introductory

filter press的發(fā)展過程、過濾機(jī)的分類及 其特點(diǎn) 近些年來 ，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，人 們對固液分離的重要性有了進(jìn)一步 的認(rèn)識(shí) ， 認(rèn)識(shí)到它與資源、能源 的有效利用及環(huán)境 問題密切相關(guān) ，因而在理論上和技術(shù)上都 作了大量研究工作 ，并取得了可喜 的成果。 固液分離即是將離散的難溶 固體顆粒從液 體 中分離出來 的一種機(jī)械方法，伴隨著工 業(yè) 的迅猛發(fā)展和多樣化 ，有大量 的固液分 離 問題需要解決 ，這就促進(jìn) 了固液分離機(jī) 械及其附屬設(shè)備的發(fā)展 ，這 當(dāng)中應(yīng)用最廣 泛 的是過濾機(jī)，主要應(yīng)用在選礦 、有色金 屬冶煉 、高爐除塵 、浮選精煤尾煤 、石油 精練、化肥工業(yè) 、醫(yī)藥及食 品工業(yè) 、環(huán)保 廢水處理 、煙氣脫硫、海水淡化等行業(yè)中。 過濾機(jī)的種類很多，根據(jù)作用原理可分為 真 空過濾機(jī) 、加壓過濾機(jī) 和離心過 濾機(jī)。

國內(nèi)板框式壓濾機(jī)的現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展

國內(nèi)的板框式壓濾機(jī)生產(chǎn)廠家都針對不 同的用戶開發(fā) 出了 功能和結(jié)構(gòu)不 同的板框式壓濾機(jī)。 國內(nèi)板框式壓濾機(jī)起步較晚，總體技 術(shù)水平較低 ，主要是在 國外機(jī)型的基礎(chǔ)上 進(jìn)行 的改造 ，設(shè)備性能方面還存在一定的 差距。但 由于國內(nèi)需求量和發(fā)展空間較大， 加速了板框式壓濾機(jī)的發(fā)展 ，推動(dòng)了各項(xiàng) 技術(shù)不斷更新 。 1965年我國首次在選礦廠應(yīng)用壓濾機(jī)， 到現(xiàn)在為止僅在選煤行業(yè)就 已經(jīng)有數(shù)百 臺(tái) 壓濾機(jī) ，其 中板框式 壓濾機(jī) 的數(shù)量 最多。 板 框式壓濾機(jī)具 有單位過濾 面積 占地少， 對物料 的適應(yīng)性強(qiáng) ，過濾面積的選擇范 圍 寬，過濾壓力高 ，濾餅含濕率低 ，固相 回 收率高，結(jié)構(gòu)簡單 ，操作維修方便 ，故障少、 壽命 長等特點(diǎn) ，是所有加壓過濾機(jī)中結(jié)構(gòu) 最簡單、應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)型。

板框式壓濾機(jī)的固液分離方式大概可以分成四個(gè)階段 ：

1)Plate and frame filter presses最開始只是用壓力把 漿料中的大部分水分壓榨出來，但濾餅里 一 204一 中國新技術(shù)新產(chǎn)品 仍然留有很多的水分，約為 20％一 22％ ；

2)隨后增加了二次壓榨，即在開板卸 料前增加一次過程 時(shí)間 比較短的機(jī)械壓榨 過程 ，進(jìn)一步降低了濾餅中的水分。

3)隨著濾板結(jié)構(gòu)的變化，在濾板的表 面上加蓋 了一層橡膠膜 ，橡膠膜有一定的 彈性 ，當(dāng)封閉的濾室 內(nèi)充滿待過濾 的漿液 以后，往橡膠膜和濾板 的夾層內(nèi)壓人高壓 空氣，使橡膠膜鼓起壓縮漿液 ，進(jìn)行擠壓 脫水 ，該 壓 力在 O．05～0．2MPa之 間， 由于橡膠膜 的擠壓，可使產(chǎn)品的水分降低 到 2％一 4％。由于橡膠膜的收縮，也提高 了卸餅的效果。如 日本拉薩商事株式會(huì)社 的壓濾機(jī)使用的就是這種方式。

