CN111957083A - 全方位高频涡流加热干化滤板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压滤设备领域，尤其涉及一种全方位高频涡流加热干化滤板。利用并改进电磁涡旋电流产生的自主发热加热干化滤饼，区别利用目前的热水热传导方式的被动发热方式加热干燥，也区别于现在流行用的电阻丝的发热的加热方式，其电磁线圈包覆在本发明的滤板之中，线圈的两面再加密封板的板框都产生涡旋电流，形成立体、全方位包围式加热，基本不存在漏磁，电能转变成热能效率大大提高，也不对环境产生电磁波污染，另外，本发明改进使用多组电磁线圈，通过混合连接方式以及外部控制电路，使其效率进一步提高，稳定性能更好。本发明大大提高工作效率及使用寿命，并能对过滤对象进行自动温度调节，将对压滤设备领域产生有益效果。

Description

全方位高频涡流加热干化滤板

技术领域

本发明涉及压滤设备领域，尤其涉及一种全方位高频涡流加热干化滤板。

背景技术

压滤机是一种特殊的过滤介质，对对象施加一定的压力，使得液体渗析出的一种机械设备，是一种常用的固液分离设备。在十八世纪初就应用于化工生产，至今仍广泛应用于化工、制药、冶金、食品、染料、酿造等行业。对环保行业应用也十分盛行，如对污水的处理，因为污水中含有大量的污泥及有害物质，通过压滤机可以使之较好的分离，而作为压滤机的主要压滤单元——滤板性能的好坏直接影响压滤机的效果。在压滤过后的最终产物是相对纯净的滤液及成块状的滤渣或称滤饼，滤饼的干燥度及干燥的快慢程度是压滤机的性能优劣的体现，而现代对滤饼滤干普遍所采用的方法是：通进热水加热滤干或用电阻丝加热滤干，这些方法虽然可用，但热效应低、速度慢、消耗大、成本高等。本申请人于2020年1月3日申请了《高压双隔膜滤板》，申请号为：2020100066837的专利说明书中提到了利用高频磁热元件对滤饼加热，相当于本专利所描述的高频涡旋电流的加热方式。但其加热板与产生涡旋电流支撑板的龙骨之间隔有高压水腔，且高压水腔随着压力的增大空间也变大，导致两者距离变远，磁电效应还不够理想。

滤板是压滤机性能好坏的关键的部件，如何设计使得滤板更高效地对滤饼加热滤干以及结构更简单是业内所追求的共同目标。

发明内容

基于此，有必要提供一种全方位高频涡流加热干化滤板，其应用于压滤机时可以更高效快速积聚热能，本发明利用并改进电磁涡旋电流产生的自主发热（以下简称电磁加热）的热能加热干化滤饼，区别于目前的通以热水的热传导的被动发热方式来加热干燥，也区别于现在流行用的电阻丝的发热的加热方式，电阻丝的加热方式是，电流通过电阻发出热量，升温过程较慢，电能损耗大，相同环境下相同电压相同功率的两种方式的滤板加热实测数据得到，电磁加热效率在95-98%，而电阻丝在20-40%，温度上升也有很大的区别，比如以温度上升到100度为标准，前者只需5至8秒，后者却要40至50秒，另外从使用寿命来看，电磁加热板可用到5年以上，而电阻丝加热板，由于市电电压可能不是很稳定以及冷热骤变对电阻丝的影响都较大，其平均使用寿命1个月左右，某些时候甚至刚装上去就可能被烧断，两者区别十分明显。本发明中的加热方式与现有的电磁炉的区别，两者虽然都是产生涡旋电流发热原理，但电磁炉只用到电磁线圈的一面产生的涡旋电流，漏磁较大，不但电能损耗较大，还对环境产生不良影响，人类接近操作影响健康，而本专利是一种全方位高频涡流加热干化滤板，其电磁线圈包覆在本发明的滤板之中，线圈的两面再加密封板的框架都产生涡旋电流，对压滤对象形成立体、全方位包围式加热，基本上不存在漏磁现象，电能转变成热能效率几乎达到极限，且不对环境产生电磁波污染，另外，本发明改进使用多个电磁线圈单元，通过混合连接方式加上外部控制电路，使其效率进一步提高，稳定性能更好。本发明大大提高工作效率及使用寿命，并能对过滤对象进行自动温度调节，以防其温度过高产生不良后果。

这里的电磁线圈在电磁热效应里亦称作励磁线圈，本发明的一种

全方位高频涡流加热干化滤板，包括功能板、进料口及滤液口，所述功能板包含电磁线圈板、导水板、自热滤水板及密封板，其中以电磁线圈板为中心两侧面对称由近及远依次层叠并与其固设在一起的为导水板、自热滤水板和密封板，其周边为闭合环形密封连接，密封方式可使用凸筋与凹槽配合或用柔性软胶密封垫圈。相当于七块功能板叠加在一起，而且以电磁线圈板为对称面相对排列，每面排列三块，两侧面的各功能板的作用也是对称的。

