CN110052067B - 一种超薄陶瓷过滤板、制备方法及具有该过滤板的过滤机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超薄陶瓷过滤板、制备方法及具有该过滤板的过滤机，该过滤板包括位于支撑板、过滤单板、加固条、出水管、基座和定位座，基座上安装定位座，基座、出水管和支撑板采用一体注塑成型，支撑板内部设置若干个支撑骨架，两两支撑骨架之间为镂空的分水腔，支撑板的端部设置出水口，出水口与分水腔之间设置总水腔，过滤单板边缘为阶梯台，加固条压装在过滤单板边缘的阶梯台上，加固条通过若干个紧固螺钉可拆卸安装在支撑板上，过滤单板、加固条和基座拼接后与支撑板面积大小相同，解决现有技术中存在的陶瓷过滤板厚度过厚、安装不便利、运输劳动强度大、通透性差、结构强度不足、使用寿命短的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷过滤板制备技术领域，并具体涉及一种超薄陶瓷过滤板、制备方法及具有该过滤板的过滤机。
背景技术
陶瓷真空过滤机是用于对矿浆中的固体和液体进行分离的设备，现有陶瓷真空过滤机的过滤部件一般是由若干块扇形陶瓷板构成，利用过滤介质的内外压差，通过过滤介质间的微孔对矿浆中的水进行收集，微细颗粒则吸附在过滤介质的外表面形成滤饼而实现固液分离。陶瓷真空过滤机所具有的高效节能优势主要依赖于陶瓷过滤板的“透水不透气”特性，因此陶瓷过滤板是陶瓷过滤设备的核心。陶瓷过滤板属于一种节能环保产品，其广泛应用于铁、金、银、铜等金属矿石作业的脱水缓解，对于节能减排起着至关重要的作用，目前国内陶瓷过滤板的生产工艺一般是沿用传统的生产工艺制备，现有技术中的陶瓷过滤板整体结构一般分为过滤层、水道层和过滤层叠加为一个整体，大型陶瓷真空过滤机上使用的陶瓷过滤板的尺寸也会相应的变大，一般5㎡以上的单个陶瓷过滤板为了保证陶瓷过滤板的反吹强度和抗折强度，需要将陶瓷过滤板的厚度增加到30mm以上，此时过滤层的厚度一般为12mm，但是过滤层的厚度会影响陶瓷过滤板的显气孔率和通透性，直接影响陶瓷过滤板的过滤效率；
陶瓷过滤板的厚度过大也存在一定的缺陷：首先，为了保证现有技术中陶瓷过滤板的使用强度，需要将陶瓷过滤板的厚度由30mm提升至35mm，过滤板厚度过大会增加整体设备的重量，如果再考虑到使用时本身吸附的物料和水，那么工作状态下的陶瓷过滤板的总重量对整体设备的主轴会产生极大的负荷，不仅会增加生产线上运输的难度，还会影响整体设备的使用寿命；其次，陶瓷过滤板长时间使用需要定期再生清洗，现有技术中一般采用反清洗方式，将反清洗水打入陶瓷过滤板内部结构中，水流在外力的作用下清洗过滤层，但是当过滤层的厚度过大时，整个清洗环节水流的阻力就会过大，经过理论计算和验证可知，如果陶瓷过滤板的厚度增加5mm，每个过滤层的厚度增加2.5mm，则反清洗水的阻力会增加22.5％，为了保证陶瓷过滤板的正常使用，反清洗环节的时间节拍一般控制在6-9秒，所以当水流阻力过大时，陶瓷过滤板得不到应有的清洗效果，那么随着使用的时间加长，陶瓷过滤板的阻塞现象将会越来越严重，长时间如此则会影响陶瓷过滤板的过滤效率，降低陶瓷过滤板的使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种超薄陶瓷过滤板、制备方法及具有该过滤板的过滤机，解决现有技术中存在的陶瓷过滤板厚度过厚、安装不便利、运输劳动强度大、通透性差、结构强度不足、使用寿命短的