CN2420055Y

CN2420055Y - 转台式真空过滤机

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Publication number: CN2420055Y
Application number: CN 00219748
Authority: CN
Inventors: 张宣炯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-02-21
Anticipated expiration: 2010-03-24

Abstract

本实用新型属固液分离过滤类,是过滤元件可移动的转台式真空过滤机。常用翻盘过滤机,由于滤液流速慢,在滤盘底残留滤液多,在排渣时残液随滤饼一道被排出,造成洗涤率低。本过滤机的滤液流道斜度大,滤液流动速度快,根除了残留滤液;采用浮动式支承架结构,可消除滤斗组成的圆环形过滤平面因热膨胀而产生变形;采用多头大螺距的螺旋卸渣器,可快速排出滤饼。且转动部件少,占地面积小,可用于磷肥、选矿、冶金等液固分离作业。

Description

转台式真空过滤机

本实用新型属液固分离过滤类，是过滤元件可移动的转台式真空过滤机。转台式真空过滤机的过滤面是由若干个过滤滤斗拼接而成的一个圆环形水平面，在电动机的驱动下进行水平旋转，在真空作用下实现加料、过滤、多次洗涤、螺旋卸渣、残留滤渣冲洗、滤布干燥再生等循环作业。常用于磷肥工业中的湿法磷酸与磷石膏分离、选矿以及冶金等液固相分离的作业中。一、现状

目前，国内磷肥工业中湿法磷酸与磷石膏的分离所用过滤机大多数是用国产翻盘真空过滤机。这种类型的过滤机的使用是成功的。国产的翻盘过滤机已形成过滤总面积1.5平方米到80平方米的系列产品。同时在使用中也暴露出其本身存在的缺陷，例如：

1、转动部件多，除了过滤机本身要循环作业所必须进行水平旋转的传动装置，挡托轮转动机构外，由于每只滤盘要翻转排渣冲洗，每只滤盘要增加内外两端的轴承座和控制滤盘翻转的翻转臂的辊轮。也就是说每只滤盘要增加4～5个转动部件，对于有20只滤盘的过滤机就要增加80～100转动部件，共有110～130多个转动部件。

2、要保证两滤盘间能相对自由的翻转，它的翻转轴中心就是滤盘内环的滤液出口管的中心，它的翻转半径只能小于内环的滤盘面上口的宽度，也就是滤盘滤液出口管的中心线到滤盘面的距离就受到了限制。所以滤盘的底部斜度和滤液出口管的斜度都不可能太大，一般滤盘底部只有3～4度左右，滤液管斜度只有2度左右。

在磷肥工业中，真空过滤机优惠的吸气量是每平方米过滤面积、每小时80～120立方米。对应滤盘面上的气流速度只有每秒0.03米。相应在真空室内的气体流速也不大。根据实际工作状况观测和真空状态下气液两相流理论分析，当与气流速度不高，液体流量很小时，液体附着在滤盘壁上或滤液管壁上，它们的流速几乎与气体流速无关而只受重力的影响。在翻盘式真空过滤机生产现场，可以看到滤盘翻转反吹排渣时，有一股残留滤液随滤饼一起排出来，分析其浓度比上次洗涤液浓度还高，造成过滤洗涤率低。这就是翻盘式过滤机几乎无法克服的所谓“反吹酸”现象。所以本新型技术认为要加快滤盘中滤液的流速有效办法是增加滤盘底和滤液管的斜度，促使滤液在重力推动下加快流动速度。

此外翻盘式过滤机要保证滤盘盘底有一定斜度，所以滤盘的内环尺寸不能太小。内外环的距离也不能太大；所以翻盘过滤机单位过滤面积的占地面积比较大；滤盘在翻转时阻力也比较大，提高过滤机转速相对也受影响。二、转台式真空过滤机的工作原理

