一种高弹性隔膜滤板及其制备方法与流程

本发明涉及一种高弹性隔膜滤板。

本发明还涉及一种高弹性隔膜滤板的制备方法。

背景技术：

压滤机是一种常用的固液分离设备，广泛应用于医药、食品、化工、冶金、环保等领域。压滤机中的过滤机构主要由多块滤板构成，滤板主要包括普通滤板和隔膜滤板，普通滤板和隔膜滤板可以各自单独使用、也可以间隔排布后组合使用。其中，隔膜滤板主要由芯板、固设在芯板前后两侧的隔膜、形成在芯板和隔膜之间的密闭腔室、前后贯通的进料孔和出液孔、形成在隔膜外侧的滤室、以及覆盖滤室的滤布构成。隔膜滤板的工作原理为：含水物料经进料孔进入滤室中，物料中的水和小于滤布孔径的颗粒穿过滤布后经出液孔排除，大于滤布孔径的颗粒被截留在滤室中、并填充满滤室；往密闭腔室中通入压榨介质，鼓张隔膜，进一步压滤滤室中的滤饼，降低滤饼的含水量。

目前，隔膜滤板上的隔膜为一整块由同一材料制成的橡胶膜片，比如：公开号为cn103949096a的中国发明专利申请说明书所公开的一种复合橡胶整体隔膜滤板，其具有覆盖滤框和滤板外表面的隔膜，隔膜与滤框及进料孔处的滤板密封胶合，隔膜为硫化橡胶层；又比如：公开号为cn103285639a的中国发明专利申请说明书所公开的一种整体复合橡胶隔膜滤板，其具有固定于内衬芯板两侧面的橡胶隔膜，橡胶隔膜与内衬芯板为粘合固定；橡胶膜片虽然具有较好的密封性能及高弹性，能获得较大的压榨行程和高压榨率，但是其抗压缩变形差，密封面受压后容易出现膨胀永久变形而失效，故使用寿命短，且橡胶隔膜也无法回收再利用。另外，隔膜滤板上的隔膜也可以为一整块由同一材料制成的聚丙烯膜片，比如：公开号为cn200960441y的中国实用新型专利说明书所公开的一体式聚丙烯隔膜滤板结构，其具有中心衬板和聚丙烯隔膜滤片，其抗压缩变形好，压榨压力高，材料可以回收利用，但是，聚丙烯隔膜滤板在制造时工序较多，制造缺陷多；并且，聚丙烯隔膜滤片弹性差，从而降低其密封性能，压榨行程小，也会导致在空腔过滤条件下易撕裂、损坏。因此，现有技术中隔膜滤板上的隔膜都是由同一材料制成的弹性膜片，但隔膜在选材时需要考虑隔膜上密封面的密封性能，其势必会降低隔膜的耐疲劳强度，从而减小隔膜的压榨行程，无法实现高压榨率。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高弹性隔膜滤板，其在保证隔膜上密封面的密封性时又能增加隔膜的压榨行程。

为实现上述目的，本发明提供一种高弹性隔膜滤板，包括芯板、固设在芯板前后两侧的隔膜、前后贯通芯板和隔膜的进料孔、形成在芯板和隔膜之间且密闭的压榨介质腔、以及开设在芯板上且与压榨介质腔相连通的压榨介质孔，所述隔膜包括设在进料孔外周侧且由硬质塑料制成的硬质环、固设在硬质环外周侧且由高弹性材料制成的隔膜主体部、以及固设在隔膜主体部外周侧且由硬质塑料制成的隔膜边框部，所述压榨介质腔位于隔膜主体部与芯板之间，所述隔膜边框部背向芯板的外表面为隔膜密封面，所述隔膜主体部背向芯板的外表面位于隔膜密封面的内端侧、使隔膜主体部的外表面侧形成有滤室。

进一步地，所述芯板的前表面和后表面上都具有与硬质环密封配合的第一密封面、以及与隔膜边框部密封配合的第二密封面；所述隔膜主体部在压榨介质腔的内周侧和外周侧与芯板焊接固定，使得隔膜主体部和芯板之间形成有位于压榨介质腔的内周侧和外周侧的焊缝。