美國丹佛撤拉公司研制的 vP型壓濾機(jī)使用了另一種形式的 “吹氣過程”，這是 與以往的壓濾機(jī)最明顯的不 同。其過程如 下 ：經(jīng)過 “擠壓過程”的濾餅，顆粒之間的 空隙還有一定 的水分，可 以假設(shè)在顆粒之 間的空隙為長短或直徑不同的毛細(xì)管 ，這 些毛細(xì)管中的濾液是很難通過 “擠壓過程” 來排 除的。于是采用 了 “吹氣 ”的程序 ， 用壓力空氣來置換空隙中的濾液。為了使 空隙中的濾液流動(dòng)，就需要有一定的壓差 ， 所 以用來 置換的空氣應(yīng)具有較 高的壓力 ， 當(dāng)壓力空氣進(jìn)入濾餅 中的毛細(xì)管 中后 ，其 中的液體逐漸被空氣所取代 ，濾餅 的水分 就會(huì)降的很低。 在當(dāng)今，許多大型的壓濾機(jī)大多采用 機(jī)械壓緊 ，形成封閉濾室，利用丹佛撒拉 公 司式的 “吹氣過程”進(jìn)行脫水 ，但是有 些地方也進(jìn)行了改進(jìn) ，如 ：主吹氣過程結(jié)束 后 ，在開板前使用反方向吹風(fēng)，也就是二 次吹氣 ，時(shí)間很短 ，通常為 2～5s，但是 可以使濾布上濾餅更快的掉落，加強(qiáng)卸料 效果。

西班牙 TH公司生產(chǎn)的 APN— I8型壓濾機(jī)就是這種壓榨方式 ；還有的就 是在二次吹氣 之后再通過機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡 單 的二次擠壓，把濾餅塊壓得更實(shí) ，卸料 更快。 另外通過調(diào)節(jié)還 可以控制濾餅的水分 含量，真 正做到 了對濾餅 含濕率 的控制 ， 可以滿足各種工況要求。 3板框式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作流程 板框式壓濾機(jī)主要由濾板 (包括動(dòng)板 、 定板 、中間濾板 )、濾板壓緊機(jī)構(gòu)、拉開卸 料裝置、進(jìn)料泵、機(jī)架梁等部分組成。 板框式壓濾機(jī)的工作流程包括 以下幾 個(gè)步驟： 壓緊濾板 ：壓緊油缸 f或者其它的壓緊 機(jī)構(gòu) 1工作，使動(dòng)板 向定板方向移動(dòng)，把兩 者之間的濾板壓緊。在相鄰的濾板問構(gòu)成 封 閉的濾 室 。 壓濾過程 ：給料泵 (隔膜泵 1將礦漿輸 送到濾室里，充滿后 ，壓濾開始，借助壓 力泵或壓縮空氣的壓力，進(jìn)行固液分離。 松開濾板 ：利用拉開裝置將濾板按設(shè)定 的方式 、設(shè)定的次序拉開。 濾板卸料 ：拉開裝置相繼拉開濾板后 ， 濾餅借助自重脫落 ，由下部的運(yùn)輸機(jī)運(yùn)走。 完成上述 4個(gè)步驟，就完成 了壓濾機(jī) 的一個(gè)工作循環(huán)。

