CN114470897A - 压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统及分步稳压进料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统及分步稳压进料方法，创新方案的要点是：将现有的一步非稳压进料系统，改进成分步稳压进料系统，即先低压进料、再高压补料与保压过滤、反吹清堵系统，包括空压机、物料泵、稳压罐、物料池、压力传感器，输料主路、输料旁路、空压管路。分步稳压进料方法是：物料泵先直接向压滤机泵入0.4MPa物料；物料泵和空压机再共同通过稳压罐间接向压滤机补充0.8MPa的物料，空压机辅助压滤机保压过滤，使各滤室进料均匀、压力均衡；解决了因桨叶式物料泵震动、多滤室串联进料机尾滤室存在压力损失等复杂原因，造成物料泵直接对压滤机多滤室进料压力不稳的技术难题；提高了进料系统性能、压滤机过滤效果、生产效率与产品质量。
Description
技术领域
本发明属于自动压滤机组（专利分类号B01D25/12）技术领域技术领域，涉及一种多滤室稳压进料与反吹清料系统（包括物料泵、物料稳压罐、空压机）及其稳压进料方法。
背景技术
压滤机，是一种多滤室间歇性操作的加压过滤设备；自动压滤机，是一种机、电、液一体化，PLC智能控制的压滤机；自动压滤机组，主要由自动压滤机（简称：压滤机）、物料混合池（简称：物料池）、物料输送泵（简称：物料泵）、空气压缩机（简称：空压机）、液压站、滤液池、滤饼储运设备（包括滤饼存储设备、运输设备）组成。自动压滤机，主要由双梁机架、滤板压紧机构、多滤室过滤机构、翻板接液机构、拉板卸饼机构、清洗滤布机构、PLC程控系统组成；适用于各种悬浮液物料（即液体和固态颗粒的混合物）的自动固液分离。
物料池、物料泵和空压机，构成多滤室串联进料与反吹清堵系统；物料泵将物料池中的物料从压滤机机头泵入各滤室、以进行低压静态过滤；过滤完成后，空压机从压滤机机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池、以疏通多滤室进料孔。
自动压滤机的工作原理与过程是：物料泵将固液混合物料直接从进料孔输入多滤室（即多滤室一步进料，一步进料——指物料泵直接输料到压滤机），使滤布两边形成压力差，进行低压静态过滤,滤布截留物料中的颗粒在滤室中形成滤饼，滤液穿过滤布从出液孔流出，拉开滤板，实现重力卸饼。多滤室一步进料方式，主要有串联滤室一步进料法、并联滤室一步进料法；串联滤室一步进料法——指各滤室通过进料孔串联，物料直接（一步）先后通过前后滤室的进料孔、逐步进入各滤室，机尾滤室的压力损失较大；并联滤室一步进料法——指各滤室通过进料总通道并联，物料直接（一步）从进料总通道同步进入各滤室，机尾滤室的压力损失较小，实际是一步非稳压进料。
现有的串联滤室一步非稳压进料与反吹清堵系统，存在以下缺陷：压滤机各滤室进料压力不稳、各滤室压力不均，虽然物料泵设计输出压力（压头）0.4MPa，但压滤机工况复杂各滤室实际物料压力波动很大,主要影响因素如下：（1）桨叶式物料泵在输料过程中，机械震动随流体阻力逐渐增大，物料泵震动导致进料压力不稳；（2）多滤室串联进料、机尾滤室的压力损失自然较大；（3）物料很难混合均匀，物料的浓度、粒度、黏度不断变化，流体阻力自然不一；各滤室进料不均匀、压力不均衡，使各滤室滤饼厚薄不一、滤饼干湿不一、产品质量不一、出液快慢不一，影响整体过滤效果与生产效率；串联进料式压滤机的稳压进料是人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。
发明内容
本发明的目的是克服现有多滤室串联进料与反吹清堵系统的缺陷，解决因桨叶式物料泵震动逐渐增大导致进料压力不稳，多滤室串联进料机尾滤室必然存在压力损失、物料客观变化很难混合均匀流体阻力自然不一等复杂原因，造成物料泵直接对压滤机多滤室进料压力不稳，各滤室进料不均匀、压力不均衡，影响过滤效果与生产效率的技术难题，提供一种压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统及分步稳压进料方法，分步稳压进料方法——指压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统的分步稳压进料方法，因专利名称字数有限而简称。
