用于减小压力波动的设备的制作方法

1.本发明涉及一种旋转压滤机，其包括滤壳以及能围绕旋转轴线旋转并被容纳在滤壳内部的滤筒，其中滤筒包括在滤筒的外周方向上连续地设置的多个过滤单元，其中旋转压滤机被分成通过密封元件隔开的多个处理区，其中该多个处理区至少包括适于将待过滤的悬浮液引入到滤壳中和过滤单元上的悬浮液引入区，以及适于除去作为过滤单元对述悬浮液过滤而产生的固体产物的滤饼的排出区，并且其中旋转压滤机被构造为在其工作状态下使得悬浮液引入区中的压力高于排出区中的压力，并且在来自排出区且含有具有排出区的压力的气体的过滤单元每次进入到悬浮液引入区中时都使得悬浮液引入区的压力下降。


背景技术：

2.旋转压滤机在对包含固体颗粒和液体组分的悬浮液进行过滤的领域中是多年已知的。在已知类型的旋转压滤机中，通过过滤单元过滤悬浮液，其中过滤单元包括网眼或织物，其适于让悬浮液的液体组分通过且留住悬浮液的固体颗粒。
3.固体颗粒在过滤单元上形成所谓的“滤饼”，其可以在过滤循环结束时从相应的过滤单元上除去。通常，这是通过旋转压滤机下部中的刮除单元来执行的，例如利用重力将滤饼从系统中移出。
4.即使在旋转压滤机周围的环境与旋转压滤机的内部之间、尤其是在包括刮除单元的处理区(也称为“排出区”)处安装闸门，排出区中的压力也通常接近于环境压力，例如1巴，其中悬浮液被引入到过滤单元上的悬浮液引入区的压力要高得多，例如6至7巴。
5.从相应的过滤单元中排出滤饼之后，至少该过滤单元的紧挨着相应的过滤单元的网眼/织物的空间(例如，滤饼之前所在的空间)被具有排出区的压力的气体填充。在工作状态下，旋转压滤机使滤筒旋转，使得上述过滤单元随后进入到悬浮液引入区中。在通过以气密的方式将排出区与悬浮液引入区隔开的密封元件后，悬浮液引入区中的气体和/或液体迅速扩张到“新的”过滤单元中，从而导致悬浮液引入区内的压力产生压降。
6.由于要花一些时间来建立将悬浮液正确引入到过滤单元上的工作压力，因此这种压降影响旋转压滤机的效率。此外，重复的压降和压力建立会使旋转压滤机的组件承受应力，从而导致系统寿命缩短。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的是提供一种旋转压滤机，其在来自排出区的过滤单元每次进入到悬浮液引入区中时都表现出(在没有消除的情况下)减小的压降。
8.上述目的通过上述类型的旋转压滤机来实现，其还包括被构造为在来自排出区的过滤单元每次进入到悬浮液引入区中时都减小和/或减慢悬浮液引入区中压力的压降的设备。
9.总的来说，由于研究压降的原因并发现这种压降的负面影响的本发明的发明人的努力，发明人创造了提供一种被构造为通过使用附加设备来减小压降的旋转压滤机的概
念。
10.通过减小压降，可以实现更有效的过滤并且将悬浮液更连续地引入到过滤单元上。
11.在本发明的一个实施方式中，设备可以包括液体引入区，其作为通过密封元件与其他处理区隔开的单独的处理区并且相对于滤筒的旋转方向位于悬浮液引入区之前以及排出区之后，其中该液体引入区适于将液体引入到滤壳中和过滤单元上。因此，当进入悬浮液引入区时，过滤单元可以至少部分被液体预填充。过滤单元中的不可压缩的液体可以阻止悬浮液引入区中的气体扩张到过滤单元中。因此，当过滤单元进入悬浮液引入区时，悬浮液引入区中的压力可以至少基本上保持恒定。
12.引入到液体引入区中的液体可以是淡水和/或清洗液和/或作为先前过滤循环的悬浮液的液体过滤产物的滤液和/或母滤液。尤其在使用母滤液作为液体时，可以将过滤产物的液体部分(即，悬浮液的能够穿过过滤单元且进入排放管道的部分)在从旋转压滤机中排出之前送到液体引入区中。