濾板 (包括動(dòng)板，中間濾板、定板 ) 最初的濾板主要是鑄鐵芯 的，結(jié)構(gòu) 尺 寸較小 ，隨著實(shí) 際生產(chǎn)需求的變化 ，濾板 尺寸不斷增加 ，逐步 向大型化 發(fā)展 ，尺寸 達(dá) 到在 2000×2000ram左右 ，同 時(shí)質(zhì)量增 大，原有的濾板兩邊支撐 的結(jié)構(gòu)不適應(yīng)大 重量 的濾板組，有些廠家便重新設(shè)計(jì)改進(jìn) 了機(jī)架結(jié)構(gòu) ，采用頂部懸掛結(jié) 構(gòu)。也有使 用鋼質(zhì)濾板結(jié)構(gòu)的，采用鋼制框加固的濾 板，在濾板 周邊鑲嵌橡膠條，這種濾板易 于維修 ，防腐性好。 后來 出現(xiàn) 了高分子材料濾板 ，質(zhì)量 較 輕，成本低 。但在使用幾年以后 ，由于種 種原 因，邊角處 易沖刷 出一些溝痕 ，一旦 出現(xiàn) ，會(huì)迅速擴(kuò)大，直接影響濾餅的形成 ， 并且 由于材料特殊，難于補(bǔ)休，只能更換 ， 造成 高昂的備件費(fèi)消耗 ，鐵芯 的濾板又逐 漸廣泛 的使用起來，盡管一次性成本較高 但經(jīng)久耐用 ，長期費(fèi)用較低。到如今 ，高分子材料技術(shù)有了很 大的發(fā)展 ，對聚丙烯 濾板 的修補(bǔ)技術(shù)簡單實(shí)用 ，高分子濾板又 有取代鑄鐵芯濾板的趨勢。

filter plate壓緊機(jī)構(gòu)

壓緊裝置的方式主要有 3種 ：用電機(jī)帶 動(dòng)絲杠壓緊濾板 ；用油缸直接壓緊濾板 ；用 杠桿原理放大油缸的作用力壓緊濾板。 電機(jī)帶動(dòng)絲杠壓緊式 用電機(jī)帶動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)絲杠直接頂壓， 效率高，傳動(dòng)快，但是絲杠螺紋直接承受 壓力 ，易使絲桿螺紋變形 ，產(chǎn)生卡死現(xiàn)象 且傳動(dòng)功率大 ，故障多，限制 了壓濾機(jī)工 作壓力增 大，阻礙 了設(shè)備 的大型化實(shí)現(xiàn) ， 這種方式現(xiàn)今已很少應(yīng)用。 油缸直接壓緊式 油缸直接壓 緊式是 目前國 內(nèi)廣泛使用 的一種方式。板框式壓濾機(jī)最初開始發(fā)展 時(shí)用大直徑的特制油缸活塞桿直接壓緊濾 板 ，通常放置在動(dòng)板的 中心處，有的油缸 跟隨動(dòng)板移動(dòng)，直接壓緊 ；有的油缸固定 ， 靠動(dòng)板靠緊后壓緊。后來由于濾板數(shù)量不 斷的增多 ，所需壓力加大，油缸直徑變得 很大 ，出現(xiàn)濾板四周壓力不足，中心變形大 ，發(fā)展成 兩個(gè) 油缸 和多油缸壓緊形式，均勻 分布，但 同時(shí)液壓站也變大 ，對 油泵 和電 機(jī)要求提高，增加了成本 。 油缸杠桿放大式 鑒 于油缸直接壓緊式的缺點(diǎn) ，國外 的 廠家設(shè)計(jì) 出了機(jī)械放大結(jié)構(gòu) ，如西班牙 的 TH公 司的 APN18型壓濾機(jī)的雙連桿機(jī)構(gòu)， 巧妙 的應(yīng)用 了杠桿原理 ，明顯的減小 了壓 緊油缸的直徑 ，并保證了對濾板 的壓緊力 。

卸料裝置

卸料裝置可分為兩種 ：

一種是利用步進(jìn) 電機(jī)或者液壓馬達(dá) ，把 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為濾 板的直線移動(dòng)開板卸料 ；

另一種是利用幾組小油缸 ，直接 拉動(dòng)濾板移動(dòng) 開板卸料。兩 種都是分組多次拉開濾板 ，多次卸料 ，這 樣能 夠減小拉開 濾板卸料所需 要的空 間， 整體縮小壓濾機(jī)的尺寸，并且在實(shí)際應(yīng)用 中效率較高，后來 為了加強(qiáng)卸料效果 ，增 加了專門的振動(dòng)裝置。有的廠家曾提出要 大型的板框式壓濾機(jī)像小型機(jī)一樣一次全 部卸料，減少多次卸料 的中間時(shí) 間，提高 效率，但實(shí)際證明多次卸料并不 比一 次性 全部拉開濾板方式 占用 時(shí)間多 ，而且卸料 效果 比較理想 ，整體尺寸也可以合理減小。 現(xiàn)今 很多壓濾機(jī)采用這種方式 ，如西班牙 TH公司生產(chǎn) 的 APN一 18型壓濾機(jī)、國內(nèi) 生產(chǎn)的所有大型壓濾機(jī)都是采用多次開板卸料的方式。

