专利名称：固液压滤分离机的制作方法
技术领域：
本发明涉及压滤固液分离技术，更具体地说，本发明涉及固液压滤分离设备和方法。
在采矿和环境治理中，常常需要对固液物质混合而成的浆液进行固液分离，而压滤分离是其常用的一种固液分离技术。在传统的压滤机中，把多个滤板以可移动的方式并置在压滤机的固定端与活动端之间，借助压缸移动活动端，从而把所有的滤板压紧在一起，从而在滤板之间形成封闭滤室。然后用供料泵把浆料打入滤室，以进行固液分离。
固液分离通常分为压滤、空气脱水、出料步骤。以下简要地说明这些步骤的进行情况。
在压滤步骤，在形成了封闭滤室之后，把浆料从入料口加压灌注到滤室中，借助设置在滤室中的滤布的作用，浆料中的固体成份被留在滤室中，而液体成份则透过滤布而从各个滤室的出口流出。浆料灌注通常是高压灌注。随着灌注的进行，滤室中的固体成份的比例越来越大，并最终塞满了整个滤室而形成了滤饼。在固体成份充满滤室而形成滤饼之后，入料口关闭。随后进行空气脱水。
在空气脱水步骤，把压缩空气注入滤饼，从而把滤饼中的滤液挤出，并通过滤板表面上的滤液排放槽，再把这些滤液排出。
在出料步骤，借助压滤机的压缸沿着使使滤室打开的方向移动，从而使所有滤室全部同时打开，滤饼借助重力落下，从而完成出料。
可见，现有技术的压滤设备有如下问题1)压缸的行程长。每个压滤-出料循环的产量和滤室的数目成正比。而封闭滤室所要求的压缸作用力，与滤室数目即产量成正比。滤室越多，则封闭滤室所要求的压缸作用力就越大，压缸的直径也就必须相应地增大，压缸和整个设备的成本就越高。所以提高单循环的产量即增加滤室数目与控制设备成本形成了尖锐的矛盾。
2)在传统的压滤设备中，在压滤步骤之后的空气脱水步骤中，在注入的空气把滤饼中的一部分滤液排挤出之后，滤饼相应地变得疏松，即滤饼中出现了空隙，而注入的空气就可以从空隙中通过，因而不能有效地排挤滤液，使空气脱水的效果变差。
3)传统压滤设备采用的是各滤室依次入料，其中入料是从位于一侧的滤室向另一侧的滤室依次进行的，所以其各个滤室的入料是不均匀的。当处于沿着浆料流动方向的上游的滤室已经充满了固体成份时，处于下游的滤室还未充满，这就延长了运行周期。
本发明的设备解决了现有技术中的上述问题。
本发明的第一个目的，是提出一种独特的主压缸-连杆设计方案，使得主压缸所产生的封闭压力能够借助杠杆原理，而更为有效地作用在滤板上，并使得主压缸的设置具有很大的灵活性。
本发明的第二个目的，是提供独特的固液压滤分离机分批卸料方案，即通过采用辅助压缸，把滤室分为若干组(N组，N大于等于2)，在其中的一组滤室打开卸料时，借助辅助压缸使其他组的滤室保持关闭；这样，在滤室数相同的情况下，本发明的设备所需的主压缸行程仅为不分组情况下所需压缸行程的大约1/N，从根本上解决了压缸行程(即设备成本)与产量之间的矛盾。
本发明的第三个目的，是提供独特的固液压滤分离机可压缩滤室，即通过采用周边弹性密封件，使得在滤室封闭的状态下，滤室的宽度可以调节，所以能够在空气脱水步骤中对滤饼进行挤压，以消除已经挤出的滤液所留下的空隙，从而保持空气脱水的效果。
本发明的第四个目的，是提供一种独特的滤板，它具有复合结构，即采用诸如钢材的坚硬材料作内芯，表面覆以诸如聚氨酯的聚合材料板，这样既利用了聚氨酯的疏水特性，又克服了传统滤板易变形和易破损的缺点。另外，本发明的滤板带有入料通道和出口，从而实现了各滤室多路同时入料，克服了传统技术中入料不均的缺陷。
