盘式过滤器设备及用于控制盘式过滤器的方法.pdf

一种盘式过滤器，其设置有压力传感器(32)，所述压力传感器布置在滤液收集器管路(30，31)中，并构造成测量在过滤盘(20)每圈旋转的反冲洗区期间经由滤液收集器管路被反向泵送至过滤板(22)的清洗液的反冲洗压力。过滤板(22)的再生基于所测量的反冲洗压力自动地或手动地控制或优化。

1.  一种旋转盘式过滤器设备，尤其是一种毛细管作用盘式过滤器，其包括：
旋转鼓，所述旋转鼓带有多个连续的同轴过滤盘，所述过滤盘由多个扇形过滤板形成；
至少一个压力传感器，所述压力传感器构造成测量在过滤盘每圈旋转的反冲洗区期间经由滤液收集器管路被反向泵送至过滤板的清洗液的反冲洗压力；以及
控制系统，所述控制系统构造成根据所测量的反冲洗压力而控制过滤板的再生。

2.  如权利要求1所述的设备，其包括：
用于容纳颗粒材料悬浮液的槽；
所述扇形过滤板围绕所述旋转鼓的中心纵向轴线周向地安装在径向平面中，以形成相应的过滤盘；
所述滤液收集器管路与所述过滤板的内部流体连通；
转动装置，所述转动装置用于围绕中心纵向轴线转动所述旋转鼓，使得每个过滤板依次位移到所述槽中并从槽中出来；
真空装置，所述真空装置用以向过滤器收集器管路以及向所述过滤板提供部分真空，以致由通过所述滤液收集器管路和过滤板抽吸悬浮液的滤液而干燥所述槽中的颗粒材料悬浮液，滤液滤饼形成在所述过滤板上并在每圈旋转的第一部分期间被从所述过滤板移除；
清洗装置，所述清洗装置用于在每圈旋转的第二部分期间以反冲洗压力通过所述收集器管路和过滤板反向泵送清洗液而清洗所述过滤板；
至少一个压力传感器，所述压力传感器构造成测量所述收集器管路中的反冲洗压力；
控制器，所述控制器构造成监测来自所述至少一个压力传感器的所测量的反冲洗压力。

3.  如权利要求1或2所述的设备，其中，所述滤液收集器管路包括用于连续的同轴过滤盘的同一扇区的每排过滤板的专用收集器管道，以及其中，所述至少一个压力传感器包括在每个专用收集器管道中的至少一个压力传感器，优选地包括在每个专用收集器管道中且位于所述旋转鼓的一个端部处的一个压力传感器。

4.  如权利要求1-3中任一项所述的设备，其中，所述滤液收集器管路包括用于连续的同轴过滤盘的同一扇区的每排过滤板的专用收集器管道，以及其中，所述滤液收集器管路包括用于每个过滤板的专用滤液管，其用于将过滤板连接至相应的收集器管道，所述至少一个压力传感器包括在每排过滤板中的至少一个所述专用滤液管中的压力传感器，优选地包括在每排过滤板中的最后的过滤板的专用滤液管中的压力传感器。

5.  如权利要求1-4中任一项所述的设备，包括控制器，所述控制器构造成监测来自所述至少一个压力传感器的反冲洗压力的峰值，并且构造成在所测量的反冲洗压力的峰值达到预定阈值的情况下执行预定动作。

6.  如权利要求5所述的设备，包括位置传感器，优选测斜仪，其提供测量到反冲洗压力的峰值达到预定阈值的那排过滤板上的位置数据。

7.  如权利要求5-6中任一项所述的设备，其中，所述控制器布置在所述盘式过滤器设备的所述旋转鼓中，并且所述设备包括感应电力传送单元，所述感应电力传送单元布置成借助于感应电力传输装置从所述盘式过滤器设备的固定部件给控制器通电。

8.  如权利要求5-6中任一项所述的设备，其中，所述控制器布置在所述盘式过滤器设备的所述旋转鼓中，并且所述设备包括无线信号传送单元，优选感应信号传送单元，其布置成从所述控制器向所述设备的固定部件传送信号。

9.  一种用于控制旋转盘式过滤器、尤其是毛细管作用盘式过滤器的方法，所述旋转盘式过滤器包括旋转鼓，所述旋转鼓带有多个连续 的同轴过滤盘，所述过滤盘由多个扇形过滤板形成，该方法包括：
测量在所述过滤盘每圈旋转的反冲洗区期间经由收集器管路被反向泵送至所述过滤板的清洗液的反冲洗压力；并且
根据所测量的反冲洗压力控制所述过滤板的再生。

10.  如权利要求9所述的方法，其中，控制步骤包括：如果所测量的反冲洗压力的峰值达到预定阈值，则控制所述旋转盘式过滤器进入再生运行模式。

11.  如权利要求9或10所述的方法，其中，控制步骤包括：如果所测量的反冲洗压力的峰值达到预定阈值，则通知旋转盘式过滤器的操作人员，以便提示操作人员手动控制所述旋转盘式过滤器设备进入再生运行模式。