转台式真空过滤机的工作原理见图1和图2所示。

转台式过滤机的过滤面是由若干个扇形的滤斗(3)拼接成一个水平圆环型过滤平面，过滤表面上敷有滤布，滤斗用支承架(4)安装在转盘(8)上，转盘(8)是一个钢制圆环形转动部件，转盘环形外侧设有传动用销齿，而内侧是经机械切削的光滑圆柱面，用挡轮(2)挡住，以保证转盘在由挡轮组成的圆心内转动而不会摆动，转盘底面是用耐磨性能很好钢板制水平轨道，轨道下面由多个托轮(9)支承轴道水平旋转。传动装置(1)的星轮拨动销齿轮，带动转盘一过滤机作水平回转运动。

每个扇形滤斗(3)根据过滤面积大小设有2-5个真空室，每个真空室下都有一根出液管，这些出液管汇集到一根滤液总管，每个扇形滤斗的滤液总管用半透明的玻璃钢管(7)与中心分配阀(6)相连。

圆环形的过滤面的内环是用不锈钢制成固定圆筒状，外环用一条环形的无接缝的橡胶带(17)围绕，并利用皮带张紧轮(16)张紧橡胶带，使之与圆环过滤面外环紧密贴合同步旋转。这样由固定的内圆筒，橡胶带的外圈和过滤面就形成了一个容积空腔，使得加入过滤机的料浆、洗涤液不会外溢。

当过滤机加入的过滤料浆经吸滤形成滤饼后，需要将滤饼排出，此处的橡胶带借助皮带挡轮(18)与环形过滤外缘离开，形成一个出料口，过滤面上的快速螺旋卸渣器(11)将滤饼从内环向外缘推出，掉入干渣斗中，残留在滤布上少量的滤饼被冲渣水管(15)冲洗干净，流入湿渣斗中，这部分冲渣水可以返回过滤机作滤饼洗涤水。

中心分配阀(6)分为上下两层，上层是上分配阀设置有若干个接管和对应的开孔，接管与滤斗的滤液总管对应相接，相对应的开孔与下分配阀相通。并用一付拨杆与转盘上的支承架相连，当转盘转动时推动上分配阀同步旋转。下层称为下分配阀，固定安装在中心立柱(5)上。上下分配阀之间有耐磨的密封垫。当他们相对转动时，在真空的作用下能保持密封不漏气。下分配阀根据过滤生产的工艺要求，设有过滤区、一次洗涤区、二次洗涤区……排渣区、冲洗区、滤布吸干区等连贯的作业区。除排渣区及冲洗区之外每个作业区都与真空***相通。

在转台式真空过滤机的过滤面上面设有与中心分配阀的作业区相对应的料浆加料斗(13)将过滤料浆均匀的分布在过滤面上，在真空的作用下，液体与固体分离，液体向下流动，固体在滤布面上形成干滤饼。洗涤液用洗涤液加料斗(12)均匀的分洒在滤饼面上进行洗涤。每个不同作业区之间的过滤面上方都悬挂有挡堰相隔离，各区相互之间液体不会混流。三、实用新型设计目的

十多年以前国内曾有人也曾尝试研制转台式真空过滤机，但其设计思想仍停留在翻盘过滤机现有状态中，所提出几项新的设想，只是试图解决分配图的调节方式和增加一圈不必要的托轮，而没有从转台式真空过滤机与翻盘式过滤机结构完全不同去研究，找出翻盘过滤机的缺陷，和结构变化后会产生的新问题。因此十多年过去了，至今也没有制造出一台转台式真空过滤机。本实用新型的目的就是为克服上述过滤机所存在的诸多缺陷而设计的新型转台式真空过滤机。它减少了传动部件，提高了滤液的流动速度，克服了滤斗在受热时膨胀所造成的危害，加快了卸渣速度。四、实用新型技术方案

本实用新型的技术方案是设计一台转台式真空过滤机，它主要是由若干只滤液流道斜度很大的扇形滤斗(3)拼成的水平圆环形过滤面、支承扇形滤斗(3)的浮动式支承架(4)、支承支承架和传动用的转盘(8)、支承转盘(8)的托轮(9)、控制转盘(8)转动中心的挡轮(2)、中心立柱(5)、安装在中心立柱(5)上的中心分配阀(6)、快速卸除滤饼的多头大螺距螺旋卸料器(11)以及推动转盘转动的传动装置(1)所构成。