进一步地，所述芯板的第二密封面上开设有多个沿隔膜边框部的周向分布、且朝向隔膜边框部的溢料槽，所述溢料槽用于熔焊芯板和隔膜时存留过多的熔融溢浆，使芯板与隔膜边框部之间形成有位于溢料槽中的焊缝。

优选地，所述硬质环、隔膜主体部和隔膜边框部三者注塑为一体结构、或熔融为一体结构。

进一步地，所述隔膜主体部具有近邻于隔膜边框部的边缘部、以及近邻于硬质环的过度部，所述边缘部的外端面与隔膜密封面齐平设置，所述过度部的外端面位于边缘部外端面的内端侧；所述边缘部上设有位于压榨介质腔外周侧的第一倾斜部，所述第一倾斜部靠近滤室的外端向远离隔膜边框部的方向倾斜设置；所述过度部上设有位于压榨介质腔内周侧的第二倾斜部，所述第二倾斜部靠近滤室的外端向远离硬质环的方向倾斜设置。

优选地，所述隔膜边框部面向芯板的内表面上、以及硬质环面向芯板的内表面上都设有凹槽，所述边缘部上设有嵌入隔膜边框部的凹槽中的接合部，所述过度部上设有嵌入硬质环的凹槽中的接合部。

进一步地，还包括覆盖滤室的滤布、以及多个前后贯通芯板和隔膜边框部的出液孔，所述隔膜主体部在滤室的底面上设有数个密布且用于支撑滤布的支撑凸台，数个支撑凸台之间形成有与滤室相通的滤液通道，所述滤液通道与出液孔相连通；数个支撑凸台远离隔膜主体部的外端面齐平设置。

进一步地，每个出液孔处都设有至少一组出液单元，每组出液单元包括数个开设在隔膜主体部上的隔膜出液引槽口、开设在隔膜边框部上的第一出液斜孔、开设在芯板外表面的出液凹槽、以及开设在芯板内的第二出液斜孔，所述第一出液斜孔以越接近隔膜出液引槽口越向隔膜边框部外表面靠拢的方式倾斜设置，所述第二出液斜孔以越接近出液孔越向芯板中间靠拢的方式倾斜设置，所述滤液通道、隔膜出液引槽口、第一出液斜孔、出液凹槽、第二出液斜孔、以及出液孔依次连通。

优选地，所述芯板的外表面在硬质环的外周侧和隔膜边框部的内周侧都设有多道向外突出的膜片支撑条，多道膜片支撑条都位于压榨介质腔中；设在硬质环外周侧处的多道膜片支撑条突出于芯板的长度沿远离硬质环的方向逐渐减小，设在隔膜边框部内周侧处的多道膜片支撑条突出于芯板的长度沿远离隔膜边框部的方向逐渐减小。

优选地，所述芯板为实心塑料板。

本发明还提供一种如上所述的高弹性隔膜滤板的制备方法，包括以下步骤：

a、通过注塑工艺或压制工艺加工出芯板毛坯，并将芯板毛坯经机械加工后得到芯板，芯板上具有进料孔和压榨介质孔；

b、通过注塑工艺或由板材机加工出硬质环毛坯，并将硬质环毛坯经机械加工后得到硬质环，硬质环由硬质塑料制成；

c、通过注塑工艺或板材焊接工艺加工出隔膜边框部毛坯，并将隔膜边框部毛坯经机械加工后得到隔膜边框部，隔膜边框部上具有隔膜密封面，隔膜边框部由硬质塑料制成；

d、将硬质环和隔膜边框部一起放入模具中，通过注塑工艺或熔融工艺在模具中注入高弹性材料，脱模后得到隔膜，则隔膜具有位于硬质环和隔膜边框部之间的隔膜主体部、以及位于硬质环内周的进料孔；

e、将两片隔膜分别固定在芯板的前后两侧外端面上，则芯板上的进料孔与隔膜上的进料孔连通并形成高弹性隔膜滤板的进料孔，芯板和隔膜主体部之间形成密闭的、且与压榨介质孔连通的压榨介质腔，隔膜密封面背向芯板的外表面，隔膜主体部背向芯板的外表面位于隔膜密封面的内端侧、使隔膜主体部的外表面侧形成有滤室。

