CN87102662A - 机械挤压式连续压滤机 - Google Patents

Abstract

一种涉及分离装置的特别是固态/液态分离的机械挤压式连续加压真空转鼓压滤机械。主要由内圈呈阿基米德螺旋线的壳体、自动切换气液的中心分配头以及表面有许多过滤板与分格圈、分格条组成滤饼空室的转鼓等组成。进出口密封及滤饼水洗密封均采用圆弧面呈若干条倒角自封条的密封板形式。本发明能对高粘性介质浆料进行加压进料、真空抽吸、形成滤饼后再机械挤压的连续运转固液脱水分离。同时压力清水能对滤饼进行一至二次的喷淋洗涤。

Description

本发明所属的技术领域是分离装置，特别是属于固态/液态的压滤机械。

过滤机械在化工、冶金、选矿、石油、食品、造纸、制糖、化纤等工业部门以及工业三废处理污泥脱水中具有很重要的作用。为了处理高粘性物料的介质，经常需要使用加压过滤设备，而目前广泛应用的板框式压滤机、加压叶滤机、管式压滤机、微孔管加压过滤器等这类设备均不能连续操作，有的甚至密闭性能很差，在处理有毒物料时，会引起环境的污染，直接影响操作人员的健康。为了解决上述一些问题，六十年代前后出现了加压真空圆盘过滤机、加压真空转鼓过滤机。其中西德BHS-Fest型过滤机就是加压真空转鼓过滤机的一种。图10是BHS-Fest型过滤机的示意图，该机能够连续运转，真空连续抽吸过滤液，但过滤介质脱水分离仅靠压力为2.94×10⁵Pa的压缩空气的气压作用形成滤饼，得到的滤饼含湿率较高，因而卸落滤饼时除了反吹气外，还要靠机械方式取出，并且水洗滤饼占过滤面积的30%左右，影响过滤效率。

本发明的目的是研制一种处理过滤浆料适应性强，特别是粘度大、粒子细、易挥发、有毒物质或者放射性物质的浆料，效率高，过滤能力大，滤饼含湿率低的过滤机械。

该机壳体分为上、下两部分，壳体内壁呈倒阿基米德螺旋渐开线，壳体内衬不锈钢片，与转鼓圆周面组成从大到小的间隙，上壳体有一至二个安装水洗滤饼密封装置的长方形孔，在顶端有一根纵向安装的扁圆形的二次喷淋管;下壳体的两边分别有观察孔及出口密封孔，出口密封孔的下方是滤饼出口和下料板装置、滤布喷淋装置以及进口密封孔。观察孔的下方是进料口。壳体的两侧都规则地开有若干个检修安装孔。转鼓的圆周面上顺序排列固定着许多过滤板，过滤板的过滤面上复以棱形不锈钢网片，外面再包复滤布，过滤板之间有分格圈及分格条，过滤板低于分格圈和分格条，形成转鼓上许多个滤饼空室，由于过滤板安装高度可根据垫条的不同厚度在一定范围内调节，滤饼空室的高度也可以相应地改变。转鼓的两侧是密封环，并由压圈压紧，转鼓的一端是大齿轮与原动力输出轴上的小齿轮啮合传动，另一端为中心分配头，能自动切换气液，中心分配头由壳体、封盖组成外壳，壳体底部有出液口，一侧有反吹气口，壳体开口端有一对接触圆平面密封的静摩擦片和动摩擦片，静摩擦片由螺钉固定安装在中心分配头壳体内圆平面上，动摩擦片螺纹联接在中心分配头的中心轴一端由螺钉同轴线固定在转鼓一侧，动摩擦片与静摩擦片二密封圆平面依靠压缩弹簧压紧密封，压缩弹簧由螺母压紧在空套于中心轴的二弹簧座中间，里侧的弹簧座与壳体间有一单向推力球轴承，这样中心轴与动摩擦片一起能跟转鼓同步运转。动摩擦片与静摩擦片分别由不锈钢1Cr18Ni9Ti及聚四氟乙烯制成，静摩擦片密封面有差位导气槽、导液槽、差位反吹气孔，动摩擦片上有反吹气孔与真空抽液孔，气液孔差位均布并对称于静摩擦片，转鼓上的每块滤板两端都有一个出滤液孔和进压缩气孔，液孔和气孔分别由通液管和通气管与中心分配头动摩擦片联接汇总于中心分配头。进口密封、出口密封以及水洗滤饼密封均采用耐油高耐磨的材料制造，可采用聚铵脂橡胶。圆弧形的密封面上有许多条一边有一倒角的压力下自封密封条，倒角方向与转鼓运转顺方向。水洗滤饼密封在圆弧面的中部纵向有一根喷淋管，在喷淋管上有许多压力水呈扇形喷射的孔，在喷淋管的中间联接一根垂直的压力清水进水管，在压滤机上壳体顶部亦有一根喷淋管及与它垂直联接的压力清水进水管，本发明能对高粘性介质浆料经加压进料、真空抽吸、形成滤饼后再受到机械挤压，同时，对滤饼经压力清水一至二次的喷淋洗涤进行连续运转固液脱水分离。

