中，交替排列设置的上述两种滤板压紧在一起，在相邻的滤板之间形成滤室，当被过滤物料充填满滤室后，向隔膜滤板的隔膜与滤板主体之间吹入高压空气，鼓动橡胶隔膜产生变形，对滤饼(即滤室中的被过滤物料)进行挤压，压榨出滤饼内的多余水分，使滤饼满足更低含水率的要求。

传统上，隔膜为方形整体式结构，其大小基本与滤室相当。

传统的整体式方形隔膜滤板结构见图1A-1E。图1A-1E中，标号1为钢板制作的方形隔膜压板，标号13为钢板制作的多个圆盘形隔膜压板，共同用于将隔膜固定压紧在滤板主体上；标号2为在滤板主体上加工出的隔膜定位凹槽，标号41为整体式方形橡胶隔膜；标号51为钢制滤板主体，标号6为向隔膜和滤板主体间吹入高压空气的进气管接头；标号7为向隔膜和滤板主体间吹入高压空气的进气孔，标号8为带有入料管道的滤板(即无隔膜的滤板)的入料孔位置。

作为一个实际例子，在一个具体实施例中，图1A所示的滤板的边长约为1820毫米。图1E中显示了根据一个具体实施例的隔膜表面的细节，隔膜的表面上设置了小凸台，在图1E的具体示例中这些小凸台以20毫米的节距规则排列。图1D显示了一个具体实施例中的小凸台的尺寸。上述的尺寸都不是限定性的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种压滤机用的隔膜滤板，包括：滤板主体，滤板主体上带有加工出的隔膜定位凹槽；隔膜；隔膜压板，用于将隔膜压紧固定在滤板主体上，

其特征在于：

每个滤板主体上固定有多个隔膜。

根据本发明的另一个方面，提供了上述隔膜滤板的隔膜，其特征在于所述隔膜上预制有褶皱。

根据本发明的又一个方面，提供了包括上述的隔膜滤板的压滤机。

根据本发明的又一个方面，提供了基于包括上述的隔膜滤板的压滤机的浆液压滤方法，其特征在于包括：

把待过滤的浆料泵入滤室，所述滤室的壁包括所述隔膜滤板，从而使所述浆料和/或所述浆料中的固态成分向着滤板主体方向挤压所述隔膜；

把高压空气吹入隔膜和滤板主体之间，从而使隔膜向着离开滤板主体的方向移动，并挤压滤饼，所述滤饼包括所述浆料中的固态成分。

根据本发明的一个进一步的方面，上述方法中，当把高压空气吹入隔膜和滤板主体之间从而使隔膜向着离开滤板主体的方向移动并挤压滤饼时，隔膜的所述移动所伴随的隔膜应力和/或隔膜变形被所述褶皱所吸收。

根据本发明的一个进一步的方面，上述方法中，在把高压空气吹入隔膜和滤板主体之间之前，所述浆料和/或所述浆料中的固态成分压迫隔膜，使得隔膜向着滤板主体移动，从而消除了在泵入所述浆料之前由于褶皱而在隔膜与滤板主体之间形成的空间。

附图说明

图1A-1E显示了传统的整体式方形隔膜滤板结构。

图2A-2E显示了根据本发明的一个实施例的圆形分体式隔膜滤板组装后的结构。

图3A和3B显示了根据本发明的一个示例实施例的圆形分体式隔膜滤板的主体钢板焊接件结构。

图4A和4B显示了根据本发明的一个示例实施例的圆形分体式隔膜滤板的隔膜结构。

具体实施方式

本发明人经过长期的实践观察、研究和总结，发现了现有技术中存在如下的问题：

1、由于传统隔膜滤板的隔膜41为整体方形结构，当隔膜41被吹入的压缩空气鼓动变形时，隔膜上的应力分布不均匀，存在严重的应力集中现象；更进一步且具体地，由于隔膜41整体尺寸较大，除在隔膜41的周边、四角和入料孔8的位置，隔膜41被方形的钢制隔膜压板1固定压紧之外，还在隔膜41的中间部位的一些位置设置了多个直径较小的圆盘形隔膜压板13，以对隔膜进行更可靠的固定。当隔膜41被吹入的压缩空气鼓动变形时，这些隔膜压板1、入料孔8、圆盘形隔膜压板13周边的隔膜41的变形量较大，应力集中现象严重，易导致这些部位的隔膜41疲劳损坏；尤其是一旦物料充填不满滤室时，鼓入高压空气时更容易造成隔膜4异常撕裂；