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超薄陶瓷过滤板，该过滤板包括位于中间的支撑板、位于支撑板两侧的过滤单板、加固条、出水管、位于支撑板端部两侧的基座和定位座，所述基座上安装定位座，所述基座、出水管和支撑板采用一体注塑成型，所述支撑板内部设置若干个与支撑板厚度相同的支撑骨架，两两支撑骨架之间为镂空的分水腔，所述支撑板的端部设置用于连通出水管的出水口，所述出水口与分水腔之间设置用以将分水腔的水汇集至出水口的总水腔，所述过滤单板边缘为阶梯台，所述加固条压装在过滤单板边缘的阶梯台上，所述加固条通过若干个紧固螺钉可拆卸安装在支撑板上，所述过滤单板、加固条和基座拼接后与支撑板面积大小相同。
本发明的有益效果是：通过采用拼接安装的过滤单板和支撑板，安装方便快捷，省时省力；通过将基座、出水管和支撑板采用一体注塑成型，同时省去了传统工艺中对过滤板四周进行密封处理的工艺，缩短了生产工艺时间，提高了生产效率；通过在支撑板内设置支撑骨架、分水腔和总水腔，实现采用负压进行过滤操作时对水流的快速汇集及排出，提高过滤效率；通过采用加固条对过滤单板进行固定，提高了过滤板的结构强度，同时采用可拆卸安装的方式便于维护和替换失效的过滤单板，降低后期维护成本和维修难度；通过将过滤单板边缘设置为阶梯状并与加固条配合安装，便于快速拼接安装，提高了安装效率。
进一步，所述支撑骨架设为条状结构，支撑骨架的一端与与支撑板边缘连接，另一端悬空，所述支撑板与支撑骨架采用一体注塑成型。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置条状结构的支撑骨架以及一体注塑成型的连接方式，提高支撑板的结构强度，缩短支撑板的制作时间，提高支撑板的生产效率。
进一步，所述过滤单板边缘的阶梯台为90°，所述加固条设为与过滤单板阶梯台匹配的90°弯角。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置90°的阶梯台和加固条，配合更加紧密，结构稳定性更高。
进一步，所述总水腔形状设为顶角连通出水口，底边连通分水腔的三角形。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置三角形的总水腔，防止产生死角，提高过滤水的排出效率，从而提高过滤板的过滤效率。
所述支撑骨架数量为三个。
一种超薄陶瓷过滤板的制备方法为：其步骤包括：（1）制作过滤单板：①配料：将骨料、钾长石、硼玻璃粉、黏土、高温粘接剂按照（75~80）: （6~8）: （10~15）: （1~2）: （4~5）比例配制为浆料；②成型：将第①步中得到的浆料注入过滤单板成型模具中，使用压机进行压制成型，压机的压力根据过滤单板的面积确定；③烧制：将第②步中成型的过滤单板进行窑炉烧制，烧制方式采用多层垫烧；④整形：将第③步中得到的过滤单板使用磨床进行磨平整形；（2）支撑板制作：采用注塑设备借助支撑板模具对支撑板、基座和出水管进行一体注塑成型，支撑板的厚度根据过滤单板的面积确定；（3）组装：将第（1）步制成的过滤单板和第（2）步制成的支撑板以及加固条进行拼接式组装，通过紧固螺钉进行固定得到需要的过滤板。
本发明的有益效果是：通过采用上述比例范围的配料，减小过滤单板的厚度，实现在保证过滤板较高显气孔率的前提下，提高了过滤单板的结构强度和抗折强度；与现有技术中过滤板的多层成型方式相比，采用过滤单板一次成型，提高了过滤板的成型效率，降低了过滤板的厚度，节省了原料用量、工艺生产时间和烧制时间，从而降低了过滤板的生产成本；通过采用拼接式组装方式，提高了安装效率，从而提高了过滤板的生产效率。