進(jìn)料泵

進(jìn)料泵在 板框 式壓濾機(jī) 的組成 中起著 重要作用 ，直接影響生產(chǎn)的效率。最初的板框式壓濾機(jī)漿料 的進(jìn)給主要是靠離心泵 把漿 料打到濾 室中，再進(jìn)行 固液分離 ，這 種泵在使用 中扇葉容易被漿料 中的固體顆 粒磨 損失效 ，效率較低 ，逐漸被高效耐用 的隔膜泵所代替 ，但是 現(xiàn)今仍有部分廠家 使用 離心泵進(jìn)行供料 ，主要用在規(guī)模 比較 小型的，漿料 固體顆粒少的機(jī)型 中，大型 的板框式壓濾機(jī)多采用隔膜泵 ，但隔膜泵 的震動(dòng)很大 ，對周邊的設(shè)備環(huán)境影響較大， 而且 隔膜 由于漿料 中的顆粒磨損 和疲勞作 用經(jīng) 常需要更換 ，但 隔膜失效前泵始終保 持高效 ，不會(huì)因磨損而降低，另外更換費(fèi) 用較 低，隔膜泵最大 的排量可達(dá) 10401／ rain，可通過最大穎粒 10mm，輸送壓力最 大 60MPa，對 物料 的剪切力很低 ，流量可 以調(diào)節(jié) ，可以空載運(yùn)行 ，不會(huì)有危 險(xiǎn)，可 輸送 的物料范圍極廣，從低黏度的到高黏 度 的，從腐 蝕性 的到粘稠 的都 可 以輸送 ， 完全可適應(yīng)大型機(jī)的供料要求 ，應(yīng)用的數(shù) 量還是很多的。現(xiàn)在不少公司都對隔膜泵 進(jìn)行 了改進(jìn) ，使 它的性 能不 斷提 高，發(fā)展 趨勢 良好 。

板框式壓濾機(jī)發(fā)展趨勢

除了上面的介紹外，壓濾機(jī)其它的組 成部分 ，都隨著有關(guān)技術(shù)的更新，不斷的 改進(jìn)，向著簡單 、實(shí)用、節(jié) 能、自動(dòng)化程 度高的方 向發(fā)展。比如 ：機(jī)架結(jié)構(gòu) 由原有 的鋼板焊接式改變 為型材的焊接、螺栓連 接方式 ，使整體強(qiáng)度增加 、拆卸安裝方便 ， 并保證了使用壽命 ；進(jìn)料管路由單一膠管進(jìn) 料，演變成多路 同時(shí)進(jìn)料，或者是濾室全 部連通，大 口徑管路同時(shí)進(jìn)料 ，節(jié)約了時(shí)間， 提高了效 率等等。負(fù)載感應(yīng) 變量泵 ，比例 閥控制的液壓 系統(tǒng) ，大 大地減少 了能源浪 費(fèi)，是今后的發(fā)展方向，將逐步取代定量泵 、 簡單開關(guān) 閥控制 的液壓系統(tǒng)。電氣控制系 統(tǒng)，由簡單的接觸器、繼 電器控制發(fā)展到 現(xiàn)今的 PLC控制，實(shí)現(xiàn) 了遠(yuǎn)程控制和可視 化控制 ，降低了工人操作的危險(xiǎn)和勞動(dòng)量 ， 保證了系統(tǒng)的運(yùn)行安全 ；有理由相信今后壓 濾機(jī)會(huì)朝著更節(jié)能、高效、實(shí)用 的方向發(fā)展 。