本发明解决现有技术问题所采用的创新技术方案是：一种压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统（以下简称：分步稳压进料系统），即分步稳压进料与反吹清堵系统；总体技术方案的要点是，即创新的总体构造与现有技术相比、其具有突出的实质性特点在于：将现有的串联滤室一步非稳压进料与反吹清堵系统，改进成稳压罐辅助式稳压进料系统，包括空气压缩机（简称：空压机）、物料输送泵（简称：物料泵）、物料稳压罐（简称：稳压罐）、物料混合池（简称：物料池）、压力传感器，输料主路、输料旁路、空压管路、回流管路、各种管路阀门；输料主路串联物料池、物料泵和压滤机，输料旁路串联物料泵、稳压罐和压滤机；空压管路串联空压机、稳压罐和压滤机，回流管路联通压滤机与物料池；先通过输料主路，物料泵直接向压滤机泵入0.4MPa物料；再通过输料旁路，物料泵向稳压罐泵入0.4MPa物料，物料在稳压罐中充分混合，空压机对稳压罐补压至0.8MPa，稳压罐向压滤机补充0.8MPa的物料，使各滤室进料均匀、压力均衡；从而，解决了因桨叶式物料泵震动逐渐增大导致进料压力不稳，多滤室串联进料机尾滤室必然存在压力损失、物料客观变化很难混合均匀流体阻力自然不一等复杂原因，造成物料泵直接对压滤机多滤室进料压力不稳，各滤室进料不均匀、压力不均衡，影响过滤效果与生产效率的技术难题。
本发明的具体设计方案是：（1）所述的空压机，为MODEL LU160-20型螺杆空气压缩机，额定排气压力1.0MPa；（2）所述的物料泵和物料池，为现有技术，其中物料泵为压头0.4MPa的桨叶泵；（3）所述的稳压罐，为10m³立式物料稳压罐，包括液位控制器、进料口、出料口、检修口、压力表、泄气口、安全阀、进气口、出气口、排污口、立式罐体,工作压力1.3MPa；液位控制器联通PLC程控系统；（4）所述的输料主路，为物料泵直接向压滤机泵入0.4MPa物料的管路；（5）所述的输料旁路，为通过稳压罐、物料泵向压滤机间接补充0.8MPa物料的管路；（6）所述的空压管路，为空压机向稳压罐补压至0.8～1.0MPa压缩空气、并从压滤机机尾输入反吹清堵高压气体的管路；（7）所述的回流管路，为从机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池的管路；（8）所述的各种管路阀门，包括气动球阀Ⅰ、气动球阀Ⅱ、气动球阀Ⅲ、气动球阀Ⅳ、气动球阀Ⅴ、气动球阀Ⅵ、手动球阀、单向阀，分别安装在相应的管路上。
本发明主要零部的连接关系是：为方便说明，外加与本分步稳压进料系统密切相关的压滤机；物料池、物料泵、稳压罐和压滤机从左到右依次排列，空压机安置在稳压罐旁，滤液池设置在压滤机附近；（1）利用输料主路，串联物料池、物料泵和压滤机；（2）利用输料旁路，串联物料泵、稳压罐和压滤机；（3）利用空压管路，串联空压机、稳压罐和压滤机；（4）利用回流管路，联通压滤机与物料池；（5）压力传感器安装在输料主路和输料旁路的合流管道上；（6）各电控元件联通PLC程控系统；在PLC程控系统的控制下，分步稳压进料系统具有多滤室分步稳压进料与反吹清堵的功能。
本发明还提供一种分步稳压进料方法，即本发明压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统的分步稳压进料方法：（1）稳压罐进料：通过输料旁路，物料泵将物料池中的物料泵入稳压罐，液位达到设定值时停泵；（2）压滤机低压进料：通过输料主路，物料泵直接将物料池中的物料从压滤机机头泵入各滤室，滤室压力达到低压设定值0.4MPa时停泵，进行低压静态过滤；（3）压滤机高压补料：空压机向稳压罐补压至0.8～1.0MPa，稳压罐中的高压物料通过输料旁路从压滤机机头压入各滤室，滤室压力稳定（保压一定时间）在高压设定值0.8MPa时停止加压与补料，进行保压静态再过滤；（4）反吹清堵：过滤完成后，空压机从压滤机机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池、以疏通多滤室进料孔。
