CN1879932A - 一种带式压滤机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合于污水处理厂、造纸厂、食品加工厂、化学工厂和养殖场等等的微颗粒含液物料脱水的带式压滤机。该带式压滤机，主要由机架、驱动装置、进料装置、压榨区和辅助装置组成，压榨区包括压滤辊、过滤带，驱动装置包括电动机、变速箱，辅助装置包括张紧辊、刮刀装置、接水装置、纠偏装置和过滤带清洗装置，其结构特点是：所述的压榨区的过滤带背面衬有钢绳加压带，所述的压滤辊相互靠紧排列。本发明通过提高压滤机过滤压强来提高过滤压力与过滤阻力的平衡点，克服了现有技术存在的缺陷，能对各种需脱水物料进行连续无间断、逐渐增压的高压强脱水，从而大大提高脱水效率、压滤产量和压滤机出料口滤饼的固含量。

Description

一种带式压滤机

技术领域

本发明涉及一种分离装置，特别涉及一种适合于污水处理厂、造纸厂、食品加工厂、化学工厂和养殖场等等的微颗粒含液物料脱水的带式压滤机。

背景技术

水处理厂、造纸厂、食品加工厂、化工厂和养殖场等都要产生大量的需要脱水处理的物料。这些物料经脱水，被浓缩后再填埋可以节约大量土地，减少污水渗透；同时，这些物料中的许多物料当被浓缩到一定的固含量时，就能够直接用于综合利用，从而节约烘干能源，比如造纸脱墨污泥的固含量被压干到50％以上时，就能够实现不需要补充燃料的焚烧，其焚烧残渣可以作为优质的水泥原料。

现有的带式压滤机作为污泥脱水工艺过程中的主导设备已经很成熟，涉及带式压滤机改进的发明创造也不少。中国专利02225112.x“一种带式压滤机”、94216369.9“逐渐增压式双滤带污泥脱水机”、00261899.0“一种改进的带式压滤机”和87101602.8“脱水方法及设备”等公开了通过改变带式压滤机的结构设计、采用效率更高的脱水材料等技术方案来改进带式压滤机的性能。

根据卡门过滤基本方程，并经过多次试验实践得出：在过滤压强一定的情况下，滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的干固体重量与滤饼阻力的关系是确定的，干固体重量越重、滤饼阻力就越大，当过滤压力与过滤阻力达到理论平衡点之后就无法再提高产量，或者继续过滤操作提高滤饼固含量。过滤阻力包括滤饼阻力和过滤介质阻力。

上述现有技术所进行的改进取得了一定的效果，然而因为所有这些改进都是在传统的、较低的过滤压强和不连续压榨的条件下进行的改进，无法提高过滤压力与过滤阻力的平衡点，也无法避免滤饼对滤液的回吸，因此，不是根本性的改进，存在局限。例如：造纸脱墨污泥经脱水在不补充燃料的情况下进行自燃，其固含量至少要达到50％，而目前造纸行业污泥带式压滤机使用的过滤压强一般在1.2Mpa以下，在这个压强下，造纸脱墨污泥的出口固含量很难超过40％，无法直接进行综合利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种通过提高压滤机过滤压强来提高过滤压力与过滤阻力的平衡点，能对各种需脱水物料进行连续无间断、逐渐增压的高压强脱水，从而大大提高脱水效率、压滤产量和压滤机出料口脱水物料的固含量的带式压滤机。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该带式压滤机，主要由机架、驱动装置、进料装置、压榨区和辅助装置组成，压榨区包括压滤辊、过滤带，驱动装置包括电动机、变速箱，辅助装置包括张紧辊、刮刀装置、接水装置、纠偏装置和过滤带清洗装置，压榨区装在机架上，驱动装置和压滤辊连接，两条过滤带包绕在压滤辊外，进料装置对着过滤带，过滤带清洗装置对着过滤带安装，压榨区的两条过滤带分离处装有刮刀装置，接水装置装在过滤带下面，其结构特点是：所述的压榨区的过滤带背面衬有钢绳加压带，所述的压滤辊相互靠紧排列。