第(1)步中，所述骨料、钾长石、硼玻璃粉、黏土、高温粘接剂分配比例为75: 8:11: 2: 4。
采用上述进一步方案的有益效果是，采用上述配比制作的过滤单板，结构强度和抗折强度显著提高，延长了过滤单板的使用寿命，降低废品率。
第(1)步中，制作过滤单板时烧制的温度为1220℃，烧结时间为52h。
一种具有所述过滤板的过滤机，包括机架、安装在机架上的主轴，通过基座和定位座安装在主轴上的过滤板，还包括用以防止过滤板变形或爆板的防爆板机构，所述防爆板机构安装在机架上。
所述防爆板机构包括位于过滤板运行轨迹两侧的支座和防爆辊子，所述支座固定安装在机架上，所述防爆辊子转动安装在支座上，所述防爆辊子与过滤板之间的间距为0~0.2mm。
所述支座上的防爆辊子错位安装。
所述支座设为截面为U型的支架，支座上两个平行面上安装转轴，所述转轴上安装若干个防爆辊子，防爆辊子的滚动方向与过滤板的转动方向一致。
所述支座设为截面为U型的支架，支座上两个平行面上安装中心轴，所述中心轴上转动安装防爆辊子，防爆辊子的滚动方向与过滤板的转动方向一致。
所述防爆辊子采用聚氨酯材质。
本发明的有益效果是：通过在过滤机上安装上述过滤板和防爆板机构，防止过滤板进行正压反冲洗时发生变形或爆板现象，延长过滤板的使用寿命；通过设置位于过滤板两侧且滚动安装在支座上的防爆辊子，当过滤板进行正压反冲洗时，过滤板的受力方向为由内部向外部撑起，利用防爆辊子平衡过滤板受到的内力从而避免产生向外形变的趋势；通过采用聚氨酯材质的防爆辊子，既可以保护过滤单板，同时又可以避免划伤过滤单板的表面；通过采用错位安装的防爆辊子，确保防爆辊子之间存在空腔，便于对过滤单板进行超声波清洗操作。
附图说明
图1为本发明过滤板的立体结构示意图；
图2为本发明过滤板的俯视结构示意图；
图3为图2中A-A处的剖视结构示意图；
图4为过滤单板的立体结构示意图；
图5为支撑板的俯视结构示意图；
图6为支撑板的主视结构示意图；
图7为图6中B-B处的剖视结构示意图；
图8为本发明过滤板的安装结构示意图；
图9为防爆板机构在陶瓷过滤机上的安装示意图；
图10为图9中C-C处的剖视放大结构示意图；
图11为防爆板机构的立体示意图；
图12为透水速率检验装置示意图。
图中1.过滤单板，2.加固条，3.支撑板，4.定位座，5.基座，6.出水管，7.紧固螺钉，8.机架，10.支座，11.防爆辊子，12.卸料板，1-1.阶梯台，3-1.支撑骨架，3-2.分水腔，3-3.总水腔，3-4.出水口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
一种超薄陶瓷过滤板，该过滤板包括位于中间的支撑板3、位于支撑板3两侧的过滤单板1、加固条2、出水管6、位于支撑板3端部两侧的基座5和定位座4，所述基座5上安装定位座4，所述基座5、出水管6和支撑板3采用一体注塑成型，所述支撑板3内部设置三个与支撑板3厚度相同的支撑骨架3-1，两两支撑骨架3-1之间为镂空的分水腔3-2，所述支撑骨架3-1设为条状结构，支撑骨架3-1的一端与与支撑板3边缘连接，另一端悬空，所述支撑板3与支撑骨架3-1采用一体注塑成型，通过设置条状结构的支撑骨架3-1以及一体注塑成型的连接方式，提高支撑板3的结构强度，缩短支撑板3的制作时间，提高支撑板3的生产效率，所述支撑板3的端部设置用于连通出水管6的出水口3-4，所述出水口3-4与分水腔3-2之间设置用以将分水腔3-2的