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高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液处理装置

阅读:807发布:2022-10-20

专利汇可以提供高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液处理装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且高速过滤、高温、高压 压榨 和干燥柔韧管式固液处理装置在过滤时利用 活塞 刮渣板除去过滤介质上截流的滤渣,同时代替浓缩机和过滤机;压榨时利用滤室变容压榨的原理完成固液分离,滤室变容后可以接近为零,可以不需要采用高压 泵 输送原料,不需要另外配备压榨 水 泵系统或压榨压缩空气系统作为 压滤机 的过滤推动 力 ,机械推动力较大, 增压 更快;可以采用反复捏揉过滤,浸泡洗涤滤渣,压榨时原料厚薄交替变化提高了过滤速度、洗涤速度和效率; 滤饼 湿度均匀;可在 真空 下或 蒸汽 干燥同时过滤和压榨;根据生产能力的要求很容易的改变每次序批的生产量;自动完成过滤介质的冲洗再生;自动完成 排渣 ;生产过程中完全可以实现自动化,降低了能耗,生产效率较高。,下面是高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液处理装置专利的具体信息内容。

1、一种高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液处理装置,固液处 理装置包括过滤元件、施压总成、排渣系统、滤清液排出系统、管路系统、滤 渣输送系统和控制系统,并综合成为机电一体化全自动固液分离综合处理成套 设备;其中排渣系统包括振动排渣总成和机械排渣总成;其特征是,过滤元件 是由至少一个膜组件和施压总成组成;所述的膜组件包括至少一个膜单元(1)、 上法兰室(5)、下法兰室(14)和机械排渣总成;膜组件的所有膜单元(1)并 排排列在上法兰室(5)和下法兰室(14)之间;膜组件的所有膜单元长轴线都 在一个中心平面内,该平面分别与该膜组件的上法兰室(5)和下法兰室(14) 的外形对称中心的长轴线重合;过滤元件的所有的膜组件(52)的长轴线相互 平行;膜单元(1)包括柔韧性的下列元件:管状滤膜(管状过滤介质的简称) (12)和管状格架(21),至少一层的管状滤膜(12)和管状格架(21)的长轴 中心线重合,并与平线垂直;管状滤膜(12)内形成圆形的滤浆室(24),在 管状滤膜(12)外设置管状格架(21);上法兰室(5)设置原液通道(27),并 将膜组件上的每个膜单元的滤浆室(24)上部相互对齐,膜单元的原液通道(27) 设有进料口;每个膜组件所有的膜单元的滤浆室24通过上法兰室的原液通道27 相互连通;下法兰室(14)设置水平滤清液汇集室(17)和排渣支管(14c), 并将膜组件上的每个膜单元(1)的管状格架(21)的下部相互对齐,水平滤清 液汇集室(17)设有排液管口;管状格架(21)包括筋骨(25)和骨架(11), 筋骨(25)为长轴线垂直水平线的一系列管束,骨架(11)为缠绕式串接一系 列筋骨(25)的挠性的环,筋骨(25)串接并向心支撑管状滤膜(12)围成一 个管状的整体结构,筋骨(25)内端板表面支撑管状滤膜(12),筋骨(25)内 端板表面设置一系列筛孔,筋骨(25)上端与上法兰室下面伸出的支管连接, 下端与下法兰室上面伸出的支管连接,连接后每个膜单元的管状格架(21)的 筋骨(25)下端与水平滤清液汇集室(17)导通;每个管状滤膜(12)上端与 上法兰室上的支管(9)连接并密封,每个管状滤膜(12)下端与下法兰(14) 的排渣支管(14c)的上端连接并密封,排渣支管(14c)的下端连通排滤渣出口; 机械排渣总成包括活塞刮渣板组件和缆索牵引机构(2),每个膜组件上都至少 设置一套单独的缆索牵引机构(2),每个膜组件的每个膜单元在滤浆室(24) 中串联安装至少一个活塞刮渣板组件(20),活塞刮渣板组件(20)包括活塞刮 渣板(31)和密封件,环状密封件(33)通过连接件固定在活塞刮渣板(31) 的周边;活塞刮渣缆索串联接在活塞刮渣板(31),活塞刮渣板组件(20)密封 件的周边与管状滤膜(12)的横截面滑动接触
2、根据权利要求1所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,机械排渣总成的缆索牵引机构(2)包括活塞刮渣缆索、 牵引导轮、介轮、导轮轴(50)、轴承座(44)、传动箱(51)、驱动轮(45)和 驱动机械(49);牵引轮系包括逆滤浆流动方向牵引的牵引导轮(48b)、顺滤浆 流动方向牵引的牵引导轮(48a)和活塞刮渣缆索,逆滤浆流动方向牵引的牵引 导轮(48b)和顺滤浆流动方向牵引的牵引导轮(48a)不断在主动和从动色 互换,如此,牵引导轮(48a、48b)通过活塞刮渣缆索构成牵引活塞刮渣板(31) 上下往复运动的轮系;该轮系所属的两个牵引导轮(48a、48b)都设置在同一 个导轮轴(50)上,但是活塞刮渣缆索在两个牵引导轮(48a、48b)的缠绕方 向是相反的;导轮轴(50)设置在传动箱(51)上一系列轴承座(44)中,轴 承座(44)设置在传动箱(51)上,导轮轴(50)一部分设置在传动箱(51) 内,另一部分通过设置在传动箱(51)壁上安装的密封件(43)伸出传动箱外, 在传动箱(51)外露的导轮轴(50)上设置的驱动轮(45)被驱动机械(49) 的传动系统带动;传动箱(51)设置在膜组件的上法兰室(5)上,传动箱(51) 与上法兰室(5)用隔板(28)分开;活塞刮渣缆索一端固定在轮系中顺流牵引 的牵引导轮(48a)上,活塞刮渣缆索另一端经过一系列介轮导向,分叉并联至 少一个膜单元中的至少一个活塞刮渣板组件(20)下部,该活塞刮渣板组件(20) 上部连接的活塞刮渣缆索通过隔板(28)及隔板上设置的密封件,再固定在该 轮系所属的另一个牵引导轮(48b)上;顺流牵引的牵引导轮(48a)设置在传 动箱(51)外露的导轮轴(50)上;介轮(15)铰接在销轴上,销轴通过连接 件(16)间接固定在下法兰室上。
3、根据权利要求2所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,活塞刮渣板(29)可以是中间开孔的薄板或者是实心的 薄板中任何一种;顺滤浆流动方向牵引的端头(10a)分成多叉的倒伞状的缆索 的端头(36)联结在活塞刮渣板端面对称几何中心的点上;逆滤浆流动方向牵 引的端头(10b)又分成多叉的缆索的端头(35)联结在活塞刮渣板(31)端面 轮廓的几何中心的偏向滤浆室压扁方向的偏心处,缆索(35)端头联结点对称 于活塞刮渣板(31)轮廓的几何中心并排成直线。
4、根据权利要求1所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,机械排渣总成包括用压紧动传动机构(2)、展开限位机构(71) 和可变间隙压力分配架,其特征是,阀用压紧动力传动机构(2)包括动力发生 机、矩形框架(88)和推拉装置(66);一系列可变间隙压力分配架设置在每个 膜组件的膜单元管式格架的左右两侧,并连续依次排列在膜组件中间;阀用压 紧动力传动机构的推拉装置(66)通过过滤元件左侧的可变间隙压力分配架作 用在膜单元下部的管式格架上,过滤元件右侧的可变间隙压力分配架顶在矩形 框架(88)的右侧;阀用压紧动力传动机构的推拉装置(66)压力线与压榨用 压紧动力传动机构的推拉装置(57)的压力线平行,并于膜单元铅直轴线垂直。