本发明的第五个目的，是提供其中采用隔膜泵作为固液压滤分离机的入料浆料驱动源的解决方案。为了提高处理效果，注入滤室的浆料中通常添加有絮凝剂，使浆料处于絮凝状态。传统技术采用离心泵入料，破坏了浆料的絮凝。本发明采用隔膜泵入料，避免了现有机术的这种缺陷。此外，由于隔膜可以和压缸采用同一个驱动源，使设备得到了简化。
概括地说，本发明以如下方式实现了上述目的。
首先，本发明提供了一种固液压滤分离机，包括机架；固定端架，它相对于所述机架是固定的；移动端架，它可相对于所述固定端架移动；主压缸；以可移动的方式并置在所述固定端架和所述移动端架之间的多个滤板；其特征在于所述压滤分离机进一步包括连接件，该连接件可绕相对于所述机架固定的固定点转动，所述主压缸的活动端与所述连接件在一个第一活动点相连，且所述第一活动点可绕所述固定点转动；连杆，其一端与所述连接件在一个第二活动点相连，其另一端于所述移动端架相连，所述第二活动点可绕所述固定点转动，其中通过所述连接件和所述连杆的传动作用，能够借住所述主压缸沿着一个方向的驱动而使所述多个滤板被压挤在一起，从而在所述多个滤板之间形成封闭滤室，并能够借住所述主压缸沿着与所述一个方向相反的方向的运动使所述多个滤板彼此分开，从而打开所述滤室。
作为一个具体的例子，在上述固液压滤分离机中所述连接件包括被成对设置的两个连接件，且主压缸的两端分别与两个连接件在所述第一活动点相连；所述连杆包括成对设置的两个连杆(12,12’)，两个连杆(12,12’)的一端分别与所述连接件(11,11’)在所述第二活动点(F3,F3’)相连，且两个连杆(12,12’)的另一端均与移动端架(2)相连。
作为一个进一步的例子，上述的固液压滤分离机进一步包括辅助压缸，所述辅助压缸用于在主压缸处于使所述多个滤板处于彼此分开的状态的情况下，使得在一部分滤板被彼此分开时其余的滤板则被保持在彼此挤靠的状态。
作为另一个例子，上述的固液压滤分离机的至少一部分所述滤板带有浆料入料通道。
作为另一个例子，上述的固液压滤分离机的每一个所述滤板上都设置有弹性材料制成的密封件，当所述多个滤板被压挤在一起时，所述密封件与其所属的滤板一起限定了所述滤室。
作为另一个例子，上述的固液压滤分离机进一步包括用于把浆料注入所述滤室的隔膜泵。
其次，本发明提供了一种用于固液分离机的滤板，其特征在于该滤板包括用坚固材料制成的芯层；以及，用疏水材料制成的覆层，所述覆层包覆在所述芯层上。
作为一个具体的例子，上述覆层是用聚氨酯制成的。
作为进一步具体的例子，上述滤板带有浆料入料通道。
作为另一个进一步具体的例子，上述滤板上设置有用弹性材料制成的密封件，当相对设置的两块所述滤板被压靠在一起是，所述密封件和所述相对的滤板限定了封闭滤室。
第三，本发明提供了一种固液压滤分离机，包括机架；固定端架，它相对于所述机架是固定的；移动端架，它可相对于所述固定端架移动；主压缸；以可移动的方式并置在所述固定端架和所述移动端架之间的多个滤板；其特征在于至少一部分所述滤板带有浆料入料通道。
作为一个具体的例子，在上述固液压滤分离机中，带有浆料入料通道的滤板和没有浆料入料通道的滤板被交替地设置在所述固定端架和所述移动端架之间，从而使这些滤板所限定的每一个滤室都与至少一个所述入料通道相连通。
第四，本发明提供了一种固液压滤分离机，包括机架；固定端架，它相对于所述机架是固定的；移动端架，它可相对于所述固定端架移动；主压缸；以可移动的方式并置在所述固定端架和所述移动端架之间的多个滤板；其特征在于所述固液压滤分离机进一步包括辅助压缸，所述辅助压缸用于在所述主压缸使所述滤板分开的状态下控制一部分所述滤板的打开和关闭。
从以下结合附图对本发明的实施例所作的详细描述，本发明的上述和其他特征和优点将变得显而易见。在附图中