13.在本发明的一个替代实施方式中，设备可包括另外的悬浮液引入区，其作为通过密封元件与其他处理区隔开的单独的处理区并且相对于滤筒的旋转方向位于悬浮液引入区之前以及排出区之后，其中该另外的悬浮液引入区适于将悬浮液引入到滤壳中和过滤单元上。因此，当进入悬浮液引入区时，过滤单元可以至少部分被悬浮液和/或滤饼预填充。即使过滤单元或其排放管道中不存在液体组分，形成在相应的过滤单元上的滤饼也可以在与使用母滤液作为液体类似的效果下对悬浮液引入区的气体向过滤单元中的扩张提供增大的阻力。因此，当过滤单元进入悬浮液引入区时，悬浮液引入区中的压力可以至少基本上保持恒定。
14.为了将悬浮液供应到另外的悬浮液引入区，其可以连接至用于将悬浮液输送到悬浮液引入区的第一悬浮液泵，并且另外的悬浮液引入区可以连接至用于将悬浮液输送到该另外的悬浮液引入区的第二悬浮液泵，其中第一悬浮液泵可以不同于第二悬浮液泵。
15.在本发明的一个替代实施方式中，设备可以包括排放管道，其适于将经由过滤单元过滤的滤液从滤壳中引出并且其与另外的处理区流体连接，该另外的处理区紧接在悬浮液引入区之后，并且悬浮液引入区对于排放管道可以是封闭的，从而使悬浮液引入区中过滤的滤液能够最早在后续的另外的处理区中离开滤筒。也就是说，悬浮液引入区没有通向排放管道的开口，使得悬浮液引入区中的气体不会进一步扩张到过滤单元中，并且在适用的情况下也不会扩张到与滤筒一起旋转的过滤单元下游的空间中。因此，当过滤单元进入悬浮液引入区时，悬浮液引入区中的压力可以至少基本上保持恒定。
16.在本发明的一个替代实施方式中，设备可以包括设置在悬浮液引入区处的气体引入装置，其中该气体引入装置可以适于将除了悬浮液引入区中已经存在的气体之外的诸如空气的气体引入到悬浮液引入区中。当悬浮液引入区中的气体的压力下降时(例如归因于过滤单元进入悬浮液引入区)，气体引入装置适于将气体引入到悬浮液引入区中，以补偿悬浮液引入区内的气体可利用的增加的容积。
17.在此，设备还可以包括止回阀，其相对于被引入到悬浮液引入区中的气体流位于气体引入装置的上游位置并且适于防止悬浮液通过气体引入装置离开悬浮液引入区。众所周知止回阀适于仅允许在一个方向上通过而防止在另一方向上通过。通过使用止回阀，气
体引入装置适于仅将气体供应到悬浮液引入区而不接收来自悬浮液引入区的气体和/或悬浮液。
18.有利地，设备还可以包括：压力检测单元，其适于检测悬浮液引入区内的压力；以及气体泵，其适于在压力检测单元检测到的悬浮液引入区内的压力低于预定值时将气体引入到悬浮液引入区中。因此，确保了仅在气体引入装置内的压力下降到低于预定值(例如，低于6至7巴)时才启动气体引入装置。因此，可以防止可能导致不期望的超压的气体的引入。
19.气体引入装置还可以包括气体贮存部，其适于在旋转压滤机工作之前通过压缩气体进行填充。气体引入装置的气体贮存部可以提供使悬浮液引入区内的压力平衡的一种简单的实施方式。当以流体连通的方式将气体贮存部的内部连接至悬浮液引入区时，可以产生压力平衡，使得悬浮液引入区内的压力和气体贮存部内的压力相同。一旦悬浮液引入区内的压力下降，气体贮存部的超压就会扩张到悬浮液引入区中从而减小悬浮液引入区的压力的压降。
20.在本发明的一个实施方式中，气体贮存部可以包括与滤壳的内部流体连接的开口，并且气体贮存部的开口可以相对于气体贮存部在其安装状态下的竖直取向而定位在气体贮存部的下半部分中、优选位于底部。通过相对于气体贮存部在其安装状态下的竖直取向将开口设置在气体贮存部的下半部分中、优选设置在底部处，可以确保气体贮存部不会被已经进入气体贮存部中并因此减小了气体贮存部的容积的不可压缩的材料永久地阻塞。
21.气体贮存部可以包括由可拉伸材料和/或折叠壁结构形成的可延长的部分。可拉伸材料例如可以由塑料材料制成。折叠壁结构例如可以形成为波纹管状。气体贮存部也可以由刚性材料制成，例如，金属或塑料。