5、根据权利要求5所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,可变间隙压力分配架(78)采用平行双边形连杆机构, 可变间隙压力分配架包括矩形框架(88)、平行双边形连杆机构和间隙调整机构; 平行双边形连杆机构包括十字交叉的连杆(98a、98b)、销轴、脚轮(99)和两 个平行连杆(100a、100b),十字交叉连杆是由两个在中心用销轴(93)铰接一 起的连杆组成,该十字交叉连杆中任何一个连杆左端部分别用销轴(92)铰接 一个平行连杆(100),该十字交叉连杆中任何一个连杆右端部分别用销轴铰接 一个脚轮(99),该脚轮分别与两个平行连杆垂直端面啮合,两个平行连杆(100a、 100b)的左右端部均在矩形框架(88)的导槽中滑动;每个可变间隙压力分配 架的平行连杆(100a、100b)长轴线相互平行;间隙调整机构包括曲柄(94)、 摇臂杆(95)、滚轮(96)和往复动力机(81);两个曲柄一端利用销轴铰接在 矩形框架上,另一端利用销轴铰接在摇臂杆两端;在十字交叉连杆(98a、98b) 中其中一个连杆的右端突出部分设置一个悬壁轴,悬壁轴设有一个滚轮(96), 所有平行双边形连杆机构的滚轮(96)都与间隙调整机构的同一个摇臂杆(95) 啮合,摇臂杆(95)可以在平行连杆(100a、100b)和悬臂压板(97)之间摇 摆;往复动力机可以采用液压油缸、气缸或螺杆中任何一种;往复动力机的动 力杆(101)利用销轴铰接在摇臂杆(95)上,往复动力机动力杆的滑动套(102) 利用销轴铰接在矩形框架(88)上;在矩形框架排列的一系列移动架中至少两 组可变间隙压力分配架的平行连杆通过两端的缆索悬挂连接在膜组件外结构 上。
6、根据权利要求5所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,可变间隙压力分配架采用对称夹板摇摆机构,对称夹板 摇摆机构包括阀筒(70)、移动架(69)和角度调整机构;阀筒(70)为椭圆的 圆筒,圆筒径向截面的几何中心两端设有短轴(68),圆筒的长轴线相互平行; 移动架包括轴承(91)、滑(89)、立板(69b)和连板(69a);阀筒两端的短 轴(68)分别穿过滑块(89)铰接两端的立板上固定的轴承(91)中;两端的 立板(69b)通过连板(69a)构成独立的移动架;移动架两端的立板分别设有 滑块(89),滑块约束在矩形框架(88a)的导轨槽中;在矩形框架排列的一系 列移动架中至少两组移动架通过两端的缆索(64)悬挂连接在膜组件外结构上; 与每个对称夹板摇摆机构单独匹配的角度调整机构包括执行动力机(90)和传 动装置(72),传动装置安装在移动架的立板(69b)外侧,传动装置输出轴与 阀筒短轴(68)连接,执行动力机通过传动装置将扭矩传递给阀筒。
7、根据权利要求5所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,在可变间隙压力分配架上部设置关闭膜单元的防压扁机 构(61);防压扁机构包括支架(73)、支撑板(83a)、曲柄(84)、摇臂杆(85) 和往复动力机(81),一系列支撑板(83a)穿过所有膜组件设置在每个膜单元 管式格架的前后两侧,支撑板的长轴线相互平行;每个支撑板两端通过轴承座 (82)铰接在支架(73)上,支撑板一端利用销轴铰接在同一个摇臂杆(85) 上;往复动力机可以采用液压油缸、气缸或螺杆中任何一种;往复动力机的动 力杆(86)利用销轴铰接在摇臂杆(85)上,往复动力机动力杆的滑动套(87) 利用销轴铰接在支架(73)上;支架通过连接件固定在阀用压紧动力传动机构 的矩形框架(88)上。
8、根据权利要求5所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,阀用压紧动力传动机构作用在可变间隙压力分配架上, 在滤浆室(24)内的管状滤膜(12)处设有柔性的环状密封件(12a),环状密 封件的外圆周设置在膜单元的管式格架内端面上,环状密封件的轴向中心线与 膜单元左右两侧的可变间隙压力分配架通过滤浆室(24)和径向通过管状滤膜 (12)形成的压力连线重合,环状密封件利用可拆卸连接件固定在膜单元内。
9、根据权利要求5所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液 处理装置,其特征是,在滤浆室(24)内的管状滤膜(12)处的环状密封件的 下部连接一段柔性的管状内封闭膜(12b);管状内封闭膜紧贴在管式格架的内 端面上,管状内封闭膜上端连接环状密封件,下端连接膜单元的排渣口。
10、根据权利要求1所述的高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固 液处理装置,其特征是,将限位法兰(19、26)设置在膜单元的滤浆室(24) 一端的管口处,限位法兰端面的中心孔小于实心的活塞刮渣板端面的圆周;牵 引活塞刮渣板(31)到达限位法兰,活塞刮渣板(31)的端面通过与其连接一 体的密封件与限位法兰的端面接触密封。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种粘稠和细粒物质的固液处理的高速过滤、高温、高压压榨 和干燥柔韧管式固液处理装置,特别适用于造纸废处理、污泥处置、河道疏 浚泥浆处理、钻井泥浆处理、湿法冶炼废水处理、洗废水处理、畜禽养殖业 污染物处置和充填采矿泥浆处理等项目的固液分离,还适用于中药、食品和化 工等行业化学物质的压榨、浸取、热压反应或洗涤等要求;特别适用于从生物 原料、活性污泥和煤等原料中制取液态燃料等要求;它们都需要在低耗能、高 效率的前提下获得含液率低的滤渣。

背景技术

在现有的柔韧管式固液处理装置中,例如在《柔管式过滤机》申请号 200420092669.X、《柔韧管式固液处理机及其多种使用方法》申请号 200510063677.5、《柔韧管式过滤机》申请号200510063679.X、《柔韧管热压滤 式活性污泥固液处理装置》申请号200610084906.1和《柔韧管式固液处理装 置》申请号200710048403.1上公知的技术采用的往复式排渣活塞机构和螺旋 桨叶的刮渣器方案,这些方案在压榨时大有创新,但是在过滤时仍与现有技术 的隔膜加压板压滤机一样不能去除滤膜附着滤渣,卸除滤渣的机构仍然较为 复杂,这些都影响了过滤和压榨速度进一步提高;制造成本仍需进一步降低。

发明内容

针对以上种种缺陷,本发明提出了解决存在问题的技术方案;