所述电磁线圈板，其内部设有由内向外尺寸逐渐增大的环形槽道及布设在其内的励磁线圈，槽道间有互通口以备励磁线圈走线，所述电磁线圈板基板为耐高温绝缘复合材料，如：环氧树脂板、PPS工程塑料、耐热橡胶板、云母板、耐高温硅胶板等，所述励磁线圈两端线头连接固定在板边缘端子上以备接通外部电路之用。

所述自热滤水板为布满起过滤作用的微孔的金属材料，滤液可从微孔中透过，滤渣被阻隔。这里的励磁线圈与金属自热滤水板结合，当励磁线圈通以高频交流电情况下，导水板厚度适宜，金属材质的自热滤水板内部会产生较强的涡旋电流，涡旋电流的产生，金属材质的自热滤水板会迅速产生热能，从而使紧挨在一起的滤渣所形成的滤饼被迅速加热。自热滤水板另外的作用是加热滤饼的过程中滤液汽化后可直接从其微孔中排出。

所述电磁线圈板，双面产生的磁场，使得设在其两面自热滤水板

产生涡旋电流加热干化滤渣。电磁线圈即励磁线圈的磁力线是环形闭合的，双向都起作用，可使得两面自热滤水板产生涡旋电流并产生热能。

所述导水板由耐高温绝缘复合材料构成，如：环氧树脂板、PPS工程塑料、耐热橡胶板、耐高温硅胶板等，其表面开设有若干相互连通的导水槽并与滤液口相通，被加热或汽化的滤液可以通过该导水槽汇流入所述滤液口中。导水板的好处在于，适合使所述励磁线圈对自热滤水板产生磁热效应，且其内的导水槽可使汽化的滤液有一个缓冲的空间，同时可调节电磁线圈板的温度，防止其温度过高而被烧坏以及防止过滤对象---如或可燃性的滤渣温度过高产生不良后果。

优选实例，电磁线圈板，由于空间面积大，板内可分布设有若干个绕线方向一致的励磁线圈单元，励磁线圈单元设计成易拔插（或设成卡扣式固定及螺丝固定）的独立单元与电磁线圈板预设的槽口相适应并可安装在其中，每个励磁线圈单元两端可串联、并联或两者混合联接在一起。

实例中，导水板的厚度尺寸范围在10mm-20mm内。主要的作用是，使得电磁线圈板与自热滤水板之间保持较合适距离，更好发挥磁电效应，因此将导水板的厚度控制在该数值范围内。实际使用中一般设计成15mm。

励磁线圈连接的外部电路含高频电力转换装置及相应的控制电路。所述高频电力转换装置输出的高频交流电频率为10-40kHz。这里的高频电力转换装置是由桥式整流器和电压谐振变换器构成。

实例中，密封板的中间区域为空的框式结构，为两薄层耐高温密封材料中间夹一厚层含铁金属材料相互叠加固定在一起形成的中间区域为空的框架，这里的耐高温密封材料也可以包覆在含铁金属材料表面，所述中间区域为滤渣积聚、加热干化区。其耐高温密封材料的作用是防滤饼水分渗漏并形成空间容纳滤渣形成的滤饼，工作状态下含铁金属材料的框架可以产生涡旋电流，可对滤饼四周加热干化，配合两个相邻所述自热滤水板形成一个封闭的空腔，从而达到对滤饼全方位加热滤干，加热形成的蒸汽可从自热滤水板上的微孔进入导水板上的导水槽中。

所述电磁线圈板的环形槽道为圆形、方形或螺旋形，槽道间有互通口。根据电磁线圈板的外形及进料口的布设位置。

所述自热滤水板材料为金属铁或含铁合金，含铁材料具有很好的导磁性，更容易产生涡旋电流。

所述自热滤水板材料为金属不锈钢。不锈钢与金属铁性质相同，但它的硬度比铁高，不易变形，不生锈，经久耐用。

所述自热滤水板内或附近设有联通所述外部控制电路的温度传感器及湿度传感器，这样可以随时控制加热滤饼的温度，当达到一定温度时由控制电路保持恒温，湿度传感器检测滤饼的干湿度，达到所需要的指标后，停止加热，节约能源并提高效率。