图1是本发明的固液压滤分离机的一个实施例的正视图；图2是图1所示实施例的俯视图；图3是本发明的复合式滤板的侧视剖视图；图4是本发明的滤板的正视图；图5视图1的部分放大图，用于说明作用在本发明的连接件上的各个作用力的力臂关系。
参见图1，其中所示的本发明的固液分离压滤机实施例包括机架100。机架100上安装有固定端架1。固定端架1相对于机架100是固定的。连接件11、11′分别在点F1、F1′被固定在固定端架1上，并分别可绕点F1、F1′转动。压缸6的两端分别在点F2、F2′以可转动的方式同连接件11、11′相连。连杆12的一端在点F3和连接件11相连，其另一端与可移动端架2相连。连杆12′的一端在点F3′和连接件11′相连，其另一端与可移动端架2相连。多个滤板3、4被并置在端架1和端架13之间。其中滤板3是带有入料通道和入料口的带孔板，而滤板4则是不带入料通道和入料口的盲板。在图1的实施例中，带孔板3和盲板4被交替地设置。滤板3、4上带有沿着其周边设置的橡胶密封件5。滤板3、4和橡胶密封件5的细节将在后面描述。
在设备开始工作时，压缸的活塞在液压源(未显示)的驱动下被顶出，使连接件11、11′分别沿着箭头a、a′所示方向转动，并通过连杆12、12′的传动，使移动端架13向着固定端架1移动，从而使相邻的滤板3、4上的相对的橡胶密封件5彼此压紧，而在滤板3、4之间形成封闭滤室。
图5是连接件11及其附近部分的放大图，用于显示这个过程中连接件11、11′的运动各个作用力的力臂关系。参见图5，压缸6的驱动力作用在点F2、F2′上，所以点F2、F2′是驱动点。点F2和F1之间的连线在与压缸活塞运动方向相垂直的方向上的分量，构成了驱动力臂L1。点F3、F3′为从动点。点F3和F1之间的连线在与连杆12的运动方向相垂直的方向上的分量，构成了从动力臂L2。对于连接件11′，驱动力臂和从动力臂的情况与连接件11的情况是相似的，为简明起见在图5中省略了对其的标注。
在图1所示的实施例中，当连线F1F2和连线F1′F2′处于水平方向时驱动力臂接近最大。而当连线F1F3和连线F1′F3′处于竖直方向时，从动力臂最大。
可见，在图1所示的实施例中，借助本发明的压缸-连接件-连杆机构，可以采取这样的有利设置当滤板被彼此压紧或接近压紧时，连线F1F2和连线F1′F2′均基本处于或接近处于水平方向，同时连线F1F3和连线F1′F3′远离竖直方向，即使得驱动力臂接近最大，而同时从动力臂远离最大。这样，可以使作用在滤板上的压力，数倍于压缸的驱动力。换言之，可以采用小得多的压缸，达到同样的滤板压紧效果。
在本实施例中，由于带孔板3和盲板4是交替设置的，所以每个滤室都有入料口。
在图1所示的设备中，还设置了辅助压缸7、7′。在图1所示的实施例中，辅助压缸7的一端固定在端架1上，其另一端固定在从左数第N1个滤板上；辅助压缸7′的一端固定在移动端架13上，其另一端固定在从左数第N2个滤板上。作为一种较好的方案，N1可大致为滤板总数N的1/3，N2则可大致为滤板总数的2/3。
在卸料时，压缸6的活塞在驱动源10的作用下缩进，使连接件11沿着与箭头a所示方向相反的方向绕F3点转动，并使连接件11′沿着与箭头a′所示方向相反的方向绕F3′点转动。直到使移动端架13向图中的右侧移动到最大行程。作为一种示例性的方案，辅助压缸7和7′在此过程中被保持在缩紧状态，因而端架13的向右移动使中部的约N/3个滤板打开，从而卸掉其间的滤饼。随后，辅助压缸7、7′之一-比如压缸7-的活塞在驱动源10的作用下被顶出，同时另一辅助压缸7′保持在缩紧状态，结果使中间的N/3个滤板闭合而使压缸7范围内的约N/3个滤板打开，并卸掉其间的滤饼。然后，在液压驱动源10的作用下，辅助压缸7的活塞缩进，并使辅助压缸7′的活塞被顶出，让辅助压缸7′范围内的N/3个滤板打开，从而卸掉其间的滤饼。当然个组滤板的打开顺序可以零活地安排。