高速过滤、高温、高压压榨和干燥柔韧管式固液处理装置是以如下技术方 案实现的:固液处理装置包括过滤元件、施压总成、排渣系统、滤清液排出系 统、管路系统、滤渣输送系统和控制系统,并综合成为机电一体化全自动固液 分离综合处理成套设备;其中排渣系统包括振动排渣总成和机械排渣总成;其 特征是,过滤元件是由至少一个膜组件和施压总成组成;所述的膜组件包括至 少一个膜单元1、上法兰室5、下法兰室14和机械排渣总成;膜组件的所有膜 单元1并排排列在上法兰室5和下法兰室14之间;膜组件的所有膜单元长轴 线都在一个中心平面内,该平面分别与该膜组件的上法兰室5和下法兰室14 的外形对称中心的长轴线重合;过滤元件的所有的膜组件52的长轴线相互平 行;膜单元1包括柔韧性的下列元件:管状滤膜(管状过滤介质的简称)12 和管状格架21,至少一层的管状滤膜12和管状格架21的长轴中心线重合, 并与水平线垂直;管状滤膜12内形成圆形的滤浆室24,在管状滤膜12外设 置管状格架21;上法兰室5设置原液通道27,并将膜组件上的每个膜单元的 滤浆室24上部相互对齐,膜单元的原液通道27设有进料口;每个膜组件所有 的膜单元的滤浆室24通过上法兰室的原液通道27相互连通;下法兰室14设 置水平滤清液汇集室17和排渣支管14c,并将膜组件上的每个膜单元1的管 状格架21的下部相互对齐,水平滤清液汇集室17设有排液管口;管状格架 21包括筋骨25和骨架11,筋骨25为长轴线垂直水平线的一系列管束,骨架 11为缠绕式串接一系列筋骨25的挠性的环,筋骨25串接并向心支撑管状滤 膜12围成一个管状的整体结构,筋骨25内端板表面支撑管状滤膜12,筋骨 25内端板表面设置一系列筛孔,筋骨25上端与上法兰室下面伸出的支管连接, 下端与下法兰室上面伸出的支管连接,连接后每个膜单元的管状格架21的筋 骨25下端与水平滤清液汇集室17导通;每个管状滤膜12上端与上法兰室上 的支管9连接并密封,每个管状滤膜12下端与下法兰14的排渣支管14c的上 端连接并密封,排渣支管14c的下端连通排滤渣出口;机械排渣总成包括活塞 刮渣板组件和缆索牵引机构2,每个膜组件上都至少设置一套单独的缆索牵引 机构2,每个膜组件的每个膜单元在滤浆室24中串联安装至少一个活塞刮渣 板组件20,活塞刮渣板组件20包括活塞刮渣板31和密封件,环状密封件33 通过连接件固定在活塞刮渣板31的周边;活塞刮渣缆索串联接在活塞刮渣板 31,活塞刮渣板组件20密封件的周边与管状滤膜12的横截面滑动接触
本发明的滤浆从膜组件一侧端的膜单元的原液通道进入滤浆室,滤浆移动 中经过所有膜组件的滤浆室,这时通过给料的压可以将滤清液从管状滤膜 12排除一部分,然后关闭原液和排渣阀(下面阐述几种方式),排渣阀堵塞 了流程最后的膜单元的排渣支管到达排渣口的通道后进行压榨,压榨是利用滤 室变容的原理完成固液分离,还可以完成滤渣的洗涤、加热、干燥和萃取;压 滤时滤清液透过滤膜,流过筋骨的筛孔,顺着筋骨的管束汇流入下部的水平滤 清液汇集室,从排液管口排除,完成压榨后打开最后的膜单元排渣阀,利用机 械排渣总成排渣,同时准备下一次循环。由于本发明在按以下的几种方式关闭 排渣阀后,缆索牵引机构还能使滤浆室中的活塞刮渣板组件刮除管状滤膜上聚 集的滤渣,这样就可以为实现后文阐述的在滤浆进入滤浆室后,在压榨压紧动 力传动机构压榨动作之前的高压过滤中快速形成高浓度的滤浆创造了基本条 件,通过在本设备中的预处理,稀薄性的滤浆形成高浓度的滤浆后再进行高压 力的压榨,这将大大缩短了过滤压榨的总循环周期(一般压榨单循环时间节省 30%以上),同时大大提高了压榨脱出液体滤渣的干度。上述的这种膜单元构 成最基本的膜组件,该膜组件构成最基本的过滤元件,虽然以该过滤元件组装 的柔韧管式固液处理装置无法从滤膜外部进行反冲,但是过滤时滤清液压出的 过程可以直观,投资较低,但是滤清液外溢,异味容易扩散。
作为本文件创新的可选方案,将限位法兰设置在膜单元的滤浆室一端的管 口处,限位法兰端面的中心孔小于实心的活塞刮渣板端面的圆周;牵引活塞刮 渣板到达限位法兰,活塞刮渣板的端面通过与其连接一体的密封件与限位法兰 的端面接触密封。在滤浆室上端入料口处设置限位法兰起到活塞阀座的作用, 可以避免压榨时较干的滤渣进入原液通道,如果堵塞原液通道将影响设备的运 行;这样将减少压榨工艺时采用压缩空气容量。
作为改进方案,在膜单元的管状格架外设置管状封闭膜,管状封闭膜从外 侧笼罩了管状骨架,在管状封闭膜与管状滤膜之间形成环状滤清液汇集室,管 状封闭膜的上端连接并密封在上法兰室下端面的支管,下端连接并密封在下法 兰室上端面的支管,环状滤清液汇集室与水平滤清液汇集室连通。这种方案滤 清液不会外溢,对于易燃、异味等原料的固液分离十分有利,但是设备结构使 反冲的效果不佳。
作为进一步改进方案,在膜组件的每个膜单元的上法兰室下端面设置流体 并用通道,每个膜单元的管状封闭膜的上端连接并密封在上法兰室下端面的流 体并用通道的支管,流体并用通道使所有膜单元的环状滤清液汇集室上部相互 连通,流体并用通道设置外接管口。这种方案弥补了以上两种方案的种种不足, 对于需要反冲,需要蒸汽热压滤的固液分离,榨汁的原料处理十分有利,可以 通过流体通道的管口入反冲液或清洗液或蒸汽,还可以抽真空,加热和干燥等 化工单元操作。
作为本文件创新的可选方案,所述的管式格架支撑管状滤膜内端板表面的 每个筛孔设置挡水罩,挡水罩是在筛孔的排液通道向外凸起(悬臂的)形成流 道的细管。通过设置挡水罩使从膜单元的管式格架上部筛孔渗出的滤清液流经 下部筛孔时很难再与邻近的滤膜接触,该细管朝下倾斜效果更好,较好的防止 滤清液重新进入滤渣的可能性;通过结构优化,管式格架强度的增加对滤室使 用的压榨力得到提高。
作为本文件的可选方案,机械排渣总成中活塞刮渣缆索的顺滤浆流动方向 牵引的端头联接在活塞刮渣板端面轮廓的几何中心的对称点处,或者顺滤浆流 动方向牵引的端头分成多叉的倒伞状的缆索的端头联结在活塞刮渣板端面对 称几何中心的点上;活塞刮渣缆索的逆滤浆流动方向牵引的端头可以直接联结 在活塞刮渣板端面轮廓的几何中心的偏向滤浆室压扁的方向的偏心处,或者端 头又分成多叉的缆索的端头联结在活塞刮渣板端面轮廓的几何中心的偏向滤 浆室压扁方向的偏心处,缆索端头联结点对称于活塞刮渣板轮廓的几何中心并 排成直线;活塞刮渣缆索可以是单股缆绳、多股绳缆或者是环链索。活塞刮渣 板可以是中间开孔的薄板或者是实心的薄板中任何一种。
作为本文件创新的可选方案,机械排渣总成的缆索牵引机构2包括活塞刮 渣缆索、牵引导轮、介轮、导轮轴、轴承座、传动箱、驱动轮和驱动机械;牵 引轮系包括逆滤浆流动方向牵引的牵引导轮48b、顺滤浆流动方向牵引的牵引 导轮48a和活塞刮渣缆索,逆滤浆流动方向牵引的牵引导轮48b和顺滤浆流动 方向牵引的牵引导轮48a不断在主动和从动色互换,如此,牵引导轮48a、 48b通过活塞刮渣缆索构成牵引活塞刮渣板上下往复运动的轮系;该轮系所属 的两个牵引导轮48a、48b都设置在同一个导轮轴上,但是活塞刮渣缆索在两 个牵引导轮48a、48b的缠绕方向是相反的;导轮轴设置在传动箱上一系列轴 承座中,轴承座设置在传动箱上,导轮轴一部分设置在传动箱内,另一部分通 过设置在传动箱壁上安装的密封件伸出传动箱外,在传动箱外露的导轮轴上设 置的驱动轮被驱动机械的传动系统带动;传动箱设置在膜组件的上法兰室上, 传动箱与上法兰室用隔板分开;活塞刮渣缆索一端固定在轮系中顺流牵引的牵 引导轮48a上,活塞刮渣缆索另一端经过一系列介轮导向,分叉并联至少一个 膜单元中的至少一个活塞刮渣板组件下部,该活塞刮渣板组件上部连接的活塞 刮渣缆索通过隔板及隔板上设置的密封件,再固定在该轮系所属的另一个牵引 导轮48b上;顺流牵引的牵引导轮48a设置在传动箱外露的导轮轴上;介轮铰 接在销轴上,销轴通过连接件间接固定在下法兰室上。活塞刮渣缆索顺滤浆流 动方向牵引的端头分成倒伞状多叉的缆索联结在活塞刮渣板下端面可以使活 塞刮渣板自动保持基本水平的最佳角度,,活塞刮渣板平面与滤膜轴线垂直刮 渣效果最佳,即向下携带的滤渣最多,活塞刮渣板在与管状滤膜接触同时排渣, 活塞刮渣板向下牵引到达下限位后缆索牵引机构换向;另外在活塞刮渣板下端 面联接一段刚性的短杆,刚性的短杆的另一端连接向下牵引的缆索的端头也可 以达到相同效果,为了延长活塞刮渣板的周边与管状滤膜的横截面滑动接触的 抗磨损寿命,推荐活塞刮渣板的周边稍大于管状滤膜的横截面内周边,活塞刮 渣板向下牵引时由于约束可以稍微倾斜。
顺滤浆流动方向牵引活塞刮渣板就可以把滤渣排除到串联的滤浆室尾端, 由于活塞刮渣板在缆索牵引机构作用下仅能够往复运动,故当逆滤浆流动方向 牵引时,由于逆滤浆流动方向牵引的缆索联接在活塞刮渣板上端面轮廓的几何 中心一侧偏心处,活塞刮渣板端面向滤浆室压扁的方向发生倾斜,使穿过滤浆 室中的滤渣层的阻力最小,逆流向携带的滤渣最少,到达限位后缆索牵引机构 再换向。