12.  如权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，控制步骤包括：根据所测量的反冲洗压力控制所述过滤板的独立再生的持续时间。

13.  如权利要求9-12中任一项所述的方法，其中，控制步骤包括：根据所测量的反冲洗压力控制各个独立再生之间的时间间隔。

14.  如权利要求9-13中任一项所述的方法，其中，控制步骤包括：优化所述过滤板的平均过滤能力和/或最小化再生时间。

15.  如权利要求9-14中任一项所述的方法，其中，控制步骤包括：优化所述旋转盘式过滤器设备的滤液滤饼生产时间。

16.  如权利要求9-15任一所述的方法，其中，控制步骤包括：
根据所测量的反冲洗压力评估所述过滤板的渗透率；
如果所评估的渗透率小于第一阈值，则增加独立再生的持续时间；
如果所评估的渗透率小于第二阈值，则减少独立再生的持续时间。

17.  如权利要求9-16中任一项所述的方法，其中，控制步骤包括：
根据所测量的反冲洗压力评估所述过滤板的渗透率；
如果根据所评估的渗透率，所述过滤板中的至少一个在几次再生之后仍然被堵塞，则通知旋转盘式过滤器的操作人员。

18.  如权利要求9-17中任一项所述的方法，其中，测量步骤包括：分别测量连续的同轴过滤盘的同一扇区的每排过滤板的反冲洗压力。

19.  如权利要求18所述的方法，其中，测量步骤包括：测量每排过滤板中的最后的过滤板的位置处或靠近该位置的反冲洗压力。

20.  如权利要求9-19中任一项所述的方法，包括：基于测量时的过滤盘的角位置，确定连续的同轴过滤盘的所测量的扇区。

21.  一种控制系统，其用于实施如权利要求9-20中任一项所述的控制方法。

22.  一种计算机程序，其包括用于当所述计算机程序在一个或多个计算机或处理器上运行时执行如权利要求9-20中任一项所述的方法的程序代码。

盘式过滤器设备及用于控制盘式过滤器的方法
技术领域
概括来说，本发明涉及盘式过滤器。
背景技术
过滤是一种广泛使用的工艺，通过这种工艺，迫使浆料或固液混合物通过一介质，固体留在该介质上，而液相流过该介质。在工业上，人们对这种工艺一般都很了解。过滤类型的例子包括深层过滤、压力和真空过滤、以及重力和离心过滤。
压力和真空过滤器用于精矿脱水。压力过滤器和真空过滤器之间的主要区别在于产生用于过滤的驱动力的方式不同。在压力过滤中，过滤腔室内的过压力借助于例如隔膜、活塞或外部设备(例如进料泵)产生。由此，固体沉积在过滤介质上，滤液经由其流入滤液通道中。因为连续排出滤饼更难以实现，所以压力过滤器常常以批量模式运行。
真空过滤基于在滤液通道内产生抽吸而形成滤饼。最常用的用于真空过滤器的过滤介质是过滤布料和涂覆介质例如陶瓷过滤介质。虽然存在几种类型的真空过滤器，范围从带式过滤器到鼓式过滤器，但是，本文仅包括特定的旋转真空盘式过滤器。
旋转真空盘式过滤器用于过滤大尺度的相对自由的过滤悬浮物，例如精矿脱水。除了产生含水量低的滤饼之外，精矿脱水还要求高的能力。这样的大型处理通常能量消耗大，需要用来降低单位能量消耗的手段。真空盘式过滤器可以包括围绕中心管道或轴成一条直线同轴地布置的多个过滤盘。每个过滤盘可以由若干个独立过滤扇区(被称作过滤板)形成，所述过滤扇区围绕中心管道或轴周向安装在径向平面中以形成过滤盘，当轴被装配以便转动时，每个过滤板或扇区依次位移至浆料槽中，并且进一步，当旋转轴转动时，每个过滤板或扇区 升高而从浆料槽中出来。当过滤介质浸没在浆料槽中时，在真空的作用下，滤饼形成到介质上。一旦过滤扇区或盘从浆料槽出来，孔随着滤饼被脱水一预定时间而被排空，该预定时间主要由盘的旋转速度限定。滤饼可以通过空气的反脉冲或通过刮擦而排出，之后重新开始循环。虽然由于在滤饼脱水期间通过布料的真空损失的缘故，布料过滤介质的使用需要大功率真空泵，但是，陶瓷过滤介质在变湿的情况下不允许空气流过，这进一步降低了所需的真空度，使得能够使用小型真空泵，并因此产生显著的节能效果。
过滤板受浆料颗粒和外来复合物的影响，特别是在精矿脱水领域，由于更换板可能成本高，当各个过滤板的工作时间需要延长时，过滤介质的再生变成关键因素。过滤介质借助于三种不同方法中的一种或多种周期性地再生，例如：(1)反冲洗，(2)超声波清洗，以及(3)酸洗。反冲洗和超声波清洗的再生作用近乎为机械式的，而利用酸的再生则是基于化学作用。作为陶瓷过滤介质的另一个好处，陶瓷过滤板在机械上和在化学上都比例如过滤布料更耐用，因而能够承受苛刻的工作条件，其再生比其他类型的过滤介质更好。这些属性允许过滤板用酸化学再生，而布料在被颗粒遮蔽之后将不得不抛弃，并且在一年的工作期间不得不更换几次。
