带式连续压滤机 本发明属于固液分离设备,涉及一种带式连续压滤机。
固液分离设备是国民生产中广泛使用的设备,主要用于生产及环保系统中液体中固体颗粒的分离,特别是人们环保意识的增强,对生产废物的排放提出了更高的要求,对固液分离设备的技术性能有越来越高的要求和对设备更多的需求,而目前的固液分离设备还不能很好的满足这些要求。
现有技术及设备在《过滤技术》(冶金工业出版社/丁启圣、王唯一等著/2000年版)、《选煤手册》(煤炭工业出版社/1993年版)中有充分介绍,相近结构设备参考ZL97233886.1和ZL96197202.5。现有固液分离设备结构及原理是:含固相物液体(以下通称为物料)在环形滤带上经一段重力脱液后,再将其置于两环形滤带之间,继续运行环绕在一系列滚筒上,物料在滚筒与环形滤带之间相互作用下,反复挤压剪切而脱去液体,其脱液效果与压榨力和压榨时间成正比;为进一步加强脱液效果,在部分滚筒上设真空脱液区;在卸料区将两环形滤带分开,卸下浓缩后的物料,以上过程完成一个工作循环,不断循环连续工作。
现有设备结构及原理存在的缺点是:对物料脱液时,压榨力与压榨时间相矛盾,要取得较大的压榨力则压榨时间就较短,要取得较长的压榨时间则压榨力就较小,受材料及结构的限制,压榨力不可能太高,受生产率限制,压榨时间不可能太长;为增强脱液效果而增加真空脱液工序时,需要消耗较多的能源,不经济;上述原理设备结构复杂、笨重,物料脱液率低,生产效率低。
本发明要解决的问题是:提供一种新结构原理的带式连续压滤机,具有结构简单可靠、运行成本低、参数调整灵活、生产效率高、适用范围宽的特点。
通过以下结构原理可达到本发明的目的:让承载物料的环形滤带经过予脱液区,在予脱液区用机械封闭环形滤带后靠托辊挤压强制脱液,当液体中固相物含量较高时,可以不设予脱液区;环形滤带再通过由液体连续加压的一个或多个加压脱液区,如选用多个加压脱液区,液体压力应逐步升高;用较高地液体压力,和较长的作用时间来连续挤压环形滤带上的物料,可达到较高的脱液率,设备设计时压力区的个数及各个压力区的压力和长度可以按需要调整,增加压力区个数、增大压力区压力、加长压力区长度,均可提高物料脱液率;在予脱液区也可以采用别的方式进行脱液;设备工作中加载量、带速、加压脱液区液体压力、脱液率均可方便地动态调节,以适应生产的各种要求,加大装载量、提高滤带运行速度,可提高生产率,但降低物料脱液率;带式连续压滤机工作中既可连续运行,也可间歇运行,间歇运行有利于降低物料的含液率,但也降低系统生产率。
相比现有技术本发明有以下优点:结构简单可靠、参数调整灵活、物料脱液率高、生产效率高、适应物料种类多、适用物料含液率范围宽、系统功率小、运行成本低。
附图说明:
图1是本发明带式连续压滤机结构原理示意图;
图2是图1的A部分;
图3是图1的B部分;
图4是过滤带下托辊及加压脱液区布置示意图;
图5是过滤带断面形状变化示意图;
图6是过滤带断面形状的另一种变化示意图;
图7是各液体加压脱液区横断面结构及工作原理示意图。
标号说明:
1-滤带放带对滚 2-上胶带改向张紧滚筒
2.1-自动张紧装置 3-托辊
4-上胶带驱动滚筒 5-卸料滚筒
6-滤带改向滚筒 7-下胶带驱动滚筒
8-下胶带改向张紧滚筒 8.1-自动张紧装置
9-打包封闭装置 9.1-托辊加压装置
9.2-打包封闭托辊 10-滤带收带对辊
11-储带装置 12-环形滤带
13-滤带破损和跑偏检测装置 14-加料装置
15-未脱液物料 15.1-处于脱液状态物料
15.2-脱液后物料 16-上胶带
17-刮料装置 18-料斗
19-滤带清洗装置 20-接液盘
21-下胶带 21.1-下胶带透液层
21.2-下胶带牵引隔离层 22-脱液收集盘
2 3-滤带压紧辊子 24-低压区上加压槽
24.1-低压区下加压槽 25-中压区上加压槽
25.1-低压区下加压槽 26-高压区上加压槽
26.1-高压区下加压槽 27.1-上加压槽箱体
27.2-下加压槽箱体 27.3-柔性密封膜
27.4-柔性密封膜压条 27.5-柔性垫块
