CN113856265A - 压力过滤器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及压力过滤器，且更具体地涉及水平板压力过滤器，其中过滤室形成于水平延伸且叠置的过滤板之间。这种过滤器也被称为塔式压滤机。位移传感器被设置为用于在过滤室被加压之前、期间以及之后，测量下挤压板的位移。如果在加压期间或之后，位移的变化量超过阈值，则提供报警或通知。
Description
技术领域
本公开涉及压力过滤器，且更具体地说涉及水平板压力过滤器，其中过滤室形成于水平延伸且叠置的过滤板之间。这种过滤器也被称为塔式压滤机(tower press)。
背景技术
水平板压力过滤器具有多个水平延伸且叠置的过滤板，这些过滤板之间形成有过滤室。在操作期间，这些过滤板相互靠压从而密封过滤板之间的过滤室。浆液随后被送入过滤室内，并且滤液由此被分离，同时浆液中的固体成分在过滤室内形成滤饼。然后，过滤板被移动而彼此离开以打开过滤室、使得滤饼能从过滤室中被排出，并进而朝向彼此移动以再次关闭过滤室。此顺序随后被重复。
发明内容
根据发明的第一方案，提出了一种压力过滤器，包括：多个过滤板，其中，所述过滤板被设置成叠置体；能移动的挤压板，被配置为从缩回位置移动至接合位置，以在相邻的过滤板之间形成过滤室；以及至少一个位移传感器，被配置为测量所述能移动的挤压板相对于所述压力过滤器的静止框架的位移；其中，所述压力过滤器被配置为：监控所述能移动的挤压板在所述过滤室被循环加压期间的位移；以及如果在加压期间，所述能移动的挤压板的位移的变化量超过阈值，则提供警告。
在一种实施例中，所述压力过滤器还被配置为，在加压之后，在所述过滤室保持被加压的同时继续监控所述能移动的挤压板的位移，如果在加压之后，所述能移动的挤压板的位移的变化量超过阈值，则提供警告。
在一种实施例中，所述过滤室被加压包括下列至少一者：在压力下以材料来填充所述过滤室，将冲洗流体泵送至所述过滤室内，使所述过滤室内的一个或多个隔膜膨胀并以强制空气来干燥所述过滤室中的材料。
在一种实施例中，所述压力过滤器还被配置为，在所述过滤室被加压之前，当所述能移动的挤压板处于密封位置时，测量所述能移动的挤压板的位置。
在一种实施例中，在所述过滤室被加压之前，所述能移动的挤压板的位移是相对于处于密封位置的所述能移动的挤压板的位置来测量的。
在一种实施例中，所述阈值是处于1-5mm的范围内的数值。
在一种实施例中，所述压力过滤器还被配置为，在加压期间和/或加压之后，在所述过滤室保持被加压的同时，如果所述能移动的挤压板的位移的变化量超过第二阈值，则提供报警并停止所述压力过滤器的操作。
在一种实施例中，所述第二阈值是处于3-10mm的范围内的数值。
在一种实施例中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
在一种实施例中，所述位移传感器是弦式传感器。
在一种实施例中，所述压力过滤器是水平板过滤器，而且其中，所述过滤板的叠置体被竖向地设置。
在一种实施例中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之下的下挤压板。
在一种实施例中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之上的上挤压板。
根据本发明的第二方案，提出了一种用于操作压力过滤器的方法，所述压力过滤器包括：多个过滤板，被设置成叠置体；多个板密封件，被设置在所述过滤板之间，用于当处于压力下时在所述过滤板之间产生板密封；以及能移动的挤压板，所述方法包括：将所述能移动的挤压板移动至密封位置，以在所述过滤板之间形成过滤室；所述过滤室被加压；在所述过滤室被加压期间，测量所述能移动的挤压板的位移；如果所述位移超过阈值，则提供警告。
在一种实施例中，所述方法还包括：在加压之后，监控所述能移动的挤压板的位移；以及如果加压之后，所述能移动的挤压板的位移的变化量超过阈值，则提供通知。
在一种实施例中，所述过滤室被加压包括下列至少一者：在压力下以材料来填充所述过滤室，将冲洗流体泵送至所述过滤室内，使所述过滤室内的一个或多个隔膜膨胀并以强制空气来干燥所述过滤室中的材料。
在一种实施例中，所述方法还包括：在所述过滤室被加压之前，当所述能移动的挤压板处于密封位置时，测量所述能移动的挤压板的位置。
在一种实施例中，在所述过滤室被加压之前，所述能移动的挤压板的位移是相对于处于密封位置的所述能移动的挤压板的位置来测量的。
在一种实施例中，所述阈值是处于1-5mm的范围内的数值。
在一种实施例中，所述方法还包括：在加压期间和/或加压之后，在所述过滤室保持被加压的同时，如果所述能移动的挤压板的位移的变化量超过第二阈值，则提供报警并停止所述压力过滤器的操作。
在一种实施例中，所述第二阈值是处于3-10mm的范围内的数值。