典型地，周期性地进行再生，例如每天1到3次。在自动处理中，在盘式过滤器达到预定过滤时间之后，系统本身可以清洗并在清洗之后回到自动过滤工序。再生或清洗时间也是预定时间。再生之间的时间间隔作为再生的持续时间，其通常在盘式过滤器首次装配时设定一次。问题在于，该预定时间通常不是用于实现盘式过滤器的最佳性能的最佳预定时间。此外，某些过滤器操作人员可能经常犹豫是否再生过滤介质，因为过滤器在再生周期期间没有产生滤饼。
发明内容
本发明的目的是改善盘式过滤器的性能。本发明的目的是通过依照独立权利要求的设备、方法、系统和计算机程序实现的。本发明的 实施例公开在从属权利要求中。
本发明的一方面是提供一种旋转盘式过滤器设备，尤其是一种毛细管作用盘式过滤器，其包括：
旋转鼓，所述旋转鼓带有多个连续的同轴过滤盘，所述过滤盘由多个扇形过滤板形成；
至少一个压力传感器，所述压力传感器构造成测量在过滤盘每圈旋转的反冲洗区期间经由滤液收集器管路被反向泵送至过滤板的清洗液的反冲洗压力；以及
控制系统，所述控制系统构造成根据所测量的反冲洗压力控制过滤板的再生。
在一实施例中，所述设备包括：
用于容纳颗粒材料悬浮液的槽，扇形过滤板围绕旋转鼓的中心纵向轴线周向地安装在径向平面中，以形成相应的盘；
滤液收集器管路与过滤板的内部流体连通；
用于围绕中心纵向轴线转动旋转鼓的转动装置，使得每个过滤板依次位移到所述槽中并从槽中出来；
用以向过滤器收集器管路以及向过滤板提供部分真空的真空装置，以致由通过滤液收集器管路和过滤板抽吸悬浮液的滤液而干燥槽中的颗粒材料悬浮液，滤液滤饼形成在所述过滤板上并在每圈旋转的第一部分期间从过滤板移除；
用于在每圈旋转的第二部分期间以反冲洗压力通过收集器管路和过滤板反向泵送清洗液而清洗过滤板的清洗装置；
至少一个压力传感器，所述压力传感器构造成测量收集器管路中的反冲洗压力；
控制器，所述控制器构造成监测来自所述至少一个压力传感器的所测量的反冲洗压力。
在一实施例中，滤液收集器管路包括用于连续的同轴过滤盘的同一扇区的每排过滤板的专用收集器管道，以及其中，所述至少一个压力传感器包括在每个专用收集器管道中的至少一个压力传感器，优选 地包括在每个专用收集器管道中且位于旋转鼓的一个端部处的一个压力传感器。
在一实施例中，滤液收集器管路包括用于连续的同轴过滤盘的同一扇区的每排过滤板的专用收集器管道，以及其中，滤液收集器管路包括用于每个过滤板的专用滤液管，其用于将过滤板连接至相应的收集器管道，所述至少一个压力传感器包括在每排过滤板中的至少一个所述专用滤液管中的压力传感器，优选地包括在每排过滤板中的最后的过滤板的专用滤液管中的压力传感器。
在一实施例中，该设备包括控制器，构造成监测来自所述至少一个压力传感器的反冲洗压力的峰值，并且构造成在所测量的反冲洗压力的峰值达到预定阈值的情况下执行预定动作。
在一实施例中，该设备包括位置传感器，优选测斜仪，其提供在测量到反冲洗压力的峰值达到预定阈值的那排过滤板上的位置数据。
在一实施例中，控制器布置在盘式过滤器设备的旋转鼓中，该设备包括感应电力传送单元，其布置成借助于感应电力传输装置从盘式过滤器设备的固定部件给控制器通电。
在一实施例中，控制器布置在盘式过滤器设备的旋转鼓中，该设备包括无线信号传送单元，优选感应信号传送单元，其布置成从控制器向该设备的固定部件传送信号。
本发明的另一方面是提供一种用于控制旋转盘式过滤器、尤其是毛细管作用盘式过滤器的方法，所述旋转盘式过滤器包括旋转鼓，所述旋转鼓带有多个连续的同轴过滤盘，所述过滤盘由多个扇形过滤板形成，该方法包括：
测量在过滤盘每圈旋转的反冲洗区期间经由收集器管路被反向泵送至过滤板的清洗液的反冲洗压力；并且
根据所测量的反冲洗压力控制过滤板的再生。
在一实施例中，控制步骤包括：如果所测量的反冲洗压力的峰值达到预定阈值，则控制旋转盘式过滤器进入再生运行模式。
在一实施例中，控制步骤包括：如果所测量的反冲洗压力的峰值 达到预定阈值，则通知旋转盘式过滤器的操作人员，以便提示操作人员手动控制旋转盘式过滤器设备进入再生运行模式。
在一实施例中，控制步骤包括：根据所测量的反冲洗压力控制过滤板的独立再生的持续时间。