本发明的优点是：由于对浆料经加压进料、真空抽吸、形成滤饼后受到机械挤压所排卸的滤饼含湿率低，滤饼能方便地由反吹气自卸，提高了工效。滤饼的厚度可按物料种类的不同而调节，对粒质小、粘度大的难过滤浆料的固液分离适应性强。又可适用滤饼可压缩性的物料过滤，且对有挥发、有毒物质和放射性物质的过滤是在全密闭的条件下脱水分离，不会污染环境。滤饼受到一至二次的加压水洗，使滤饼中的溶液得到进一步回收。同时结构简单紧凑，全过程自动连续操作节省了劳力，减轻劳动强度，滤布连续清洗效果好，损耗低，维修费用小。

本发明将根据下列实施例的附图更清楚地说明：

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

图3是不需水洗滤饼装置的结构主视图。

图4是不需水洗滤饼装置的结构侧视图。

图5是壳体示意图。

图6是过滤板主视图。

图7是过滤板侧视图。

图8是中心分配头示意图。

图9是中心分配头动摩擦片示意图。

图10是中心分配头静摩擦片示意图。

图11是进、出密封板主视图。

图12是进、出密封板俯视图。

图13是水洗滤饼密封装置密封板主视图。

图14是水洗滤饼密封装置密封板俯视图。

图15是西德Fest压滤机结构示意图。

图中：1壳体、2中心分配头、3轴承盖、4转鼓、5过滤板、6密封圈、7压圈、8吊环、9二次喷淋管、10分格圈、11通气管、12通液管、13水洗滤饼密封、14轴承、15大齿轮、16小齿轮、17出口密封、18下料板装置、19滤布喷淋装置清水进水管、20滤布喷淋装置污水排出管、21进口密封、22进料口、23阿基米德螺旋线、24出滤液孔、25进压滤气孔、26中心分配头出液口、27中心分配头壳体、28中心分配头封盖、29中心分配头中心轴、30单向推力球轴承、31静磨擦片、32动磨擦片、33弹簧座、34压缩弹簧、35螺母、36分配头反吹气口、37反吹气孔、38真空抽液孔、39差位导气槽、40差位反吹气孔、41压力下自封密封条、42滤饼空室。