27.6-高压液体喷嘴 27.7-软管
27.8-连通管 27.9-高压液体
27.10-连接扣 27.11-拉绳
27.12-上胶带加压液体 27.13-下胶带加压液体
27.14-液体喷孔
a-储带区 b-加料区
c-予脱液区 d-低压脱液区
e-中压脱液区 f-高压脱液区
g-卸料区 ①~⑦滤带断面形状变化顺序
a1-上胶带液体垫层 a2-透液层流出液体
a3-下胶带液体垫层
以下将结合实施例对本发明作进一步说明:
本发明带式连续压滤机一种构造形式的主要组成部分为:上胶带运行机构,下胶带运行机构,滤带运行机构,加料装置,物料打包封闭装置,物料加压脱液机构,卸料机构,滤带清洗装置,滤带储存装置,滤带破损和跑偏检测装置。
物料从进入带式连续压滤机至排出,经过一个总体成楔形变化的连续空间,既上胶带与滤带(滤带在予脱液区后与下胶带贴合在一起)之间成楔形,目的是适应物料脱液后体积不断缩小的变化。
上胶带运行机构的组成及工作原理为:上胶带16由驱动滚筒4驱动,由滚筒2张紧和改向,自动张紧装置2.1稳定滚筒2的张紧力。
下胶带运行机构的组成及工作原理为:下胶带21由驱动滚筒7驱动,由滚筒8张紧和改向,自动张紧装置8.1稳定滚筒8的张紧力,驱动滚筒7和驱动滚筒4可采用同一动力源联动。
滤带运行机构的组成及工作原理为:滤带12被滤带破损和跑偏检测装置1 3检查后,由放带对滚1控制一定的张紧力连续放带,滤带靠下胶带和物料对其摩擦力运行至卸料区g,滤带12经卸料滚筒5及改向滚筒6后,被收带对辊10以一定的张紧力收紧后,折叠存放于储带装置11中。
加料装置14的工作原理为:根据生产要求,以一定的给料量向带式连续压滤机给料,并用机械封闭入料口周围,目的是不使物料撒漏出来。
打包封闭装置9的工作原理是:若干托辊9.2围绕一定轴排列成圆形阵列,定轴可沿垂直方向运动,并在加压装置9.1的作用下对托辊9.2施加适当的压力,托辊9.2紧压滤带并随滤带运行而旋转运动,物料在两个托辊9.2之间被打包封闭后传送至予脱液区c。
物料加压脱液机构的工作原理是:参见图7,物料15.1被滤带12和上胶带16夹持在中间,上加压槽箱体27.1中压力液体27.12对上胶带16施加压力,下加压槽箱体27.2中压力液体27.13对下胶带21.2施加压力,物料被挤压出的液体通过滤带12后,进入下胶带透液层21.1而从两侧排出(a2);
下加压槽箱体27.2上相对胶带设适当液体喷孔27.14,压力液体27.13不断从喷孔27.14中喷出,在下胶带下表面下形成一层液体垫层a3,从而支撑下胶带不与固定结构摩擦,减少运行阻力,液体垫层a3处于动平衡状态,当液体垫层a3厚度减少时,液体的流失量减少,液体喷孔27.14的节流作用减弱,喷出液体压力增加,下胶带在压力作用下被向上推移,液体垫层a3厚度增加,反之亦然,从而将液体垫层a3维持在一合理的厚度上;
上加压槽箱体27.1中压力液体27.12的密封结构及原理是,在上加压槽箱体27.1上固定柔性密封膜27.3,密封膜27.3具有一定的强度和柔性,为提高其承压能力,中间呈半圆形,上部与加压槽箱体27.1通过压条27.4固定,下部粘结固定柔性垫块27.5,适当数量的高压液体喷嘴27.6穿过密封膜27.3和垫块27.5,喷嘴27.6上部由软管27.7连接,并通过连通管27.8连通,密封膜27.3右部通过连接扣27.10,由拉绳27.11与加压槽箱体27.1固定,拉绳27.11用于平衡压力液体27.12对密封膜27.3产生的作用力,连通管27.8中通入高压液体27.9,高压液体27.9的压力高于液体27.12的压力,高压液体27.9从喷嘴27.6中喷出,形成液体垫层a1,液体垫层a1的动态平衡过程与液体垫层a3相同;由于密封呈柔性,可以适应上胶带由物料不均匀而造成的局部起伏,保证密封的可靠性;
下胶带透液层21.1和下胶带21.2可复合为一体,也可是分离的形式;
上下加压槽箱体应与设备机架适当连接固定;
上下加压槽加压液体作用区应对称布置;
设计中选择液体压力时应保证上下胶带的受力平衡。