钢绳加压带能提供足够大的张力，从而能大幅度地提高压滤机过滤压强，进而提高过滤压力与过滤阻力的平衡点，实现提高压滤机的脱水效率、压滤产量和滤饼固含量的发明目的。钢绳加压带张力的大小取决于钢绳的强度和排列密度，按照目前市场上能获得的材料强度而言，钢绳加压带极限张力能达到1000~2000公斤/厘米，工作张力为200~500公斤/厘米，如果运行张力为300公斤/厘米、压滤辊辊径300毫米，就能够很容易的达到2.0Mpa以上的脱水过滤压强；而现有技术使用的聚酯网的极限张力强度仅为220公斤/厘米，在此张力下聚酯网已被永久性拉长变形45％以上，张力运行上限为100公斤/厘米，最小辊径设计为200毫米，经计算，其脱水压强只有1.0MPa。滤饼进入由两条背面均衬有钢绳加压带的过滤带构成的夹层中，滤饼被两条过滤带和两条钢绳加压带夹着在相互靠紧的压滤辊之间穿行，进行压榨脱水。压滤辊相互靠紧排列最大程度地缩小了各压区之间的空隙，能实现连续加压压榨脱水，避免滤饼回湿。通过调整压滤机车速、压滤辊的数量、压滤辊的直径、压滤辊的包角，可以使由钢绳加压带张力形成的2.0Mpa以上的脱水压强的压榨区连续运行时间不少于10秒钟，这既避免造成滤饼的回湿，又利于脱水产量和脱水效率的提高，使压滤机出口处滤饼的固含量比现有技术有大幅度的提高。

本发明带式压滤机所述的压榨区的过滤带有包边，所述的辅助装置还包括翻边器，翻边器装在过滤带的两边。在滤饼进入压榨区脱水以前，上、下两条过滤带中的一条包边在两边翻边器的作用下翻上来，包住了滤饼，进入压榨区之后，滤饼就完全的被包在了两层过滤带之中不会从两边跑出来。

本发明带式压滤机所述的钢绳加压带由钢绳编制，钢绳加压带中的钢绳间隙是0~4毫米，所述的钢绳选用编制成的钢绳加压带能承受极限张力达到1000~2000公斤/厘米、工作张力为200~500公斤/厘米的钢绳。钢绳加压带中钢绳之间的间隙是非常重要的参数，间隙过大将不能有效的加压，而且过滤带的径丝和纬丝所承受的张力都会增加，进而会缩短过滤带的使用寿命。合理的钢绳间隙是0~4毫米，当钢绳间隙为0时，滤液是通过钢绳本身的螺旋间隙流出的，此时对过滤带的保护最有利，但是过滤介质阻力会相应增大，从而增加了滤液排出的困难。

本发明带式压滤机钢绳加压带采用用扣形件将平行、并列排列的钢绳互相连接而成的钢绳带。此种钢绳加压带表面平整、弯转半径小。

本发明带式压滤机所述的钢绳加压带采用纵横编织钢绳带。此种钢绳加压带整体性好、坚固。

本发明带式压滤机所述的钢绳加压带采用用金属横条将平行、并列排列的钢绳连接而成的钢绳带，钢绳加压带中的金属横条间隙是0~10毫米。此种钢绳加压带坚固耐用、整体性也好，使用时钢绳是通过金属横条向过滤带加压。

本发明带式压滤机所述的过滤带采用双面脱水过滤带。滤饼中的液体排出所走的距离两面排水比单面排水要近，两面排水脱水速度更快、产量更高、单位电耗更低。

本发明带式压滤机所述的压滤辊的直径沿过滤带行进方向由大到小逐渐递减，所述的压滤辊之间的压力与压滤辊面压强匹配沿过滤带行进方向逐渐增高。在钢绳加压带张力一定的条件下，辊径越小，压强就越大，这样就能使滤饼在逐渐增加的压强下进一步脱水。

