CN1188423A - 除去固体粒子的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从各种液体除去固体粒子的过滤系统。在过滤装置中柔弹性密封元件3是设置在盖板1与过滤板2之间形成一过滤箱室4,及一过滤元件5位于一些密封元件与过滤板之间,一基板在过滤板之下并与过滤板有一距离。一些柔弹性管排列于过滤板与基板6之间,并经压力介质连接于压力发生装置,过滤板能垂直相对于盖板1的纵轴移动。

Description

除去固体粒子的过滤系统

本发明涉及一种从一些液体中除去固体粒子的过滤系统，是使用一个盖板和一邻接盖板下边的过滤装置。

机械滤除过程和装置是人们都熟知的，这些装置大多数是用来自一些液体或悬浮液中分离固体粒子，以及自另一种液体或乳液中分离一些不溶性液滴，过滤是借助于一些平面形状的多孔过滤元件诸如过滤织物或者金属丝滤网织物或厚砂砾填充层等。用于过滤的物理驱动力，是在滤器的入口端与出口端之间的压力差，这种压力差是由位于滤器上面的液柱重量所产生。然而这种力还可通过加压于入口一侧或者施加真空于出口一侧而产生，或者至少得到增强(压力过滤或真空过滤)。

例如利用自动压滤机，曾经试图缩短过滤过程及替换或分离滤饼所消耗的处理时间。在自动箱式滤压机情况下，是装配有位于一个在另一个上面的一些卧式滤箱和环状带式过滤织物，滤板可借助于一个电机械开关装置上下移动。在此过程中，滤饼可从过滤织物的旁路分离除去。通过在旁侧安装辊筒元件的方法来替换新的退卷的过滤织物。

在普通类型的自动直立式箱室压滤机上，可看到是采用了一些可移动的过滤板，由于受到安装在滤板侧边的旁侧升降系统控制的各滤板上升和下降不够均一，因而当滤器箱室受到高压作用时便会产生泄漏。泄漏现象是可以观察到的，特别是在使用密封元件来密封过滤箱室各侧边的情况下，这种泄漏现象是不能防止的，即使过滤箱室装设有柔弹性密封元件，显然，密封件的柔弹性越大，则材料潜在的脆性越高，因而密封元件的使用寿命越短，这是必然的。环状带型过滤织物的制导同样是有问题的并涉及一种复杂的辊筒系统，换句话说，其中有许多活动部件容易受到干扰。

压力过滤器是有缺点的，它们设有固定安装的长方形导管状过滤箱室，它的各水门相对设置，在过滤过程中这些水门可用一些管状密封件进行密封，但其缺点是放置在箱室有孔基座上的过滤织物会通过经常使用而变成皱波形状，这会导致固体物质渗漏出来。过滤织物的S形变形，也是不可避免的，并能引起一些边沿增加磨蚀，这时织物变成演奏性(无实效)工作或导致形成一些死的(死角)过滤区。

这些死的过滤区可解释为这样的一些区域，虽然它们上面覆盖有过滤织物，但对滤液并不出现任何孔隙或入口。

设有水平(卧)式活动过滤板的箱式压滤机的缺点是，为了在每一过滤过程之后改善滤饼的卸去处理或进行有效的织物洗涤而将过滤织物作成不能移动的(固定的)，这是防护滤孔不受“堵塞”(blinding)的一种方法。

术语“堵塞”是用于描述过滤织物上孔眼的阻塞。

专利文献DE3703696Al所披露的一种箱式压滤机，是设有两个末端板，在这两板之间插入了一组滤板，一个密闭的环状过滤织物带围绕滤板运行，通过一些辊筒装置使织物带拉紧。这些辊筒是在固定安装在各滤板上的臂架沟槽内运转。该箱式压滤机还装有一个为一组过滤板提供接触压力的装置以及连接于供料和卸料线路的多路接头管。其缺点是，虽然过滤织物带在移动时所产生的负载是由这些板来承受，但对张力元件仍施加了很大应变力。

专利文献USPS 5094760仅述及一种过滤系统，是在一些间歇式管线中操作，这些管线采用了数个垂直过滤板，彼此挨接着固定安装，它们的间隔板(interstices)受到要进行过滤的物质的作用。这些间隔板是固定安装于两个相对侧边上，并能在过滤过程中用一些管状密封件在顶部和底部进行锁闭。此外，在各滤板之间的中心部位装有一个双侧面(double-sided)隔板并能受压力介质的作用，用于再挤压在过滤过程中所形成的滤饼。然而，这种过滤系统由于针对间隔板密闭一侧上的一些过滤板过滤介质的密封不适当，会发生固体物质的渗出及由于单一侧面冲洗会引起过滤织物的过早堵塞。