上述过滤机，其特征是滤液流道斜度很大的扇形滤斗(3)主要由多个底部斜度大于10度的真空室(3-1)、各真空室(3-1)下的出液管(3-2)、倾角大于15度的滤液总管(3-3)所构成。

上述过滤机，其特征是浮动式支承架(4)主要由支架板(4-5)、装在支架板(4-5)的销轴(4-1)、套在销轴(4-1)外的塑料滑板(4-2)、卡在塑料滑块(4-2)和销轴上的卡板(4-3)、用于固定卡板(4-3)和滤斗(3)的螺栓(4-4)构成。五、实用新型设计说明

1、快速流动滤液的滤斗设计(见图3)

由于转台式真空过滤机的排渣是用螺旋卸渣器排渣，滤斗不用翻转，所以滤液的出液管中心到滤盘面的距离能够设计到可以让滤液快速流动所需的尺寸。经综合比较得出：根据过滤面积大小将滤斗分隔成2-5个真空室(3-1)。真空室底部的斜度等于或大于10度。每个真空室出口都有一根出液管(3-2)，出液管(3-2)汇集到一根滤液总管(3-3)，这根滤液总管的斜度更大，一般是在15度以上。在这样大的斜度下，滤斗的真空室里的液体可以用最短的时间汇集到滤液总管中，在滤液总管内，由于通道面积比真空室小很多，气流速度也会增加很多，滤液的流速会更快。这样滤斗中不会有残留的滤液，因此每次洗涤后的液体都能严格分开，极少有相互混淆。可以达到极高的洗涤效率。滤液流速快，相应过滤机的转速也可以增加，过滤机的生产能力也就相应提高了。

2、消除热膨胀的浮动式支承架结构(见图4)

翻盘式过滤机的滤盘设计时，要求每只滤盘都能够顺利的自由翻转，所以相邻滤盘间都有侧向间隙，内外两端是安装在轴承座上，径向方向也能自由膨胀，使用过程中从未出现过由于受热膨胀后引起滤盘变形的事故。

转台真空过滤机的滤斗间是严密贴合，组成一个完整的水平的圆环形平面。滤斗间是没有间隙的。它用支承架安装在转盘面上。安装时，滤斗、支承架、转盘都在常温下。各组件只要加工符合要求，安装时就能确保达到设计要求。而使用过滤机时，过滤料浆温度较高，滤斗与料浆直接接触，温度也相应随之升高，而支承架不受料浆温度影响，这样滤斗和支承架之间就出现温度差，两者的膨胀量不一样，如果滤斗与支承架之间没有一种可以消除热膨胀的结构，滤盘的热膨胀量就会造成滤盘平面的凹凸不平，轻则影响使用，重则会损坏滤斗。本设计采用消除热膨胀的浮动式支承架结构，可以克服此弊端，其结构是这样的：

转台真空过滤机的相邻两滤斗(3)径向两侧面用螺栓(4-4)紧固，将滤斗拼成一个圆整的水平圆环平面。滤斗(3)是用卡板(4-3)夹住聚乙烯塑料滑块(4-2)，通过安装在支架板(4-5)上的销轴(4-1)与支承架连在一起。当滤斗出现热膨胀时，滤斗带动卡板(4-3)在聚乙烯塑料滑块(4-1)上自由滑动，就象滤斗浮在一个水平面上，可以水平移动，而不会产生高低变化。这样，滤斗的平面就不会发生变形。

3、快速螺旋卸料器

转台过滤机在水平回转过程中完成了加料、过滤、洗涤等等工艺过程。在滤布上形成了滤饼层。必须有一种机械将滤饼卸掉，并冲洗干净，使滤布再生后投入下一个过滤循环作业过程。

新型的滤饼卸除机械，应具备几个要素：其一是平直、运转稳定，不损伤滤布；其二是卸料能力大，卸料推出速度高；其三是对过滤面上的转动阻力要小。多头、大螺距的螺旋卸渣器具备有这样的条件。螺距大，卸料推出速度快；螺旋头数多，推出量大。螺旋叶片外缘镶有耐磨的硬质材料，保证使用过程中外形尺寸稳定。本新型转台过滤机快速螺旋卸渣器，根据过滤机的面积大小可以设计成2～5头螺旋线，螺距可以是螺旋直径的1～1.5倍。