在每次的压榨循环中,在滤浆进入滤浆室后,当缆索牵引机构的导轮轴左 旋,牵引导轮左旋缠绕活塞刮渣缆索端头在使活塞刮渣板逆滤浆流动方向牵引 而向上移动时,预先右旋缠绕在另一个牵引导轮上的活塞刮渣缆索松弛,反之 既然,使活塞刮渣板向下移动并恢复原位,如此循环便完成排渣或搅拌作用, 直至稀薄性的滤浆在滤浆室内形成高浓度的滤浆再进行压榨。这种方案利用封 闭的传动箱可以使不能容许活塞刮渣缆索侧泄漏滤浆的牵引导轮都安装在传 动箱内,再利用轴密封的导轮轴使外界的驱动轮为牵引导轮提供扭矩
作为本文件创新的可选方案,活塞刮渣板可以是中间开孔的薄板或者是实 心的薄板中任何一种。由于滤浆仅在过滤介质上附着,采用中间开孔活塞刮渣 板可以将向上牵引和向下牵引的活塞刮渣缆索的受力点都设置在活塞刮渣板 几何中心;但是这种活塞刮渣板对过滤时效果较好,对排渣不利,适用于较长 膜单元中的中间串联的活塞刮渣板。
作为改进方案,向下牵引的活塞刮渣缆索可以设置平行的两根;本方案的 特点是适合滤室水平横截面的椭圆的长轴方向较宽的情况。
作为本文件创新的可选方案,作为机械排渣总成的原液阀和排渣阀是包括 阀用压紧动力传动机构、展开限位机构和可变间隙压力分配架,其特征是,阀 用压紧动力传动机构包括动力发生机、矩形框架和推拉装置;一系列可变间隙 压力分配架设置在每个膜组件的膜单元管式格架的左右两侧,并连续依次排列 在膜组件中间;阀用压紧动力传动机构的推拉装置通过过滤元件左侧的可变间 隙压力分配架作用在膜单元下部的管式格架上,过滤元件右侧的可变间隙压力 分配架顶在矩形框架的右侧;阀用压紧动力传动机构的推拉装置压力线与压榨 用压紧动力传动机构的推拉装置的压力线平行,并于膜单元铅直轴线垂直。
作为本文件创新的推荐方案,可变间隙压力分配架采用平行双边形连杆机 构,可变间隙压力分配架包括矩形框架、平行双边形连杆机构和间隙调整机构; 平行双边形连杆机构包括十字交叉的连杆、销轴、脚轮和两个平行连杆,十字 交叉连杆是由两个在中心用销轴铰接一起的连杆组成,该十字交叉连杆中任何 一个连杆左端部分别用销轴铰接一个平行连杆,该十字交叉连杆中任何一个连 杆右端部分别用销轴铰接一个脚轮,该脚轮分别与两个平行连杆垂直端面啮 合,两个平行连杆的左右端部均在矩形框架的导槽中滑动;每个可变间隙压力 分配架的平行连杆长轴线相互平行;间隙调整机构包括曲柄摇臂杆、滚轮和 往复动力机;两个曲柄一端利用销轴铰接在矩形框架上,另一端利用销轴铰接 在摇臂杆两端;在十字交叉连杆中其中一个连杆的右端突出部分设置一个悬壁 轴,悬壁轴设有一个滚轮,所有平行双边形连杆机构的滚轮都与间隙调整机构 的同一个摇臂杆啮合,摇臂杆可以在平行连杆和悬臂压板之间摇摆;往复动力 机可以采用液压油缸、气缸或螺杆中任何一种;往复动力机的动力杆利用销轴 铰接在摇臂杆上,往复动力机动力杆的滑动套利用销轴铰接在矩形框架上;在 矩形框架排列的一系列移动架中至少两组可变间隙压力分配架的平行连杆通 过缆索悬挂连接在膜组件外结构上。这种配套的可变间隙压力分配架成本较 低,运行可靠,特别适用于生产规模较大的和排列膜组件数量较多的过滤元件。
作为本文件创新的可选方案,可变间隙压力分配架采用对称夹板摇摆机 构,对称夹板摇摆机构包括阀筒、移动架和角度调整机构;阀筒为椭圆的圆筒, 圆筒径向截面的几何中心两端设有短轴,圆筒的长轴线相互平行;移动架包括 轴承、滑立板和连板;阀筒两端的短轴分别穿过滑块铰接两端的立板上固 定的轴承中;两端的立板通过连板构成独立的移动架;移动架两端的立板分别 设有滑块,滑块约束在矩形框架的导轨槽中;在矩形框架排列的一系列移动架 中至少两组移动架通过缆索悬挂连接在膜组件外结构上;与每个对称夹板摇摆 机构单独匹配的角度调整机构包括执行动力机和传动装置,传动装置安装在移 动架的立板外侧,传动装置输出轴与阀筒短轴连接,执行动力机通过传动装置 将扭矩传递给阀筒。这种可变间隙压力分配架,每个阀筒自带独立的执行机构, 运行虽然可靠,但是成本较高,特别适用于生产规模较小,膜单元较长的和排 列膜组件数量较少的过滤元件。
作为本文件创新的可选方案,在可变间隙压力分配架上部设置关闭膜单元 的防压扁机构;防压扁机构包括支架、支撑板、曲柄、摇臂杆和往复动力机, 一系列支撑板83a穿过所有膜组件设置在每个膜单元管式格架的前后两侧,支 撑板的长轴线相互平行;每个支撑板两端通过轴承座铰接在支架上,支撑板一 端利用销轴铰接在同一个摇臂杆上;往复动力机可以采用液压油缸、气缸或螺 杆中任何一种;往复动力机的动力杆利用销轴铰接在摇臂杆上,往复动力机动 力杆的滑动套利用销轴铰接在支架上;支架通过连接件固定在阀用压紧动力传 动机构的矩形框架上。设置关闭膜单元的防压扁机构是为了使关闭膜单元以 后,膜单元过滤的滤浆室不要变扁,以致造成滤浆室的容积变小,并影响活塞 刮渣板的上下往复运动。
作为本文件创新的可选方案,阀用压紧动力传动机构作用在阀用压力分配 架上,在滤浆室内的管状滤膜处设有柔性的环状密封件,环状密封件的外圆周 设置在膜单元的管式格架内端面上,环状密封件的轴向中心线与膜单元左右两 侧的阀用压力分配架通过滤浆室和径向通过管状滤膜形成的压力连线重合,环 状密封件压住管状滤膜内圆周表面利用可拆卸连接件固定在膜单元内。设置环 状密封件可以防止滤浆从排渣口泄漏。
作为本文件创新的可选方案,在滤浆室内的管状滤膜处的环状密封件的下 部连接一段柔性的管状内封闭膜;管状内封闭膜紧贴在管式格架的内端面上, 管状内封闭膜上端连接环状密封件,下端连接膜单元的排渣口。设置管状内封 闭膜可以防止滤清液从环状密封件以下部分通过管式格架或管状滤膜延伸部 分进入下法兰室上的排渣支管,并可能湿润其中的已进行压榨脱液后的滤渣。
所述的膜组件的施压总成包括压紧动力发生传动机构、压力分配架、膜组 件行走机构和可调间距的展开限位和压缩限位机构;其特征是,压力分配架分 可移动和固定的两种;压力分配架包括施压网架及其支撑机构组成的整体结 构;膜组件行走机构包括轴承和导轨机架,导轨机架是导轨和型组成的整体 框架;膜组件利用膜组件行走机构设置在导轨机架的导轨上,采用缆索压紧机 构可以考虑导轨倾斜角度45°<Φ>0°,导轨倾斜一定角度,以利于膜组件不 受压时进行展开;相邻的膜组件的柔性的管状格架之间设置压力分配架的施压 网架;过滤元件的各个膜组件之间在高度方向设置压力分配架,压力分配架的 施压网架为一个刚性的整体框架,施压网架通过连接件固定,移动的压力分配 架的连接件固定在膜组件的上法兰室上,非移动的压力分配架的连接件固定在 导轨机架上,推荐该连接件采用柔性拉索;压榨用和阀用的压紧动力发生传动 机构分别包括压紧动力发生器和压榨用和阀用的压紧动力传动机构;压榨用和 阀用的压紧动力传动机构的压力拉杆或压杆或拉索的左右压力点分别设置在 左右两侧的左和右压力分配架上,压力拉杆或压杆或拉索产生的压力中心线从 过滤元件的膜组件和中间压力分配架穿过;在高度方向至少设置一套压紧动力 发生传动机构及匹配的压力分配架,每套压紧动力发生传动机构的压榨用和阀 用的压紧动力传动机构的拉杆、压杆或拉索在垂直方向相互平行,下层压力分 配架利用连接件悬挂在上层压力分配架的底部。
压力分配架的一个作用是使相邻的两个膜组件的膜单元受压后膜组件的 上下法兰室不发生碰撞,另一个作用是压紧动力发生传动机构的拉杆或压杆或 拉索的左右压力点分别设置在左右两侧的左和右压力分配架上,压力拉杆或压 杆或拉索产生的压力中心线从过滤元件的膜组件和中间压力分配架穿过。