2、由于隔膜41是整体的，哪怕一整张隔膜只有一处小的损伤，整张隔膜便不能继续使用了，更换整张的隔膜41材料成本高，更换修补耗时长，人工费用高，降低设备开动率。

本发明人在上述实践观察、研究和总结的基础上，提出了一种具有分体式圆形隔膜的隔膜滤板的解决方案，其相比传统隔膜滤板具有隔膜使用寿命长、维修更换成本低等优点。同时，本发明人经过实际测试发现，当用多块圆形隔膜取代了原来的单一整体隔膜之后，虽然隔膜不再对隔膜滤板构成整体覆盖，但对滤饼的挤压脱水却依然能够达到设计的要求。本发明的分体式圆形隔膜方案还具有其他的优点和/或有益效果，如下文所述。

根据本发明的一个实施例的圆形分体式隔膜滤板组装后的结构见图2A-2E。在图2A-2E中，标号1为钢板制作的圆环形隔膜压板，用于将隔膜3固定压紧在滤板主体上；标号2为在滤板主体上加工出的隔膜定位凹槽，标号3为圆形分体式橡胶隔膜；标号4为滤板主体，标号5表示隔膜上预制出的褶皱。在一个实施例中，滤板主体4是钢制的。

根据本发明的一个示例实施例的圆形分体式隔膜滤板的主体钢板焊接件结构见图3A和3B。在图3A和3B中，标号301为向隔膜和滤板主体间吹入高压空气的进气管接头；标号302为向隔膜和滤板主体间吹入高压空气的进气孔，标号303为各个单体隔膜钢板之间的通气孔道。图3A和3B的实施例只是示例性的；在本发明的基本构思下，其他的进气管接头、进气孔、通气孔道设置也是显而易见的。

根据本发明的一个示例实施例的圆形分体式隔膜滤板的隔膜结构见图4A和4B。在图4A和4B中，标号401为预制出的褶皱。图4A和4B的实施例只是示例性的；在本发明的一个实施例中，褶皱亦可表现为一个断面形状为“V”字形的圆环结构或2至3个断面形状为“V”字形的圆环相套的结构。在如图2A-2D、图3A与3B和图4A与4B所示的根据本发明的实施例中，每块隔膜滤板的隔膜包括四块圆形隔膜3；隔膜3上预先制出了褶皱5和401。如图2C所示，在一个具体实施例中，在滤室没有被填充时，褶皱5对应于隔膜3的中央部分与滤板主体4之间的一个间隙。在图2C所示的示例性实施例中，该间隙约有20毫米；该数值是非限定性的。根据一个优选实施例，如图2B、2C、4B所示，褶皱5和401构成了大致圆形的一个凸起，其与圆形隔膜3大体同心。

显然，每个滤板上配置的隔膜的数目并不限于四个。在本发明的总体构思下，其他数目的隔膜数目也是可以预期的。

显然，每个隔膜的形状也不限于圆形。例如，隔膜也可以是矩形的，等等。这些隔膜形状属于本发明的范围。在采用矩形隔膜的情况下，褶皱可以是断面呈“V”字形的圆环结构，或者是一个大致圆形的一个凸起，也可以是其他适当形状(例如大体上圆角矩形)的断面呈“V”字形结构或凸起。

图2D给出了根据本发明的隔膜表面上的小凸台的示例实施例，其中给出了小凸台的相关示例尺寸(该图中的单位为毫米)。图2E给出了这些小凸台在隔膜表面上的示例性布局。上述尺寸和布局都是非限定性的。

通过预制出隔膜褶皱5和401，在滤室被填充时，褶皱所形成的隔膜3的凸起部分被填充的浆液和/或浆液中的被过滤物料压向滤板主体4，而在随后进行的充气压榨时，隔膜3被吹入隔膜3与隔膜滤板主体4之间的高压空气所鼓动，而产生离开隔膜滤板主体4的运动，对滤饼造成挤压，压榨出滤饼内的多余水分和/或消除水分被挤出后滤饼中留出的空隙，使滤饼满足更低含水率的要求。显然，在如图2B、2C、4B所示的实施例的情况下，隔膜3在上述高压空气的鼓动下的上述运动至少部分是回复变形；例如，在图2C所示的实施例中，如果隔膜3在上述高压空气的鼓动下从滤板主体4的表面开始的上述变形沿着垂直于滤板的方向未超过20毫米的时候，则上述变形的全部属于回复变形；而当该变形沿着垂直于滤板的方向超过20毫米的时候，则该变形中开始的20毫米部分是回复变形。从而，预制的褶皱5和401(凸起)就起到了“预应”的作用，使得隔膜3在整个工作过程中所经历的总伸长变形幅度得到了相应的减小，即：隔膜的凸起(褶皱)抵消或避免了至少一部分的隔膜变形，减小了隔膜的拉伸变形量，提高了隔膜的抗疲劳能力。而在褶皱5和401是断面呈“V”字形的圆环结构的情况下，隔膜3在上述高压空气的鼓动下的上述运动则不会造成隔膜3上出现过分的应力，避免了隔膜遭受疲劳损坏。