如图2、5所示，本实施例壳体1由上、下两部分组成，整个壳体内壁呈倒阿基米德螺旋渐开线23，为防腐蚀，并降低挤压磨擦力，壳体内衬不锈钢片，外壳承受压力14.71×10³Pa，下壳体的一边是滤饼卸渣出口和滤布再生洗涤区域。滤饼卸渣出口处装有下料板装置18，滤饼顺下料板排出。滤布再生洗涤区域是壳体内壁上的一个长空槽，在槽的最低处有滤布喷淋装置的污水排出管20。槽的上部有喷淋洗涤滤布的清水进水管19，卸渣出口上方装有出口密封17，洗涤区域的下方有进口密封21，下壳体的另一边是料浆进料口22以及观察孔。上壳体顶端两边是起吊螺拴吊环8，中间是二次加压水洗滤饼喷淋管9，侧部根据压滤机过滤面积的大小有一至二个长方形孔，孔内密封安装水洗滤饼密封13。壳体的两侧都规则地开有若干个均布的检修安装孔。

如图13、14所示：水洗滤饼密封纵中部有一条槽，槽内有一根扁圆形喷淋管，喷淋管面上同二次加压水洗滤饼喷淋管9一样有许多使压力水呈扇形喷射的小孔。喷淋管面的背面上有一根与之垂直联接的进水管，从水洗滤饼密封板的背面伸出接压力清水泵。圆弧形密封面上有许多条一边有一倒角α的压力下自封密封条41，自封条的倒角方向与转鼓运转顺方向，α为25-40度角最为宜，水洗滤饼密封采用耐油高耐磨材料制造，本实施例采用聚铵脂橡胶。

转鼓4呈圆柱体，两端与壳体1相应有规则地有若干个检修安装孔，转鼓的圆周面被纵横垂直交叉的分格圈10和分格条围成许多空室，分格圈与分格条等高，空室内都有相同高度的垫条，过滤板5搁在垫条上用螺拴紧固在转鼓圆周面上空室内，过滤板5低于分格圈、分格条3-16毫米，形成许多滤饼空室42。根据过滤浆料的不同，调整垫条使过滤板安装高度在3-16毫米内调节，从而使滤饼空室的厚度也相应改变。转鼓的两侧是密封圈6由压圈7压紧。转鼓的一端是传动装置，装有一对开式齿轮大齿轮15与小齿轮16与双级摆线针轮减速机联接，并由电磁调速异步电动机连接进行变速运转。另一端为中心分配头2。转鼓两端与壳体由轴承14滚动联接，二轴承外侧有轴承盖3。

如图6、7所示，过滤板5一端有一个出液孔24，另一端有一个进压缩气孔25，背面有二至三个螺纹孔，用螺拴可以固定在转鼓表面的空室内，过滤板的过滤面上复以棱形不锈钢片，外面再包复滤布。通气管11与通液管12分别插入进压缩气孔25和出滤液孔24，密封联接汇总于中心分配头2。

如图8所示，中心分配头2，由中心分配头壳体27和中心分配头封盖28组成外壳，壳体底部有集中抽吸滤出之清水的出液口26，外侧有反吹气口36，壳体开口端有一对接触圆平面密封的静磨擦片31和动摩擦片32，静摩擦片由六个螺钉固定安装在壳体27内圆平面上，动摩擦片螺纹联接在中心分配头的中心轴29一端，并由六个螺钉同轴线地紧固在转鼓4的一侧。二摩擦片的密封圆平面依靠压缩弹簧34压紧密封，压缩弹簧34由螺母35压紧在空套于中心轴上的二弹簧座33中间，一弹簧座与壳体间有一单向推力球轴承30，这样中心轴与动摩擦片一起能跟转鼓同步运转。动摩擦片与静摩擦片分别采用不锈钢1Cr18Ni9Ti及聚四氟乙烯制造。

