CN104225985B - 一种高压压滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压压滤装置，包括主机架及安装于主机架中的料模、水模和活动梁板，所述主机架包括左梁板、右梁板及固定连接于所述左梁板及右梁板之间的拉杆，还包括液压缸，所述活动梁板在液压缸的作用下使水模和料模之间打开或闭合，闭合即合模时相邻水模和料模之间形成封闭滤室，所述液压缸包括主缸、压边缸，所述压边缸的活塞杆作用于活动梁板的边缘，所述主缸的活塞杆作用于活动梁板中部，所述主缸与高压水管之间通过管路连接有压力转换缸。本发明通过设置压力转换缸，保证装置在大压力的挤压脱水过程中，既能大幅度减少滤饼的含水率，又能通过动态的推力平衡来杜绝模框压坏或漏料的问题，结构简单、安全可靠、寿命长、适用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及浆料脱水领域，尤其涉及一种高压压滤装置。
背景技术
传统的隔膜压滤机通输入一定压力的水流和气流使隔膜鼓起压迫滤饼，进而实现滤饼的进一步脱水，而受限于压滤机机械强度和密封性，传统的隔膜压滤机只能达到2MPa的工作压强，压力再大，就容易出现拉杆变形或模框变形泄露的问题，而在这样的压力值下，脱水后的滤饼中含水率依然很高，脱水后的滤板还需要经过烘干等其他工序加工后才能直接作为其它原料使用，这对于后续的运输和处理来说，都极为不便，成本高企。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的目的是提供一种结构简单、脱水率高的高压压滤装置，其技术方案包括如下方案中的一种以上。
一种高压压滤装置，包括主机架及安装于主机架中的料模、水模和活动梁板，所述主机架包括左梁板、右梁板及固定连接于所述左梁板及右梁板之间的拉杆；所述料模的入口连接进料管，料模排水通道连接料模排水管，所述水模的入口连接高压水管；
还包括液压缸，所述活动梁板在液压缸的作用下使水模和料模之间打开或闭合，闭合即合模时相邻水模和料模之间形成封闭滤室，所述液压缸包括主缸、两个以上的压边缸，所述压边缸的活塞杆作用于活动梁板的边缘，所述主缸的活塞杆作用于活动梁板中部，所述主缸与高压水管之间通过管路连接有压力转换缸。
进一步地，所述压力转换缸包括缸体、位于缸体内的活塞及活塞杆，所述压力转换缸的无杆腔与高压水管相连接，所述压力转换缸的有杆腔与主缸的无杆腔相连通。
进一步地，所述水模上部设有进水通道，所述水模的两个侧面中至少一个设有水模容料部，水模容料部设有若干进水孔，进水通道一端作为水模的入口，另一端向水模内部延伸并与所述进水孔连通，所述水模容料部表面依次覆盖隔膜胶皮和水模滤布。
进一步地，所述水模上部设有进水通道，所述水模的两个侧面中至少一个设有水模容料部，所述水模容料部均匀间隔设有多个水模导水槽，每个水模导水槽的底部均设有进水孔，进水通道一端作为水模的入口，另一端向水模内部延伸并与所述进水孔连通，所述水模容料部表面依次覆盖隔膜胶皮和水模滤布。
进一步地，所述水模导水槽和隔膜胶皮之间还设置有冲孔板，冲孔板上均匀分布有多个孔。
进一步地，所述料模上部设有连接进料管的进料通道，下部设有连接料模排水管的料模排水通道，所述料模的两个侧面中至少一个设有料模容料部，所述料模容料部均匀间隔设多个有料模导水槽，每个料模导水槽的底部均设有料模排水孔，料模排通道从料模边缘向内延伸并与料模排水孔连通，所述料模容料部表面覆盖有中部开有进料孔的料模滤布，所述进料通道延伸至料摸内部与进料孔连通。
进一步地，所述料模导水槽和料模滤布之间还设置有冲孔板，冲孔板上均匀分布有多个孔。