在一种实施例中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
在一种实施例中，所述位移传感器是弦式传感器。
在一种实施例中，所述压力过滤器是水平板过滤器，而且其中，所述过滤板的叠置体被竖向地设置。
在一种实施例中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之下的下挤压板。
在一种实施例中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之上的上挤压板。
本发明的附加有益特征在下文中列出。
附图说明
图1示出根据本发明的水平式压滤机(filter press)。
图2示出用于操作根据本发明的压力过滤器的方法。
具体实施方式
图1示出压力过滤器100。该压力过滤器包括多个过滤板101，这些过滤板被设置成竖向叠置体，亦即被设置成沿Z轴线延伸的柱体，如图1所示。每个过滤板101处于一水平面内，即过滤板的两个主要尺寸位于如图1所示的垂直于Z轴线的X-Y平面内。每个过滤板101平行于其它过滤板并从其它过滤板偏移。过滤板101和位于过滤板之间的其它部件被成形为，当过滤板101被压在一起时，每对相邻的过滤板101之间形成过滤室。
位于过滤板101之上的是上挤压板102，其有时被称为头板(head plate)，而位于过滤板101之下的是下挤压板103，其有时被称为尾板(tail plate)、后板或端板。通过移动上挤压板102和下挤压板103，过滤板101可被彼此离开地移动和朝向彼此地移动以打开和关闭过滤室。
上致动器104被配置为移动上挤压板，下致动器105被配置为移动下挤压板。密封过滤室所需的压力和作用力远远大于打开和关闭过滤室所需的压力和作用力，因此致动器104和105必须针对每个目的而被相应地设定尺寸。在图1所示设置中，上致动器104被配置为产生打开和关闭过滤室所需的大位移和小作用力，而下致动器105被配置为产生为密封过滤室所需的小位移和大作用力。一旦上挤压板102和过滤板101在上致动器104的致动之后处于关闭位置，上挤压板102即可通过锁定销106而被锁定就位。
由于上致动器104、下致动器105有不同的位移和作用力的需求，所以可采用不同类型的致动器。在优选实施例中，上致动器104是电动致动器，电动致动器可与诸如齿轮和链条或滑轮之类的机械装置耦接，以产生所需的位移。下致动器105优选地是液压致动器，液压致动器能够提供为密封过滤室所需的作用力。然而，上致动器104、下致动器105各自所采用的致动器的具体类型并非本发明的焦点，而且本发明实际上可用于任何水平压力过滤器，而与被用于移动上、下挤压板的致动器的种类无关。
此外，尽管在图1示出的压力过滤器中，大位移、小作用力的致动器驱动上挤压板移动，而小位移、大作用力的致动器驱动下挤压板移动，但这种设置也可被颠倒，在此情况下，锁定销106也将出现在下挤压板103上、而非上挤压板102上。因此，尽管本公开涉及“上”挤压板和“下”挤压板，如图1所示，但应理解，这种设置可被颠倒，并且挤压板的实际位置究竟是“上”或“下”对本发明而言并非本质。
下挤压板103可在缩回位置与密封位置之间移动，下挤压板亦即由小位移、大作用力的致动器所驱动的挤压板。下挤压板103的缩回位置是一设定位置，该设定位置是在致动器105驱动挤压板103移动以密封过滤板101之间的过滤室之前、下挤压板103所处于的位置，以及下挤压板103在过滤循环完成之后(亦即在致动器105将挤压板103缩回之后)所返回的位置。因此，在本公开的语境中，术语“缩回位置”并非简单意味着从密封位置有所缩回的任何位置，而事实上是挤压板经过压力过滤器的多次循环而始终一致的设定位置。
密封位置是在致动器105驱动下挤压板103朝向过滤板101移动以密封挤压板之间的过滤室之后的下挤压板103的位置。所以，密封位置是在密封力(这是一种预定力)通过致动器105被施加至下挤压板103之后、而且在过滤室被加压之前的下挤压板103的位置。例如，当致动器105是液压致动器时，40-50巴的液压压力可被施加至下挤压板103。通过致动器105被施加至下挤压板103的预定力在各个过滤循环之间是一致的。
板密封件(在图2中示出)位于过滤板101之间且处于密封位置，亦即当预定的密封力被施加时，在过滤板101之间形成压力密封以形成过滤室。这些板密封件典型地由天然橡胶、EPDM、丁基橡胶、或其它橡胶材料、或这些材料的组合来制成。
压力过滤器100还包括位移传感器107，位移传感器测量下挤压板103相对于压力过滤器100的静止元件、例如相对于下框架108的位移。应理解的是，在上、下挤压板和致动器的功能反转的压力过滤器中，位移传感器将会代之以测量上挤压板相对于压力过滤器的上框架的位移。