本发明的目的不仅是为了克服上述已有技术中所存在的一些缺点，而且为了创造一种通用过滤系统，它能够由于设计简易而造价和操作费用低廉，因而就环境保护遇到的问题而对工业应用具有有利的推动作用。此外，这样的设备用于悬浮液或液体过滤后再挤压可能形成的可压缩滤饼是需要的。

因而希望提供一种过滤系统，该系统在工作条件下，当对着盖板压滤时各均匀间隔的过滤板能更容易上升和下降。其另一优点是对可压缩滤饼提供更高的脱水作用，其方法是利用已有设备通过补加的挤压过程，这样便不需要在通常类型过滤系统中使用费用昂贵的隔板来压缩滤饼。

进一步的需要，是提供在连续管线中进行的过滤，在此情况下使过滤织物的替换或滤饼的分离在过滤过程中成为可能，而不干扰/减慢或者甚至中断过滤过程。本发明希望提供一种容易处理的过滤系统，同时使全部不同过滤工序的变换得以完成，而无需太多的转换，如一些平行或系列连接的过滤方法等转换。

本发明的任务是通过主要权利要求来解决。各从属权利要求是涉及一些优选的设计技术方案。

本发明涉及一种过滤系统用于从各种液体或悬浮液中除去固体粒子，并提供了一个盖板及位于盖板下面的过滤装置，其特征在于所说的过滤装置，包含有一些柔弹性密封元件和一过滤板，以此过滤板，它基本上是直线排列的，以便平行于盖板运行并能够相对于盖板纵轴移动，特征还在于位于盖板与过滤板之间的一些密封元件形成了一个过滤箱室以及一过滤元件(filter unit)位于一些密封元件与过滤板之间，特点还在于一基板位于过滤板下面并与过滤板有一距离，特点还在于有一个或更多的柔弹性升降元件位于过滤板与基板之间，并通过压力介质连接于压力发生装置。

过滤板实际上是直线排列，以便平行于盖板运行，但由于各密封元件的柔弹性，过滤板的位置可能会发生稍许偏离。这些密封元件在过滤板被对着密封元件的升降元件挤压时，例如进行过滤操作时，也能在过滤板与盖板之间起隔离层作用。由于密封元件制造材料性质的不同，会使密封元件形状或形变性发生微小差别，但对本发明的成功无明显限制作用。

由于材料弹性造成升降元件的不同形变性，因而在过滤板的位置方面还似乎存在稍许差别，但这种情况不阻碍本发明的突出成功，尤其作为设备可对过滤板的位置进行适当调节，例如使用可载荷压力密封元件通过改变压力来调节过滤板的位置。

例如，一些较好的升降元件可设想为模制胶垫或气垫，用作大面积或小面积的元件，还有可能利用胶管作为柔性弹升降元件。

能够使用的一种类型的管子可以这样设计，例如它在负载压力之前在减压状态和负载压力时管子的截面面积外周实际上保持不变，但在负载压力之前和负载压力过程中管子的截面面积的形状却发生变化。例如一种织物增强管子可用作升降元件，它在减压状态下显示出一种可变的截面形状，但其截面面积的外周实际上保持不变。

一种柔弹性升降元件可设想是一种空心体形状，具有用柔弹性材料制成的弹性壁，当施加压力时会增加截面面积的直径，但在无压力的情况下由于其材料的固有弹性或内应力所致会减少其直径。

这些柔弹性升降元件是安装在过滤板与基板之间，其方式是，这些柔弹性元件当受到压力作用时由于会产生变形，故能减少在盖板与过滤板之间的距离，压力是由过滤板沿盖板方向垂直于盖板纵轴上升，亦即向上移动，所引起。当这种压力被释放时，则这些柔弹性元件的直径被减小，并且滤板往基板方向运行，即向下移动。由于各弹性升降元件的排列，过滤板在上升和下降运动过程中实际上保持准直平行于盖板的纵轴。

