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目錄 第一章 國內(nèi)外自動壓濾機的發(fā)展 1 1.1 國外自動壓濾機的發(fā)展 1 1.1.1臥式壓濾機的發(fā)展 1 1.2.2 立式壓濾機 2 1.2 國內(nèi)自動壓濾機的發(fā)展 3 1.2.1 國內(nèi)自動壓濾機的現(xiàn)狀 4 1.2.2 國內(nèi)自動壓濾機的發(fā)展 5 第二章 自動壓濾機的結構及工作原理 6 2.1 自動壓濾機的結構 6 2.2 自動壓濾機的工作原理 6 第三章 總結 8 第一章 國內(nèi)外自動壓濾機的發(fā)展 1.1 國外自動壓濾機的發(fā)展 在19世紀初期，由于德國人酷愛飲酒，酒類供不應求，當?shù)啬尘祁愔圃焐虨榱思涌炀频膲赫ズ瓦^濾，發(fā)明了世界上第一臺板框式壓濾機，大大的加快了工作效率，提高了壓濾質量。一直延續(xù)到今天，壓濾機已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)和應用中很重要的設備。 1.1.1臥式壓濾機的發(fā)展 圖1 臥式濃縮型污泥壓濾機 該機分為板框型和凹板型。后者的最大優(yōu)點在于容易實現(xiàn)作業(yè)自動化，因而其發(fā)展特別迅速。自從日本的栗田機械制作所率先于1958年推出RF型全自動壓濾機以來，其他公司也相繼研制了自己的產(chǎn)品，如聯(lián)邦德國的KFP-A型、法國的Titan型、日本則武 鐵工所的NR型等。 作業(yè)自動化是指夾緊濾板、過濾、濾餅洗滌、打開濾板、卸餅、清洗濾布等均為自動化操作。目前大多采用繼電器進行程序控制，有的在采用計算機進行一人多機控制。后者可以根據(jù)濾漿濃度和流量、濾餅含濕率、濾液澄清度以及壓濾機本身的操作參數(shù)（過濾壓等）自動進行控制和調整。 繼作業(yè)自動化之后，凹板型壓濾機的第二項進步是在濾室中增設了橡膠壓榨膜，用來給濾餅進一步脫水，以降低濾餅的干燥或焚燒能耗。實踐證明，經(jīng)壓榨后的濾餅含濕濾可在降低5～15%，并有利于卸餅。此種壓榨式壓濾機于1965年成為正式產(chǎn)品，不久獲得普及。它所用的壓榨流體是壓縮空氣或水，如則武鐵工所的NR-PFⅠ型機采0.7MPa的壓縮空氣，而NR-PFⅡ型和Ⅲ型采用1.5～2MPa的水。 壓濾機的第三項進步是大型化。這是由選煤場等大規(guī)模生產(chǎn)促成的。目前Pa-ssvant公司的A200型壓榨式壓濾機的過濾面積達到1080m2，則武鐵工所達到1007.5m2，而栗田機械制作所的JMF-IB型已達到1400m2，是當前國外投入使用的最大型壓榨式濾機。 今后還應開展關于壓濾機進一步機械化的研究，如拉板機構、洗滌機構等。此外，濾板結構、濾板夾緊力的控制等也在進一步研究之列。 1.2.2 立式壓濾機 圖2 立式全自動隔膜壓濾機 立式壓濾機的濾板呈水平排列。該機由烏克蘭化工機械研究所率先于60年代推出，并逐漸形成了ФПAκM系列，過濾面積為9.5～50m2。該項技術于60年代中期傳入歐洲其他國家，并由聯(lián)邦德國Eberhard Hoesch過濾機制造公司進一步發(fā)展，故又稱其為Hoesch壓濾機。此外，井上金屬工業(yè)株式會社和月島機械株式會社也有同類產(chǎn)品。 立式壓濾機的技術發(fā)展，體現(xiàn)在芬蘭LOROX公司的產(chǎn)品中以及蘇聯(lián)“進步”化工機械制造廠的產(chǎn)品中。后者是最早制造ФПAκM型機的工廠。 LOROX公司的立式壓濾機曾在1988年度的Achema展覽會上展示。該機具有濾餅洗滌效果最佳的性能。實現(xiàn)這一性能的方法是：初過濾后的濾餅，受到壓力1.6104Pa 的橡膠膜壓榨，以便撤壓后在橡膠膜和濾餅之間形成一空間。待該空間充滿洗滌液后，再進行壓榨，直至濾餅被榨干。在理論上認為壓濾機的洗滌效果比真空過濾機高50～60%，其原因在于這種洗滌的排代特性。實踐證明，經(jīng)過這樣兩次洗滌的濾餅獲得了99%的洗滌效率。為了節(jié)省洗滌水，通過增設兩個閥門實現(xiàn)了逆流洗滌，即用第二次洗滌得到的過濾洗滌液作為第一次洗滌用的水。 最近，ФПAκM型機由蘇聯(lián)“進步”化工機械制造廠進行了根本性的改裝，形成了新的ПAκM系列。