22.此外，气体贮存部可适于容纳来自悬浮液引入区的悬浮液，使得悬浮液引入区内的压力和气体贮存部内的气体压力被平衡。因此，即使在悬浮液引入区内部没有足够的气体来填充气体贮存部以在悬浮液引入区与气体贮存部的内部之间形成压力平衡的情况下，也确保了仍然可以通过允许悬浮液进入到气体贮存部中来实现压力平衡。由于在压力平衡状态下在悬浮液上方可能存在可能在悬浮液引入区中发生压降时扩张的气体，因此进入到气体贮存部中的悬浮液可以由于气体贮存部的气体扩张而从其中被排出。
23.有利地，气体贮存部可以设置在滤壳的外部。气体引入装置还可以包括适于允许例如通过加压气体源提供的气体从外部进入到气体贮存部中的阀。通过将气体贮存部设置在滤壳的外部，确保了方便地进出气体贮存部和/或阀，以重新填充悬浮液引入区与气体贮存部的内部的组合空间内的总气体容积。由于泄漏和/或气体通过排放管道离开系统，气体容积可能会逐渐减小。
24.在本发明的一个替代实施方式中，设备可包括至少一个密封元件，其在面对滤筒且面对悬浮液引入区的边缘上进行倒角从而使得进入到悬浮液引入区中的过滤单元在单一位置处向悬浮液引入区打开，其中在滤筒使相应的过滤单元进一步旋转到悬浮液引入区中时过滤单元向悬浮液引入区打开的区域增大。通过从单一位置处(即，最靠近排出区的倒角位置)开始建立过滤单元与悬浮液引入区之间的流体连接，认为划分过滤单元的边缘垂直于滤筒的旋转方向设置。当然，也可以想到相对于滤筒的旋转方向设置过滤单元的倾斜边缘，其中，只要首先仅在非常有限的区域内(例如，延伸范围小于1cm2的单一的或仅仅非
常少的一些区域)建立过滤单元与悬浮液引入区之间的流体连通，效果就保持不变。通过使滤筒在其旋转方向上进一步旋转，过滤单元与悬浮液引入区之间的流体连通部可以增大。因此确保了压降被减慢。在过滤单元与悬浮液引入区的连接区域增大时，由于悬浮液进入悬浮液引入区，因此也可通过这种方式减小压降。
附图说明
25.在下文中，将针对多个实施方式更详细地描述本发明，其中参照了附图，在附图中：
26.图1示出了现有技术中已知的旋转压滤机的侧视剖视图；
27.图2示出了根据本发明的旋转压滤机的第一实施方式的侧视剖视图；
28.图3示出了根据本发明的旋转压滤机的第二实施方式的侧视剖视图；
29.图4示出了根据本发明的旋转压滤机的第三实施方式的侧视剖视图；
30.图5示出了根据本发明的旋转压滤机的第四实施方式的侧视剖视图。
具体实施方式
31.在图1中，旋转压滤机是现有技术中已知的，总体上用附图标记10表示。
32.旋转压滤机10包括滤壳12，其在图1的侧视剖视图中呈现出基本环形的延伸部。在滤壳12内，滤筒14(未详细示出，但其位置用附图标记14表示)在旋转方向u上围绕旋转轴线a旋转。
33.滤筒14包括多个过滤单元，它们适于接收待过滤的悬浮液并将悬浮液的液体组分与悬浮液的固体颗粒分离。因此，过滤器可以包括滤布和/或滤网，使得悬浮液的液体组分穿过滤布和/或滤网而固体颗粒保留在其上。然后，液体组分通常经由位于旋转滤筒14内部上的管道系统离开旋转压滤机10。
34.滤壳12包括压在滤筒14的外部上的多个密封元件16，从而通过气密和液密的方式将密封元件16一侧上的滤壳12和滤筒14之间的空间与密封元件16另一侧上的滤壳12和滤筒14之间的空间隔开。因此，密封元件16可以比任何一个过滤单元在滤筒14的圆周方向上具有更大的延伸量，即，当过滤单元经过相应的密封元件16时，存在密封元件16完全覆盖过滤单元的开口的位置。