作为推荐方案,所述的压榨用的压紧动力传动机构采用悬臂杆推压传动 (见《柔韧管式固液处理装置》申请号200710048403.1),动力发生机构可以 使螺杆或油缸或气缸;这种压榨用和阀用的压紧动力传动机构可以很快的使膜 单元的滤浆室张开,匹配的导轨为水平状态,对于膜组件排列数量较少的设备 比较有利,特别是对膜组件上仅设有一个膜单元的情况很合适,但是该设备的 运行所需的面积比较用缆索拉压膜单元的设备较大。对于压榨用的压紧动力传 动机构还可以采用缆索传动,缆索传动可以采用多股绳缆(见《柔韧管式固液 处理装置》申请号200710048403.1)或者是环链索,作为本文件推荐的可选方 案参见图17。压紧动力发生器采用电动螺杆适合膜组件排列数量较少的小型 机组;压紧动力发生器采用液压传动的拉压力虽然较高,但是成本较高,适合 膜组件排列数量较少的小型机组;压紧动力发生器采用缆索传动的拉力很大, 传动成本低,行程不受限制,特别适合膜组件排列数量较多的大型机组,此外 由于缆索成本较低,利用缆索传动的动滑轮组的省力原理可以使传动效率大大 提高,传动系统也很简单;由于采用环链索传动比较采用多股绳缆传动所采用 的导轮和驱动轮的直径都比较小,所以在膜组件排列数量较少时,其压紧动力 发生器的传动系统的体积更小,成本更低。
固液处理装置的滤渣输出系统的滤渣输送装置安装在固液处理装置排渣 机构下面,可以采用市场销售的皮带、串联刮板或螺旋等形式输送设备,属于 市场已有技术图中未画出,在设备基础上。
本文件创新的方案提出的作为机械排渣总成的原液阀和排渣阀方案还适 用于带中间法兰室的膜组件构成的过滤元件;这种过滤元件是在每个膜组件的 膜单元垂直方向的中间位置,换句话就是在上法兰室和下法兰室之间设置至少 一个中间法兰室(见本人提出的中国专利200610084906.1),本方案安装在中 间法兰室以上的上段膜单元时作为原液阀使用,安装在中间法兰室以下的下段 膜单元时作为排渣阀使用。
本发明的固液处理装置的管路系统和运行方法如下:
本发明是利用滤室变容压榨的原理完成固液分离,基本程序是将过滤原液 用泵通过阀,原液分配罐,耐压软管,原液阀门和分配管口G1进入到膜组 件上的膜单元的滤浆室内,这时首先利用关闭膜单元的防压扁机构的往复动力 机使支撑板动作,支撑板使膜单元管式格架的前后两侧变扁,再利用阀用压紧 动力传动机构推动阀用压力分配架使管式格架下部左右变扁,滤浆室下部处于 关闭位置,而膜单元的防压扁机构处于近似矩形;滤清液在原液泵压力和滤清 液泵的抽吸力的作用下通过滤膜从管状格架,下法兰室或中间法兰室的水平滤 清液汇集室(管口G3、G4),耐压软管65、滤清液汇集罐66、滤清液阀门排出, 缆索牵引机构使活塞刮渣板在滤室中上下往复运动,并使其尽量完成较大的活 动行程,减薄在过滤介质聚集的滤饼,滤浆室内的稀薄性的原液中固形物浓度 不断增加,当滤清液流减少到原来流量的10~80%,关闭原液阀门停止供过 滤原液,将活塞刮渣板移动到膜单元入料口的活塞刮渣板处停止缆索牵引机构 运转;利用关闭膜单元的防压扁机构的往复动力机使膜单元管式格架的前后两 侧变扁部位不受支撑板约束;开启空气阀对原液通道输送压缩空气,使残液返 回原料液罐;可移动压力分配架在压榨用压紧动力传动机构的作用下沿导轨机 架的导轨上移动,将压力通过压力分配架依次传递给排列成行的膜组件,每个 膜组件之间的距离不断缩短,压力分配架对膜单元中部的外圆周两面挤压,将 膜单元柔韧性的中部左右压扁,此时膜单元的进过滤原料液通道和滤浆室下部 的排渣口已经关闭,在周长不变的前提下,受压后膜单元的轴向中部横截面的 外圆变成长、短直径差距较大的近似矩形的椭圆,从而减少滤浆室容积,此时 滤浆室24内的滤渣保留,只能使滤液通过滤膜,滤浆受压后,滤清液继续透 过滤膜进入到管状格架,汇集到膜组件的水平滤液汇集室内,由滤清液排出系 统导出,滤液减少到原来流量的10~80%,停止施压,完成过滤任务;压榨 用压紧动力发生传动机构和阀用压紧动力发生传动机构反向运动使所有压力 分配架恢复原位,过滤原液泵的压力使膜单元的横截面又恢复长短半径相差较 小椭圆,滤浆室下部处于打开位置,则开始排渣,启动缆索牵引机构,向下牵 引的活塞刮渣缆索开始牵引活塞刮渣板,基本水平状态的活塞刮渣板组件与管 状滤膜内壁滑动接触,滤渣在活塞刮渣板组件的作用下从膜壁刮下,滑落到导 轨机架下边滤渣输送装置内,到达下限位开始换向,向上牵引的活塞刮渣缆索 将活塞刮渣板组件从下向上运动,活塞刮渣板组件翻转成为与滤浆室的垂直轴 线倾斜一定角度的状态继续提升,如此反复,一次或数次完成排渣;在下一个 循环中重复上述程序,开始完成下一个过滤循环。当原料浓度较低,可以利用 原料从膜单元入料口向下冲洗滤膜,也可以利用滤清液室进行水或气反冲滤 膜。
如果设置了压紧限位机构将使每个膜组件之间的距离缩短时都限制在预 定的范围内,换句话说膜单元压缩变形的程度限制在预定的范围内;完成滤渣 脱水,压滤结束时,压紧动力发生传动机构恢复原位,处于导轨一端的可移动 的膜组件向另一端移动,如果设置了展开限位机构将使每个膜组件之间的距离 展开时都限制在预定的范围内。
本发明的固液处理装置是间歇过滤,可以根据过滤原液的性质从振动系 统、液体反冲系统、气反冲和气搅拌系统、萃取和洗涤系统、真空吸滤系统的 功能中选用一种或组合使用,因为过滤时滤浆室封闭无“跑泥”因素,故采用 过滤压力比带式过滤机高,滤布利用率可以达到95%以上;管式滤浆室的滤 压沿轴向高度方向递减,满足滤饼脱水时不同含水率所需的最佳滤压的要求; 采用振动系统产生的脉动滤压操作使滤饼透液界面能够不断更新,可以降低滤 饼产生阻力;压榨后,立即可以用高温蒸汽对榨后的滤饼进行加热,蒸汽反冲 可以在过滤细粘稠微粒的滤渣时利用热能溶解滤膜的油污,快速和高效的恢复 滤膜能力。
液体反冲系统是因滤膜堵塞恢复通量时使用,将反冲液通过阀门、共用罐、 阀门、耐压软管、下法兰室中上的滤液汇集室(管口G3)或者上法兰室上流体 并用通道41(管口G2)或者中间法兰室上的流体共用通52f(管口G5)道进入滤膜 外和管状封闭膜之间的管状格架内,反冲滤膜后反冲液从排渣阀排出,其余管 路被阀门关闭。
过滤元件的滤清液排出系统、滤渣输送系统和控制系等可以参见本文的实 施例中的简介或背景技术中介绍的已公开的更为详细的技术资料。
以上固液处理装置的使用方法均可以由PLC程序控制器的自动程序控制 系统完成。
本发明的固液处理装置与现有技术相比的有益效果是:
1、柔韧管式固液处理装置可以代替大容量、高效率的过滤机和浓缩机使 用,在原液处于活塞流的过滤中对滤膜上的滤渣机械刮除,极大提高了滤浆浓 缩速度,降低了泵输送原料的压力;利用滤室变容压榨的原理完成固液分离, 滤室变容后可以接近为零,不需要另外配备压榨水泵系统或压榨压缩空气系统 作为压滤机的过滤推动力,直接利用压紧动力发生传动机构的环链索传动进行 压滤,机构简单,过滤推动力较大,增压更快,效率提高;压榨时原料厚薄交 替变化克服滤渣的剪应力,提高了过滤速度,可以采用反复捏揉过滤,浸泡洗 涤滤浆,洗涤速度和洗涤效率;滤饼可以很薄,滤饼湿度均匀;根据生产能力 的要求很容易的改变每次序批的生产量;自动完成过滤介质内外的冲洗再生; 自动完成排渣;生产过程中设备的运行容易实现各种自动保护,完全可以实现 自动化,管理人员大大减少,降低了能耗,生产效率较高。
2、在本发明可以设置在常压、常温环境下工作,也可以设置在高压、高 温环境和真空环境中分别进行各种化工处理过程,例如浓缩、热水解化、加 热和干燥等化工处理过程,也可以同时进行这些处理过程,当采用采用中间法 兰室的膜组件利用高温气流通过可以对下段膜单元单独加热干燥。由于采用金 属材料或耐高温材料制成的过滤介质、管式格架、柔性活塞刮渣缆索和活塞刮 渣板等膜组件的元件,可以使设备的运行温度大大提高,满足了高温工艺的要 求。