本发明提供的压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统及分步稳压进料方法，显著的进步是具有多滤室高压补料、进料均匀、保压过滤、压力均衡、滤饼厚薄均匀、滤饼干湿一致、产品质量一致、高压过滤速度快、高压出液速度快的优点；其有益效果是：将现有的将现有的串联滤室一步非稳压进料与反吹清堵系统，改进成分步稳压进料与反吹清堵系统，即先低压进料、再高压补料与保压过滤、反吹清堵系统，使各滤室进料均匀、压力均衡，解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的串联进料式压滤机的稳压进料技术难题；提高了系统性能、过滤效果、生产效率与产品质量，填补了我国串联进料式压滤机稳压进料技术的空白。
附图说明
图1为本发明压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统示意图。
图2为本发明压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统的物料稳压罐示意图。
附图标记：1-空气压缩机（简称：空压机），2-物料输送泵（简称：物料泵），3-物料稳压罐（简称：稳压罐），4-自动压滤机（简称：压滤机），5-物料混合池（简称：物料池），6-滤液池，11-气动球阀Ⅰ（罐进料阀Ⅰ）,12-气动球阀Ⅱ（机进料阀Ⅱ）,13-气动球阀Ⅲ（机进料阀Ⅲ）,14-气动球阀Ⅳ（罐进气阀Ⅳ）,15-气动球阀Ⅴ（机进气阀Ⅴ）,16-气动球阀Ⅵ（机排气阀Ⅵ）,17-手动球阀，18-单向阀，19-压力传感器，21-输料主路，22-输料旁路，23-空压管路，24-回流管路，30-液位控制器，31-进料口，32-出料口，33-检修口，34-压力表，35-排压泄气口（简称：泄气口），36-安全阀，37-进气口，38-出气口，39-排污口，40-立式罐体。
具体实施方式
下面结合本发明压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统及分步稳压进料方法实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例仅是本发明优选的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员做出的没有创造性的所有其他实施例，如稳压进料方式相同、结构相似的分步稳压进料系统，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统（以下简称：分步稳压进料系统），即分步稳压进料与反吹清堵系统；创新的总体实施方案的要点是：将现有的串联滤室一步非稳压进料与反吹清堵系统，改进成分步稳压进料与反吹清堵系统，包括空压机1、物料泵2、稳压罐3、物料池5、压力传感器19，输料主路21、输料旁路22、空压管路23、回流管路24、各种管路阀门；物料池5、物料泵2、稳压罐3和压滤机4从左到右依次排列；输料主路21串联物料池5、物料泵2和压滤机4，输料旁路22串联物料泵2、稳压罐3和压滤机4；空压管路23串联空压机1、稳压罐3和压滤机4，回流管路24联通压滤机4与物料池6；先通过输料主路21，物料泵2直接向压滤机4泵入0.4MPa物料；再通过输料旁路22，物料泵2向稳压罐3泵入0.4MPa物料，物料在稳压罐3中充分混合，空压机1对稳压罐3补压至0.8MPa，稳压罐3向压滤机4补充0.8MPa的物料，使各滤室进料均匀、压力均衡；在PLC程控系统的控制下，分步稳压进料系统具有多滤室分步稳压进料与反吹清堵的功能；具体实施方案详细说明如下。
所述的空压机1，为MODEL LU160-20型螺杆空气压缩机1，额定排气压力1.0MPa；空压机1安置在稳压罐3旁，利用空压管路23，串联空压机1、稳压罐3和压滤机4；空压机1联通PLC程控系统，用于分别向稳压罐3补压至0.8～1.0MPa压缩空气、并从压滤机4机尾输入反吹清堵高压气体。
所述的物料泵2，为压头0.4MPa的桨叶泵；利用输料主路21，串联物料池5、物料泵2和压滤机4；利用输料旁路22，串联物料泵2、稳压罐3和压滤机4；物料泵2联通PLC程控系统，用于先后向稳压罐3和压滤机4泵入0.4MPa的物料。
所述的稳压罐3，为10m³立式物料稳压罐3，包括液位控制器30、进料口31、出料口32、检修口33、压力表34、泄气口35、安全阀36、进气口37、出气口38、排污口39、立式罐体40,工作压力1.3MPa；按我国压力容器技术标准《压力容器》GB/T150.1～150.4制造；液位控制器30联通PLC程控系统；利用输料旁路22，串联物料泵2、稳压罐3和压滤机4；利用空压管路23，串联空压机1、稳压罐3和压滤机4；用于先向压滤机4补充0.8MPa物料、后向机尾输入反吹清堵高压气体。