主要有以下五項改進：濾板由機械夾緊方式改為有兩個油缸夾緊，改變了濾板組在夾緊狀態(tài)下的定位機構的結構；新型濾板結構降低了濾液的流動阻力，從而提高了生產(chǎn)率；采用了新型濾布緊張機構，使機器的外觀有很大的改進，顯得更為緊湊；配備了公共底盤，徹底改善了機器作業(yè)區(qū)的工作環(huán)境。 1.2 國內(nèi)自動壓濾機的發(fā)展 在漢代我國就在釀酒工藝上使用了簡單的壓濾過濾器材，連酒糟一起飲用是我國自古以來的酒的飲用方式之一。漢朝韓嬰在《韓詩外傳》卷四中有：“桀為酒池，可以運舟，糟丘足以望十里?！钡挠涊d，這個記載雖然帶有夸張的性質，但已反映出了當時的統(tǒng)治者已開始進行了一定規(guī)模的釀酒生產(chǎn)，并采用了一些生產(chǎn)工藝分離出了酒液和糟。 我國直到1965年由輕工業(yè)部組織的黃酒壓濾機的試點中，介紹和推廣了BKY54/820氣模式板框壓濾機，該機同時具備了壓榨和過濾兩項功能，因此獲得了國家國家發(fā)明三等獎。結束了我國傳統(tǒng)的人力壓榨過濾方式。 1.2.1 國內(nèi)自動壓濾機的現(xiàn)狀 圖3 自動壓濾機 壓濾機是傳統(tǒng)的固液分離設備之一，中國早在公元前一百多年漢朝淮南王劉安發(fā)明豆腐制作過程中就有了最原始壓濾機的應用。改革開放以來30多年時間，壓濾機在濾板材質、結構形式、高效能過濾介質、分離效率、自動化水平、功能集成、產(chǎn)品質量和可靠性方面發(fā)展迅速，與歐洲發(fā)達國家產(chǎn)品性能差距越來越小，尤其是近五年時間， 高壓隔膜壓濾機的研發(fā)成功，使得我國壓濾機的生產(chǎn)數(shù)量躍居世界第一。 在鋼鐵行業(yè)污水處理中，大部分都采用了壓濾機。工業(yè)鋼鐵廠污泥污水處理設備對壓濾機的使用效果具有耐腐蝕耐磨損等要求。因此最早用來進行鋼鐵污水處理的壓濾機是采用增強聚丙烯板濾板式壓濾機。但隨著國家對環(huán)保的更高要求和企業(yè)更少的處理成本，增強聚丙烯板濾板式壓濾機的問題也逐漸明顯：1、密封性能差，過濾介質含水量高，泥餅在運輸過程中易出現(xiàn)問題；2、后改為裝配式隔膜壓榨板，出現(xiàn)氣囊不密封，漏氣現(xiàn)象嚴重，耗能高，泥餅不易脫落；3、儲泥斗不存泥；4、過濾過程中毛細現(xiàn)象得不到解決等，因此鋼鐵行以及至化工等眾多行業(yè)都期待著更合適的壓濾機上市。 1.2.2 國內(nèi)自動壓濾機的發(fā)展 在煤炭行業(yè),壓濾機已成為煤泥水處理的首選設備,在國內(nèi)約60%的選煤廠采用此設備就是很好的說明。新型APN壓濾機的出現(xiàn)必將把壓濾機的發(fā)展、制造和使用推到一個新的水平,它將給設計部門提供合適的選擇,給現(xiàn)場的技術改造提供理想可靠的設備。 由于近代電子技術的發(fā)展和液壓技術的廣泛應用，印刷電路與隨動系統(tǒng)的出現(xiàn)，近二十年來壓濾機在世界各國都取得了很大的成績，努力研制新型高效設備。目前，壓濾機的發(fā)展總趨勢是向著大型、大容量、高壓、帶擠壓機構的全自動操作方向發(fā)展。 近代壓濾機發(fā)展很快，到目前為止，它是一種高效的固液分離設備，由于新型材料的使用，結構的改進，機械系統(tǒng)的發(fā)展和完善，程序控制和隨動系統(tǒng)的廣泛應用，及在實踐中工藝系統(tǒng)的改革等，都將為壓濾機的發(fā)展，提供優(yōu)越的發(fā)展條件，今后也將以新型現(xiàn)代化脫水工藝設備，被更廣泛的應用在各個工業(yè)領域中。 第2章 自動壓濾機的結構及工作原理 2.1 自動壓濾機的結構 圖4 壓濾機結構 （1）壓濾機由機架、濾板、濾布、壓緊機構、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。 （2）機架部分起支撐壓緊裝置和濾板的作用，由機座、推板、止推板、頭尾板和主板組成。 (3)奪濾板安裝在頭尾板之間的主梁上，其間裝有濾布。 2.2 自動壓濾機的工作原理 圖5 板框式自動壓濾機的內(nèi)部結構 板框式壓濾機由交替排列的濾板和濾板框構成一組濾室。濾板的表面有溝槽，其凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。板、框兩側各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板、框。板、框之間的濾布起密封墊片的作用。