如上所述，本发明涉及的高弹性隔膜滤板及其制备方法，具有以下有益效果：

本申请中，将隔膜中用于密封的隔膜边框部采用硬质塑料制成，而将隔膜中用于压滤滤室中物料的隔膜主体部采用高弹性材料制成，而硬质塑料的抗压缩变形能力强，故能够保证隔膜密封面的密封性能，极大延长隔膜滤板的使用寿命；而高弹性材料的变形能力强，使得隔膜主体部具有较大的压榨行程，从而保证隔膜滤板的高压榨率，能够得到低含水率的滤饼，最终大幅度节约脱水能耗。

附图说明

图1为本申请中高弹性隔膜滤板的结构示意图。

图2为图1的a-a向剖视图。

图3为图2的b圈放大图。

图4为图2的c圈放大图。

元件标号说明

1芯板

11压榨介质孔

12第一密封面

13第二密封面

14溢料槽

15出液凹槽

16第二出液斜孔

17膜片支撑条

2隔膜

21硬质环

22隔膜主体部

221边缘部

222过度部

223第一倾斜部

224第二倾斜部

225支撑凸台

226滤液通道

227隔膜出液引槽口

23隔膜边框部

231隔膜密封面

232第一出液斜孔

24凹槽

25接合部

3进料孔

4压榨介质腔

5滤室

6焊缝

7出液孔

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下实施例中，将高弹性隔膜滤板的厚度方向定义为前后方向。

如图1至图4所示，本申请提供一种高弹性隔膜滤板，包括芯板1、固设在芯板1前后两侧外表面上的隔膜2、前后贯通芯板1和隔膜2的进料孔3、形成在芯板1和隔膜2之间且密闭的压榨介质腔4、以及开设在芯板1上且与压榨介质腔4相连通的压榨介质孔11，所述进料孔3位于高弹性隔膜滤板的中间位置处；所述压榨介质孔11可以为一个，也可以为两个，当压榨介质孔11为两个时，位于下方侧的压榨介质孔11用于使压榨介质流入压榨介质腔4中，位于上方侧的压榨介质孔11用于使压榨介质从压榨介质腔4中排出；压榨介质孔11沿左右方向延伸，压榨介质孔11远离压榨介质腔4的外端设在芯板1的外周面上。

进一步地，为了使得隔膜2兼具有较好的密封性能和较大的压榨行程，本申请中的隔膜2为复合材料隔膜2；具体说，如图2所示，隔膜2包括设在进料孔3外周侧且由硬质塑料制成的硬质环21、固设在硬质环21外周侧且由高弹性材料制成的隔膜主体部22、以及固设在隔膜主体部22外周侧且由硬质塑料制成的隔膜边框部23，所述压榨介质腔4位于隔膜主体部22与芯板1之间；所述隔膜边框部23背向芯板1的外表面为隔膜密封面231，所述隔膜主体部22背向芯板1的外表面位于隔膜密封面231的内端侧，或者说，隔膜主体部22背向芯板1的外表面相对于隔膜密封面231而言更加接近于芯板1，从而使隔膜主体部22的外表面侧形成有滤室5，即：固设在芯板1前表面上的隔膜2中，其隔膜边框部23的前表面为隔膜密封面231，在前后方向上、其隔膜主体部22的前端面位于隔膜边框部23前端面的后侧，使其隔膜主体部22的前侧形成有滤室5；同理，固设在芯板1后表面上的隔膜2中，其隔膜边框部23的后表面为隔膜密封面231，在前后方向上、其隔膜主体部22的后端面位于隔膜边框部23后端面的前侧，使其隔膜主体部22的后侧形成有滤室5。当高弹性隔膜滤板单独使用时，则相邻的两个高弹性隔膜滤板压紧后，各自的隔膜密封面231密封配合，起到较好的密封作用，防止滤室5中的物料或滤液从相邻的两个高弹性隔膜滤板之间流出；当高弹性隔膜滤板与普通滤板间隔设置、配套使用时，则高弹性隔膜滤板和普通滤板压紧后，高弹性隔膜滤板上的隔膜密封面231与普通滤板上的密封面密封配合，起到较好的密封作用，防止滤室5中的物料或滤液从相邻的高弹性隔膜滤板和普通滤板之间流出。本实施例中，芯板1为实心塑料板，用于制成硬质环21的硬质塑料可以为：pp、pvdf、pe、pa等；用于制成隔膜主体部22的高弹性材料为热塑性弹性体，优选采用tpe、poe等；用于制成隔膜边框部23的硬质塑料可以为：pp、pvdf、pe、pa等。