可观察到这样的优点，即当负载压力时各管子的直径便发生变化，而当这些管子受到一定压力作用时，其截面面积却出现大约相同的形状。由于使用了这些管子，当管子受到压力时其形状能够发生变化，所以本发明的过滤系统提供了在过滤板上力的均匀分配，这样可实现至盖板的理想运行。

此外，已经确定，使用这些柔弹性管子能够使各过滤板向盖板方向以适当的均匀度进行挤压在过滤之后的可压缩滤饼，这样滤饼便脱水到如此程度，即可使滤饼适当干燥和脱水而无需使用通常类型过滤系统所用的附加高费用隔板(diaphragms)。

在本发明目的一个技术方案中，各管子可制成一种平行的，弯曲形状和/或环形排列。优选的排列形式是各管子大约彼此成平行排列。这些管子的排列取决于过滤板的设计。例如用在一种圆形过滤器或长方形过滤器中。已证明，如果这些管子是用柔弹性连接件通过压力介质彼此连接，是有优点的。这些柔弹性连接和多支(通)管，可设想作为管子它们具有相同的形状，材料和尺寸，这又可保证一些接触压力均匀的作用，这些压力是由过滤板上一些管子所产生和通过过滤板对着盖板经由这些密封元件挤压的方法所产生。

在本发明过滤系统的另一技术方案中，这些管子可通过压力发生装置并经由压力介质起作用，压力介质最好为空气、水或各种含油液体等。采用压力介质，是取决于过滤系统的指定应用，虽然空气或水(特别是空气)证明是可行的，例如作为在压力发生装置中减少腐蚀的一种方法。可使用一些机器作为压力发生装置，后者将能量供给它，从驱动装置传送给气体或液体，压力发生装置例如电泵等。

本发明过滤系统所用的各过滤板的设计是这样的，它们为液体提供自由通道，主要是通过带孔隙的过滤板。过滤板上侧的一些孔隙由一些导管相互连接，至少至一定程度，液体流经导管或经由位于过滤板下侧的一些孔隙进入滤液排水管中。例如，在过滤过程中，液体在与固体分离后，经由位于过滤板上侧的一些孔隙通过过滤装置，以及以导管方式导入位于过滤板下侧的一些孔隙。在本发明的过滤系统中，过滤板可以并且最好设计有孔隙，在此情况下，大量孔隙由一些导管相互连接，位于出口侧的这些导管连接到滤液排水管，而位于入口侧的这些导管是连接于过滤箱室。

本发明的优点是，位于过滤板下侧的一些管子负载压力的方式是，其直径发生变化，最好是从截面角观察。然而其形变对长度并无干扰作用。

可使用的过滤材料，可认为带式织物过滤器形式是用织物或非编织织物以及金属，天然纤维，塑料(高分子)纤维或玻璃纤维，过滤纸，或过滤隔膜(板)，例如由纤维素衍生物，陶瓷材料或塑料等制成。在过滤系统或过滤装置的一些相对末端，装有一些辊筒元件，它们除导引过滤元件(filter unit)外，如果必要，还能用作卷挠或退卷。过滤元件是被导引到本发明过滤系统的过滤板上，其方式是，使过滤板的全部面积用作过滤元件的一个载体，这样可排除形成死区(死角)，这会限制通常过滤系统的过滤区。

本发明过滤系统的另一优点是，两个或更多的过滤装置(filter device)能够结合使用，在此情况下，在过滤装置之一上的基板被设计成为一盖板并使另一过滤装置位于其上，或者与那一盖板的下侧形成接触。本发明过滤系统的进一步优点是，过滤液的一些排出管装设有一共有的出口管线，这样使一些过滤装置容易平行连接。另一方面，还有可能将过滤装置之一上的过滤液排出管连接于另一过滤装置过滤箱室的入口管线上，这样有助于一些过滤装置的系列连接更容易，将一些过滤装置连接成一系列，能够使一更高级阶段的过滤得以进行。

借助于一些过滤装置的平行连接，可为用户提供操作一个过滤装置的连续工艺过程，而在另一个这样的装置上已累积起来的滤饼能够在关闭滤板后在旁侧分离出来以及卷绕或退卷过滤介质。

本发明的一些设计技术方案：

所提的本说明的一些进一步详细情况，方面及优点是收集自如下说明书，以及通过参阅各附图。这些附图的是试图提供一放大图式简图，并非权利要求真实置于此比例规模，这些进一步的细节和优点可描述如下：