本发明带式压滤机所述的压滤辊中相邻的每对压辊之间的压力都可调节。每对压辊之间的压力可调，使其压力大小与前后压区的压强相匹配，避免突然的增压或者降压。

本发明带式压滤机所述的过滤带与钢绳加压带可以分别配置驱动机构，也可以将过滤带附着在钢绳加压带上，配置一套驱动机构。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1、过滤压强高、脱水效率好。本发明根据卡门过滤基本方程，在带式压滤机的过滤带背面衬加钢绳加压带，通过钢绳加压带提供的足够大的张力来提高带式压滤机的过滤压强，从而提高压滤过程中过滤压力与过滤阻力的平衡点，能对各种需脱水物料进行连续无间断、逐渐增压的高压强脱水，达到提高压滤脱水产量和脱水效率的目的。使用衬加钢绳加压带的过滤带的脱水过滤压强能达到2.0Mpa以上，大大高于现有技术带式压滤机1.2Mpa以下的过滤压强，经过本发明带式压滤机脱水处理的造纸脱墨污泥的出口固含量能达到50％。2、连续加压压榨脱水，出口滤饼固含量高。本发明压滤辊相互靠紧排列，使由钢绳加压带张力形成的2.0Mpa以上的脱水压强的压榨区能连续运行10秒钟以上时间，改变了现有技术压滤机低压力、间歇加压，滤饼压不干的情况，使压滤机出口处滤饼的固含量比现有技术有大幅度的提高。3、避免了滤饼回湿。本发明带式压滤机克服了现有技术易造成滤饼回湿的缺陷。一方面，钢绳加压带在过滤带与压滤辊之间形成了一个隔层，能临时储存暂时不能排出的滤液，待运行到合适的位置后一并排出，这些滤液在过滤压强不降低的条件下不会被滤饼回吸；另一方面，压滤辊相互靠紧排列的设计，能使各压区之间的空隙减到最小，避免了滤饼的回湿。4、脱水速度快。本发明采用双面排水过滤带，使滤饼中的液体排出所走的距离比现有技术的单面排水要短，两面排水脱水速度更快、产量更高、单位电耗更低。另外，本发明带式压滤机使用的钢绳加压带在有效提高过滤压强的同时，还有防止滤饼内颗粒搭桥的作用。钢绳加压带与压滤辊辊面之间的挤压使滤饼形成局部凹凸状，能对滤饼进行剪切，有效防止滤饼内颗粒搭桥，促进脱水。5、解决了压滤机过滤带边缘跑泥的问题。本发明采用钢绳加压时滤饼产生的凹凸状利于固定滤饼，防止滤饼横向移动而导致过滤带边缘跑泥。6、本发明使用的钢绳加压带机械强度好、使用寿命长，不存在复合材料的脱层问题。