进一步地，沿所述水模容料部的边缘具有用于合模时将隔膜胶皮、水模滤布、料模滤布压紧的凸台。
进一步地，所述水模导水槽和料模导水槽呈同心圆分布、平行直线分布或网状分布。
进一步地，所述料模滤布的进料孔处设置有将料模滤布固定于料模容料部内的环状滤布压板，所述水模滤布上相对环状滤布压板的位置设置有能覆盖进料孔的盖板。
相比现有技术，本发明通过设置连接工作压强可达到20MPa的高压水管和主缸的压力转换缸，使主缸随压榨用的水压变化而动态变化，其产生的推力始终与水模内产生的压榨力相平衡，不但克服了现有压滤脱水作业时工作压力不高而导致含水率高的缺陷，大幅降低产品的含水率，而且杜绝了因高压出现模框压坏或漏料的现象，安全可靠，节能环保、寿命长、适用范围广泛。
附图说明
图1为本发明实施例的高压压滤装置整体结构示意图。
图2为本发明实施例中仅一个侧面设置水模容料部的水模结构示意图。
图3为本发明实施例中两个侧面设置水模容料部的水模结构示意图。
图4为本发明实施例两个侧面设置料模容料部的料模结构示意图。
图5为本发明实施例的压力转换缸结构示意图。
图6为本发明实施例的高压压滤装置合模时的状态示意图。
图7为本发明实施例的高压压滤装置压滤时的状态示意图。
图中：1-左梁板；2-拉杆；3-料模；4-水模；5-活动梁板；6-进料管；7-压边缸；8-高压水管；9-压力转换缸；10-主缸；11-右梁板；12-料模排水管；13-凸台；14-水模容料部；16-隔膜胶皮；15-水模滤布；17冲孔板；18-盖板；19-进水通道；20-水模进水孔；21-水模导水槽；22-料模容料部；23-料模滤布；24-料模导水槽；25-进料孔；26-环状滤布压板；27-料模排水孔；28-料模排水通道；29-进料通道；30-缸体；31-无杆腔；32-活塞；33-有杆腔；34-活塞杆；35-滤室；36-滤饼。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，在已足够清楚的情况下实施例不再一一赘述，本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1至图5所示，高压压滤装置包括主机架及安装于主机架中的料模3、水模4和活动梁板5，所述主机架包括左梁板1、右梁板11及固定连接于所述左梁板1及右梁板11之间的拉杆2，所述左梁板1和活动梁板5之间平行地交替排列有合模时形成封闭滤室35的料模3和水模4，所述水模4上部设有进水通道19，所述水模4的两个侧面中至少一个设有水模容料部14，所述水模容料部14均匀间隔设有多个水模导水槽21，每个水模导水槽21的底部均设有进水孔20，进水通道19一端作为水模的入口，另一端向水模内部延伸并与所述进水孔20连通，所述水模容料部14表面依次覆盖隔膜胶皮16和水模滤布15。作为另一种实施方案，所述水模4上部设有进水通道19，所述水模4的两个侧面中至少一个设有水模容料部14，水模容料部14设有若干进水孔20，进水通道19一端作为水模的入口，另一端向水模内部延伸并与所述进水孔20连通，所述水模容料部14表面依次覆盖隔膜胶皮16和水模滤布15。
所述料模3上部设有连接进料管6的进料通道29，下部设有连接料模排水管12的料模排水通道28，所述料模3的两个侧面中至少一个设有料模容料部22，本实施例中，所述料模3的两个侧面均设有料模容料部22，所述料模容料部22均匀间隔设多个有料模导水槽24，每个料模导水槽24的底部均设有料模排水孔27，料模排通道28从料模3边缘向内延伸并与料模排水孔27连通，所述料模容料部(22)表面覆盖有中部开有进料孔25的料模滤布23，所述进料通道29延伸至料摸内部与进料孔25连通。本实例中的水模容料部14、料模容料部22可为圆盘形。