所述的输料主路21，包括气动球阀Ⅱ12、双手动球阀17、单向阀18、压力传感器19；利用输料主路21，串联物料池5、物料泵2和压滤机4；用作物料泵2直接向压滤机4泵入0.4MPa物料的管路。
所述的输料旁路22，包括气动球阀Ⅰ11、气动球阀Ⅲ13、四个手动球阀17、单向阀18、压力传感器19，其中与输料主路21共用双手动球阀17、单向阀18和压力传感器19；利用输料旁路22，串联物料泵2、稳压罐3和压滤机4；用作物料泵2通过稳压罐3向压滤机4间接补充0.8MPa物料的管路。
所述的空压管路23，包括气动球阀Ⅳ14、气动球阀Ⅴ15、手动球阀17、单向阀18；利用空压管路23，串联空压机1、稳压罐3和压滤机4；用作空压机1向稳压罐3补压至0.8～1.0MPa压缩空气、并从压滤机4机尾输入反吹清堵高压气体的管路。
所述的回流管路24，包括气动球阀Ⅵ16、共用压力传感器19；利用回流管路24，联通压滤机4与物料池5；用作从机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池的管路。
所述的压力传感器19，安装在输料主路21、输料旁路22和回流管路24的合流管道上，并联通PLC程控系统；用于在线动态监测进料压力、保压过滤压力、反吹清堵压力，并及时向PLC程控系统传递临界压力信息。
本发明提供的压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统，具有多滤室高压补料、进料均匀、保压过滤、压力均衡、滤饼厚薄均匀、滤饼干湿一致、产品质量一致、高压过滤速度快、高压出液速度快的优点；解决了因桨叶式物料泵2震动逐渐增大导致进料压力不稳，多滤室串联进料机尾滤室必然存在压力损失、物料客观变化很难混合均匀流体阻力自然不一等复杂原因，造成物料泵2直接对压滤机4多滤室进料压力不稳，各滤室进料不均匀、压力不均衡，影响过滤效果与生产效率的技术难题；提高了系统性能、过滤效果、生产效率与产品质量。
实施例2
一种自动压滤机组，使用本发明提供的压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统（简称：分步稳压进料系统）；该自动压滤机组，主要由自动压滤机4、分步稳压进料系统、液压站、滤液池6、滤饼储运设备组成；自动压滤机4，包括双梁机架、滤板压紧机构、多滤室过滤机构、翻板接液机构、拉板卸饼机构、清洗滤布机构、PLC程控系统；分步稳压进料系统，即分步稳压进料与反吹清堵系统，包括空气压缩机1（简称：空压机）、物料输送泵2（简称：物料泵）、物料稳压罐3（简称：稳压罐）、物料混合池5（简称：物料池）、压力传感器19，输料主路21、输料旁路22、空压管路23、回流管路24、各种管路阀门；滤饼储运设备，包括滤饼存储设备、运输设备；具有对各种悬浮液物料（即液体和固态颗粒的混合物）的自动进行固液分离功能。本发明与现有技术共有的技术部分，按照中国通用机械行业标准《厢式和板框式压滤机》T/CGMA0701、《厢式和板框式压滤机滤板》T/CGMA0702-2021团标制造。
自动压滤机的静态过滤过程为：分步稳压进料系统将物料池中的物料分步稳压输入多滤室过滤机构，使各滤室的滤布两边形成压力差，先后进行低压静态过滤与保压静态再过滤，滤布截留物料中的颗粒在滤室中形成滤饼，滤液穿过滤布从出液孔流出到滤液池6，拉板卸饼机构拉开滤板，实现重力卸饼。自动压滤机的单个完整作业循环工作过程为：在PLC系统的控制下，压紧滤板、给料并过滤（包括合板接液）、洗涤净化、反吹清堵、吹干纯化、拉板落饼（包括张板落饼）、卸饼外运、清洗滤布，一键自动完成；自动间歇性往复循环工作实现批量固液分离。