如图9、10所示，静摩擦片密封面有差位导气槽39、导液槽、差位反吹气孔40。导液槽上有多个孔，滤液经此汇集于中心分配头出液口26，差位导气槽39亦有孔通外界大气，差位反吹气孔40与中心分配头反吹气孔36接通。动摩擦片上有反吹气孔37、真空抽液孔38，反吹气孔37和真空抽液孔38分别插入通气管11和通液管12并密封连接。这样动摩擦片上的真空抽液孔与静摩擦片上的导液槽重合，则重合的真空抽液孔相连接的过滤板5的滤饼空室内于是对滤饼真空抽吸滤水，抽液孔与导液槽错开则抽吸停止。动摩擦片的反吹气孔37与静摩擦片差位反吹气孔40重复，相联接的滤饼空室内的经压滤的滤饼则反吹自行卸落，动摩擦片上的反吹气孔37与静摩擦片上的差位导气槽39重合则相连的滤饼空室和外界大气接通与抽液孔建立压差，便于抽吸。

进口密封21与出口密封17均同水洗滤饼密封13一样采用聚铵脂制造，如图11、12所示，圆弧形的密封面上有许多条一边有一倒角α的压力下自封密封条41，α以25-40度密封效率为佳，自封条的倒角方向与转鼓运转顺方向。由于进、出口密封装置的密封，转鼓4与壳体1内壁组成个密封的由大到小的料浆压滤空间。

本实施例的工作情况如下：

1.471×10⁵～5.884×10⁵Pa的压力料浆大量地从进料口注满压滤机增浓过滤区域内即第Ⅰ工作区域。在压力进料下滤液通过滤布毛细孔，经过滤板出滤液孔汇总于中心分配头，由真空泵抽吸排出机外，含湿量较高的滤饼随着转鼓的连续运转，进入第Ⅱ工作区域加压水洗滤饼和机械挤压区，过滤板上形成的滤饼，随着转鼓的转动受到加压水洗滤饼，使滤饼中溶液得到进一步回收或排放。水洗之洗涤水和料浆受到密封装置隔离，使洗涤滤饼的洗涤既可控制水洗用量，又可达到洗涤滤饼中含溶液要求。经水洗后，由于压滤机外壳是渐开线形状，滤饼受到越来越大的机械挤压，滤饼继续脱水，这样形成了含湿率很低的滤饼。在挤压过程中，某些料浆形成滤饼需要进一步水洗，那末在壳体顶端安装二次加压水洗装置。如果脱水介质是一般三废要求是仅仅固液分离，这样上壳体滤饼洗涤装置则可去掉，就如图2所示的结构示意图。

经过挤压后的滤饼，通过出口密封板则进入卸落及滤布洗涤区域即第Ⅲ工作区域。滤饼进入卸滤饼排出口，滤饼在3.92×10⁴～3.92×10⁵Pa反吹气反吹下自行卸落，滤饼卸落后，滤饼空室通过壳体上隔离板，进入滤布再生洗涤区域，滤布受到6.86×10⁴～1.47×10⁵Pa压力清水的喷淋洗涤后通过进口密封板又进入增浓过滤区，进行连续周期性运转。

本发明机械挤压式连续压滤机经电解污泥、磷酸二钠残渣、电石污等物料进行了试验，证明适应性强，滤饼含湿率低，过滤量大。试验结果见表一。

表一

过滤物料名称    料浆浓度含固（%）    排渣量（kg/h）    进料压力（Pa）

磷酸二钠残渣 15 260 4.90×10⁵

电石污 12 210 1.67×10⁵

铸铜车间水洗尘灰 8.2 240 1.37×10⁵

钛白粉三废污泥 30 360 4.90×10⁴

活性炭 9 126 1.37×10⁵

电解污泥 3 3-10 2.94×10⁵～3.92×10⁵

Claims (14)

1、一种固态/液态分离的连续压滤机，对介质料浆经加压进料、真空抽吸、机械挤压而固液脱水分离。本发明的特征是：压滤机壳体(1)内壁与转鼓(4)外圆形成由大到小的渐开线间隙，中心分配头(2)自动切换气液，进口密封(22)、出口密封(17)及滤饼水洗装置(13)密封用圆弧形板式密封，过滤板(5)固定在转鼓(4)圆周面上的纵横垂直交叉的分格圈(10)和分格条之间，形成许多的滤饼空室(42)，在滤饼空室形成的滤饼受机械挤压后在出料口经压缩空气反吹自行卸落。