本申请还提供一种高弹性隔膜滤板的制备方法，包括以下步骤：

步骤a、通过注塑工艺或压制工艺加工出芯板毛坯，并将芯板毛坯经机械加工后得到芯板1，芯板1上具有进料孔3和压榨介质孔11。

步骤b、通过注塑工艺或由板材机加工出硬质环毛坯，并将硬质环毛坯经机械加工后得到硬质环21，硬质环21由硬质塑料制成。

步骤c、通过注塑工艺或板材焊接工艺加工出隔膜边框部毛坯，并将隔膜边框部毛坯经机械加工后得到隔膜边框部23，隔膜边框部23上具有隔膜密封面231，隔膜边框部23由硬质塑料制成。

步骤d、将硬质环21和隔膜边框部23一起放入模具中，通过注塑工艺或熔融工艺在模具中注入高弹性材料，脱模后得到一块复合材料且为一个整体件的隔膜2，则隔膜2具有位于硬质环21和隔膜边框部23之间的隔膜主体部22、以及位于硬质环21内周的进料孔3；或者说，硬质环21、隔膜主体部22和隔膜边框部23三者注塑为一体结构、或熔融为一体结构。

步骤e、将两片隔膜2分别固定在芯板1的前后两侧的外表面上，形成一块复合材料的高弹性隔膜滤板；并且，芯板1上的进料孔3与隔膜2上的进料孔3前后相对且连通、形成高弹性隔膜滤板的进料孔3，芯板1和隔膜主体部22之间形成密闭的、且与压榨介质孔11连通的压榨介质腔4，隔膜2上的隔膜密封面231背向芯板1的外表面，隔膜主体部22背向芯板1的外表面位于隔膜密封面231的内端侧、使隔膜主体部22的外表面侧形成有滤室5。

本申请中涉及的高弹性隔膜滤板中，将隔膜2中用于密封的隔膜边框部23采用硬质塑料制成，将隔膜2中用于压滤滤室5中物料的隔膜主体部22采用高弹性材料制成，而硬质塑料的抗压缩变形能力强，故能够保证隔膜密封面231的密封性能，极大延长高弹性隔膜滤板的使用寿命；而高弹性材料的变形能力强，结合空腔型结构的压榨介质腔4可使得隔膜主体部22具有较大的压榨行程和压榨压力，从而保证高弹性隔膜滤板的高压榨率，能够得到低含水率的滤饼，最终大幅度节约脱水能耗。本申请中，高弹性隔膜滤板的压榨压力可高达5mpa。再者，制成芯板1的塑料、制成硬质环21的硬质塑料、制成隔膜边框部23的硬质塑料、以及制成隔膜主体部22的高弹性材料都采用热塑性材料，从而使得高弹性隔膜滤板整体由热塑性材料制成，可以方便回收利用。且通过步骤a-步骤e加工得到的高弹性隔膜滤板利用现有技术中的加工设备即可实现生产，从而可减少高弹性隔膜滤板生产的投入成本。