所述自热滤水板可设计成远离电磁线圈板方向凸出变形板，也就是说向密封板的中央空处方向鼓凸变形，这样的益处在于：这种变形增加滤饼的受热面积，特别是对滤饼中间处加大加热干化的力度及热蒸汽的散发的力度。另外增加了微形滤孔的数量，使得由受热滤饼产生的蒸汽更快速脱离。凸出变形的形状有多种，比如球冠形，但其顶点不突出密封板的空间范围并不与另一个相同过滤单元的自热滤水板相抵触，为了使滤饼加热滤干后更容易掉落，此时密封板可以不与其它功能板固定连接，只要在外力挤压下周边对接面可密封连接即可，此处每个过滤单元在保证密封板厚度足够的情形下，还可以省掉其中一面的密封板。

所述进料口可设在所述滤板的中央处、上端处、两端中间处或四角中的任一角处。根据所要过滤的对象和处置方式，进料口可设在不同位置。

全方位高频涡流加热干化滤板作为一个滤化单元，多个重复的相同单元排列在一根轴或两根轴上形成压滤机的主体，相邻两个滤化单元之间形成滤饼，所以一个单元只需提供一块自热滤水板即可使一个滤饼的两面进行加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一的整体外观示意图；

图2为图1的外观爆炸示意图；

图3为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一电磁线圈板正面透明示意图；

图4为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一导水板正面示意图；

图5为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一自热滤水板正面示意图；

图6为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一密封板正面示意图；

图7为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一滤液口处于本发明滤板中央处位置示意图；

图8为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一滤液口处于本发明滤板两端中间处位置示意图；

图9为本发明全方位高频涡流加热干化滤板实施方式之一滤液口处于本发明滤板上端处位置示意图。

图中标注：本发明全方位高频涡流加热干化滤板本体10、 电磁线圈板11、槽道12、端子13、 导水板21、 导水槽22、自热滤水板31、密封板41、 进料口51、 滤液口52、 入料口53。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1~6所示，其一实施方式的全方位高频涡流加热干化滤板

本体10，进料口51及滤液口52，电磁线圈板11、导水板21、自热滤水板31及密封板41，其中以电磁线圈板11为中心两侧面对称由近及远依次层叠并与其固设在一起的为导水板21、自热滤水板31和密封板41，其周边为闭合环形密封连接，密封方式可使用凸筋与凹槽配合或用柔性软胶密封垫圈。功能板之间可以用螺丝、螺栓、以及卡扣等方式固定。图2为图1的外观爆炸示意图，可以从中看到各功能板之间的层叠关系。

电磁线圈板11包括板框，其内部设有由内向外尺寸逐渐增大的环形槽道12及布设在其内的励磁线圈，槽道12间有互通口以备励磁线圈走线，所述电磁线圈板11的基板为耐高温绝缘复合材料，用该材料的目的在于：绝缘为了防止励磁线圈破皮漏电，耐高温防止温度过高产生变形或融化，励磁线圈两端线头连接固定在板框上的端子13以备接通外部电路之用。端子13可以是插座或接线柱，从图3中可以清楚看出。

自热滤水板31为布满起过滤作用微孔的金属材料。由图4看不到微孔，实例中有微孔的存在。

实例中电磁线圈板11，双面产生的磁场，使得设在其两面导热

滤水板31产生涡旋电流加热干化滤渣或滤饼。

导水板21由耐高温绝缘复合材料构成，其表面开设有若干相互连通的导水槽22并与滤液口52相通，被加热或汽化的滤液可以通过该导水槽22汇流入所述滤液口52中。

实例中，电磁线圈板11，由于面积大，板内可分布设有若干个绕线方向一致的励磁线圈单元，励磁线圈单元设计成易拔插（或设成卡扣式固定及螺丝固定）的独立单元与电磁线圈板11预设的槽口相适应，每个励磁线圈单元两端可串联、并联或两者混合联接在一起。(由于方式较多，图中未予画出)这样做的好处在于：可以减小整个电磁线圈板11绕组的阻值，同时出现故障时，只对个别烧坏的励磁线圈单元进行更换，节约成本。并且在其中一个串联中的几个单元出现故障时还可继续工作，从而提高效率。