附图说明

图1为本发明带式压滤机实施例1的结构示意图。

图2为本发明带式压滤机实施例2的结构示意图。

图3为本发明带式压滤机实施例3的结构示意图。

图4为图1、图2、图3中相邻两压滤辊的放大示意图，带剖视。

图5为本发明带式压滤机实施例的带包边的下过滤带结构示意图，带剖视。

图6为本发明带式压滤机实施例滤饼进入压榨区压滤辊间的两层过滤带之间的放大示意图，带剖视。

图7为本发明带式压滤机实施例的翻边器结构示意图。

图8为图7的右视图。

图9为图7的俯视图。

图10为本发明带式压滤机实施例的钢绳加压带结构示意图1。

图11为图10的A-A剖视图。

图12为图10的B-B剖视图。

图13为本发明带式压滤机实施例的钢绳加压带结构示意图2。

图14为图13的B-B剖视图。

图15为本发明带式压滤机实施例的钢绳加压带结构示意图3。

图16为图15的C-C剖视图。

图17为图15的B-B剖视图。

具体实施方式

实施例1：

参见图1，本实施例带式压滤机设置有重力及振动脱水区2，该压滤机主要由机架、驱动装置、进料装置1、重力及振动脱水区2、压榨区3和辅助装置张紧辊、刮刀装置4、接水装置、纠偏装置5、过滤带清洗装置6组成。驱动装置包括电动机、变速箱。重力及振动脱水区2设置在进料装置1和压榨区3之间，重力及振动脱水区2和压榨区3交接处装有刮刀装置4，压榨区3的两条过滤带分离处也装有刮刀装置4，接水装置装在重力及振动脱水区2和过滤带下面，进料装置1、重力及振动脱水区2和压榨区3装在机架上。

本实施例重力及振动脱水区2中的过滤带采用单独的过滤带。重力及振动脱水区2包括振动辊21、物料整形辊22、重力及振动脱水区驱动辊23、三根导过滤带辊24、重力及振动脱水区过滤带25。压榨区3包括四根压榨区导过滤带辊31、上过滤带张紧辊32、下过滤带张紧辊33、四根压滤辊34、二根驱动辊35、上过滤带36、上过滤带钢绳加压带37、下过滤带钢绳加压带38、下过滤带39、过滤带翻边器40和驱动机构，钢绳加压带衬在过滤带的背面，四根压滤辊34相互靠紧排列、其直径由大到小逐渐递减。刮刀装置4包括物料刮刀41、上过滤带物料刮刀42、下过滤带物料刮刀43。纠偏装置5包括过滤带校跑偏辊51、上过滤带校跑偏辊52、下过滤带校跑偏辊53。过滤带清洗装置6包括过滤带清洗水管及喷头61、上过滤带清洗水管及喷头62、下过滤带清洗水管及喷头63。实施例过滤带可以采用滤网或滤布。重力及振动脱水区过滤带25包绕在重力及振动脱水区驱动辊23和三根导过滤带辊24外，振动辊21和物料整形辊22分别装在重力及振动脱水区过滤带25上部的内、外两面，物料刮刀41装在重力及振动脱水区2和压榨区3之间，过滤带校跑偏辊51装在重力及振动脱水区过滤带25的下部，过滤带清洗水管及喷头61对着重力及振动脱水区过滤带25。上过滤带钢绳加压带37衬在上过滤带36背面，上过滤带36包绕在二根压榨区导过滤带辊31、上过滤带张紧辊32、四根压滤辊34和二根驱动辊35外，上过滤带校跑偏辊52装在上过滤带36上部的下面，上过滤带清洗水管及喷头62对着上过滤带36，上过滤带物料刮刀42装在上过滤带36与下过滤带39分离处的上过滤带36处。下过滤带钢绳加压带38衬在下过滤带39背面，下过滤带39的两边带有包边391，实施例包边采用软性材料制成，参见图5。包边的材料采用软性材料，加工和翻边都容易，还方便翻回清洗，且压滤辊曲率半径也能做的比较小。下过滤带39包绕在二根压榨区导过滤带辊31、下过滤带张紧辊33、四根压滤辊34和二根驱动辊35外，下过滤带校跑偏辊53装在下过滤带39下部的上面，下过滤带清洗水管及喷头63对着下过滤带39，下过滤带物料刮刀43装在上过滤带36与下过滤带39分离处的下过滤带39处，过滤带翻边器40装在下过滤带39的两边。过滤带翻边器40的结构和形状参见图7-9。