35.滤壳12与滤筒14之间的那些空间中的每一个都可以被视为单一的处理区，在其中对待过滤的悬浮液和/或保留在过滤单元中的悬浮液的组分进行不同的处理，例如清洗、干燥或从相应的过滤单元移除。在图1中，第一处理区被设计为悬浮液引入区18。悬浮液引入区18设置有具有开口的悬浮液入口20，悬浮液可通过该开口进入到处理区18和当前位于第一处理区18中的滤筒14的过滤单元中。悬浮液引入区18还设置有出口22，其设置在滤筒14的内部上(属于上述的管道系统)，并且悬浮液的液体组分可以通过该出口离开旋转压滤机10。
36.在过滤循环结束时，旋转压滤机10包括排出区24，保留在过滤单元上的悬浮液的固体组分可以通过该排出区从相应的过滤单元移除并从滤壳12中送出。例如，排出区24可以包括刮除装置(未被示出)，其适于例如通过使用刀片来去除过滤单元上聚集的滤饼。在图1所示的实施方式中，从过滤单元移除的滤饼之后可以由于其自身的重量而通过排出区
24的开口26从滤壳12中掉出。在此，排出区24还设置有气体进口27，其通过从旋转滤筒10内部经由过滤单元吹送气体而额外地帮助滤饼从相应的过滤单元上移除。
37.在图1的例子中，旋转压滤机10还包括两个清洗区28，它们各自设置有用于清洗液的入口30和用于清洗液和悬浮液的液体组分的混合物的出口32。
38.在这一点上应提到的是，术语“悬浮液的液体组分”不严格限于液体，而是也可以包括小到足以穿过过滤单元的屏障(即，滤布和/或滤网)的小颗粒。
39.区域31表示干燥区，在其中干燥空气通过入口33被引入到滤壳12中。干燥空气穿过形成在相应的过滤单元内和相应的过滤单元上的滤饼，并通过出口35离开旋转压滤机10。因此，可以进一步从滤饼中去除剩余的液体。
40.图1的旋转压滤机10还包括清洁区34，其设置有用于清洁液(例如，水)和/或气体的入口36以及出口38。在清洁区34中，通过过滤单元的液体和/或气体的流与其他处理区18、24、28相比是反向的，使得流过过滤单元的流来自滤筒14的内部并朝向滤壳12引导。由此，在过滤单元已经经过排出区24之后，可以将保留在相应的过滤单元上的任何滤饼从该过滤单元中洗出。由于像这样清洁过滤单元，即使长时间使用旋转压滤机10过滤效果也保持恒定。
41.应理解的是，滤壳12和滤筒14之间的位于悬浮液引入区18中的空间的例如6至7巴的压力比位于通常存在例如1巴的环境压力(滤壳12外部存在的压力)的排出区24中的对应的空间或清洁区34的空间高得多。在液体组分(或在后续的处理区中的清洗液)离开旋转压滤机10从而使管道系统中存在环境压力下的气体之后，管道系统、尤其是出口22会变干。如背景技术部分所述，每当“新的”过滤单元进入悬浮液引入区18时，在滤壳12和滤筒14之间的空间与出口22之间建立连接，从而导致压力急剧下降。一方面，这可能会降低过滤效率，另一方面，由于压力的急剧变化，使旋转压滤机10极大地承受应力。
42.为了克服这些负面影响，下面可以参照图2至图5的实施方式描述多种方法，其中明确指出的是针对图1提及的所有特征和优点也适用于图2至图5的实施方式。因此，仅在与图1的现有技术的旋转压滤机10相比的不同之处方面描述图2至图5的实施方式。因此，相同的部件用相同的附图标记表示。
43.在图2的实施方式中，悬浮液引入区18被缩短。紧接在悬浮液引入区18之前(相对于滤筒14的旋转方向u)，加入液体引入区40作为附加处理区。液体引入区40包括入口42，但是没有相关联的出口。因此，过滤单元在处理区40中填充有液体。当填充有液体的过滤单元进入悬浮液引入区18时，悬浮液必须替换已经存在于过滤单元中的液体。众所周知，过滤单元中的液体是不可压缩的，因此即使不能消除也能减小主要由于现有技术的装置的过滤单元中存在的气体压缩而产生的压降。液体可以是任何合适的液体，但是有利的是使用先前过滤循环的母滤液，即，已经过滤的悬浮液的经过滤的液体组分，因为这种液体在旋转压滤机的系统中是容易获得的。当然，例如也可以想到使用淡水或清洗液。