位移传感器优选地是连接在下挤压板103与下框架108之间的弦式位移传感器(string displacement sensor)。弦式位移传感器也被称为弦罐式位移传感器(stringpot displacement sensor)，典型地包括具有弹簧加载弦的可变电阻器，该弹簧加载弦可被拉出以测量位移。该装置的电阻根据被施加至弦的位移的大小而变化。弹簧加载机构附接至下挤压板103与下框架108中的一者，而弦的相对端固定至下挤压板103与下框架108中的另一者，使得下挤压板103相对于下框架108的移动引起弹簧通过弹簧加载机构而被拉出或缩回。应理解的是，虽然本发明被描述为采用弦式位移传感器，但所用传感器的具体类型对本发明而言并非本质，并且任何能够测量下挤压板103在所需范围内的位移的位移传感器均可被采用。
在压力过滤器100的操作期间，位移传感器被用来测量下挤压板103在过滤室加压期间及之后的位置或位移。作为过滤循环的一部分，一旦下挤压板103处于密封位置，则在压力板之间形成的过滤室被加压。一典型的过滤循环(在本领域中也被称为“过程”)包括：以待过滤材料例如浆料来填充过滤室，以合适的液体例如水来冲洗该材料，通过扩张过滤室内的隔膜来挤压冲洗后的材料，再次冲洗挤压后的材料并挤压该材料，然后是最后的空气干燥步骤。根据具体的待过滤材料，这些步骤中的一些可被省略。在这些步骤完成之后，挤压板脱离接合并且每个过滤室中留下的滤饼可被去除。
在这些步骤中的每一步骤，过滤室均被加压至不同程度。例如，在填充步骤期间，每个过滤室内的压力增加至大约4-8巴。在冲洗步骤中，压力增加1-2巴至5-10巴左右。在吹气阶段中达到类似压力。在挤压步骤中，压力是最高的，每个挤压室中高达16巴。必不可少的是，保持通过致动器105被施加至下挤压板103的作用力，并且在上述每个阶段加压期间、或在过滤室被加压的同时执行挤压之后，亦即当压力处于静态时，下挤压板103的位置并不显著地变化，以便保持各过滤板101之间的密封。被施加至下挤压板103的作用力的变化若足够大，在过滤室处于压力下的同时将会导致下挤压板103移动，并且会引起例如液压致动器105泄漏。
因此，位移传感器107被配置为，在过滤室仍被加压的同时，亦即当过滤室处于压力下时，监控下挤压板103在加压期间和加压之后的位置或位移。
下挤压板103处于密封位置的位置可在过滤室被加压之前测量。由于位移传感器107连接至下框架108，所以该位置可相对于下框架或缩回位置进行测量。替代性地，传感器读数可被初始化，亦即在加压之前被设定成在密封位置为零。
然后，在过滤室加压期间和之后，直到下挤压板被有意地移动为止，一直监控下挤压板103的位置或位移。监控可按固定间隔来执行，或可被连续地执行。如果位移超过第一阈值则产生警告。可选地，如果位移超过第二阈值，则过滤循环可被中断以防止损坏压力过滤器。
第一阈值或警告阈值可被设定在位移为1-5mm的范围内。第二阈值或报警阈值可被设定在3-10mm的范围内，不过报警阈值始终高于警告阈值。精确数值至少取决于过滤板的数量、以及被用在各板之间形成过滤室的板密封件的类型。
图2示出操作根据本发明的压滤机的方法。
在步骤201，下挤压板103(或上挤压板，如果上挤压板被用来为过滤室提供密封压力的话)的位置从缩回位置被移动至密封位置。下挤压板103的位置或其相对于缩回位置或下框架108的位移可被测量以提供一基准线(baseline)。
在步骤202，例如通过将待过滤材料泵送至处于压力下的、或处于上述过滤循环的任何其它阶段中的过滤室内，使过滤室被加压。
在步骤203，测量挤压板相对于预加压位置、例如相对于在步骤201被测量出的基准线的位移。在步骤204，将位移与阈值比较，并且如果阈值被超过，则监控过程在步骤205和203恢复。测量和比较位移与阈值的监控过程可以是连续的或按固定间隔来执行。
如果阈值被超过，则在步骤206，例如经由用于压力过滤器的控制系统或控制板来提供警告。在步骤206之后，该过程可以继续至步骤205，在该步骤过滤过程和监控继续。
替代性地，在步骤207，可将位移与第二阈值(也被称为报警阈值)比较。如果报警阈值未被超过，则在步骤205继续监控过程并返回至步骤203。在本实施例中，步骤206的警告可代之以仅在步骤207之后、当位移未超过报警阈值时被提供。
如果位移超过报警阈值，则在步骤208启动报警，并且过滤循环被立即停止以防止泄漏和/或损坏系统。
Claims (26)
1.一种压力过滤器，包括：
多个过滤板，其中，所述过滤板被设置成叠置体；
能移动的挤压板，被配置为从缩回位置移动至接合位置，以在相邻的过滤板之间形成过滤室；以及
至少一个位移传感器，被配置为测量所述能移动的挤压板相对于所述压力过滤器的静止框架的位移；
其中，所述压力过滤器被配置为：
监控所述能移动的挤压板在所述过滤室被循环加压期间的位移；以及
如果在加压期间，所述能移动的挤压板的位移的变化量超过阈值，则提供警告。
2.如权利要求1所述的压力过滤器，其中，所述压力过滤器还被配置为，在加压之后，在所述过滤室保持被加压的同时继续监控所述能移动的挤压板的位移，如果在加压之后，所述能移动的挤压板的位移的变化量超过阈值，则提供警告。