进一步地，如图3和图4所示，所述芯板1的前表面和后表面上都具有与硬质环21密封配合的第一密封面12、以及与隔膜边框部23密封配合的第二密封面13，保证芯板1与硬质环21密封连接处、芯板1与隔膜边框部23连接处的密封性。另外，所述隔膜主体部22在压榨介质腔4的内周侧和外周侧处、硬质环21、隔膜边框部23都通过热熔工艺与芯板1焊接固定，熔焊成一块复合材料高弹性隔膜滤板，故隔膜主体部22和芯板1之间形成有位于压榨介质腔4的内周侧和外周侧的焊缝6，芯板1与硬质环21之间、以及芯板1与隔膜边框部23之间也形成有焊缝6。另外，如图1和图2所示，所述芯板1的第二密封面13上开设有多个沿隔膜边框部23的周向分布、且朝向隔膜边框部23的溢料槽14，所述溢料槽14用于熔焊芯板1和隔膜2时存留过多的熔融溢浆，使芯板1与隔膜边框部23之间形成有位于溢料槽14中的焊缝6。

进一步地，如图2至图4所示，所述隔膜主体部22的外周侧具有近邻于隔膜边框部23的边缘部221、内周侧具有近邻于硬质环21的过度部222，所述边缘部221背向芯板1的外端面与隔膜密封面231齐平设置，所述过度部222的外端面位于边缘部221外端面的内端侧，故滤室5由隔膜主体部22和边缘部221围成。特别地，所述边缘部221上设有位于压榨介质腔4外周侧的第一倾斜部223，第一倾斜部223靠近滤室5的外端向远离隔膜边框部23的方向倾斜设置，第一倾斜部223靠近芯板1的内端向靠近隔膜边框部23的方向倾斜设置；所述过度部222上设有位于压榨介质腔4内周侧的第二倾斜部224，第二倾斜部224靠近滤室5的外端向远离硬质环21的方向倾斜设置，第二倾斜部224靠近芯板1的内端向靠近硬质环21的方向倾斜设置，第一倾斜部223和第二倾斜部224除了保证隔膜2中不同材料间的融合形成一个可靠的压榨介质腔4的作用外，还有利于隔膜主体部22适应在与隔膜边框部23和硬质环21的接合处长时间的重复拉伸、弯折，使得隔膜2具有较高的抗疲劳强度，提高隔膜2和高弹性隔膜滤板的使用寿命。

优选地，如图3和图4所示，所述隔膜边框部23面向芯板1的内表面上、以及硬质环21面向芯板1的内表面上都设有凹槽24，在制造隔膜2的过程中，注入模具中的高弹性材料流入隔膜边框部23和硬质环21上的凹槽24中，使脱模后边缘部221上具有嵌入隔膜边框部23的凹槽24中的接合部25、过度部222上具有嵌入硬质环21的凹槽24中的接合部25，以此提高隔膜2自身的结构强度。

进一步地，还包括覆盖滤室5的滤布、以及四个前后贯通芯板1和隔膜边框部23的出液孔7，高弹性隔膜滤板为方形结构，其四个边角处都设有一个出液孔7。如图1和图2所示，所述隔膜主体部22在滤室5的底面上设有数个密布且用于支撑滤布的支撑凸台225，支撑凸台225为小的圆柱体，并且隔膜主体部22在滤室5的底面上有且仅有支撑凸台225、没有其他凸出结构，位于芯板1前侧的滤室5的底面即为滤室5的后端面、隔膜主体部22的前表面，位于芯板1后侧的滤室5的底面即为滤室5的前端面、隔膜主体部22的后表面；数个支撑凸台225之间形成有与滤室5相通的滤液通道226，所述滤液通道226与出液孔7相连通。数个支撑凸台225远离隔膜主体部22的外端面齐平设置，使得隔膜主体部22在滤室5的底部为接近平板结构，进而使得用于加工隔膜主体部22的模具结构极为简单，大大降低用于加工隔膜主体部22的模具的费用，隔膜主体部22成型时更容易达到密实无气孔的要求；并且，当覆上滤布后，滤布在滤室5的底面中为平的，没有死角，从而可实现滤饼高效洗涤、无死角的过滤特性，提高洗涤效果。