与传统压滤机的隔膜方案相比，本发明的有益效果包括：

1)由于本发明的隔膜和隔膜压板为圆形，有效避免了方形压板容易造成的隔膜变形时的应力集中现象，可大大延长隔膜使用寿命；

2)由于隔膜为分体式，一旦某一块隔膜损坏，只需要更换或修理这块损坏的隔膜即可，其它隔膜不需要拆卸，节省了更换修理时间和费用，也便利了隔膜的更换或修理；

3)通过预制出隔膜褶皱(凸起)5，在滤室被填充时，凸起的隔膜3被压向滤板主体4，在随后进行的充气压榨时，隔膜3被吹入隔膜3与滤板主体4之间的高压空气所鼓动而产生变形，该变形至少部分是隔膜的回复变形，从而至少部分地抵消和/或避免了隔膜伸长变形，即减小了隔膜3的拉伸变形量，提高了隔膜3的抗疲劳能力；或者，在褶皱5和401是“V”字形断面的圆环结构的情况下，隔膜3在高压空气的鼓动下的运动不会造成隔膜3上出现过分的应力，避免了隔膜遭受疲劳损坏；

4)由于根据本发明的分体式隔膜，相对于传统的整体隔膜，单个隔膜的面积减小，降低了隔膜制作的模具费用，并提高了隔膜生产制造的成品率；

5)由于隔膜寿命的延长和更换维修隔膜用时的缩短，会明显提高压滤机产品的设备使用完好率，有利于保证压滤机在运行时能够达到其设计的产能；其次，隔膜更换或修理费用的节省，降低了设备运行成本。所有这些因素，都会大大增强压滤机产品的市场竞争力。

Claims (10)

1.用于一种压滤机用的隔膜滤板的隔膜(3)，其中：

所述隔膜滤板包括：滤板主体(4)，

滤板主体(4)的至少一侧上带有用于固定隔膜(3)的隔膜定位凹槽(2)，

隔膜(3)适于通过隔膜压板(1)被压紧固定在滤板主体(4)上，

其特征在于：

所述隔膜(3)上预制有褶皱(5)。

2.根据权利要求1所述的隔膜(3)，其特征在于每个隔膜(3)的形状是从以下形状中选出的一种：

圆形，

矩形。

3.根据权利要求1所述的隔膜(3)，其特征在于：

当包括上述隔膜滤板的滤室被填充时，带有所述褶皱(5)的隔膜(3)被填充的浆液和/或浆液中的被过滤物料压向滤板主体(4)，而在随后进行的充气压榨时，隔膜(3)被吹入隔膜(3)与滤板主体(4)之间的压缩空气所鼓动，而产生离开滤板主体(4)的运动，对滤饼造成挤压。

4.根据权利要求1－3之一所述的隔膜(3)，其中所述隔膜滤板进一步包括：

向隔膜(3)和滤板主体(4)之间吹入压缩空气的进气孔(302)；

各个隔膜之间的通气孔道(303)。

5.根据权利要求1所述的隔膜(3)，其特征在于隔膜(3)是圆形隔膜，且所述褶皱(5)具有以下形式中的一种：

大致圆形的一个凸起，其与所在的圆形隔膜(3)大体同心；

一个断面形状为“V”字形的圆环结构；以及

2至3个断面形状为“V”字形的相套的圆环结构。

6.带有根据权利要求1－5之一所述的隔膜(3)的隔膜滤板。

7.包括根据权利要求6所述的隔膜滤板的压滤机。

8.基于根据权利要求7所述的压滤机的浆液压滤方法，其特征在于包括：

把待过滤的浆料泵入滤室，所述滤室的壁包括所述隔膜滤板，从而使所述浆料和/或所述浆料中的固态成分向着滤板主体(4)挤压所述隔膜，

把高压空气吹入隔膜(3)和滤板主体(4)之间，从而使隔膜(3)向着离开滤板主体(4)的方向移动，并挤压滤饼，所述滤饼包括所述浆料中的固态成分。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

当把高压空气吹入隔膜(3)和滤板主体(4)之间从而使隔膜(3)向着离开滤板主体(4)的方向移动并挤压滤饼时，隔膜(3)的所述移动所伴随的隔膜应力和/或隔膜变形被所述褶皱(5)所吸收。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

在把高压空气吹入隔膜(3)和滤板主体(4)之间之前，所述浆料和/或所述浆料中的固态成分压迫隔膜(3)，使得隔膜(3)向着滤板主体(4)移动，从而消除了在泵入所述浆料之前由于褶皱(5)而在隔膜(3)与滤板主体(4)之间形成的空间。