水汇集至出水口3-4的总水腔3-3，所述总水腔3-3形状设为顶角连通出水口3-4，底边连通分水腔3-2的三角形，通过设置三角形的总水腔3-3，防止产生死角，提高过滤水的排出效率，从而提高过滤板的过滤效率，所述过滤单板1边缘为阶梯台1-1，所述加固条2压装在过滤单板1边缘的阶梯台1-1上，所述过滤单板1边缘的阶梯台1-1为90°，所述加固条2设为与过滤单板1阶梯台1-1匹配的90°弯角，通过设置90°的阶梯台1-1和加固条2，配合更加紧密，结构稳定性更高，所述加固条2通过若干个紧固螺钉7可拆卸安装在支撑板3上，所述过滤单板1、加固条2和基座5拼接后与支撑板3面积大小相同。
本发明的有益效果是：通过采用拼接安装的过滤单板1和支撑板3，安装方便快捷，省时省力；通过将基座5、出水管6和支撑板3采用一体注塑成型，缩短了生产工艺时间，提高了生产效率；通过在支撑板3内设置支撑骨架3-1、分水腔3-2和总水腔3-3，实现采用负压进行过滤操作时对水流的快速汇集及排出，提高过滤效率和挂浆产量；通过采用加固条2对过滤单板1进行固定，提高了过滤板的结构强度，同时采用可拆卸安装的方式便于维护和替换失效的过滤单板1，如果过滤单板发生挂浆效果衰减无法继续使用，可快速拆卸废板并更换新的过滤单板，降低后期维护成本和维修难度；通过将过滤单板1边缘设置为阶梯状并与加固条2配合安装，便于快速拼接安装，提高了安装效率。
一种超薄陶瓷过滤板的制备方法为：其步骤包括：（1）制作过滤单板1：①配料：将骨料、钾长石、硼玻璃粉、黏土、高温粘接剂按照75: 8: 11: 2: 4比例配制为浆料；②成型：将第①步中得到的浆料注入过滤单板1成型模具中，使用压机进行压制成型，压机的压力根据过滤单板1的面积确定；③烧制：将第②步中成型的过滤单板1进行窑炉烧制，烧制方式采用多层垫烧，制作过滤单板1时烧制的温度为1220℃，烧结时间为52H；④整形：将第③步中得到的过滤单板1使用磨床进行磨平整形；（2）支撑板3制作：采用注塑设备借助支撑板3模具对支撑板3、基座5和出水管6进行一体注塑成型，支撑板3的厚度根据过滤单板1的面积确定；（3）组装：将第（1）步制成的过滤单板1和第（2）步制成的支撑板3以及加固条2进行拼接式组装，通过紧固螺钉7进行固定得到需要的过滤板。
本发明的有益效果是：通过采用上述比例范围的配料，减小过滤单板1的厚度，实现在保证过滤板较高显气孔率的前提下，提高了过滤单板1的结构强度和抗折强度；与现有技术中过滤板的多层成型方式相比，采用过滤单板一次成型，提高了过滤板的成型效率，降低了过滤板的厚度，节省了原料用量、工艺生产时间和烧制时间，从而降低了过滤板的生产成本；通过采用拼接式组装方式，提高了安装效率，从而提高了过滤板的生产效率。
一种具有所述过滤板的过滤机，包括机架8、安装在机架8上的主轴，通过基座5和定位座4安装在主轴上的过滤板，还包括用以防止过滤板变形或爆板的防爆板机构，所述防爆板机构安装在机架8上，所述防爆板机构包括位于过滤板运行轨迹两侧的支座10和防爆辊子11，所述支座10固定安装在机架8上，所述防爆辊子11转动安装在支座10上，所述防爆辊子11与过滤板之间的间距为0~0.2mm，所述支座10上的防爆辊子11错位安装，所述支座10设为截面为U型的支架，支座10上两个平行面上安装转轴，所述转轴上安装若干个防爆辊子11，防爆辊子11的滚动方向与过滤板的转动方向一致，所述防爆辊子11采用聚氨酯材质。