这种转台式真空过滤机的特点是：

●生产能力大，效率高，可以大型化；

●滤液流速快，不会被稀释，各洗液不会混淆，洗涤效果好；

●转动部件少，转速高，维护方便，安装方便；

●单位过滤面积占地面积小，建筑费用少；

●操作成本低。六、实用新型转台式真空过滤机实施实例

本实用新型转台式真空过滤机实施例结构示意图如(图1)，(图2)，(图3)、(图4)所示。其中(图1)是转台式真空过滤机的主视图，(图2)是转台式真空过滤机的俯视图，(图3)是扇形滤斗(3)的结构示意图；(图4)是浮动式支承架(4)的结构示意图。

在图中可见：

1-传动装置。传动装置由电动机、联轴器、减速机、和星轮组成。另外还配有电动机的变频调速装置。调节电动机的转速。内星轮的旋转带动转盘(8)的外侧销齿轮转动。

2-挡轮。安装在转盘(8)的内侧，将转盘(8)的回转中心定在多个挡轮组成的圆的轴心内。

3-扇形滤斗。过滤的主要单元组件，由36只扇形滤斗拼接成一个水平圆环形过滤面，过滤面上表面敷设有滤布。每只扇形滤斗由3-1真空室、3-2出液管、3-3滤液总管组成。本实施例滤斗(3)设有3个真空室(3-1)，每个真空室(3-1)的底部有四个向中心倾斜的斜面，倾斜度设计成10度。在真空室(3-1)的最低处有一出液管(3-2)。这些出液管(3-2)汇集到一根滤液总管(3-3)。滤液总管斜度是17度。

4-浮动式支承架。浮动式支承架(4)由4-1销轴、4-2塑料滑块、4-3卡板、4-4螺栓、4-5支架板组成。浮动式支承架(4)安装在转盘(8)的顶面上，它支承着滤斗(3)使滤斗(3)保持水平稳定，并被转盘(8)带动同步转动。支承架(4)的浮动式支承结构能保证滤斗膨胀位移不会受到限制。

5-中心立柱。中心立柱(5)安装有中心分配阀(6)和中心操作平台。

6-中心分配阀。中心分配阀(6)分为上下两层，上层是上分配阀设置有若干个接管和对应的开孔，接管与滤斗(3)的滤液总管(3-3)对应相接，相对应的开孔与下分配阀相通。并用一付拨杆与转盘(8)上的支架相连，被转盘(8)转动时推动上分配阀同步旋转。下层称为下分配阀，固定安装在中心立柱(5)上。上下分配阀之间有耐磨的密封垫。当他们相对转动时，在真空的作用下能保持密封不漏气。下分配阀根据过滤生产的工艺要求，设有过滤区、一次洗涤区、二次洗涤区、三次洗涤区、排渣区、冲洗区、滤布吸干区等连贯的作业区。除排渣区及冲洗区之外每个作业区都与真空***相连。

7-玻璃钢管。每个滤斗(3)的出液总管(3-3)都用玻璃钢管(7)与中心分配阀(6)的上分配阀相连，滤液和气体可以通过这根玻璃钢管(7)流到中心分配阀(6)去。

8-转盘。这是一个钢制的圆环形转动件。转盘(8)外圈有传动用的销齿。内圆是经机械加工的光滑圆柱面，与挡轮(2)接触。底面有一条耐磨性能很好的钢轨道。顶面和底面的钢轨道被加工成两个相互平行的平面。

9-托轮。由多个托轮布置成一个圆环形的支承平面，它们支托着转盘(8)的下底面的钢轨道，使转盘(8)在托轮(9)的支承水平上水平转动。

10-排渣斗。排渣斗(10)分为干渣斗和湿渣斗两部分。

11-快速多头大螺距螺旋卸料机。快速螺旋卸料机(11)由电动机、减速机、传动链轮、链条和多头大螺距螺旋卸料器组成。它一端安装在中心立柱(5)的中心操作平台上，另一端安装在过滤机外缘的地面支架上。