3、本发明具有结构简单,速度快,成本低等优点,可以很容易实现超大 型化,生产能力几乎不受限制,特别是采用铅直轴向较长的膜组件,例如采用 中间法兰室将一个较长的膜单元分成几段串连的超长的膜单元的膜组件(详 见本人其它已公开的专利和专利申请),膜组件的轴向加长,设备单位压滤面 积/占地比减小,单位体积处理能力变大,系统管路流程简单,投资进一步减 少,运行成本进一步降低。
4、操作现场清洁,气味控制容易,更换滤布较简单,每个膜组件可单独运行。
附图说明
本固液处理装置的已有技术的附图参见背景技术一节中列举的参考资料。
图1是本发明的固液处理装置的一种膜单元和活塞刮渣板组件的示意图。
图2是图1的活塞刮渣板组件20a的剖视图。
图3是图1的A-A剖面放大图,显示在膜单元中的管状格架和活塞刮渣 板组件20a的俯视图。
图4是本发明的一种设有管状封闭膜的膜单元和活塞刮渣板组件20b的示 意图。图5是图4的活塞刮渣板组件的放大图。
图6是图4的C-C剖面放大图,显示在膜单元中的活塞刮渣板组件的俯 视图。图7是图20的D-D剖面图,本发明的固液处理装置的一种膜组件的示 意图。图8是图12中W的放大示意图。
图9是图1中管状格架的筋骨的剖面放大示意图。
图10是图9的F-F剖面图。图11是本发明的总体设备示意图。
图12是是本发明采用一个中间法兰室,上下两个压紧装置的总体设备示 意图。图13是图11中的L向示意图,显示了关闭膜单元防扁机构的侧视图。
图14是图11中采用对称夹板摇摆机构的可变间隙压力分配架的放大示意 图。图15是图14中的G-G剖面图。图16是图11中的E-E剖面图。
图17左侧是图12的H-H剖面图,右侧是图18中的M-M剖面图。图18 是图17中的K-K剖面图。图19是图12的N-N剖面图。
图20是压紧动力发生传动机构采用环链索传动的总体设备示意图。
其中:1-膜单元,1s-上段膜单元,1x-下段膜单元,2-缆索牵引机构,3- 密封件,4-固件,5-上法兰室,5a、5b-板,6-环键,7-紧固件,8-支管, 9-支管,10-向上牵引缆索,11-骨架,12-管状滤膜,13-支管,14-下法兰室, 14a、14b-端板,14c-支管,15-介轮,15b-支架,16-销轴,17-水平滤清液 汇集室,18-向下牵引缆索,18a-向下牵引的多股绳缆,18b-向下牵引的环链 索,19-限位法兰,20、20a、20b-活塞刮渣板组件,21-管状格架,22-管箍环, 23-第二层管状滤膜,24-滤浆室,25-筋骨,25a-折板,25b-折板,26-限位法 兰,27-原液通道,28-隔板,29-固结件,30-多叉的缆索,31-活塞刮渣板, 32-紧固件,33-密封板,34-垫圈,35-倒伞状多叉的缆索,36-管状封闭膜, 36a-波纹段,36b-环状滤清液汇集室,37-膜组件,37a-带中间法兰的膜组件, 38-直线轴承组件,39-导轨,40-顺滤浆流动方向,41-流体并用通道(反冲液 分配管道),42-密封填料套,43-密封填料,44-轴承座,45-从动链轮,46 -链条,47-主动链轮,48a-牵引导轮,48b-牵引导轮,49-驱动减速机, 50-导轮轴,51-传动箱,52-中间法兰室,52a、52b、52c-板,52d-短管, 52e-水平滤清液汇集室、52f-流体并用通道、52g、52h-短管,53-细管, 54-垂直振动器,55-拉索,56a-左、右压力分配架,56b-中间压力分配架, 57-压紧动力发生传动机构,58-铰接轴,59-座,60-压紧螺杆,61-防压扁 机构,62-支撑板轴,63-轴承座,64-拉索,65-对称夹板摇摆机构,66 -往复动力机,67-压紧螺杆,68-阀筒轴,69-移动架,69a-连板69,69b -立板,70-阀筒,71-展开限位机构,72-角度调整机构(蜗轮螺杆传动装 置),73-支板,74-铰接轴,75-耳座,76-压紧限位机构,77-导轨机架,78 -平行双边形连杆机构,79-弹性减震装置,80-基座,81-推拉装置,82-轴 承,83a、83b-支撑板,84-曲柄,85——摇臂杆,86-铰接轴,87-耳座,88a- 导轨槽,89-滑块,90-电动机,91-轴承,92-销轴,93-销轴,94-曲柄,95- 摇杆,96-滚轮,97-压板,98a、98b-交叉连杆,99-脚轮,100a、100b-平行 连杆,101-动力杆,102-销轴,103-连接件,104-固结块,105-环链索,105a -环链索伸出端,106-导轮组件,107-驱动链轮107,108-压紧动力发生 传动机构,109-水平振动器。G1-原料入口,G2-压缩空气的进排气口或反冲 或蒸汽入口,G3-滤清液出口,G4-排渣出口,G5-压缩空气的进排气口或反冲 或蒸汽入口,G21-空气管道入口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的固液处理装置作进一步的描述。
定义:缆索-指多股钢丝绳、单股或多股有机材料挠性材料制的绳子,环 形链条等挠性的连接件。
左、右,左侧、右侧,上、下-如果没有特别说明,本文中的左、右、上、 下指相对意义的左、右、上、下,而不是绝对坐标系统的左、右、上、下。
在图1、2、3、9和10中,显示了本发明设备膜单元的实施例1,
本实施例中的发明的所述的膜单元1包括柔韧性的下列元件:管状滤膜 12和管状格架21,管状滤膜12和管状格架21的长轴中心线重合,并与水平 线垂直;管状滤膜12内形成圆形的滤浆室24,在管状滤膜12外设置管状格 架21;上法兰室5用板5a、5b等围护成中空的密闭的接近矩形的腔室作为原 液通道27,原液通道27设有进料口G1;每个膜组件所有的膜单元的滤浆室 24通过上法兰室的原液通道27相互连通;下法兰室14用板14a、14b等围护 成中空的接近矩形腔室,该腔室中形成水平滤清液汇集室17和排滤渣出口, 水平滤清液汇集室17将膜组件上的每个膜单元1的管状格架21的下部相互连 通,水平滤清液汇集室17设有排液管口G3;管状格架21包括筋骨25和骨架 11,筋骨25为长轴线垂直水平线的一系列管束,本实施例筋骨25是采用两条 长轴线垂直,横截面为槽形折板25a、25b焊接一起形成的管束(便于加工), 在筋骨25上设置两道骨架11,两道骨架11相互反旋转的螺旋缠绕的钢丝绳 (仅示意了左旋的钢丝绳),该钢丝绳串接一系列筋骨25,钢丝绳固定在筋骨 25的两端;筋骨25串接并向心支撑管状滤膜12围成一个环状的整体结构, 筋骨25内端板表面支撑管状滤膜12,筋骨25内端板与管状滤膜接触的表面 设置一系列筛孔,筋骨25内端板表面的每个筛孔设置挡水罩53,挡水罩53 是在筛孔的排液通道向外凸起形成细管的流道(朝下倾斜);筋骨25上端用外 环键机构固定在与上法兰室下平面板5c连接的支管8上,筋骨25的下端用外 环键机构固定在与下法兰室的滤液汇集室17底板上连接的支管13上;采用外 环键机构连接是在外环键6圆周上设置一个缺口,外环键6a卡在筋骨20a的 两端外圆周的侧壁上的凹槽中,外环键6a和筋骨25的两端插入上或下法兰室 支管中,从支管外侧用紧固件7将外环键6a张开后固定;筋骨25连接后管束 的下端与水平滤清液汇集室17导通;每个管状滤膜12上端与上法兰室的支管 9连接并采用限位法兰26和紧固件4固定后密封;每个管状滤膜12下端与下 法兰室14的排渣支管14c的上端连接并采用限位法兰19和紧固件固定后密 封,排渣支管14c的下端连通排滤渣出口。