本实施方式中，高压压滤装置还包括液压缸，所述活动梁板5在液压缸的作用下使水模和料模之间打开或闭合，闭合即合模时相邻水模和料模之间形成封闭滤室35，所述液压缸包括主缸10、两个以上的压边缸7，所述压边缸7的活塞杆作用于活动梁板5的边缘，所述主缸10的活塞杆作用于活动梁板5中部，所述主缸10与高压水管8之间通过管路连接有压力转换缸9，所述压力转换缸9包括缸体30、活动设置在缸体30内的活塞32及活塞杆34（见图5），所述压力转换缸9的无杆腔31与高压水管8相连接，所述压力转换缸9的有杆腔33与主缸10的无杆腔相连通。
如图1所示，本实施例中与左梁板1右侧接触的水模4，以及与活动梁板5左侧接触的水模4均只有一侧设置有水模容料部14(见图1和图2)，其余的水模4两侧均设置有水模容料部14(见图3)，而料模3的两侧均设置有料模容料部22(见图4)，料模3和水模4交替排列，合模后，各个料模容料部22和相邻的水模容料部14形成封闭滤室35。
进一步实施地，如图2至图3所示，沿所述水模容料部14的边缘还设置有用于将隔膜胶皮16、水模滤布15、料模滤布23压紧实现密封作用的凸台13，提高料模3和水模4在合模及压滤时的密封性能，防止泄露。
进一步实施地，所述水模导水槽21和料模导水槽24呈同心圆结构分布、平行直线分布或网状分布，本实施例采用同心圆分布，同时，所述水模导水槽21和隔膜胶皮16之间、料模导水槽24和料模滤布23之间还设置有均布有若干孔的冲孔板17，上述结构的水模导水槽21和料模导水槽24，配合冲孔板17，有效增加了水膜4和料模3作业时对滤布的支撑面积，均匀分布水压，减少高压环境下对滤布或隔膜胶皮16的破坏，延长滤布和隔膜胶皮16的使用寿命。
进一步实施地，所述料模滤布23的进料孔25处设置有将料模滤23固定于料模容料部22内的环状滤布压板26，所述水模滤布15上相对环状滤布压板26的位置设置有可覆盖进料孔25的盖板18，本实施例的料模滤布23采用通用滤布，环状滤布压板26的作用主要是固定料模滤布23，防止浆料在进料孔25处渗漏，同时，进料通道29由软管与进料管6联接，料模排水通道28由软管与料模排水管12联接；水模滤布15也是通用滤布，水模滤布15上固定的盖板18的作用主要是在水压作用下，盖住进料孔25，防止泥浆从料模3的进料通道29倒流回去，进水通道19由软管与高压水管8联接。
本实施方式中，高压压滤装置的工作原理及压滤过程举例如下：
（1）合模，启动压边缸7和主缸10，所述活动梁板5推动所有料模3及水模4紧密贴合实现合模，使相邻料模容料部22和水模容料部26形成封闭的滤室35，合模完成后，关闭主缸10，压边缸7提供的推力完全由各模的边框承受，且这个压边缸7的推力在整个工作过程中，供给它的油压不变，即合模力不变，它确保模框合模可靠，不会漏料(见图6)；
（2）压力脱水，将泥浆从进料管3和进料通道29泵入各滤室35，在进料压力的作用下，泥浆里的部分水由料模滤布23滤出后，再经料模导水槽24、料模排水孔27、料模排水通道28汇入料模排水总管12，排出滤室35，泥浆里的剩余部分被截留在滤室35内形成滤饼36；