图1本发明有关过滤系统的侧视图，说明其处于过滤过程中和其一些管子受到压缩空气的作用。

图2本发明有关过滤系统的侧视图，说明已完成了过滤过程并且一些管子已被抽真空。

图3本发明过滤系统的顶视图，集中展示配有过滤元件的过滤板。

本发明的过滤系统包含有一盖板1。在盖板1之下并平行于盖板的是一过滤板2(图1)一些柔弹性密封元件3是由通常的橡胶材料制成，也可以设计成一些柔弹性管子以增加本发明过滤系统的过滤箱室4上的侧面密封有效性。例如这些管子7和密封元件3可设计成一些管子，它们能够彼此连接并同时受到作为压力介质的空气的作用。

这些管子是排列在盖板1的下面，其方式是当各管子7受到压力作用时，各管子3和过滤板2便对过滤织物5实行密封关闭。盖板1展示出一些供料管线，这些供料管路能够将要过滤的液体传送至过滤箱室4。位于过滤板2下面的是一些柔弹性管子7，例如由硅橡胶和/或橡胶类材料制成，并形成彼此平行排列。这里的压力负载是通过压缩空气方式来进行。

管子7可以是织物增强类型，制自标准的商品塑料或含有橡胶的材料，其横截面形状在受到压力时会发生变化，但其截面的外周仍保持实际上不变。也可以用不含任何织物增强的管材料制成，即由标准商品塑料或含橡胶的材料制成，在其上截面外周和截面形状随负载的压力变化而改变。

由于压力负载的结果，过滤板2便朝向盖板1的方向移动，这样便由一些密封元件3使过滤箱室4的各侧面予以密封，这便可防止液体在压力下浅漏或由于进行过滤所致的泄漏。

重要的是，过滤板2可制成前进时基本上平行于纵轴移动，这样可保证过滤箱室4的适当密封关闭。

位于过滤板2上侧的是一标准商品过滤织物5。过滤织物5是由辊筒元件9引导，卷绕到卷轴上或退卷。需过滤的液体经过供料管线通过盖板1进入过滤箱室4，被挤压通过过滤织物5，然后经由过滤液排出管到接收盆池。在形成适当的滤饼后，仍存在于过滤室4内的滤液受到压力驱动，经过位于盖板1中的一些供料管线通过滤饼或进入过滤板2。通过吹鼓空气进入箱室中，使滤饼更进一步脱水。对可压缩滤饼，还有可能施加一远远较高的压力负荷于一些管子7上，这样可减少盖板1与过滤板2之间的距离，其方法是通过密封元件3变形或甚至通过在这些密封元件3上减压引起变形，以此方式可挤压滤饼。过滤板2的导管在过滤板2下侧沿管腔开眼，可导向滤液排放或排水管。

这些管子7用一个多支管12(图3)连接于一端，该多支管(多通管)联接到泵上。管子7的另一端用一空塞子14进行气密性密封。

为有效地处理聚积在过滤织物5上的滤饼，可对这些管子7抽真空，即用泵将压力介质从管子7中抽出。通过打开多支管12的一个阀门，也可以让压力介质在固有压力和过滤板2(图2)的重量负载下从管子7中泄漏出来。

在过滤板2下降后，借助于辊筒元件9可使过滤织物5移向旁路，这样便可除去滤饼。在些情况下，在分离去滤饼之后，过滤织物便可返回或者保留在辊筒元件9上。当过滤织物返回原位时，可用一种压力介质对其进行清洗，即驱使压力介质通过安装在辊筒元件9之间的一个喷咀元件。当将压力施加在这些管子7上时，过滤板2便运行到排列在过滤板2侧面的导轨上，沿盖板1的方向向上进行，这样过滤板2的纵向平面便与盖板1的纵轴11成为平行直线排列，这主要是由于均匀施加来自管7的力的结果，偏离显示出一致间隔。

此外，对一些密封元件3，还有可能(虽然并非必须或强制要求)连接于同一压力发生装置，该装置用于负荷压力到管7上。通常，还有可能将一些密封件3分别连接到压力发生装置上。