每个管状滤膜12上端与上法兰室的支管9连接并采用限位法兰26和紧固 件4固定后密封;每个管状滤膜12下端与下法兰室14的排渣支管14c连接并 采用限位法兰19和紧固件固定后密封;机械排渣总成包括活塞刮渣板组件和 缆索牵引机构2,每个膜组件上都设置一套单独的缆索牵引机构2,每个膜组 件的每个膜单元在滤浆室24中串联安装一个活塞刮渣板组件20,活塞刮渣板 组件20包括活塞刮渣板31和密封件,环状密封件33通过连接件固定在活塞 刮渣板31的周边;活塞刮渣缆索串联接在活塞刮渣板31,活塞刮渣板组件20 密封件的周边与管状滤膜12的横截面滑动接触;每个膜组件所有的膜单元的 滤浆室24通过上法兰室与相邻的膜单元的滤浆室24连通。压滤时滤清液透过 滤膜,流过筋骨25的筛孔,顺着筋骨25的管束汇流入下部的水平滤清液汇集 室17,从排液管口G3排除。
所述的管式格架支撑管状滤膜12内端板表面的每个筛孔设置挡水罩,挡 水罩是在筛孔的排液通道向外凸起形成流道的细管83。可以将管式格架的筋 骨25是采用两条长轴线垂直的折板25a、25b搭接一起形成的管束,折板的内 端板表面支撑管状滤膜,内端板表面设置一系列筛孔或挡水罩。这种方案使筋 骨实现冲压成型比较简单,成本降低,通过结构优化,管式格架强度的增加对 滤室使用的压榨力得到提高。
将限位法兰19、26设置在膜单元的滤浆室一端的管口处,限位法兰端面 的中心孔小于实心的活塞刮渣板端面的圆周;牵引活塞刮渣板31到达限位法 兰,活塞刮渣板31的端面通过与其连接一体的密封件与限位法兰的端面接触 密封。
机械排渣总成中活塞刮渣缆索的顺滤浆流动方向牵引的端头10a分成多 叉的倒伞状的缆索的端头35联结在活塞刮渣板31端面对称几何中心的点上; 活塞刮渣缆索的逆滤浆流动方向牵引的端头10b分成多叉的缆索的端头30联 结在活塞刮渣板31端面轮廓的几何中心的偏向滤浆室压扁方向的偏心处,缆 索30端头联结点对称于活塞刮渣板31轮廓的几何中心并排成直线;活塞刮渣 缆索10可以是单股缆绳或者多股绳缆。
在图4、5、和6中,显示了本发明设备膜单元的实施例2,
本实施例与实施例1的区别在于:在膜单元的管状格架外设置管状封闭膜 36,管状封闭膜36与管状滤膜12之间形成封闭的笼罩了管状骨架21后形成 环状滤清液汇集室36b,管状封闭膜36的上端连接并密封在上法兰室5下端 面的支管8,下端连接并密封在下法兰室14上端面14a的支管13,环状滤清液 汇集室36b与水平滤清液汇集室17连通。
管状封闭膜36采用无渗漏柔韧的薄壁管;它们的圆中心线重合,并与水 平线垂直。管状封闭膜36上端与上法兰室5的支管8连接用两个对半的管箍 环22、紧固件和端面密封材料完成,管箍环22将管状封闭膜36紧密套在上 法兰室5的支管8的外圆;管状封闭膜36下端与下法兰室14的支管13连接 用两个对半的管箍环22、紧固件和端面密封材料完成,管箍环22将管状封闭 膜36紧密套在下法兰室14的支管13外圆;外圆13和管状封闭膜36之间安 装密封材料;管状封闭膜还设置了波纹36a,以补偿安装和使用时内应力产生 的变形。
活塞刮渣板组件20b的活塞刮渣板31可以是中间开孔的薄板。在管状滤 膜12外和管状格架21之间设置第二层管状滤膜32,管状滤膜32为柔韧性的 多孔网板,该网板很薄故图中没画出。膜单元的其余部分与实施例1相同。
在图7和20中,显示了本发明设备膜组件的压紧动力发生传动机构采用 环链索传动的总体设备的实施例3,
本实施例中的发明设备包括一个过滤元件和施压总成,每个过滤元件包括 四个膜组件37,每个膜组件37包括一个膜单元1、上法兰室5、下法兰室14 和机械排渣总成;膜组件的所有膜单元1排列在上法兰室5和下法兰室14之 间;膜组件37的两个膜单元1长轴线都在一个中心平面内,该平面分别与该 膜组件的37的上法兰室5和下法兰室14的外形对称中心的长轴线(排轴线) 重合;过滤元件的四个膜组件37的长轴线(排轴线)相互平行。
本实施例膜单元与实施例2的区别主要在于:本实施例在膜组件的上法兰 室5下端面设置流体并用通道41,原液通道27和流体并用通道41之间设置 隔板5b分开;每个膜单元的管状封闭膜36的上端连接并密封在上法兰室5 下端面的流体并用通道41的支管,流体并用通道41使所有膜单元的环状滤清 液汇集室36b上部相互连通,流体并用通道41设置外接管口G2。
本实施例中显示的机械排渣总成包括活塞刮渣板组件和缆索牵引机构,机 械排渣总成的缆索牵引机构2包括活塞刮渣缆索、牵引导轮、介轮、导轮轴 50、轴承座44、传动箱51、驱动轮45和驱动机械49;牵引轮系包括逆滤浆 流动方向牵引的牵引导轮48b、顺滤浆流动方向牵引的牵引导轮48a和活塞刮 渣缆索,逆滤浆流动方向牵引的牵引导轮48b和顺滤浆流动方向牵引的牵引导 轮48a不断在主动和从动角色互换,如此,牵引导轮48a、48b通过活塞刮渣 缆索构成牵引活塞刮渣板31上下往复运动的轮系;该轮系所属的两个牵引导 轮48a、48b都设置在同一个导轮轴50上,但是活塞刮渣缆索在两个牵引导轮 48a、48b的缠绕方向是相反的;导轮轴50设置在传动箱51上一系列轴承座 44中,轴承座44设置在传动箱51上,导轮轴50一部分设置在传动箱51内, 另一部分通过设置在传动箱51壁上安装的密封件43伸出传动箱外,在传动箱 51外露的导轮轴50上设置的驱动轮45被驱动机械49的传动系统带动;传动 箱51设置在膜组件的上法兰室5上,传动箱51与上法兰室5用隔板28分开; 活塞刮渣缆索一端固定在轮系中顺流牵引的牵引导轮48a上,活塞刮渣缆索另 一端经过一系列介轮导向,分叉并联至少一个膜单元中的至少一个活塞刮渣板 组件20下部,该活塞刮渣板组件20上部连接的活塞刮渣缆索通过隔板28及 隔板上设置的密封件,再固定在该轮系所属的另一个牵引导轮48b上;顺流牵 引的牵引导轮48a设置在传动箱51外露的导轮轴50上;介轮15铰接在销轴 上,销轴通过连接件16间接固定在下法兰室上。
将限位法兰26设置在每个膜单元1的上法兰室的滤浆室上端入料口处, 限位法兰的中心孔小于活塞刮渣板的圆周;滤浆室24的入料口通过活塞刮渣 板组件20与上法兰室的原液通道27通断;活塞刮渣板31上端或下端面或同 时都固定密封件33,活塞刮渣板31向上牵引到达限位法兰26,活塞刮渣板 31通过与其连接一体的密封件与限位法兰26接触。
在滤浆室24内的管状滤膜12处设有柔性的环状密封件12a;在滤浆室24 内的管状滤膜12处的环状密封件的下部连接一段柔性的管状内封闭膜12b; 管状内封闭膜紧贴在管式格架的内端面上,管状内封闭膜上端连接环状密封 件,下端连接膜单元的排渣口。
所述的压紧动力传动机构采用环链索传动;该种压紧动力传动机构包括环 链索105、导轮组件106;导轮组件106包括导轮、支撑轴和轴承座;导轮安 装在支撑轴上,支撑轴安装在轴承座中,一系列导轮组件106安装在过滤元件 垂直中心对称位置;在过滤元件两侧压力分配架56a的施压网架上安装五套导 轮组件106;压紧动力发生传动机构为驱动机械108和驱动链轮107,驱动机 械108安装在过滤元件外侧的压力分配架上;与驱动机械带动的驱动链轮啮合 并伸出的环链索105顺序绕过滤元件两侧导轮组件106后约束在压力分配架固 结块104处,与驱动链轮啮合并向左伸出驱动链轮的环链索的自由端105a自 然垂落。膜组件安装的导轨39的倾斜角度Φ为7°。膜组件其余部分与实施例 2相同。
在图11、13、14、15和16中,显示了本发明总体设备的实施例4,本实 施例膜单元与实施例3的区别主要在于:
本实施例中的发明设备包括一个过滤元件和施压总成,每个过滤元件包括 六个膜组件37;施压总成包括两套螺杆压紧动力发生传动机构、左、右压力 分配架56a、中间压力分配架56b、膜组件行走机构、可调间距的压紧限位机 构76和可调间距的展开机构的缆索71;膜组件行走机构包括直线轴承组件38 和导轨机架77,导轨机架77是导轨39和型钢组成的整体框架。过滤元件通 过直线轴承组件38放置水平的导轨39上,导轨39固定在导轨机架77上;左、 右和中压力分配架56a或56b由施压网架、连接件55分别组成各自的整体结 构;中间压力分配架56b通过连接件55a与膜组件的膜单元高度方向的中部接 触连接;在中心的非移动的中间压力分配架的连接件55a固定在导轨机架77 上;可移动的左、右和其它中间压力分配架56a或56b通过柔性拉索制的连接 件55固定在相邻的膜组件的上法兰室5上;左和右压力分配架56的两侧设置 排渣的垂直振动器54。