本发明的有益效果是：通过在过滤机上安装上述过滤板和防爆板机构，防止过滤板进行正压反冲洗时发生变形或爆板现象，延长过滤板的使用寿命；通过设置位于过滤板两侧且滚动安装在支座10上的防爆辊子11，当过滤板进行正压反冲洗时，过滤板的受力方向为由内部向外部撑起，利用防爆辊子11平衡过滤板受到的内力从而避免产生向外形变的趋势；通过采用聚氨酯材质的防爆辊子11，既可以保护过滤单板1，同时又可以避免划伤过滤单板1的表面；通过采用错位安装的防爆辊子11，确保防爆辊子11之间存在空腔，便于对过滤单板1进行超声波清洗操作。
实验例
实验例1为实施例制备的过滤板，厚度与对照例相同，过滤机与对照例的过滤机相同，均为无防爆板机构的普通陶瓷过滤机；
实验例2为实施例制备的过滤板，厚度与对照例相同，过滤机与对照例的过滤机相比，实验例2采用实施例中增加了防爆板机构的陶瓷过滤机；
实验例3为实施例制备的过滤板，抗折强度与对照例相同，过滤机与对照例的过滤机相同，均为无防爆板机构的普通陶瓷过滤机；
实验例4为实施例制备的过滤板，抗折强度与对照例相同，过滤机与对照例的过滤机相比，实验例4采用实施例中增加了防爆板机构的陶瓷过滤机；
对照例：市场内现有的一体成型方法制作的普通陶瓷过滤板及安装该过滤板的过滤机。
实验例1-4及对照例的过滤板面积均为5㎡。
实验数据分析
将上述实验例1-4与对照例同时进行检测，结果如下：
1.显气孔率：按照GB/T 1966标准；
2.抗折强度：按照GB/T 4741标准；
3.抗压强度：按照GB/T 4740标准。
4.透水速率：透水速率与滤板两侧的压差和水的黏度有关，通过下面公式进行计算透水速率：
式中－试样在一定压强差下的透水速率，m3/m2.s；
－试样在某压差下的透水量，kg；
－试样在某压差下得到的透水量所用时间，s；
－滤板的透水面积，m2；
－试验温度下水的密度kg /m3。
进行透水性能测试的装置如附图12所示，在上筒体中加入水，然后将在水中浸泡4小时的过滤板试样夹紧在实验装置中，打开放液阀，记录规定时间内获得的水的质量。
5.承受最大反冲洗水压：发生爆板时的水压，通过水压计进行测量；
6.生产成本：单块过滤板的生产成本；
7.过滤板重量：通过同一称重机测量；
8.产能：单台过滤机的产能，体现在每小时过滤的干料重量。
实验数据统计表如下:
| 实验例1 | 实验例2 | 实验例3 | 实验例4 | 对照例 | |
| 过滤板厚度（mm） | 38 | 38 | 26 | 26 | 38 |
| 显气孔率（％） | 40.0 | 40.0 | 43.0 | 43.0 | 36 |
| 抗折强度（Mpa） | 50 | 50 | 35 | 35 | 35 |
| 抗压强度（Mpa） | 54 | 54 | 45 | 45 | 41 |
| 透水速率（m<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>.s） | 2.1 | 2.1 | 2.5 | 2.5 | 1.8 |
| 承受最大反冲洗水压（MPa） | 0.12 | 0.20 | 0.10 | 0.15 | 0.10 |
| 生产成本（元） | 420 | 420 | 210 | 210 | 400 |
| 过滤板重量（Kg） | 17.5 | 17.5 | 5.5 | 5.5 | 17.0 |
| 产能（T） | 30 | 38 | 35 | 38 | 25 |