导水板21的厚度尺寸范围在10mm-20mm内。

励磁线圈连接的外部电路含高频电力转换装置及相应的控制电路。

高频电力转换装置输出的高频交流电频率为10-40kHz。

密封板41为中空的框式结构，中间区域为空，周边为含铁金属材料与一层耐高温密封材料层叠而成，使用过程中，其中间区域为滤渣积聚、加热干化区。

电磁线圈板11的环形槽道为圆形、方形或螺旋形。

优选例中，自热滤水板21材料为金属铁。

优选例中，自热滤水板21材料为金属不锈钢。

实例中，自热滤水板21内设有联通所述外部控制电路的温度传感器及湿度传感器。（图中未画出）。

实例中，所述自热滤水板21可设计成远离电磁线圈板方向凸出变形

板。可以是球冠形、椭球冠形、圆柱形、方柱形等（图中均无画出）。

进料口51可设在所述滤板的中央处见图7、上端处见图9、两端中间见图8处或四角中的任一角处见图1。

大致工作过程是：压滤对象从外接管进到本发明全方位高频涡流加热干化滤板本体10的过滤单元内的入料口53到进料口51至自热滤水板31远离电磁线圈板11的一面，在密封板41中间区域内，此时的密封板与另一个相同过滤单元的密封板对接密封配合形成一个密封腔，随着外界压滤对象的不断增加，滤渣不断积聚在密封腔内，而通过自热滤水板31上微孔过滤变成的滤液进入滤液口52之中，滤液口有4个，可以容纳较大的水量，其中一部分流至导水板21表面的导水槽22内，随着过滤量的增加，滤渣不断的积聚，在外部较大压力的压滤对象进入下，滤渣逐渐形成滤饼，此时的滤饼还带有大量的液体或水分，在控制系统的作用下，这时外界输入压滤对象的阀门关闭，打开电源，电流从电磁线圈板11上的端子13到槽道12内的励磁线圈中，使得相邻过滤单元形成的腔体包括两块自热滤水板31及2个密封板41的四边框架形成涡旋电流并产生大量的热量对其中的滤饼迅速加热滤干，加热形成的蒸汽可从所述自热滤水板31上的微孔进入导水板上的导水槽22中。而能量持续加大温度升高，导水板21中的滤液也气化成蒸汽带走热量，从而自动调节整体温度，同时设在自热滤水板31内的通过外部控制电路的温度传感器及湿度传感器产生作用，当达到一定温度时由控制电路保持恒温，湿度传感器检测滤饼的干湿度，达到所需要的指标后，停止加热。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种全方位高频涡流加热干化滤板，包括功能板、进料口及滤液口，其特征在于：所述功能板包含电磁线圈板、导水板、自热滤水板及密封板，其中以电磁线圈板为中心两侧面对称由近及远依次层叠并与其固设在一起的为导水板、自热滤水板和密封板，其周边为闭合环形密封连接，密封方式可使用凸筋与凹槽配合或用柔性软胶密封垫圈；

所述电磁线圈板，其内部设有由内向外尺寸逐渐增大的环形槽道及布设在其内的励磁线圈，槽道间有互通口以备励磁线圈走线，所述电磁线圈板的基板为耐高温绝缘复合材料，所述励磁线圈两端线头连接固定在板边缘端子上；

所述自热滤水板为布满起过滤作用的微孔的金属材料，滤液可从其微孔中透过，滤渣被其阻隔；

所述电磁线圈板，双面产生的磁场，使得设在其两面所述自热滤水板产生涡旋电流以加热干化滤渣；

所述导水板由耐高温绝缘复合材料构成，其表面开设有若干相互连通的导水槽并与滤液口相通，被加热或汽化的滤液可以通过该导水槽汇流入所述滤液口中。

2.如权利要求1所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述电磁线圈板的环形槽道为螺旋形、圆形或方形，当环形槽为圆形或方形时，槽与槽之间设有用于走线的互通口。

3.如权利要求1或2所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述电磁线圈板可分布设有若干个绕线方向一致的励磁线圈单元，励磁线圈单元设计成易更换的独立单元并与电磁线圈板预设的槽口相适应，每个励磁线圈单元两端可串联、并联或两者混合联接在一起。

4.如权利要求1或2所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述励磁线圈连接的外部电路含高频电力转换装置及相应的控制电路。

5.如权利要求1或2所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述电磁线圈板内高频电力转换装置输出的高频交流电频率为10-40kHz。

6.如权利要求1所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述导水板的厚度尺寸范围在10mm-20mm内以适合使所述励磁线圈对自热滤水板产生磁热效应。

7.如权利要求1所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述密封板为中空的框式结构，为两层耐高温密封材料中间夹一层含铁金属材料相互叠加固定在一起形成的中间区域为空的框架，所述中间区域为滤渣积聚、加热干化区，其作用是防滤饼水分渗漏并形成空间容纳滤渣形成的滤饼，工作状态下所述含铁金属材料的框架可以产生涡旋电流，对滤饼四周加热干化，配合两个相邻所述自热滤水板形成一个封闭的空腔，从而达到对滤饼全方位加热滤干，加热形成的蒸汽可从所述自热滤水板上的微孔进入导水板上的导水槽中。

8.如权利要求1所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述自热滤水板材料为金属铁或不锈钢，其内设有联通所述外部控制电路的温度传感器及湿度传感器。

9.如权利要求8所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述自热滤水板可设计成远离电磁线圈板方向凸出变形板。

10.如权利要求1所述一种全方位高频涡流加热干化滤板，其特征在于：所述进料口可设在所述滤板的中央处、上端处、两端中间处或四角中的任一角处。

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