（3）挤压脱水，压力脱水维持到设定时间后，关闭进料管6，打开高压水管8，同时向压力转换缸9的无杆腔31和各个水模4中输入压强为10-20MPa的高压水，各个水模4内即产生高达10-20MPa的高压，此高压水自进水通道19进入水模4，经水模导水槽21均匀从冲孔板17透过，使隔膜胶皮16受到均匀的液压力作用，推动隔膜胶皮16挤压滤饼36，使滤饼36内的残液受到高压挤压由料模滤布23滤出，再经料模导水槽24、料模排水孔27、料模排水通道28汇入料模排水管12后，排出滤室35，实现滤饼36的进一步脱水，与此同时，高压水管8中的高压水输入压力转换缸9的无杆腔31内，推动活塞32在主缸10因泄露或因水模4内的压榨力导致拉杆2变形延伸而失压的情况下，向主缸10内输入补偿压力油，使主缸10的推力随压榨用的水压变化而动态变化，且始终与水模4内产生的压榨力相平衡，杜绝高压压滤脱水时，出现模框压坏或漏料的现象。
（4）开模及卸料，关闭高压水管8，启动压边缸7和主缸10，所述活动梁板5拉动所有料模3及水模4脱离后，实现开模，卸掉滤室35内的干燥滤饼36，完成脱水过程。
本实施例采用压强为10-20MPa的高压水来推动隔膜胶皮16对滤饼36实施挤压脱水作业，此水压远高于常用的隔膜滤水机采用的水压(只能达到2MPa的工作压强)，因此，一方面，本实施例提供的高压压滤装置，可将泥浆直接压成干硬的块状物料，这种干饼呈硬质板块状,可以不经烘干而直接粉碎，粉碎过程中不扬尘、不结粑，可以直接作为其它原料使用，便于运输和后利用，大幅度节省后处理成本，完全消除污泥残液对地下水的污染，另一方面，随着压力的大幅提升，水模4内产生的压榨力也大幅提升，这对于装置各部件的机械强度、密封性能等产生很大的负面影响，因此，在不增加装置各部件尺寸的情况下，本发明通过推力平衡的方式来抵消压力提升后对装置的机械强度及密封性的影响，即通过设置连接高压水管和主缸10的压力转换缸9，它的作用有两个，其一是把高压水转换成高压油，其二是：起增压的作用,通常主缸10的直径会比水模4小得多，要想水模4产生的压榨力与主缸10产生的推力相平衡，则主缸10内的压强要比水模10内的压强大得多，且应满足关系：F压榨=P水压*S水模=F主缸=P主缸油压*S主缸，也即P水压/P主缸油压=S主缸/S水模=（D2-d2）\D2，，其中：P水压为高压水管内的水压；P主缸油压为主缸10内的油压；S水模为水模有效受力面积；S主缸为主缸10活塞的受力面积；F压榨为水模内的压榨力；F主缸为主缸10的推力；D为压力转换缸9的活塞32直径，d为压力转换缸9的活塞杆34的直径。
高压水管8内的高压水经压力换缸9转换成高压油后提供给主缸10，使主缸10同步产生推力，此推力随压榨用的水压变化而动态变化，且始终与水模4内产生的压榨力相平衡，使各模边框不受压榨力的影响，从而保证模框闭合良好，不漏料，也不因压榨力的影响而压坏框。
采用本实施例所提供的高压隔膜脱水装置进行脱水处理后，与现有隔膜压滤装置获得的滤饼含水率对比如表1所示：
表1
| 污泥品种 | 现有技术压滤后含水率 | 本实例脱水后含水率 | 本实例采用的水压（MPa） |
| 赤泥 | ≥36% | 19%~21% | 9-12 |
| 电石渣 | ≥42% | 20%~23% | 8-10 |
| 陶瓷石材抛光泥 | ≥35% | 14%~16% | 8-10 |
| 造纸白泥 | ≥38% | 15%~18% | 8-10 |
| 选矿污泥 | ≥30% | 16%~18% | 6-8 |