由上表可知，经过实验例1-4与对照例的对比分析得出结论：与对照例中的现有市场上的陶瓷过滤板对比，①相同厚度下，按照本发明的方法生产的过滤板的显气孔率更高，透水速率更高，抗折强度和抗压强度更强，安装本发明防爆板机构的过滤机能够承受的反冲洗水压力更高，清洗效率更高，使用寿命更长；②相同抗折强度下，按照本发明的方法生产的过滤板厚度更低，显气孔率和透水速率更高，安装本发明防爆板机构的过滤机能够承受的反冲洗水压力更高，清洗效率更高，使用寿命更长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超薄陶瓷过滤板，其特征在于：该过滤板包括位于中间的支撑板、位于支撑板两侧的过滤单板、加固条、出水管、位于支撑板端部两侧的基座和定位座，所述基座上安装定位座，所述基座、出水管和支撑板采用一体注塑成型，所述支撑板内部设置若干个与支撑板厚度相同的支撑骨架，两两支撑骨架之间为镂空的分水腔，所述支撑板的端部设置用于连通出水管的出水口，所述出水口与分水腔之间设置用以将分水腔的水汇集至出水口的总水腔，所述过滤单板边缘为阶梯台，所述加固条压装在过滤单板边缘的阶梯台上，所述加固条通过若干个紧固螺钉可拆卸安装在支撑板上，所述过滤单板、加固条和基座拼接后与支撑板面积大小相同，所述支撑骨架设为条状结构，支撑骨架的一端与支撑板边缘连接，另一端悬空，所述支撑板与支撑骨架采用一体注塑成型，所述总水腔形状设为顶角连通出水口，底边连通分水腔的三角形；
该过滤板的制备方法步骤包括：(1)制作过滤单板：①配料：将骨料、钾长石、硼玻璃粉、黏土、高温粘接剂按照(75～80):(6～8):(10～15):(1～2):(4～5)比例配制为浆料；②成型：将第①步中得到的浆料注入过滤单板成型模具中，使用压机进行压制成型，压机的压力根据过滤单板的面积确定；③烧制：将第②步中成型的过滤单板进行窑炉烧制，烧制方式采用多层垫烧；④整形：将第③步中得到的过滤单板使用磨床进行磨平整形；(2)支撑板制作：采用注塑设备借助支撑板模具对支撑板、基座和出水管进行一体注塑成型，支撑板的厚度根据过滤单板的面积确定；(3)组装：将第(1)步制成的过滤单板和第(2)步制成的支撑板以及加固条进行拼接式组装，通过紧固螺钉进行固定得到需要的过滤板。
2.根据权利要求1所述的一种超薄陶瓷过滤板，其特征在于：所述过滤单板边缘的阶梯台为90°，所述加固条设为与过滤单板阶梯台匹配的90°弯角。
3.根据权利要求1所述的一种超薄陶瓷过滤板，其特征在于：第(1)步中，所述骨料、钾长石、硼玻璃粉、黏土、高温粘接剂分配比例为75:8:11:2:4，第(1)步中，制作过滤单板时烧制的温度为1220℃，烧结时间为52h。
4.一种过滤机，该过滤机使用的过滤板为权利要求1-3任一所述的超薄陶瓷过滤板，包括机架、安装在机架上的主轴，通过基座和定位座安装在主轴上的过滤板，其特征在于：还包括用以防止过滤板变形或爆板的防爆板机构，所述防爆板机构安装在机架上，所述防爆板机构包括位于过滤板运行轨迹两侧的支座和防爆辊子，所述支座固定安装在机架上，所述防爆辊子转动安装在支座上，所述防爆辊子与过滤板之间的间距为0～0.2mm，所述支座上的防爆辊子错位安装，所述防爆辊子采用聚氨酯材质。
5.根据权利要求4所述的过滤机，其特征在于：所述支座设为截面为U型的支架，支座上两个平行面上安装转轴，所述转轴上安装若干个防爆辊子，防爆辊子的滚动方向与过滤板的转动方向一致。
6.根据权利要求4所述的过滤机，其特征在于：所述支座设为截面为U型的支架，支座上两个平行面上安装中心轴，所述中心轴上转动安装防爆辊子，防爆辊子的滚动方向与过滤板的转动方向一致。
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