3.如权利要求1所述的压力过滤器，其中，所述过滤室被加压包括下列至少一者：在压力下以材料来填充所述过滤室，将冲洗流体泵送至所述过滤室内，使所述过滤室内的一个或多个隔膜膨胀并以强制空气来干燥所述过滤室中的材料。
4.如任一前述权利要求所述的压力过滤器，其中，所述压力过滤器还被配置为，在所述过滤室被加压之前，当所述能移动的挤压板处于密封位置时，测量所述能移动的挤压板的位置。
5.如权利要求4所述的压力过滤器，其中，在所述过滤室被加压之前，所述能移动的挤压板的位移是相对于处于密封位置的所述能移动的挤压板的位置来测量的。
6.如任一前述权利要求所述的压力过滤器，其中，所述阈值是处于1-5mm的范围内的数值。
7.如任一前述权利要求所述的压力过滤器，其中，所述压力过滤器还被配置为，在加压期间和/或加压之后，在所述过滤室保持被加压的同时，如果所述能移动的挤压板的位移的变化量超过第二阈值，则提供报警并停止所述压力过滤器的操作。
8.如权利要求7所述的压力过滤器，其中，所述第二阈值是处于3-10mm的范围内的数值。
9.如从属于权利要求6的权利要求8所述的压力过滤器，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
10.如任一前述权利要求所述的压力过滤器，其中，所述位移传感器是弦式传感器。
11.如任一前述权利要求所述的压力过滤器，其中，所述压力过滤器是水平板过滤器，而且其中，所述过滤板的叠置体被竖向地设置。
12.如权利要求11所述的压力过滤器，其中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之下的下挤压板。
13.如权利要求11所述的压力过滤器，其中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之上的上挤压板。
14.一种用于操作压力过滤器的方法，所述压力过滤器包括：多个过滤板，被设置成叠置体；多个板密封件，被设置在所述过滤板之间，用于当处于压力下时在所述过滤板之间产生板密封；以及能移动的挤压板，所述方法包括：
将所述能移动的挤压板移动至密封位置，以在所述过滤板之间形成过滤室；
所述过滤室被加压；
在所述过滤室被加压期间，测量所述能移动的挤压板的位移；
如果所述位移超过阈值，则提供警告。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括：在加压之后，监控所述能移动的挤压板的位移；以及如果加压之后，所述能移动的挤压板的位移的变化量超过阈值，则提供通知。
16.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述过滤室被加压包括下列至少一者：在压力下以材料来填充所述过滤室，将冲洗流体泵送至所述过滤室内，使所述过滤室内的一个或多个隔膜膨胀并以强制空气来干燥所述过滤室中的材料。
17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在所述过滤室被加压之前，当所述能移动的挤压板处于密封位置时，测量所述能移动的挤压板的位置。
18.如权利要求17所述的方法，其中，在所述过滤室被加压之前，所述能移动的挤压板的位移是相对于处于密封位置的所述能移动的挤压板的位置来测量的。
19.如权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述阈值是处于1-5mm的范围内的数值。
20.如权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在加压期间和/或加压之后，在所述过滤室保持被加压的同时，如果所述能移动的挤压板的位移的变化量超过第二阈值，则提供报警并停止所述压力过滤器的操作。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述第二阈值是处于3-10mm的范围内的数值。
22.如从属于权利要求19的权利要求21所述的方法，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
23.如权利要求14至22中任一项所述的方法，其中，所述位移传感器是弦式传感器。
24.如权利要求14至23中任一项所述的方法，其中，所述压力过滤器是水平板过滤器，而且其中，所述过滤板的叠置体被竖向地设置。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之下的下挤压板。
26.如权利要求24所述的方法，其中，所述能移动的挤压板是位于所述过滤板的叠置体之上的上挤压板。
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