经过对比可见，采用本实施例进行脱水后得到的滤饼，相比统技术压滤后得到的滤饼，其含水率降幅达40%-50%左右，大幅度的提高了滤饼的干燥程度，简化对滤饼的后续处理，节能、环保、高效。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压压滤装置，包括主机架及安装于主机架中的料模(3)、水模(4)和活动梁板(5)，所述主机架包括左梁板(1)、右梁板(11)及固定连接于所述左梁板(1)及右梁板(11)之间的拉杆(2)；所述料模(3)的入口连接进料管(6)，料模排水通道连接料模排水管(12)，所述水模(4)的入口连接高压水管(8)，其特征在于：还包括液压缸，所述活动梁板(5)在液压缸的作用下使水模和料模之间打开或闭合，闭合即合模时相邻水模和料模之间形成封闭滤室(35)，所述液压缸包括主缸(10)、两个以上的压边缸(7)，所述压边缸(7)的活塞杆作用于活动梁板(5)的边缘，所述主缸(10)的活塞杆作用于活动梁板(5)中部，所述主缸(10)与高压水管(8)之间通过管路连接有压力转换缸(9)。
2.根据权利要求1所述的高压压滤装置，其特征在于：所述压力转换缸(9)包括缸体(30)、位于缸体(30)内的活塞(32)及活塞杆(34)，所述压力转换缸(9)的无杆腔(31)与高压水管(8)相连接，所述压力转换缸(9)的有杆腔(33)与主缸(10)的无杆腔相连通。
3.根据权利要求1所述的高压压滤装置，其特征在于：所述水模(4)上部设有进水通道(19)，所述水模(4)的两个侧面中至少一个设有水模容料部(14)，水模容料部(14)设有若干进水孔(20)，进水通道(19)一端作为水模的入口，另一端向水模内部延伸并与所述进水孔(20)连通，所述水模容料部(14)表面依次覆盖隔膜胶皮(16)和水模滤布(15)。
4.根据权利要求1所述的高压压滤装置，其特征在于：
所述水模(4)上部设有进水通道(19)，所述水模(4)的两个侧面中至少一个设有水模容料部(14)，所述水模容料部(14)均匀间隔设有多个水模导水槽(21)，每个水模导水槽(21)的底部均设有进水孔(20)，进水通道(19)一端作为水模的入口，另一端向水模内部延伸并与所述进水孔(20)连通，所述水模容料部(14)表面依次覆盖隔膜胶皮(16)和水模滤布(15)。
5.根据权利要求4所述的高压压滤装置，其特征在于：所述水模导水槽(21)和隔膜胶皮(16)之间还设置有冲孔板，冲孔板上均匀分布有多个孔。
6.根据权利要求4所述的高压压滤装置，其特征在于：
所述料模(3)上部设有连接进料管(6)的进料通道(29)，下部设有连接料模排水管(12)的料模排水通道(28)，所述料模(3)的两个侧面中至少一个设有料模容料部(22)，所述料模容料部(22)均匀间隔设有多个料模导水槽(24)，每个料模导水槽(24)的底部均设有料模排水孔(27)，料模排水通道（28）从料模(3)边缘向内延伸并与料模排水孔(27)连通，所述料模容料部(22)表面覆盖有中部开有进料孔(25)的料模滤布(23)，所述进料通道(29)延伸至料摸内部与进料孔(25)连通。
7.根据权利要求6所述的高压压滤装置，其特征在于：所述料模导水槽(24)和料模滤布(23)之间还设置有冲孔板，冲孔板上均匀分布有多个孔。
8.根据权利要求6所述的高压压滤装置，其特征在于：沿所述水模容料部(14)的边缘具有用于合模时将隔膜胶皮(16)、水模滤布(15)、料模滤布(23)压紧的凸台(13)。
9.根据权利要求6所述的高压压滤装置，其特征在于：所述水模导水槽(21)和料模导水槽(24)呈同心圆分布、平行直线分布或网状分布。
10.根据权利要求6所述的高压压滤装置，其特征在于：
所述料模滤布(23)的进料孔(25)处设置有将料模滤布(23)固定于料模容料部(22)内的环状滤布压板(26)，所述水模滤布(15)上相对环状滤布压板(26)的位置设置有能覆盖进料孔(25)的盖板(18)。
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