实施例压榨区3过滤带与钢绳加压带可以分别配置驱动机构，也可以将过滤带附着在钢绳加压带上，配置一套驱动机构。实施例过滤带采用双面排水过滤带，过滤带可以用环状/或者片状两端连接，可以是整圈的也可以是一片片覆盖在钢绳加压带上，在结合处留有足够的重叠部分；同样，钢绳加压带也可以是环状/或者条状两端连接，可以是缠绕/或者是单环并接。实施例钢绳加压带由钢绳编制，钢绳要选用编制成的钢绳加压带能承受极限张力达到1000~2000公斤/厘米、工作张力为200~500公斤/厘米的钢绳。实施例采用的编制方法有三种，第一种如图10-12所示，用扣形件将平行、并列排列的钢绳互相连接而成钢绳加压带，扣形件可以是金属扣或者塑料扣；第二种如图13-14所示，将钢绳纵横编织而成钢绳加压带；第三种如图15-17所示，采用金属横条将平行、并列排列的钢绳连接而成钢绳加压带。钢绳加压带中的钢绳间隙是0~4毫米。图10-17中的a、b、c、d、e、f、g、h、I、j为钢绳。本实施例采用不锈钢钢绳加压带。压榨区3中四根压滤辊34与水平呈45~90°倾斜排列，方便过滤带两面排水。压滤辊34中相邻的每对压辊之间的压力都可调节，其压力大小与前后压区的压强相匹配，避免突然的增压或者降压。

该带式压滤机操作过程如下：

进料装置1把含固率为3-5％的待脱水物料送入压滤机的重力及振动脱水区2，在待脱水物料自身重力和振动辊21的振动作用下，进行脱水。进入重力及振动脱水区2的待脱水物料含水率较高，在其自身重力和振动的作用下能脱去很大部分水份；经重力及振动脱水区脱水以后的物料被物料整形辊22修整成平整的物料，为下一步进入压榨区3脱水作准备。待脱水物料在进入压榨区3的压滤辊34之前，下过滤带39两边的软包边391在过滤带翻边器40的帮助下自动上翻，如图6所示，把待脱水物料7包卷在上、下两条过滤带36、39之中，这样在钢绳加压带的强大压力下待脱水物料7不会从过滤带两边跑出。待脱水物料在本区进入由上过滤带36和下过滤带39两条过滤带构成的夹层中，在钢绳加压带提供的强大张力下产生的足够高的压滤压强下进行脱水，待脱水物料7被两条过滤带和两条钢绳加压带夹着在压滤辊34和驱动辊35之间穿行。在钢绳加压带张力一定的条件下，辊径越小，压滤压强就越大，压滤辊34的直径由大到小逐渐递减，这样就使得脱水物料7在压强逐渐增大的条件下进一步脱水，进而提高脱水物料的干度。脱水物料7在压榨区3的压滤辊之间的脱水过程参见图4，图中箭头表示从脱水物料7中脱出的水的流向。

实施例2：

参见图2，为减少过滤带的张数，减小过滤带的更换次数，该带式压滤机的重力及振动脱水区2中的过滤带和压榨区3的下过滤带39合在一起。下过滤带39包绕在重力及振动脱水区的振动辊21、驱动辊23、张紧辊26、两根压强逐渐加高区导过滤带辊31、下过滤带张紧辊33、两根驱动辊35和四根压滤辊34外，导过滤带辊24装在驱动辊23和张紧辊26之间的过滤带外面。该实施例由于重力及振动脱水区2中的过滤带和压榨区3的下过滤带39合在一起，重力及振动脱水区2到压榨区3不用物料刮刀41。本实施例的其它结构和操作规程同

实施例1。

实施例3：

参见图3，该实施例加长了上过滤带36的长度，利用压榨区3的上过滤带36的回程过滤带作为重力及振动脱水区，在脱水效果相同的情况下，减小了投入。该带式压滤机的上过滤带36包绕在两根上过滤带张紧辊32、振动辊21、二根驱动辊35和四根压滤辊34外。该实施例的上过滤带36的两边带有包边，过滤带翻边器40装在上过滤带36的两边。在进入压强逐渐加高区3的压滤辊34之前，上过滤带36两边的软包边，在翻边器40的帮助下，自动向下翻边，把脱水物料包裹在上、下过滤带36、39之间。本实施例的其它结构和操作规程同实施例1。