由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過濾完畢，可通入清洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時還通入壓縮空氣，出去剩余的洗滌液。隨后打開壓濾機卸除濾渣，清洗濾布，重新壓緊板、框，開始下一工作循環(huán)。 板框壓濾機對于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用。適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%一下，操作壓力一般為0.3～0.6兆帕，特殊的可達3兆帕或更高。過濾面積可以隨所用的板框數(shù)目增減。板框通常為正方形，濾框的內(nèi)邊長為320～2000毫米，框厚為16～18毫米，過濾面積為1～1200米。板與框用手動螺旋、電動螺旋和液壓等方式壓緊。板和框用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。 其一般工作流程為： （1） 壓緊濾板 操作液壓系統(tǒng)，使板尾向頭板方向移動，把在頭板和板尾之間的全部濾板壓緊。由此，在相鄰的濾板間構成了中空的密封濾室。 （2) 壓濾過程 給料泵將礦漿從尾板的給料孔輸送到濾室里，當濾室充滿礦漿后，壓濾過程開始，礦漿借助給料泵的壓力，進行固液分離。 在壓濾初期，礦漿在濾室內(nèi)濾餅厚度不大，濾餅的阻力較小，脫水速度較快，通常此時用低揚程、大流量的泵。隨著濾餅厚度增加、阻力增大，壓濾速度下降，此時應用高揚程、小流量的泵。壓濾過程所需的時間，根據(jù)煤漿的過濾特性和工藝要求而確定，當達到規(guī)定壓濾時間，停止給料，壓濾過程完成。 （3） 松開濾板 操縱液壓系統(tǒng)，將頭板退回原來的位置。 （4） 濾板卸料 傳動及拉開裝置上的傳動鏈，相繼將濾板拉開，濾餅借助自重脫落，由下部的運輸機運走。 完成上訴四個步驟，就完成了壓濾機的一個工作循環(huán)。由于壓濾機的過濾壓力大，所以脫水效果比真空過濾機好。 第3章 總結 剛拿到設計題目時，迷茫、舉足無措，通過三周的資料收集，了解了自動壓濾機的歷史背景、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展，并對各種自動壓濾機有了一定的感性認識。此外，通過查閱資料，對板框式自動壓濾機的工作原理有了一些了解。 板框式壓濾機和廂式壓濾機的區(qū)別如下： 板框式壓濾機是一種加壓過濾間歇操作的過濾設備，它是由壓緊部分，止推板、壓緊板、橫梁、組成一臺機架，所有濾板和濾框交替疊合架在兩根平等的支撐橫梁上，所有濾板和濾框的相應部位上都有通液孔道，用于引入懸浮液或排出液體，所有濾板兩側都具有和濾框形狀相同的密封面，濾布夾在板和框密封面之間，；成為密封的墊片在濾板和框形密封面之內(nèi)，支撐濾布的過濾面上布滿溝槽，所有溝槽和排放濾液的通道想通，一臺壓濾機由許多個并聯(lián)的濾室所組成，每個濾室的兩側均有阻止懸浮液中固相顆粒通過而允許濾液滲透的濾布層，這些濾板的總過濾面積代表壓濾機所有的生產(chǎn)能力。 板框式壓濾機是由一塊濾板和一塊濾框組成，能承受的過濾壓力較低（通常小于0.6MPa)每臺壓濾機根據(jù)面積的大小，板框數(shù)量也不同，板框式壓濾機一般用于物料含顆粒狀物體較少的物料過濾，常用于精細產(chǎn)品的過濾，可在過濾布的背面加過濾紙過濾。 廂式壓濾機單塊濾板比板框濾板厚，也就是廂式壓濾機由兩塊相同的濾板相合而成，兩塊濾板之間在壓緊時形成一個濾室用于存放被濾布隔離的顆粒狀物體，進料孔放在濾板中央，一般用于顆粒狀物體比較多的物料，比如污水處理，選礦，洗煤等行業(yè)，廂式壓濾機特點是不宜造成各濾室偏壓，從而濾板不宜被損壞，過濾速度快，卸渣方便，過濾壓力大，濾餅含液量低，能承受過濾壓力最高可達3.0MPa，容易實現(xiàn)自動拉板卸料，適應范圍更廣，可以制造最大的壓濾機。 板框式和廂式壓濾機都可實現(xiàn)明流和暗流兩種，擴散過程和過濾后洗液可進一步洗出濾餅中所含的所需的產(chǎn)品和不需要的廢液，濾餅洗滌方法分明流可洗、暗流可洗和符合洗滌型（亦稱雙向交叉洗滌型）。如果選擇不可洗型，就只能過濾，不可洗滌。 通過查閱大量的資料以及對所查資料的整理和篩選，不僅對自己的設計有所了解，更為今后的設計奠定了基礎。