在一实施例中，控制步骤包括：根据所测量的反冲洗压力控制各个独立再生之间的时间间隔。
在一实施例中，控制步骤包括：优化过滤板的平均过滤能力和/或最小化再生时间。
在一实施例中，控制步骤包括：优化旋转盘式过滤器设备的滤液滤饼生产时间。
在一实施例中，控制步骤包括：
根据所测量的反冲洗压力评估过滤板的渗透率；
如果所评估的渗透率小于第一阈值，则增加独立再生的持续时间；
如果所评估的渗透率小于第二阈值，则减少独立再生的持续时间。
在一实施例中，控制步骤包括：
根据所测量的反冲洗压力评估过滤板的渗透率；
如果根据所评估的渗透率，过滤板中的至少一个在几次再生之后仍然被堵塞，则通知旋转盘式过滤器的操作人员。
在一实施例中，测量步骤包括：分别测量连续的同轴过滤盘的同一扇区的每排过滤板的反冲洗压力。
在一实施例中，测量步骤包括：测量每排过滤板中的最后的过滤板的位置处或靠近该位置的反冲洗压力。
在一实施例中，该方法包括：基于测量时的过滤盘的角位置，确定连续的同轴过滤盘的所测量的扇区。
本发明的又一方面是提供一种用于实施控制方法的控制系统。
本发明的又一方面是提供一种计算机程序，其包括用于当该计算机程序在一个或多个计算机或处理器上运行时执行控制方法的程序代码。
附图说明
下面将参照附图借助于示例性实施例更详细地描述本发明，其中：
图1是可以应用本发明的实施例的示例性盘式过滤器设备的透视俯视图；
图2示出了可以应用本发明的实施例的示例性鼓的透视俯视图；
图3示出了示例性鼓的细节的透视剖面图；
图4示出了示例性鼓的细节的前视图；
图5示出了示例性扇形陶瓷过滤板的透视俯视图；
图6A、6B和6C示出了可以应用本发明的实施例的陶瓷过滤板的示例性结构；
图7A、7B、7C、7D和7E示出了过滤工艺的不同阶段；
图8A示出了依照本发明的示例性实施例的设置在滤液管中的反冲洗压力传感器；
图8B示出了依照本发明的示例性实施例的反冲洗压力传感器在滤液管中的连接；
图9示出了依照本发明的示例性实施例的反冲洗压力传感器在滤液收集器管道中的连接；
图10示出了依照本发明的示例性实施例的传感器控制单元的方框图；
图10B示出了传感器控制单元的示例性运行的流程图；
图11示出了依照本发明的示例性实施例的感应电力和信号传送单元的透视俯视图；
图12示出了依照示例性实施例的再生优化的流程图；和
图13示出了依照另一示例性实施例的再生优化的流程图。
具体实施方式
本发明的原理可以应用于干燥或脱水任何工业工艺中的流体材料，尤其是矿石和采矿业。在本文所述的实施例中，要过滤的材料被称为浆料，但是本发明的实施例不意图局限于这类流体材料。浆料可 以具有高的固体精矿，例如基本金属精矿、铁矿、铬铁矿、铬铁合金、铜、金、钴、镍、锌、铅和黄铁矿。
图1和图2分别是可以应用本发明的实施例的示例性盘式过滤器设备和示例性鼓20的透视俯视图。该示例性盘式过滤器设备10包括圆柱形鼓20，鼓由轴承13和17支撑在框架8上，并可绕鼓20的纵向轴线旋转，使得鼓的下部分浸没在位于鼓20下方的浆料槽9中。鼓驱动器12设置有用于使鼓20旋转的驱动单元12(例如电动马达、齿轮箱)。鼓20包括围绕鼓20的中心轴线成一条直线同轴地布置的多个陶瓷过滤盘21。例如，陶瓷过滤盘的数量范围可以为从2到20个。各盘21的直径可以较大，例如范围从1.5米到4米。市场上可买到的可以应用本发明的实施例的盘式过滤器的例子包括由OutotecInc.制造的CeramecCC过滤器，型号包括CC-6、CC-15、CC-30、CC-45、CC-60、CC-96和CC-144。
图3和图4分别是可应用本发明的实施例的示例性鼓20的细节的透视剖面图和前视图。图5示出了示例性扇形陶瓷过滤板22的透视俯视图。在图3和图4中，仅显示了多个过滤盘21中的一个，但是该盘排中的其他过滤盘在结构上优选基本类似，正如图1和图2中可以看到的那样。每个过滤盘22可以由若干个独立扇形陶瓷过滤元件(被称作过滤板22)形成，过滤元件围绕鼓的中心轴线周向安装在径向平面中，以形成基本连续的平盘表面。过滤板的数量可以为例如12个或15个。过滤板22可以设置有安装部，例如紧固开口26、27和28，其起到用于将板22附接到鼓中的安装装置上的装置的作用。在图3和图4所示的示例性实施例中，过滤板22可以组装到圆形边沿结构23上，而该圆形边沿结构23可以借助于径向辐条24a(类似于辐轮)安装在中心圆柱体或轴25上。