2、根据权利要求1所述的连续压滤机，其特征在于：压滤机上下壳体（1）内壁呈倒阿基米德螺旋渐开线（23），壳体内衬不锈钢片，这样与逆时针旋转的转鼓圆周面组成从大到小的间隙，对在滤饼空室（42）中形成的滤板进行机械挤压。

3、根据权利要求1所述的连续压滤机，其特征在于：压滤机壳体（1），顶端中间及侧面有一套滤饼水洗装置（13），对刚形成的滤饼进行一至二次的压力清水喷淋。

4、根据权利要求3所述的滤饼水洗装置，其特征在于：有一至二块的密封板，密封板的密封面呈圆弧形，密封面有许多条一边有一倒角的压力下自封密封条，倒角方向与转鼓运转顺方向。

5、根据权利要求3所述的滤饼水洗装置，其特征在于：密封板采用耐油高耐磨的材料制造，可采用聚铵脂橡胶。

6、根据权利要求3所述的滤饼水洗装置，其特征在于：在密封板的中纵部密封固定一根扁圆形喷水管，在喷水管的上面钻许多呈扇形喷淋的小孔，在喷水管的后面中部接一根垂直的进水管。

7、根据权利要求3所述的滤饼水洗装置，其特征在于：在压滤机壳体的内壁顶端有一根纵向扁圆形喷水管，喷水管的上面有许多呈扇形喷淋的小孔，喷水管的后面中部接一根垂直的进水管，接至壳体外。

8、根据权利要求1所述的连续压滤机，其特征在于：自动切换气液的中心分配头（2）有一对接触圆平面密封的静摩擦片（31）和动摩擦片（32），静摩擦片由螺钉固定安装在中心分配头壳体（27）内圆平面上，动摩擦片螺纹联接在中心分配头中心轴（29）一端并由螺钉固定安装在转鼓的一侧。动摩擦片与静摩擦片密封圆平面依靠压缩弹簧（34）压紧密封。壳体（27）底部有集中抽吸滤出清水的出液口（26），外侧有反吹气口（36）。

9、根据权利要求8所述的中心分配头，其特征在于：动摩擦片上有许多差位均布的反吹气孔与真空抽液孔，反吹气孔和真空抽液孔分别由通气管（11）、通液管（12）与转鼓上的过滤板密封联接。静摩擦片密封面有差位导气槽（39）、导液槽、差位反吹气孔（40）位置对称于动摩擦片。

10、根据权利要求8所述的中心分配头，其特征在于：动摩擦片和静摩擦片分别由不锈钢ier18Ni9Ti和聚四氟乙烯材料制成。

11、根据权利要求1所述的连续压滤机，其特征在于：转鼓（4）圆周面上有许多条分格条以及分格圈（10）形成一个个长方体空间，过滤板（5）由螺钉固定在转鼓表面的一个个长方体空间内，过滤板的过滤面上复以棱形不锈钢网片，外面再包复滤布，过滤板低于分格圈（10）及分格条，形成许多个滤饼空室（42）。

12、根据权利要求11所述的滤饼空室，其特征在于：由于过滤板（5）安装的高度可以在一定范围内调整，滤饼空室的高度可以根据所滤介质浆料进行调整。

13、根据权利要求11所述的滤饼空室，其特征在于：过滤板的两端各有一个出液孔（24）和进压缩气孔（25），液孔和气孔分别由通气管（11）和通液管（12）密封联接汇总于中心分配头。

14、根据权利要求1所述的连续压滤机，其特征在于：在压滤机下壳体的左边分别有一至二个长方形的出口密封口和进口密封口，进口密封（21）和出口密封（17）均由聚铵脂橡胶制成，密封面有许多条一边有一倒角的压力下自封密封条，倒角方向与转鼓运转顺方向。

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