进一步地，如图1和图3所示，每个出液孔7处都设有两组出液单元，两组出液单元沿出液孔7的周向呈90°间隔分布，每组出液单元都包括数个开设在隔膜主体部22上的隔膜出液引槽口227、开设在隔膜边框部23上的第一出液斜孔232、开设在芯板1外表面的出液凹槽15、以及开设在芯板1内的第二出液斜孔16。其中，第一出液斜孔232以越接近隔膜出液引槽口227越向隔膜边框部23外表面靠拢的方式倾斜设置；出液凹槽15横跨多个第一出液斜孔232、并为部分溢料槽14，或者说，将靠近于出液孔7的溢料槽14兼用于出液凹槽15；第二出液斜孔16以越接近出液孔7越向芯板1中间靠拢的方式倾斜设置，所述滤液通道226、隔膜出液引槽口227、第一出液斜孔232、出液凹槽15、第二出液斜孔16、以及出液孔7依次连通。所述第一出液斜孔232在用于加工隔膜边框部23的模具上直接作出，使得隔膜边框部23一次成型；第二出液斜孔16在用于加工芯板1的模具上直接作出，使得芯板1一次成型，此种加工方式可以提高隔膜边框部23和芯板1的结构强度及使用寿命，并且加工方便；当然，第一出液斜孔232可以在隔膜边框部23脱模后再加工形成，第二出液斜孔16可以在芯板1脱模后再加工形成。第一出液斜孔232和第二出液斜孔16的大小根据过滤物料及过滤工艺所确定的高弹性隔膜滤板的型号来加工。

优选地，如图2所示，所述芯板1的外表面在硬质环21的外周侧和隔膜边框部23的内周侧都设有多道向外突出的膜片支撑条17，多道膜片支撑条17都位于压榨介质腔4中；设在硬质环21外周侧处的多道膜片支撑条17突出于芯板1的长度沿远离硬质环21的方向逐渐减小，设在隔膜边框部23内周侧处的多道膜片支撑条17突出于芯板1的长度沿远离隔膜边框部23的方向逐渐减小；通过多道膜片支撑条17可有效在隔膜2不同材料的交界处支撑隔膜主体部22，避免隔膜2在此处出现过度拉伸现象，使隔膜2具有较长的使用寿命。

具有上述结构的高弹性隔膜滤板用于压滤时，四个出液孔7都用于排液：含水物料经进料孔3进入滤室5中，滤液透过滤布后，依次经滤液通道226、隔膜出液引槽口227、第一出液斜孔232、出液凹槽15、第二出液斜孔16后流入出液孔7中，自压滤机的管道中流出；待滤室5中填充满物料后，经压榨介质孔11向压榨介质腔4中的通入压榨介质，鼓张隔膜2，从而挤压滤室5中的滤饼，被挤压出的水分再依次经滤液通道226、隔膜出液引槽口227、第一出液斜孔232、出液凹槽15、第二出液斜孔16后流入出液孔7中，自压滤机的管道中流出。具有上述结构的高弹性隔膜滤板用于洗涤时，四个出液孔7中两个出液孔7用于排液、另外两个出液孔7用于通入洗涤介质：含水物料经进料孔3进入滤室5中，滤液透过滤布后，依次经滤液通道226、隔膜出液引槽口227、第一出液斜孔232、出液凹槽15、第二出液斜孔16后流入出液孔7中，自压滤机的管道中流出；待滤室5中填充满物料后，往两个出液孔7中通入洗涤介质，则洗涤介质经出液孔7、第二出液斜孔16、出液凹槽15、第一出液斜孔232、隔膜出液引槽口227和滤液通道226后与滤室5中的滤饼充分混合，洗涤滤饼，洗涤后的滤液透过滤布后经其余两个出液孔7排出。

综上所述，本申请涉及的高弹性隔膜滤板结合了现有技术中聚丙烯隔膜滤板和橡胶隔膜滤板各自的优点，具有出液快、滤饼高效洗涤、无死角的过滤特性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。