边沿结构23可以具有孔或其他装置，过滤板22的安装部26、27和28可以附接在所述孔或其他装置中。过滤板22还可以设置有安装部29，例如管接头29，其起到用于提供过滤板22的内部流体通路与鼓中的收集器管路30流体连接的装置的作用。在图3和图4所示的示例性实施例中，各个过滤板22利用软管31连接至 收集器管路30。在示例性实施例中，过滤板22成排设置，并且沿着鼓的纵向方向可以设置若干个收集器管道30，收集器管道的作用是连接设置在同一排中的过滤板；即，可以存在与过滤板3的排数同样多的收集器管道30(优选地，过滤盘21的每个扇区对应一个收集器管道30)。如图2所示，收集器管道30可以连接至设置在过滤器的轴线上的分配阀14，分配阀14的作用是将部分真空或过压力传输给过滤板22。分配阀14可以包括多个区，使得过滤板22的一部分包含部分真空(在这种情况下存在滤饼形成和滤饼干燥)或过压力(在这样情况下借助反向压力用水或滤液清洗过滤元件)。如果使用较长的鼓，则有利的是，可以在鼓的两端部处都设置分配阀。可以提供真空系统，其可以包括滤液柜2、真空泵3和滤液泵1。真空泵3保持过滤器的管道30中的部分真空，滤液泵1移除滤液。可以布置倒冲或者反冲洗，使得一些滤液或来自外部水源的清水借助于反冲洗系统、例如反冲洗泵返回到收集器管路，过滤板22可以借助于三种不同方法中的一种或多种周期性地再生，例如：反冲洗4，超声波清洗6以及酸洗7。盘式过滤器的运行可以由过滤器控制单元5控制，例如可编程序逻辑控制器PLC。
图6A、6B和6C示出了可以应用本发明的实施例的陶瓷过滤板的示例性结构。微孔过滤板可以由高温烧结以实现机械增强且耐磨的材料的氧化铝制造。微孔过滤板22可以包括第一抽吸壁61A、62A和相对的第二抽吸壁61B、62B。第一抽吸壁包括微孔膜61A和微孔基板62A，微孔膜61A位于微孔基板上。同样，第二抽吸壁包括微孔膜61B和微孔基板62B。在相对的第一和第二抽吸壁61A、62A和61B、62B之间限定有内部空间63，由此形成夹层结构。内部空间63设置有流道或多个流道，所述流道将通过连接装置29和软管31而与鼓20中的收集器管道30流动连接。当收集器管道30连接至真空泵时，过滤板22的内部空间63保持负压力，即抽吸壁两侧保持压差。膜61包含微孔，这些微孔与水接触而形成强的毛细管作用。这种微孔过滤介质只允许液体流过。当陶瓷板22浸没到浆料槽9中时，滤液通过陶 瓷板22被吸取，滤饼65形成在板22的表面上。进入中央内部空间63的液体或滤液接着沿着滤液管31传送至收集器管道中，然后从鼓20出来。内部空间64可以是敞开空间，或者其可以填充有粒状材料，该粒状材料用于增强板的结构。由于它的粒状性质，该材料不会妨碍进入中央内部空间63的液体的流动，因为粒状材料对液体流动不存在较大的阻力。内部空间63还可以包括支撑元件或分隔壁，用以进一步增强板22的结构。板的边缘64可以借助于釉化(glazing)增强。
当过滤盘21的排旋转时，每个盘22的板22运动进入并通过槽9。因此，在盘21的每圈旋转期间，每个过滤板22经历四个不同的工序阶段或区段。在滤饼形成阶段，当板22穿过浆料时，液体流过板22，在板表面上形成滤饼，如图7A所示。在板22离开槽9后，板进入滤饼干燥阶段(如图7B所示)。如果需要清洗滤饼，则在干燥阶段开始时进行滤饼清洗。在图7C所示的滤饼排出阶段中，滤饼被陶瓷刮板刮掉，使得较薄的滤饼留在板22上(刮板与板22之间的空隙)。在每圈旋转的反冲(反冲洗)阶段或区段，用足够高的压力将反冲洗液体反向泵送通过板，如图7D所示。反冲液体通过液体在膜壁两侧的"从内向外"的流动而移除颗粒，从而冲洗掉残余滤饼，并清洗过滤板的孔。合适的反冲对于过滤器运行以及保持过滤介质的高动态能力是至关重要的。反冲压力范围可以为例如从约0.9巴直至2.5巴，这取决于应用场合和过滤盘的尺寸。或者可以布置倒冲，使得一些滤液返回到过滤板，或者使用外部水源。
然而，反冲不能移除全部残渣。尽管进行了反冲，残渣仍然留在毛细过滤器上，这将持续牺牲毛细过滤器的性能。过滤介质的遮蔽根据导致液体应该正常流过的通道被堵塞的现象来确定。因此，可以观察到过滤能力损失和滤饼含水量增大。过滤介质的遮蔽即刻对过滤产生影响：过滤介质阻力增大，导致滤液速率降低，并且滤饼充分排出变得更加困难。因此，可以观察到过滤能力损失。