本发明过滤带背面衬加的加压带材料经过反复多次试验，发现采用钢绳带为最佳选择。若采用内衬金属丝、金属绳或者尼龙、聚酯材料的多层复合胶带作为加压带，实验表明，使用这种胶带加压带有以下缺陷：1、这类多层复合胶带容易在反复弯曲运行中脱胶，为避免脱胶，必须放大压滤辊的回转半径，而在张力一定的条件下较大的回转半径必然导致较小的过滤压强，这势必影响压滤机的压榨效果。2、内衬金属丝等的平面胶带本身不能滤水，决定了压滤机的加压区只能单面脱水，单面脱水阻力比双面脱水大，而且会造成滤饼的回湿，不利于提高脱水效率和产量。3、压滤辊之间不是紧靠的，各压区之间存在空隙，易造成滤饼的回湿，影响脱水产量和效率。4、打孔胶带加工难度大、成本高，且打孔以后会使胶带的强度降低，还会产生脱胶问题，致使运行寿命缩短。实践证明，采用钢绳加压带能有效克服上述缺陷，实现本发明通过提高压滤机过滤压强，来提高压榨过滤压力与过滤阻力的平衡点，对各种需脱水物料进行连续无间断、逐渐增压的高压强脱水，为压滤机的进一步脱水创造了条件，极大地提高压滤机脱水效率的发明目的。

有些带式压滤机不设置重力及振动脱水区，有的设置的是重力脱水区，不采用振动脱水，仅用重力脱水。这些带式压滤机都适用本发明加钢绳加压带等技术方案。

Claims (10)

1、一种带式压滤机，主要由机架、驱动装置、进料装置、压榨区和辅助装置组成，压榨区包括压滤辊、过滤带，驱动装置包括电动机、变速箱，辅助装置包括张紧辊、刮刀装置、接水装置、纠偏装置和过滤带清洗装置，压榨区装在机架上，驱动装置和压滤辊连接，两条过滤带包绕在压滤辊外，进料装置对着过滤带，过滤带清洗装置对着过滤带安装，压榨区的两条过滤带分离处装有刮刀装置，接水装置装在过滤带下面，其特征在于：所述的压榨区的过滤带背面衬有钢绳加压带，所述的压滤辊相互靠紧排列。

2、根据权利要求1所述的带式压滤机，其特征在于：所述的压榨区的过滤带有包边，所述的辅助装置还包括翻边器，翻边器装在过滤带的两边。

3、根据权利要求2所述的带式压滤机，其特征在于：所述的钢绳加压带由钢绳编制，钢绳加压带中的钢绳间隙是0~4毫米，所述的钢绳选用编制成的钢绳加压带能承受极限张力达到1000~2000公斤/厘米、工作张力为200~500公斤/厘米的钢绳。

4、根据权利要求3所述的带式压滤机，其特征在于：所述的钢绳加压带采用用扣形件将平行、并列排列的钢绳互相连接而成的钢绳带。

5、根据权利要求3所述的带式压滤机，其特征在于：所述的钢绳加压带采用纵横编织钢绳带。

6、根据权利要求3所述的带式压滤机，其特征在于：所述的钢绳加压带采用用金属横条将平行、并列排列的钢绳连接而成的钢绳带，钢绳加压带中的金属横条间隙是0~10毫米。

7、根据权利要求4或5或6所述的带式压滤机，其特征在于：所述的过滤带采用双面脱水过滤带。

8、根据权利要求7所述的带式压滤机，其特征在于：所述的压滤辊的直径沿过滤带行进方向由大到小逐渐递减，所述的压滤辊之间的压力与压滤辊面压强匹配沿过滤带行进方向逐渐增高。

9、根据权利要求8所述的带式压滤机，其特征在于：所述的压滤辊中相邻的每对压辊之间的压力都可调节。

10、根据权利要求9所述的带式压滤机，其特征在于：所述的过滤带与钢绳加压带可以分别配置驱动机构，也可以将过滤带附着在钢绳加压带上，配置一套驱动机构。

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