这种分3批卸料的好处是，在滤室(滤板)总数相同的情况下，移动端架13的最大行程缩短了约2/3。值得指出的是，辅助压缸的作用，实际上只是调节滤板间距，而不是使滤板保持封闭压紧以形成或维持封闭滤室。所以这种辅助压缸的机械要求是很低的，而且就图1的实施例来说，辅助压缸7和7′分别只有一个压缸，而不是象主压缸6那样实际上包括分设在设备两边的两个压缸。此外，虽然卸料分3批进行，但卸料的过程时间极短而且操作简单，所以分批卸料所引起的操作时间和工作量增加是微不足道的。
此外，辅助压缸的设置方式可以是零活的。例如，上述辅助压缸7的一端可以不是固定在固定端架1上，而是固定在图1中最左侧的滤板上。或者，上述辅助压缸7的一端可以固定在左数第N1个滤板上，而其另一端则固定在第左数第N2个滤板上。
图3显示了本发明的滤板的剖视图。图4显示了本发明的滤板的正视图。
参见图3，本发明的滤板3、4均具有复合结构，包括由诸如钢的坚固材料制成的芯层31和用疏水材料制成的覆层32。可用来制作覆层32的一种材料是聚氨酯。本发明的复合滤板，既克服了传统的聚氨酯等聚合材料板易变形和易破损的缺陷，又避免了单纯用钢等金属材料制成的滤板亲水的缺陷。
从图3和图4可见，本发明的滤板上设置有用诸如橡胶的弹性材料制做的密封件19、97。如图3所示，在本发明的一个实施例中，使用了两种密封件，一种密封件19具有凸形的横断面形状，而另一种密封件97的横断面形状的顶部则是平坦的。两种密封件19、97被相对地设置在相邻的两块滤板上，在滤板被彼此压紧时，这两种密封件的顶部，连同设置在其间的滤布(未显示)，被紧密压紧在一起，从而能够达到非常好的密闭效果。当然，密封件的横断面也可以以其他方式设置，例如一种密封件的横断面是凸形的，而与之相对地设置的另一种密封件的横断面形状则是凹形的。
参见图4，在滤板3、4的表面上设置了供滤液流动的网状滤液排放槽34。在实际方案中，滤液排放槽通常是以这样的方式实现的，即使滤板3、4的表面上布满小的凸起部，而这些凸起部之间的低凹部分就形成了供滤液流通的滤液排放通路。
本发明在滤板上设置橡胶密封件，除了改善了滤室的密封之外，还产生了另一个突出的效果，就是能够在滤室处于封闭状态的前提下，在一定的范围内调节滤室的厚度。具体地讲，在把彼此相对地设置的滤板压挤在一起并使它们的相对的橡胶密封件19、97之间的压力达到一定的值时，就使得由橡胶密封件19、97和它们所附的滤板所限定的滤室就实现了封闭；此时如果进一步增大施加在滤板即橡胶密封件19、97上的压力，在滤室的封闭状态得到保持的情况下，滤室的厚度减小了，因此，本发明的技术发案实现了厚度可压缩的封闭滤室。
在固液分离的空气脱水阶段，在滤饼中的一部分滤液被注入的空气所排挤出之后，会在滤饼中留下空隙；由于空气会从这些空隙通过，因而其排挤滤液的作用会相应地降低，所以需要在空气脱水阶段对滤饼进行压缩，以消除滤液被挤出之后所留下的空隙。采用本发明的厚度可压缩滤室，可以先在压滤步骤，把相对的橡胶密封件19、97之间的压力，设定在使橡胶密封件19、97之间保持封闭的一个较低值；随后，在压滤步骤之后空气脱水步骤，在需要对滤饼进行压缩时，通过加大滤板之间即橡胶密封件19、97之间的压力，使滤室的厚度得到减小，从而通过挤压滤饼而消除滤饼中的空隙。这种压缩空气排液-压缩滤室的过程，可以根据需要而重复进行，从达到所要求的固液分离效果。