所以，如图7E所示，过滤板22可以借助于三种不同方法中的一种或多种周期性地再生，例如：(1)反冲洗，(2)超声波清洗，以及 (3)酸洗。组合的冲洗(酸洗和超声波清洗)最有效。被用于酸洗的酸典型包括硝酸和草酸。在清洗运行期间，停留在过滤板的孔中或被吸收在过滤板的表面上的材料和杂质被清除，过滤板的功能被恢复。
再生或清洗阶段可以在过滤器的能力降低到低于预定值时启动。典型地，可以周期性地进行再生，例如每天1到3次。在自动处理中，在盘式过滤器达到预定过滤时间之后，系统本身可以清洗并在清洗之后回到自动过滤工序。再生或清洗时间典型可以为例如40分钟到60分钟。典型地，周期性地进行再生，例如每天1到3次。在自动处理中，在盘式过滤器达到预定过滤时间之后，系统本身可以清洗并在清洗之后回到自动过滤工序。再生或清洗时间也是预定时间。再生之间的时间间隔作为再生的持续时间，其通常在盘式过滤器首次装配时设定一次。运行良好的反冲洗和足够频繁的再生将保证高的平均过滤能力。再生间隔(两次再生之间所经过的时间)对总体平均过滤能力具有主要的影响。问题在于，这些预定时间通常不是用于实现盘式过滤器的最佳性能的最佳预定时间。此外，某些过滤器操作人员可能经常不愿再生过滤介质，因为过滤器在再生周期期间不能生产滤饼。
本发明的一方面是提供一种盘式过滤器，其包括至少一个压力传感器，所述压力传感器布置在滤液收集器管路中并构造成测量在过滤盘每圈旋转的反冲洗区期间经由滤液收集器管路被反向泵送至过滤板的清洗液的反冲洗压力。过滤板的再生可以基于所测量的反冲洗压力自动地或手动地控制。
在一实施例中，滤液收集器管路包括用于连续的同轴过滤盘20的同一扇区的每排过滤板22的专用收集器管道30，正如上文所述的以及图2、3和4所示的那样。对于每排过滤板22，设置至少一个反冲洗压力传感器。实际上，虽然可以对于每个过滤板22均安装专用反冲洗压力传感器以便获得板-比压(plate-specificpressure)数据，但是，从所需的压力传感器的数量、安装和布线工作量以及总体成本考虑，这是不切实际的。典型地，获知例如每排过滤板的反冲洗压力就足够了。独立过滤板的可能的遮蔽不可能对盘式过滤器的总体能力产 生显著影响。典型地，每排过滤板一个压力传感器可以足够了。在压力传感器位于鼓的端部处的情况下，可以实现最好的效果。
在一实施例中，压力传感器32可以布置在每排过滤板中的滤液管31中的至少一个中，优选布置在每排过滤板中的最后的过滤板22的滤液管31中，如图4、8A和8B所示。压力传感器32可以连接到安装在滤液管31中的T型接头33，所述T型接头将过滤板的软管接头29连接至相应的收集器管道30。压力传感器32可以充当产生随着施加在滤液管31中的反冲洗压力而变化的电压力信号的变送器。压力传感器(也叫做压力变送器或压力传送器)通常可利用三种电输出：毫伏、放大电压以及4-20mA电流。电压力信号可以沿着测量线34供给至将要在下文论述的传感器控制器100。安装反冲洗压力传感器32在依照本发明的反冲洗压力传感被应用于工厂中的现有盘式过滤器时特别有利。
在一实施例中，根据需要，T型接头33或另一种接头可以集成到过滤板22中，例如可以集成到过滤板22的软管接头29中，这允许安装反冲洗压力传感器32。当不安装反冲洗压力传感器32时，T型接头或类似物的相应端口可以被加上盖子。
在一实施例中，过滤板22可以设置有反冲洗压力传感器32。在一实施例中，过滤板22中的软管接头29可以设置有接头装置，例如用于连接反冲洗压力传感器32。
在一实施例中，至少一个压力传感器32可以布置在每排过滤板22中的滤液收集器管道30中。压力传感器32可以在旋转鼓20的一个端部处连接到滤液收集器管道30中的T型接头33，如图9所示。
在一实施例中，盘式过滤器的鼓20设置有传感器控制单元，所述传感器控制单元构造成在盘式过滤器10运行时监测反冲洗压力传感器32。图10A是方框图，示出了示例性传感器控制单元100及其与鼓上的传感器和与盘式过滤器的固定部件中的过滤器控制单元5的连接。图10B示出了传感器控制单元100的示例性运行的流程图。传感器控制器100可以包括处理器(CPU)101，该处理器带有构造成存储 程序代码和动态数据的存储器。例如，该处理器101可以是C系列可编程(C-programmable)微控制器。来自反冲洗压力传感器32沿着测量线34接收的电压力信号(例如4-20mA电流)可以连接到输入单元102并由处理器101读取。该输入单元102可以是数字转换器单元。在示例性控制器中，对于每排过滤板22，设置一个反冲洗压力传感器32，因此输入单元102被连接以监测15个反冲洗压力传感器32(扇区的数量是15)。对应于所接收的这15个电压力信号的数字化输入可以施加于处理器CPU101。输入单元102可以多路复用器类型的单元，使得处理器101可以不时地读取一个反冲洗压力传感器32的电压力信号。处理器101可以将原始反冲洗压力传感器数据或预处理过的反冲洗压力传感器数据通过输出单元104或105传送给盘式过滤器单元5、传送给操作人员屏幕、或传送给任何对应的控制或维护系统。