12-洗涤水加料斗。它是不锈钢制成，用溢流方式，使洗涤水均匀的洒在滤饼的表面上，达到均匀洗涤的目的。

13-料浆加料斗。它将料浆均匀的分布在滤布表面上，并且还要防止料浆中的固体沉积在料浆斗中。

14-挡堰。挡堰(14)由挡堰支架和橡胶挡板组成，用其分隔两个不同作业区之间的液体，使之不相互串通。挡堰支架内端支撑在中心平台上，外端支撑在滤斗外缘的地面支架上。

15-冲渣水管。冲渣水管(15)由冲渣水总管和两组喷嘴组成。它将螺旋卸渣器卸渣后残留在滤布上的滤饼冲洗干净。使滤布再生后，进入下一次过滤循环作业周期。

16-橡胶带张紧轮。它由张紧轮和螺旋张紧装置组成。它使橡胶带保持一定的张力，以保持橡胶带能被过滤机旋转时带动一同转动，并且要保持过滤面上的料浆、洗水不会外泄。

17-橡胶带。一条无接缝的环形橡胶带，围绕在过滤机圆环形过滤面的外缘，构成过滤机外圈的挡环，保持过滤机有一个严密的容积空间。

18-橡胶带挡轮。通常设有三个橡胶带挡轮，如果工艺上布置要求也可以设有四个。橡胶带与过滤机外缘分开和进入是借助它来转向。

除过滤机本身主体设备外，另外当然还要有真空泵、气液分离器、气体洗涤器和冷凝器等配套设备。加上一些相关设备例如加料泵、洗涤水泵、滤液泵以及滤饼输送设备等，才能组成一个过滤单元操作***。七、预计效益

现有我国磷酸生产所用的萃取酸过滤机大多数是翻盘式真空过滤机，以年产3万吨磷酸一铵肥料为例，配有PF-42型过滤机一台，其过滤总面积为43平方米，有效过滤面积为36平方米。目前全国有近百家工厂，经过多年的生产实践，生产潜力可以大大提高，但增加产量的瓶颈在于过滤机面积无法增加。如果在同一厂房内可改装成转台式真空过滤机，在外形尺寸不增加的条件下，可以做到总面积76平方米，有效过滤面积65平方米。加上转台式真空过滤机的转速较快，滤液流速快，在同一厂房内改装成一台转台真空过滤机，在过滤料浆的过滤性能不变的条件下，其生产能力可以提高一倍即可以由一座年产3万吨的磷铵厂扩产至年产6万吨的磷铵厂。这两种过滤机的规格如下：

规格	PF-42翻盘式真空过滤机	RT型转台式真空过滤机
框架直径毫米	11120	11000
滤盘外径毫米	9780	10800
滤盘内径毫米	4400	4400
总过滤面积平方米	43	76
有效过滤面积平方米	36	65

由于转台式真空过滤机不用翻盘排渣，转动部件很少，加工费用少，但滤斗表面积比翻盘过滤机滤盘的表面积稍大，不锈钢材料用量增加15％左右，综合价格与翻盘式过滤机相比，制造成本略高10％-15％。

Claims

1、一种转台式真空过滤机，其特征主要是由拼成水平圆环形过滤面的若干只滤液流道斜度很大的扇形滤斗(3)、支承扇形滤斗(3)的浮动式支承架(4)、支承支承架(4)和传动用的转盘(8)、支承转盘(8)的托轮(9)、控制转盘(8)转动中心的挡轮(2)、中心立柱(5)、安装在中心立柱(5)上的中心分配阀(6)、快速卸除滤饼的多头大螺距螺旋卸料器(11)以及推动转盘转动的传动装置(1)所构成。

2、根据权利要求1所述的过滤机，其特征是滤液流道斜度很大的扇形滤斗(3)主要由多个底部斜度大于10度的真空室(3-1)、各真空室(3-1)下的出液管(3-2)、倾角大于15度的滤液总管(3-3)所构成。

3、根据权利要求1所述的过滤机，其特征是浮动式支承架(4)主要由支架板(4-5)、装在支架板(4-5)的销轴(4-1)、套在销轴(4-1)外的塑料滑板(4-2)、卡在塑料滑块(4-2)和销轴上的卡板(4-3)、用于固定卡板(4-3)和滤斗(3)的螺栓(4-4)构成。