显然，本发明的可压缩滤室方案兼有设备结构简单和操作简便的优点，因而是一种突出显著的实质性进步。
再参见图3，在其中所示的实施例种，采用了两种滤板；一种是带有浆料入料通道35的滤板3，另一种是不带入料通道的滤板4。两种滤板3和4被交替设置，从而保证每个滤室都有一个入料口38。
参见图1，在本实施例中，入料通道35通过入料支管36和入料主管9相连，从而实现了各滤室并行同时入料的解决方案。
当然，滤板也可以全部是带有浆料入料通道和入料口的。但带入料通道的滤板的制作成本比没有入料通道的滤板高，因而从成本的角度考虑，带入料通道的滤板和不带入料通道的滤板交替设置的方案是更可取的。
本发明采用带入料通道的滤板，使得各个滤室的压滤入料得以同时进行，从而克服了现有技术入料不均匀的缺点。
传统的压滤设备采用离心泵把浆料灌注到滤室中。在压滤之前，经常给浆料中加入絮凝剂，以使浆料絮凝。使用离心泵则破坏了已经絮凝的浆料的絮凝状态。本发明的压滤方案采用了隔膜泵，从而避免了现有技术使浆料的絮凝遭到破坏的缺点。
以上结合具体的实施例对本发明进行了描述，但应当理解的是，本发明不仅限于上述实施例，且在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以对上述实施例进行变形和修正。
例如，主压缸6的一端可相对机架固定，而另一端连接件相连。此外，也不一定要象图2中所示的那样在压滤机的两侧对称地分别设置压缸-连接件-连杆机构。
另外，辅助压缸的数目不限于2个，而是可以根据需要确定。辅助压缸可以按照一端固定在固定端架或移动端架上且另一端连接在一个滤板上的方式设置，也可以按照两端分别连接在两个滤板上从而控制这两个滤板之间的滤板的开合的方式设置。
权利要求
1．一种固液压滤分离机，包括机架；固定端架，它相对于所述机架是固定的；移动端架，它可相对于所述固定端架移动；主压缸；以可移动的方式并置在所述固定端架和所述移动端架之间的多个滤板；其特征在于所述压滤分离机进一步包括连接件，该连接件可绕相对于所述机架固定的固定点转动，所述主压缸的活动端与所述连接件在一个第一活动点相连，且所述第一活动点可绕所述固定点转动；连杆，其一端与所述连接件在一个第二活动点相连，其另一端于所述移动端架相连，所述第二活动点可绕所述固定点转动；通过所述连接件和所述连杆的传动作用，能够借住所述主压缸沿着一个方向的驱动而使所述多个滤板被压挤在一起，从而在所述多个滤板之间形成封闭滤室，并能够借住所述主压缸沿着与所述一个方向相反的方向的运动使所述多个滤板彼此分开，从而打开所述滤室。
2．如权利要求1所述的固液压滤分离机，其进一步的特征在于所述连接件包括被成对设置的两个连接件(11,11’)，且主压缸的两端分别与两个连接件(11,11’)在所述第一活动点(F2,F2’)相连；所述连杆包括成对设置的两个连杆(12,12’)，两个连杆(12,12’)的一端分别与所述连接件(11,11’)在所述第二活动点(F3,F3’)相连，且两个连杆(12,12’)的另一端均与移动端架(2)相连。
3．如权利要求1或2所述的固液压滤分离机，其中所述连接件被固定在所述固定端架上。
4．如权利要求1或2所述的固液压滤分离机，其特征在于所述固液压滤分离机进一步包括辅助压缸，所述辅助压缸用于在主压缸处于使所述多个滤板处于彼此分开的状态的情况下，使得在一部分滤板被彼此分开时其余的滤板则被保持在彼此挤靠的状态。
5．如权利要求4所述的固液压滤分离机，其特征在于所述固液压滤分离机包括一个辅助压缸，该辅助压缸的一端固定在所述固定端架上，其另一端则连接在所述多个滤板中的一个滤板上。