44.在另一个有利的实施方式中，悬浮液自身可以用作要填充到液体引入区40中的过滤单元中的这种液体。可以想到使用要通过旋转压滤机10’进行过滤的悬浮液。悬浮液通过入口42被引入到液体引入区40中。因此，当过滤单元进入具有上述的压降减小效果的悬浮液引入区18时，相应的过滤单元和管道系统的位于滤布和/或滤网之后并与滤筒14一起旋转的部分已经被悬浮液预填充。此外，可能已经在过滤单元上聚集了薄的滤饼层。由于滤饼
层的阻挡作用，这可以减小悬浮液引入区18中的悬浮液通过过滤单元的流速，这还可以减小压降。
45.为了将悬浮液供应到液体引入区40，可以为旋转压滤机10’设置悬浮液泵，其可以与用于将悬浮液供应到悬浮液引入区18的悬浮液泵分开。
46.在图3的旋转压滤机10”的实施方式中，悬浮液引入区18的出口22被阻塞或移除。实际上，将出口22从悬浮液引入区18重新定位到相邻的后续处理区中，其在图3的实施方式中是清洗区28。由于悬浮液引入区18没有出口，因此引入到悬浮液引入区18中的悬浮液填充当前存在于悬浮液引入区18中的所有过滤单元以及相应的管道，这些管道各自与相应的过滤单元关联并且相对于过滤单元的滤布/滤网位于滤筒14的径向内侧。但是，由于过滤单元和相关联的管道分别在它们的管道系统那一侧上是封闭的，因此仅有存在于过滤单元和相关联的管道中的气体的量必须被悬浮液替代。这可以显著减小压降。当填充有悬浮液的过滤单元进入后续的清洗区28时，可以通过出口22将悬浮液从过滤单元和相关联的管道中洗出。
47.现在参照图4的实施方式，如针对图1所述，标准的旋转压滤机额外地配备有气体引入装置44，其设置在悬浮液引入区18处。旋转压滤机10
”’
的气体引入装置44适于将诸如空气的气体引入到悬浮液引入区18中。气体引入装置44经由端口46连接至悬浮液引入区18，气体通过该端口进入到悬浮液引入区18中。为了供应气体，气体引入装置44例如可以包括气体泵(未被示出)。在气体的路径内插入止回阀48。止回阀48可防止悬浮液和/或气体离开悬浮液引入区18并流入到气体引入装置44的气体泵中。
48.可以分别调整气体引入装置44或气体引入装置44的气体泵，以将具有预定压力(例如，6至7巴)的气体供应至悬浮液引入区18。在平衡状态下，悬浮液引入区18内(即，滤壳12与滤筒14之间的空间中)的压力对应于气体引入装置44的预定压力。由于“新的且空的”过滤单元进入悬浮液引入区18，只要悬浮液引入区18中的压力下降，气体引入装置44就将额外的气体供应到悬浮液引入区18。因此，压降迅速返回到平衡状态，产生减小和缩短的压降。这种效果的基础还在于止回阀48的气体泵那一侧存在的气体在悬浮液引入区18内的压力降低时可能会快速扩张。
49.为了确定悬浮液引入区18内和/或气体引入装置44内的压力，可以设置诸如压力传感器的压力确定单元(未被示出)。
50.图5的实施方式仅与图4的实施方式略有不同。在此，代替气体泵，气体引入装置44包括气体贮存部50。气体贮存部50用具有预定压力(例如，7巴)的气体预填充。气体贮存部50的平衡作用与图4的实施方式的气体泵相同。
51.而且，止回阀48被移除。为了避免悬浮液进入气体贮存部50并且为了避免所有气体离开气体贮存部50，气体贮存部50在其底部连接至端口46。即使悬浮液进入气体贮存部50，也可以通过下一个平衡动作将其排出。如果悬浮液引入区18的压力超过预定值，则气体可从悬浮液引入区18流回到气体贮存部50。与图4的实施方式相比，可以仅基于预填充的气体的压力和/或气体贮存部50的弹性特性(例如，橡胶气球)来驱动气体贮存部50。