快速隔膜压滤机改进设计

快速隔膜压滤机改进设计

摘要：快速隔膜压滤机是传统压滤机的基础上，根据现代过滤理论改进设计的新一代产品。该设备采用隔膜压榨、多端口进料、快速拉开、自动卸料、多油缸同步压紧、plc自动控制等技术，具有处理能力大、工作循环快、自动化程度高等特点[1]。是一种理想的快速高效、经济适用的固液分离设备。

关键词：隔膜压榨；多端口进料；快速拉开

1 工作原理

快速高效隔膜压滤机工作循环分为合拢压紧、入料过滤、压榨脱水、分组拉开卸料四个阶段进行。

1.1 合拢压紧：通过液压驱动机构将滤板合拢并压紧，在滤板间形成密闭的过滤腔室。

1.2 入料过滤：进料泵将料浆压入各个滤室进行过滤，料浆中的液体穿过过滤介质（滤布）经过滤板的排液沟槽流到滤板排液口排出，固体颗粒被截留在腔室内逐渐形成滤饼。过滤腔室充满滤饼后过滤阶段结束。

1.3 压榨脱水：通过压缩空气（或高压水）进入隔膜与滤板之间，使得隔膜产生弹性变形挤压滤饼，进行二次压榨脱水，使滤饼的含水率进一步降低，从而完成压榨脱水过程。

1.4 分组拉开卸料：通过拉开装置使滤饼分组拉开卸掉滤饼。滤饼全部清除后，启动合拢装置，使全部滤板合拢压紧，至此一个工作循环完成。

2 结构特点

2.1 隔膜板应用

普通压滤机过滤时间长，并且滤饼含固率低，为了解决这一问题，快速隔膜压滤机设计过程中采用了厢式滤板和隔膜滤板间隔排列

的布置形式。隔膜滤板有一个可前后移动的过滤面——隔膜。当在隔膜后侧通入压榨介质时（如压缩空气或水），这些可移动的隔膜就会向过滤腔室的方向鼓出，从而使过滤腔室中的滤饼在整个过滤面上均匀地受压，也就是说在过滤过程结束以后，对滤饼进行再次挤压，从而使滤饼达到更高的含固率。增加了隔膜与普通纯厢式板压滤机机进行过滤比较分析；见图2

式中：a-设备过滤面积，m2；v-每小时需处理煤泥水数量，m3；n-煤泥水含固量，kg/m3；（一般要求300～350kg/m3）；h-设备腔室深度，mm；ρ-滤饼密度，kg/m3；（煤泥饼密度1.3～1.4kg/m3）；c-滤饼含水量，（快速隔膜压滤机处理后煤泥的含水量为20%～27%）；f-设备每小时循环次数。

从公式（1）可以看出，当过滤面积一定时，增加循环次数可有效的增加处理量。

2.3 提高产量的改进设计

2.3.1 多端口进料

通过对现场入料工艺的分析，针对单端口入料滤室充盈不均、迟缓；考虑滤板单元独立入料的弊端。确定采用多端大管径入料方案，在快速隔膜压滤机的头部、中部、尾部三端大管径进料。即解决了

一端入料过滤流速高、冲击大、布料从头到尾发生的延迟和不均匀等缺陷，保证了进料快、布料均匀、成饼效果好，大管径又可有效地防止进料管淤塞。

2.3.2 快速拉开

传统压滤机不能实现快速高效运行，其中有一方面就是拉板卸料速度无法提高。原因是卸料时逐块拉开，拉板机构可靠性低，并且拉板有一半时间是回位空行程。以传统xmz-500厢式压滤机为例，拉开卸料时间一般为15～20分钟左右。

快速隔膜压滤机为解决这一问题，首先将滤板拉开、合拢与压紧功能分开。采用液压马达、链条牵引系统：当液压缸松开达到滤板自由靠拢的间隙后，闸块提升，液压缸座限位解脱。由液压马达、链条牵引的拉开机构将活动油缸座及滤板分组拉开卸料，一次拉开一组十几块滤板。消除了拉开过程中的空行程时间和换向等待时间。改进后的拉开、合拢、压紧等辅助工序可以在4min以内完成，且可以依据现场需要调节。

2.3.3 自动卸料

普通压滤机在合拢、拉开的过程中，滤板滚轮在轨道上滑动，在拉开过程中滤饼不能自动脱落，需人工干预，很难达到快速高效及无人工操作，快速隔膜压滤机根据这一问题设计改进了滤板滚轮，改进后滚轮结构如图3。

滚轮内装有自润滑轴承，无需润滑。两端设有密封装置，有效的防止了外部污染物的进入。滚轮外的沟槽等增加了滚轮与滤板间的

摩擦，保证了滚轮在轨道上来回滚动。滚轮与轨道的接触始终为一线接触，并且滤板与滤板间用圆环链连接，为柔性连接，由于拉开速度较高，所以，滤板在运动过程中前后摆动，而粘在滤布上的滤饼在摆动过程中自动脱落。

2.4 多油缸同步压紧

为了防止压滤机在操作过程中滤液从滤板间泄露，应预先将板框压紧，其压紧力由压滤介质产生的内力与滤板接触面上密封力两部分组成。压紧力f的计算公式为

式中q0-过滤操作压强mpa；s2-滤板承受液体压力的面积cm2；p-了保证密封，板和框的接触面上所必需承受的压强mpa；s1-板和框密封接触面积cm2

根据实际经验，为了保证板和框的接触密封上所需的最小压强，应满足p=3q0

随着滤板尺寸的增大，需要密封力也越大，即油缸的直径也越大；多油缸同步压紧，降低了成本，简化了维修，使整机的受力更均匀，使滤板的密封性更好，有效的避免了喷料现象。油缸的布置形式根据滤板尺寸和滤板结构形式，如图4

3 结束语

快速隔膜压滤机已被广泛的应用；在兖矿集团东滩矿、枣庄矿业集团、永荣煤业集团公司、晋城选煤厂、淮南、淮北等多家洗煤厂应用；东滩矿洗煤厂的尾煤分析结果见表1，从表1中我们可以看出物料的粒度非常细，其中-0.074（-200目）占85.9%，总灰分达

到28.98%，属于比较难过滤的物料

km300/2000型快速隔膜压滤机在东滩矿应用得到的结论为：

km300/2000型快速隔膜压滤机循环时间在10分钟，小时处理能力在25吨（干煤泥），是xmz-500型厢式压滤机小时处理能力的四倍左右，且滤饼水份低[2]。

快速隔膜压滤机，实现了设备的大型化、快速高效；采用plc实现了自动运行，无需人工操作，改善了工人操作环境；总之：快速隔膜压滤机是一种处能力大、速度快、效率高的全自动控制脱水设备。

参考文献

[1]丁启圣，王唯一等.新型实用过滤技术[m].3版.北京：冶金工业出版社，2011.6.

[2]蒋军，宫庆刚等.km-300/2000型快速隔膜压滤机在东滩矿洗煤厂的应用[j].煤炭加工与综合利用.2003，（5）.