6．如权利要求4所述的固液压滤分离机，其特征在于所述固液压滤分离机包括一个辅助压缸，该辅助压缸的一端固定在所述移动端架上，其另一端则连接在所述多个滤板中的一个滤板上。
7．如权利要求4所述的固液压滤分离机，其特征在于所述固液压滤分离机包括两个辅助压缸(7,7’)，其中一个辅助压缸(7)的一端固定在所述固定端架(1)上，其另一端则连接在所述多个滤板中的一个滤板上；另一个辅助压缸(7’)的一端固定在所述移动端架(2)上，其另一端则连接在所述多个滤板中的另一个滤板上，且所述另一个滤板位于所述一个滤板与所述移动端架之间。
8．如权利要求1所述的固液压滤分离机，其特征在于至少一部分所述滤板(3)带有浆料入料通道。
9．如权利要求8所述的固液压滤分离机，其特征在于带有浆料入料通道的滤板(3)和没有浆料入料通道的滤板(4)被交替地设置在所述固定端架(1)和所述移动端架(2)之间，从而使这些滤板(3,4)所形成的每一个滤室都与至少一个所述入料通道相连通。
10．如权利要求1所述的固液压滤分离机，其特征在于每一个所述滤板上都设置有弹性材料制成的密封件(19,97)，当所述多个滤板被压挤在一起时，所述密封件(19,97)与其所属的滤板一起限定了所述滤室。
11．如权利要求1所述的固液压滤分离机，其特征在于所述固液压滤分离机进一步包括用于把浆料注入所述滤室的隔膜泵。
12．一种用于固液分离机的滤板，其特征在于该滤板包括用坚固材料制成的芯层；以及，用疏水材料制成的覆层，所述覆层包覆在所述芯层上。
13．如权利要求12所述的滤板，其特征在于所述滤板带有浆料入料通酯制成的。
14．如权利要求12所述的滤板，其特征在于所述滤板带有浆料入料通道。
15．如权利要求12所述的滤板，其特征在于所述滤板上设置有用弹性材料制成的密封件，当相对设置的两块所述滤板被压靠在一起是，所述密封件和所述相对的滤板限定了封闭滤室。
16．一种固液压滤分离机，包括机架；固定端架，它相对于所述机架是固定的；移动端架，它可相对于所述固定端架移动；主压缸；以可移动的方式并置在所述固定端架和所述移动端架之间的多个滤板；其特征在于至少一部分所述滤板(3)带有浆料入料通道(35)。
17．如权利要求13所述的固液压滤分离机，其特征在于带有浆料入料通道的滤板(3)和没有浆料入料通道的滤板(4)被交替地设置在所述固定端架和所述移动端架之间，从而使这些滤板(3,4)所限定的每一个滤室都与至少一个所述入料通道相连通。
18．一种固液压滤分离机，包括机架；固定端架，它相对于所述机架是固定的；移动端架，它可相对于所述固定端架移动；主压缸；以可移动的方式并置在所述固定端架和所述移动端架之间的多个滤板；其特征在于所述固液压滤分离机进一步包括辅助压缸，所述辅助压缸用于在所述主压缸使所述滤板分开的状态下控制一部分所述滤板的打开和关闭。
全文摘要
本发明提出了一种独特的主压缸－连杆设计方案。本发明还通过采用辅助压缸,把滤室分为若干组,在其中的一组滤室打开卸料时,借助辅助压缸使其他组的滤室保持关闭;从而解决了压缸行程与产量之间的矛盾。第三,本发明采用了可压缩滤室,滤室的宽度可以调节,所以能够在空气脱水步骤中对滤饼进行挤压,以消除已经挤出的滤液所留下的空隙,从而保持空气脱水的效果。第四,本发明提供了一种具有复合结构的新颖的滤板。
文档编号B01D25/12GK1299695SQ9912592
公开日2001年6月20日 申请日期1999年12月10日 优先权日1999年12月10日
发明者哈维尔·布莱特 申请人:西班牙液压技术设备公司