压紧动力发生传动机构57的动力通过该可移动左、右压力分配架56a作 用在排列在导轨机架39上最外侧的膜组件37侧面的管状格架21上。
机械排渣总成包括阀用压紧动力传动机构2、展开限位机构71和可变间 隙压力分配架,其特征是,阀用压紧动力传动机构2包括动力发生机、矩形框 架88和推拉装置66;一系列可变间隙压力分配架设置在每个膜组件的膜单元 管式格架的左右两侧,并连续依次排列在膜组件中间;阀用压紧动力传动机构 的推拉装置66通过过滤元件左侧的可变间隙压力分配架作用在膜单元下部的 管式格架上,过滤元件右侧的可变间隙压力分配架顶在矩形框架88的右侧; 阀用压紧动力传动机构的推拉装置66压力线与压榨用压紧动力传动机构的推 拉装置57的压力线平行,并于膜单元铅直轴线垂直。展开限位机构采用在相 邻的可变间隙压力分配架之间设有定长缆索;阀用压紧动力传动机构的推拉装 置可以采用螺旋推拉杆传动。
可变间隙压力分配架采用对称夹板摇摆机构,对称夹板摇摆机构包括阀筒 70、移动架69和角度调整机构;阀筒70为椭圆的圆筒,圆筒径向截面的几何 中心两端设有短轴68,圆筒的长轴线相互平行;移动架包括轴承91、滑块89、 立板69b和连板69a;阀筒两端的短轴68分别穿过滑块89铰接两端的立板上 固定的轴承91中;两端的立板69b通过连板69a构成独立的移动架;移动架 两端的立板分别设有滑块89,滑块约束在矩形框架88a的导轨槽中;在矩形 框架排列的一系列移动架中四组移动架通过两端的缆索64悬挂连接在膜组件 外结构上;与每个对称夹板摇摆机构单独匹配的角度调整机构包括执行动力机 90和传动装置72,传动装置安装在移动架的立板69b外侧,传动装置输出轴 与阀筒短轴68连接,执行动力机通过传动装置将扭矩传递给阀筒,传动装置采 用涡轮减速机。
在可变间隙压力分配架上部设置关闭膜单元的防压扁机构61;防压扁机 构包括支架73、支撑板83a、曲柄84、摇臂杆85和往复动力机81,一系列支 撑板83a穿过所有膜组件设置在每个膜单元管式格架的前后两侧,支撑板的长 轴线相互平行;每个支撑板两端通过轴承座82铰接在支架73上,支撑板一端 利用销轴铰接在同一个摇臂杆85上;往复动力机可以采用液压油缸、气缸或 螺杆中任何一种;往复动力机的动力杆86利用销轴铰接在摇臂杆85上,往复 动力机动力杆的滑动套87利用销轴铰接在支架73上;支架通过连接件固定在 阀用压紧动力传动机构的矩形框架88上。
在图8、12、17、18和19中构成本发明的实施例5中显示了在设置过渡 段中间法兰室的膜组件37a的总体设备;本实施例与实施例4的区别主要在 于:活塞刮渣板组件设置在贯穿上下段膜单元、中间法兰室的膜组件37a中; 在上法兰室5和下法兰室14之间设置一个中间法兰室52;中间法兰室52用 板52a、52b、52c等围护的中空的密闭的接近矩形腔室,该腔室中52a、52b 和52c是相互平行的板,在上法兰室和中间法兰室之间设置上段膜单元,在中 间法兰室52和下法兰室14之间设置下段膜单元,管状滤膜12从中间法兰室 52封闭结构的中心套管52d孔穿过;中间法兰室设置水平滤清液汇集室52e 及其出口G4,水平滤清液汇集室52e将膜组件的每个上段膜单元的管状格架 下部相互连通;中间法兰室还设置流体并用通道52f及其出口G5,流体并用 通道52f将膜组件的每个下段膜单元的管状格架上部相互连通;每个中间法兰 室52的水平滤清液汇集室52e和流体并用通道52f之间设置一个隔板52b;过 滤元件的四个膜组件37a的所有膜单元圆中心线都在一个中心平面内,该平面 分别与上法兰室5、中间法兰室19和下法兰室14的外形对称中心的长轴线重 合。
上段膜单元1s的管状封闭膜36的上端连接并密封在上法兰室5的流体并 用通道41的下端面的支管,其下端连接并密封在中间法兰室上端面板连接的支 管;每个上段膜单元1s的管状滤膜12上端与原液通道26连接的支管9连接 并密封,其下端穿过中间法兰室的中心套管52d与下法兰室的上端面连接的支 管17连接并密封;所述的上段膜单元1s的管状格架21的筋骨25内端支撑上 段膜单元的管状滤膜12,管状格架21的水平断面的空隙上下导通,筋骨25 上端与上法兰室下平面板5c连接的支管8连接,筋骨下端与中间法兰室的滤 清液汇集室52e连接的支管52g连接;
下段膜单元1x的管状封闭膜36的上端连接并密封在中间法兰室52的流 体并用通道52f的下端面板52c连接的支管52h,其下端连接并密封在下法兰室 14上端面板14a连接的支管13;所述的下段膜单元的管状格架的筋骨25内端 支撑下段膜单元1x的管状滤膜12,该管状格架的水平断面的空隙上下导通, 筋骨25上端与中间法兰室下平面板52c连接的支管52h连接,筋骨下端与下 法兰室14的滤清液汇集室连接的支管13连接。
可变间隙压力分配架78采用平行双边形连杆机构,可变间隙压力分配架 包括矩形框架88、平行双边形连杆机构和间隙调整机构;平行双边形连杆机 构包括十字交叉的连杆98a、98b、销轴、脚轮99和两个平行连杆100a、100b, 十字交叉连杆是由两个在中心用销轴93铰接一起的连杆组成,该十字交叉连 杆中任何一个连杆左端部分别用销轴92铰接一个平行连杆100,该十字交叉 连杆中任何一个连杆右端部分别用销轴铰接一个脚轮99,该脚轮分别与两个 平行连杆垂直端面啮合,两个平行连杆100a、100b的左右端部均在矩形框架 88的导槽中滑动;每个可变间隙压力分配架的平行连杆100a、100b长轴线相 互平行;间隙调整机构包括曲柄94、摇臂杆95、滚轮96和往复动力机81; 两个曲柄一端利用销轴铰接在矩形框架上,另一端利用销轴铰接在摇臂杆两 端;在十字交叉连杆98a、98b中其中一个连杆的右端突出部分设置一个悬壁 轴,悬壁轴设有一个滚轮96,所有平行双边形连杆机构的滚轮96都与间隙调 整机构的同一个摇臂杆95啮合,摇臂杆95可以在平行连杆100a、100b和悬 臂压板97之间摇摆;往复动力机可以采用液压油缸、气缸或螺杆中任何一种; 往复动力机的动力杆101利用销轴铰接在摇臂杆95上,往复动力机动力杆的 滑动套102利用销轴铰接在矩形框架88上;在矩形框架排列的一系列移动架 中两组可变间隙压力分配架的平行连杆通过两端的缆索悬挂连接在膜组件外 结构上。
本实施例中上段膜单元和下段膜单元压采用分体的左、右和中压力分配架 56a、56b,并分别在高度方向设置上下两套压紧动力发生传动机构57及单独 匹配的压力分配架,压紧动力发生传动机构57是采用电动拉(推)螺杆,两套 电动拉(推)螺杆相互平行,下层压力分配架利用缆索55悬挂在上层压力分配 架底部。
机械排渣总成的缆索牵引机构的传动箱51与流体并用通道41之间形成上 法兰室的原液通道27,导轮轴50的轴承座设置在传动箱51两侧,传动箱51 的下部延伸出的法兰用紧固件安装在流体并用通道41的上端板。为了保证原 液通道27内的原料在高压下不渗入到传动箱51内,可以在密闭的传动箱67 充满保护流体,例如:水或压缩空气。在传动箱51顶部设置管口G21连通原 液通道27作为空气入口。其余与实施例3基本相同。
显而易见,各种实施例中的有关技术特征在权利保护范围内可以合理的互 换和省略。
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