在一实施例中，处理器101可以将反冲洗阶段期间测量的最大反冲洗压力或峰值压力通过输出单元104或105传送给盘式过滤器单元5、传送给操作人员屏幕、或传送给任何对应的控制或维护系统。最大反冲洗压力可以包括所有反冲洗压力传感器32中的最大反冲洗压力或每个反冲洗压力传感器32的最大反冲洗压力。
在一实施例中，在盘式过滤器10过滤运行期间(图10B中的步骤202)，处理器101可以借助于压力传感器32、优选借助于用于每排过滤板22的压力传感器监测或测量反冲洗阶段期间的最大反冲洗压力或峰值压力(步骤204)。当满足某一标准时(步骤208)，例如当最大反冲洗压力或峰值压力达到某一水平时，处理器101可以将反冲洗阶段期间测量的最大反冲洗压力或峰值压力通过输出单元104或105发送给盘式过滤器控制单元5、发送给操作人员屏幕、或发送给任何对应的控制或维护系统(步骤210)。在步骤210发送反冲洗压力之后，该流程可以返回到步骤204。如果在步骤208中没有满足该标准，该流程也可以返回到步骤204。
在一实施例中，位置传感器107，优选测斜仪，可以设置在鼓20的轴或圆柱体25上，以根据盘21的角位置而检测正在进行反冲洗的 连续的同轴过滤盘的扇区或测量反冲洗压力的连续的同轴过滤盘的扇区(图10B中的步骤106)。来自测斜仪107的输出电流4-20mA对应于鼓20的位置(0-360度)。测斜仪输出电流可以作为一个输入被接收到输入单元102中，输入单元102可以为处理器101提供数字化的测斜仪电流值。当反冲洗压力通过输出单元104或105输出时(图10B中的步骤110)，处理器101也可以输出测斜仪信号或类似的指示该反冲洗压力所对应的过滤盘的扇区的数据。
在多个实施例中，鼓20可以包括另外的传感器，例如布置在过滤板22中的用于检测过滤板22的断裂的环路70，所述传感器还可以连接至输入单元102或103并由处理器101读取。处理器101可以将另外的传感器信息通过输出单元104或105传送给盘式过滤器控制器9、传送给操作人员屏幕、或传送给任何对应的控制或维护系统。
在一实施例中，盘式过滤器包括感应电力传送单元106，其布置成借助于感应电力传输装置从盘式过滤器的固定部件给鼓20的传感器控制器100通电。因此，在鼓20中不需要诸如蓄电池的额外电源。
在一实施例中，感应电力传送单元106包括位于鼓侧部上的反应发射器和位于盘式过滤器的固定部件上的感应接收器，用以将信号从传感器控制器100感应地传送至盘式过滤器的固定部件。
在一实施例中，可以采用无线的无线电发射器或其他类型的无线传输媒介来将信号从传感器控制器100传送至盘式过滤器的固定部件。
在一实施例中，采用电流连接来将信号从传感器控制器100传送至盘式过滤器的固定部件。
在一实施例中，感应电力和信号传送单元106包括附接至盘式过滤器的框架8的感应滑环120和附接至鼓25的轴25周围的一对感应半环124和125，如图11所示。滑环120可以包含永久磁铁。半环124和125均可以包括连接于传感器控制器100的电源的线圈，所述线圈位于在轴25周围附接的环状外壳内。当半环124和125在滑环120内旋转时，线圈中感应产生电流用于该电源，该电源产生用于控制器 单元100和鼓中可能的其他电路的供给电压。半环124的线圈和半环125的线圈可以作为用于分别来自输出单元104和输出单元105的信号的感应发射器。当信号从输出单元被输出至半环124的线圈时，发射器线圈中的电流被相应地调制，这可以由设置在滑环120上的感应接收器106A中的接收器线圈检测到。感应接收器120可以将该信号进一步沿着缆线或类似物传送给盘式过滤器控制器5。同样，当信号从输出单元被输出至半环124的发射器线圈时，该线圈中的电流被相应地调制，这可以由感应接收器106A检测到。由此，利用半环124和125可以实施双通道感应信号传送。