卸料机构的工作原理是:滤带上滤饼随滤带弯曲而剥离掉落,当滤饼粘度较大时,可用震动或刮板使滤饼脱落。
滤带清洗装置19的工作原理是:滤带清洗装置19从滤带的另一面向滤带喷射高压液体,液体穿透滤带将滤带中容留或表面粘结的物料带走,从而将滤带清洗,清洗后的液体由接液盘20收集。
储带装置11的工作原理是:滤带12被收带对辊10收回后,顺一斜面靠重力下滑过程中自动折叠,折叠后的滤带储存于一斜槽中,靠放带对辊1从储带槽中将滤带拉出;如滤带不宜折叠,也可用一铺助机构完成;设置储带机构的目的是,减少滤带循环次数和有利于自动纠偏,较长的滤带工作循环次数就少,滤带就不宜磨损而使寿命延长,更换滤带次数就少,减少维护时间,滤带从储带槽中抽出时能方便的实现对中,从而简化机构,提高设备可靠性。
滤带破损和跑偏检测装置13的工作原理是:在滤带横向设一光栅,当滤带破损和跑偏时,既有信号输出,以便控制系统及时处理。
设备所有部件均与机架适当地连接固定。
以上构造带式连续压滤机按功能分区如下:储带区a,加料区b,予脱液区c,低压脱液区d,中压脱液区e,高压脱液区f,卸料区g,其中各区的主要功能为,a区—完成滤带的收带、储存、破损检查、跑偏检测、放带功能,b区—完成物料的封闭加料、滤带断面形状改变、物料打包输送功能,c区—完成滤带断面形状改变、物料托辊挤压脱液功能,d区—物料在较低(相对其它压力脱液区)的液体压力下进一步脱液,e区—物料在中压力下进一步脱液,f区—物料在高压力下完成最后的脱液过程,g区—完成脱液后物料的卸料过程。
各功能区连续工作过程如下:
在储带区a,滤带12经滤带破损和跑偏检测装置13检查后,由放带对辊1以一定的张紧力连续放带,滤带被不断地从储带装置11中抽出。
在加料区b,滤带12在下托辊3的支撑引导下,断面形状如图5所示由①连续地变化至③,但滤带两边始终由滤带压紧辊子23紧压在上胶带16上,加料装置14将未脱液物料15加于滤带与上胶带之间形成的封闭空间中,此时物料在重力的作用下可脱去部分自由液体,物料运行至b区尾段,为防止物料在下一步的脱液中倒流,加强脱液效果,物料由打包封闭装置9打包后继续向下传送。
在予脱液区c,滤带在下托辊3的支撑引导下,断面形状如图5所示由③连续地变化至⑤,滤带两边仍由滤带压紧辊子23紧压在上胶带16上,物料被包裹在上胶带和滤带之间继续向下运行,滤带断面形状不断变化,物料所占空间不断被缩小,物料被不断挤压、剪切而脱液,体积缩小,含液率降低。
以上过程中滤带下支撑托辊支撑面形状的不断变化,可用多个短托辊按折线摆放,模拟出图示的变化。
滤带压紧辊子23交错排列的目的是更紧密地将滤带边沿部分与上胶带压紧,以防物料跑出。
在b区和c区,滤带在下托辊的支撑引导下,断面形状也可按图6所示由①至⑦连续地变化,物料被全部包裹在滤带中,此种变化方式不需要滤带压紧辊子23辅助压带,但在卸料区g,滤带应被反向展开而将物料卸出。
物料继续向下运行至d区,低压区上加压槽24和低压区下加压槽24.1中压力液体,通过上胶带16和下胶带21对物料加压,物料在压力作用下快速脱液,由于此时物料含液率还较高,物料流动性较大,所加压力应低一些,以防物料被挤出滤带。
物料继续向下运行至e区,中压区上加压槽25和中压区下加压槽25.1中压力液体,通过上胶带16和下胶带21对物料加压,物料在压力作用下进一步脱液,此时物料含液率已大大降低,所加压力有较大提高。
物料继续向下运行至f区,高压区上加压槽26和高压区下加压槽26.1中压力液体,通过上胶带16和下胶带21对物料加压,物料在高压作用下最后一次脱液,此时的物料中含液率较低,所加压力按需要达到的最终含液率确定。
d、e、f区的加压用液体可选用物料中所含液体,也可以选用其它种类液体,如水等。
在b、c、d、e、f区的物料脱液和加压液体漏液,可统一由收集盘22收集,也可分开收集。
物料继续向下运行至g区,粘结于上胶带上的物料被刮料装置17刮落在滤带上,物料随滤带过卸料滚筒5后,物料15.2掉落在料斗18中,料斗18中的物料通过其它机械被运送至储存地存放。