分步稳压进料系统的分步稳压进料方法：（1）准备进料：打开各个手动球阀17、单向阀18，关闭各个气动球阀Ⅰ11-Ⅵ16；（2）稳压罐3进料：打开罐进料阀Ⅰ11，启动物料泵2，通过输料旁路22，物料泵2将物料池5中的物料泵入稳压罐3，液位达到设定值时停泵，关闭罐进料阀Ⅰ11；（3）压滤机4低压进料：打开机进料阀Ⅱ12，通过输料主路21，物料泵2直接将物料池6中的物料从压滤机4机头泵入各滤室，滤室压力达到低压设定值0.4MPa时停泵，关闭机进料阀Ⅱ12，进行低压静态过滤；（4）压滤机4高压补料：打开罐进气阀Ⅳ14，启动空压机1，向稳压罐3补压至0.8～1.0MPa；打开机进料阀Ⅲ13，稳压罐3中的高压物料通过输料旁路22从压滤机4机头压入各滤室，滤室压力稳定（保压一定时间）在高压设定值0.8MPa时停止加压与补料，关闭机进料阀Ⅲ13，进行保压静态再过滤；（5）反吹清堵：过滤完成后，打开机进气阀Ⅴ15、机排气阀Ⅵ16，空压机1从压滤机4机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池、以疏通多滤室进料孔，之后关闭进气阀Ⅴ15、机排气阀Ⅵ16。
本发明提供的自动压滤机组及其分步稳压进料系统的分步稳压进料方法，其有益效果是：将现有的串联滤室一步非稳压进料与反吹清堵系统，改进成分步稳压进料与反吹清堵系统，即先低压进料、再高压补料与保压过滤、反吹清堵系统，使各滤室进料均匀、压力均衡，解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的串联进料式压滤机4的稳压进料技术难题；提高了系统性能、过滤效果、生产效率与产品质量，填补了我国串联进料式压滤机4稳压进料技术的空白。
Claims (4)
1.一种压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统，包括空压机、物料泵、稳压罐、物料池、压力传感器，输料主路、输料旁路、空压管路、回流管路、各种管路阀门；其特征在于：所述的空压机，为MODEL LU160-20型螺杆空气压缩机，额定排气压力1.0MPa；所述的物料泵，为压头0.4MPa的桨叶泵；所述的稳压罐，为10m³立式物料稳压罐；所述的输料主路，为物料泵直接向压滤机泵入0.4MPa物料的管路；所述的输料旁路，为通过稳压罐、物料泵向压滤机间接补充0.8MPa物料的管路；所述的空压管路，为空压机向稳压罐补压至0.8～1.0MPa压缩空气、并从压滤机机尾输入反吹清堵高压气体的管路；所述的回流管路，为从机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池的管路；相互连接关系是：物料池、物料泵、稳压罐和压滤机从左到右依次排列，空压机安置在稳压罐旁，滤液池设置在压滤机附近；利用输料主路，串联物料池、物料泵和压滤机；利用输料旁路，串联物料泵、稳压罐和压滤机；利用空压管路，串联空压机、稳压罐和压滤机；利用回流管路，联通压滤机与物料池；压力传感器安装在输料主路和输料旁路的合流管道上；各电控元件联通PLC程控系统；在PLC程控系统的控制下，该分步稳压进料系统具有多滤室分步稳压进料与反吹清堵的功能。
2.根据权利要求1所述的压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统，其特征在于，所述的稳压罐，包括液位控制器、进料口、出料口、检修口、压力表、泄气口、安全阀、进气口、出气口、排污口、立式罐体,工作压力1.3MPa；液位控制器联通PLC程控系统。
3.根据权利要求1所述的压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统，其特征在于，所述的各种管路阀门，包括气动球阀Ⅰ、气动球阀Ⅱ、气动球阀Ⅲ、气动球阀Ⅳ、气动球阀Ⅴ、气动球阀Ⅵ、手动球阀、单向阀，分别安装在相应的管路上。
4.一种分步稳压进料方法，即权利要求1-3任一项所述的压滤机的稳压罐辅助式稳压进料系统的分步稳压进料方法，其特征在于：第一步稳压罐进料：通过输料旁路，物料泵将物料池中的物料泵入稳压罐，液位达到设定值时停泵；第二步压滤机低压进料：通过输料主路，物料泵直接将物料池中的物料从压滤机机头泵入各滤室，滤室压力达到低压设定值0.4MPa时停泵，进行低压静态过滤；第三步压滤机高压补料：空压机向稳压罐补压至0.8～1.0MPa，稳压罐中的高压物料通过输料旁路从压滤机机头压入各滤室，滤室压力稳定在高压设定值0.8MPa时停止加压与补料，进行保压静态再过滤；第四步反吹清堵：过滤完成后，空压机从压滤机机尾输入高压气体将堵塞在进料通道中的滞留物料反吹回物料池、以疏通多滤室进料孔。
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