本发明的一方面在于根据从反冲洗压力传感器32获取的反冲洗压力优化再生。图12示出了依照示例性实施例的再生优化的流程图。当盘式过滤器10运行时(图12中的步骤302)，压力传感器32跟踪管路30和32中的最大反冲洗压力或反冲洗压力脉冲，盘式过滤器控制单元5中的再生优化工序可以接收(步骤304)来自传感器控制单元100的原始反冲洗压力数据或最大反冲洗压力数据。
当反冲洗压力峰值达到某一压力水平或满足另一标准时(步骤306)，例如当过滤板的过滤能力或渗透率降低至过低水平时，盘式过滤器控制单元5可以自动地转到再生模式，尤其是转到酸洗模式(步骤308)。在一替换实施例中，盘式过滤器10的操作人员可以基于操作人员屏幕上显示的通知或数据(步骤310)而开启再生模式(步骤312)，尤其是酸洗模式。因此，依照本发明的一方面，新的再生的启动时间可以根据过滤板的实际平均过滤能力或实际平均渗透率动态地设定。因为本发明使得能够准确地并且只在需要时才启动再生，所以过滤能力和滤液生产可以维持在较高水平。
在再生模式中，盘式过滤器控制单元5控制酸洗系统7和/或超声波清洗系统6，以清除停留在过滤板的孔中或被吸收在过滤板的表面上的材料和杂质，从而恢复过滤板的功能。当再生循环结束时，盘式过滤器控制单元5可以自动地回到过滤工序。再生或清洗时间可以是预定时间段或者可以对于每个再生循环动态地设定。
在一实施例中，再生或清洗时间可以基于从反冲洗压力传感器获取的反冲洗压力数据动态地调整(自动地或手动地)。图13示出了依照另一示例性实施例的再生优化的流程图。当再生循环结束并且盘过滤运行重新启动时(步骤402)，盘式过滤器冲洗优化再次启动以接收在反冲洗期间对于每排过滤板所测量的反冲洗压力数据(步骤404)，例如压力脉冲的值。所测量的反冲洗压力脉冲可以与一个或多个极限或一要求范围进行比较(步骤406)。所述一个或多个极限优选低于再生标准。如果再生循环后的反冲洗压力峰值过高(例如与极限值相比)，这可能指示再生循环时间太短而不能充分地清洗过滤板，也不能有效地恢复最佳的过滤能力。因此，对于下一次再生的再生时间可能要增加以实现较好的清洗效果(步骤408)。同样，如果再生循环后的反冲洗压力峰值过低(例如与极限值相比)，则这可能指示再生循环时间不必要地长，较短的再生时间可能足以充分地清洗过滤板和恢复所要求的过滤能力。因此，对于下一次再生的再生时间可能要缩短(步骤408)。在一替换实施例中，盘式过滤器10的操作人员可以基于操作人员屏幕上显示的通知或数据(步骤410)而调整再生时间(步骤412)。在调整步骤408或412之后，可以继续图12中所示的监测工序。
换句话说，如果陶瓷板的渗透率过高(时间已经过长)，此举可以减少再生时间(尤其是酸洗时间)，或者如果陶瓷板的渗透率过低，此举可以增加再生时间。因而，可以实现板渗透率的控制、再生时间的优化和产量的增加。由于再生时间得到优化，酸的消耗将减到最小。
当再生之间的间隔和再生时间两者都得到优化时，盘式过滤器可以获得最大生产时间。
常规过滤器运行期间的反冲洗压力范围的例子可以为0.1巴到1.1巴。可以触发再生模式的反冲洗压力阈值可以为例如1.2巴。可以作为再生时间优化的目标的所要求的反冲洗压力范围可以为例如1.0巴到1.5巴。
本文所述的控制技术可以通过各种装置实施。例如，这些技术可以在硬件(一个或多个装置)中、在固件(一个或多个装置)中、在 软件(一个或多个模块)中或在它们的组合中实施。对于固件或软件，可以通过执行本文所述的功能的模块(例如，程序、功能等等)实施。软件代码可以存储在任何适合的处理器/计算机可读数据存储媒介或记忆单元中并由一个或多个处理器执行。数据存储媒介或记忆单元可以在处理器内或在处理器外实施，在这种情况下，数据存储媒介或记忆单元可以经由本领域已知的各种手段通信地联接至处理器。另外，本文所述的系统的部件可以重新布置和/或可以补充额外的部件，以便促进实现有关此所述的各个方面、目标、优点等等，并且本文所述的系统的部件不局限于在给定的附图中阐述的准确构造，正如本领域技术人员应当明白的那样。
在阅读本申请时，对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明构思可以以各种方式实施。本发明及其实施例不局限于上述例子，其可在权利要求的范围之内变化。