用于控制压力发生装置的控制设备以及用于向过滤箱室4供给过滤溶液的一些泵等，在此均未进一步详述，因这些都是常用装置，专业人员都已熟知。

实际上，本发明涉及的过滤系统可以如下方式操作：要供给过滤系统的液体可在压力下处理，即通过过滤元件5或通过施加真空到过滤板2的出口一侧等，这被视为一种优点。

本发明涉及的过滤系统，是将实验室规模的压力吸滤器最佳过滤性能与一些工业设备结合为一体。用于升降过滤板的压力负载系统，实际上采用了了较理想的压力分布，该系统结合有过滤介质的可移动性，用于卸去固体粒子并随后在很短时间内清洗过滤织物，以此保证极短的出故障停机时间和高度的工作时间。本发明的过滤系统构造简单，例如采用容易更换的一些管道用于过滤板升降系统和容易变换的过滤织物用于每一过滤装置，因而提供了极高的系统可用性。

通过连接附加的过滤装置，该过滤系统容易适用于各单个设备，增加生产量。该过滤系统所采用计算机控制功能，使各循环工序容易达到最佳适应于给定的操作要求。对专业人员来说，这些有利因素可用来消除现有技术的一些缺点，同时将本发明过滤系统产生的一些优点理想地结合起来。

Claims (25)

1、一种用于从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，具有一盖板1和位于盖板1下面的一过滤装置10，其特征在于过滤装置10包含有一些柔弹性密封元件3和一过滤板2，该过滤板基本上是平行于盖板1并垂直相对于盖板1的纵轴11移动，这些密封元件3设置在盖板1与过滤板2之间形成一过滤箱室4，一过滤元件5位于这些密封元件3与过滤板2之间，一基板6位于过滤板2下面并离开过滤板2有一距离，一个或更多的柔弹性升降元件7位于过滤板2与基板6之间，以及经由一压力介质连接于一压力发生装置。

2、如权利要求1所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于该柔弹性升降元件7能够在负载压力时变形，变形方式是使在盖板1与过滤板2之间的距离可变。

3、如权利要求1或2所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些柔弹性升降元件7可设想为一些模制的缓冲垫。

4、如权利要求1至3任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些柔弹性升降元件7可设想为一些管状形式。

5、如权利要求1至4任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些管子7负载有一定的压力，致使管子7在截面面积中有大致相同的直径。

6、如权利要求1至5任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些管子7的排列大约彼此是平行的。

7、如权利要求1至6任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些管子7形成一种弯曲管形和/或环形排列。

8、如权利要求1至7任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些管子7是通过压力介质相互连接的。

9、如权利要求1至8任何一项所述的用于从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些管子7是通过压力发生装置经由压力介质来起作用的。

10、如权利要求1至9任何一项所述的用于从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤板2设有一些孔眼，在此情况下许多孔眼是通过导管相互连接的，位于出口侧的这些导管是连接于滤液排出管，以及位于入口侧的这些导管是连接于过滤箱室4。

11、如权利要求1至10任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤元件5可设想为一种扁平的带形状。

12、如权利要求11所述的用于从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于该扁平带形状过滤元件5是一种织物类型的过滤元件。

13、如权利要求1至12任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤元件5是在一些辊筒元件9上进行导向。

14、如权利要求1至13任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤元件5可经由一些辊筒元件9卷绕于其上或退卷。

15、如权利要求1至14任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些辊筒元件9是位于过滤装置10的一些相对侧面。

16、如权利要求1至15任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于这些过滤元件5在过滤板2上是可移动的。

17、如权利要求16所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤元件5能够被引导到过滤板2上。

18、如权利要求1至17任何一项所述的用于从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤箱室4可经由一些入口管线进行填充。

19、如权利要求18所述的用于从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于一些入口管线是通过盖板1导入。

20、如权利要求1至19任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于将密封元件3设计成一些柔弹性管子的形式。

21、如权利要求1至20任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于一些密封元件3是经由压力介质连接到压力发生装置上。

22、如权利要求1至21任何一项所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于该过滤系统出现了两个或更多的过滤装置10。

23、如权利要求22所述的从各种液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于过滤装置10的基板6是设计成为一盖板1，其方式是另一过滤装置10是位于该盖板1的下侧。

24、如权利要求22或23所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于一些过滤装置10的滤液排出管打开便进入共用出口管线。

25、如权利要求22或23所述的用于从液体中除去固体粒子的过滤系统，其特征在于在一些过滤装置10之一上滤液排出管道是连接到另一过滤装置10上过滤箱室4的一些入口管线上。

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