自動反洗的板框連續過濾機的製作方法
2023-11-09 10:08:52 1
本發明屬於分離設備技術領域，涉及固液分離的一種設備，尤其涉及一種自動反洗的板框過濾機。
背景技術：
隨著現代高科技的發展，環保意識的增強，一些落後的裝備就要被替代，幾十年來工業過濾大多採用板框濾機，板框濾機特點是：技術含量低、過濾質量可保證、用人工多、定時拆臺、洗布、浪費大、汙染大、佔地面積大。使用過程是：濾板和濾框之間夾上濾布，上壓夾緊，開始過濾，濾液由板框進入通過濾布進入濾板，由濾板上埠流出，一定時間後，濾布被雜質堵塞，開始拆臺，停止過濾、卸壓，把板框分開，提出濾布在洗布機中進行清洗，洗好後脫水，再夾上重新使用的過程。
現有通用的板框壓濾機包括主機部分、液壓部件和電氣元件，主機由兩根橫梁，其兩端分別固定在止推板和液壓缸座的兩側面，構成機架。在左右橫梁上垂直擱置、依次排列著由濾框、濾板、濾布組成的若干濾室；並可沿橫梁作水平方向移動。壓緊板與活塞杆鉸接。由液壓缸活塞驅使前後移動，壓緊濾框、濾板，達到液壓工作壓力後，旋轉鎖緊螺母鎖緊保壓。再關閉電機，即可進料過濾。液壓部件由液壓輔件（油箱和濾油器）、液壓泵、閥、液壓缸和管路等組成。電氣元件取到控制作用。
板框壓濾機的濾室由交替排列的濾板和濾框構成。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，組裝後構成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。板、框兩側各有把手支託在橫梁上，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。濾液穿過濾布並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。洗滌後，有時還通入壓縮空氣，除去剩餘的洗滌液。隨後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。
板框壓濾機對於濾渣壓縮性大或近於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%以下，操作壓力一般為0.3～1.6兆帕，特殊的可達3兆帕或更高。過濾面積可以隨所用的板框數目增減。板框通常為正方形，濾框的內邊長為200～2000毫米，框厚為16～80毫米，過濾面積為1～1200㎡。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、不鏽鋼、聚丙烯和橡膠等材料製造。
因此，現有的板框式壓濾機多為壓緊濾框、濾板，達到液壓工作壓力後，即可進料過濾，再重新壓緊板、框，開始下一工作循環，單個工作循環間斷式運行，效率低，清洗也不方便。
在針對反洗的改進中，現有技術如：cn03210995.4名為《一種臥式自衝洗過濾機》，在由罐體、前蓋和後蓋構成的濾機殼體內設置有套裝在空心軸上的反洗活塞和濾芯，反洗活塞由左活塞、右活塞、聯接套筒、密封環及密封套筒構成，每端的活塞上有兩個密封環，密封環與濾芯上的濾鼓內孔滑動配合，在右活塞的下部裝有能推動反活塞行走的絲槓，絲槓通過扭矩限制器與減速機組相連，在濾機殼體的前後端安裝有行程限制器。由於在濾機殼體內設置有反洗活塞和濾芯，在濾機機殼的前後端安裝有行程限制器，這樣一旦發生雜物堵塞現象，反洗活塞就會對濾網進行反覆衝洗，並將濾渣排出機外，從而實現濾機長時間的連續工作。
又如cn201110351511.4，名為《一種自動反洗粘膠過濾機》，機架上安裝有圓筒形濾機桶體，濾機桶體兩端分別裝有前桶體端蓋和後桶體端蓋，其上分別固定有頂杆組件，濾機桶體靠近後桶體端蓋處設有粘膠出口，後桶體端蓋處設有廢膠出口、粘膠進口，濾機桶體內設有網籠，網籠兩端與前後桶體端蓋相連接，保護網通過夾板、抱箍固定在網籠表面，濾網包夾在襯網和保護網之間，襯網包夾在網籠和濾網之間，中心管兩端承插在前桶體端蓋與後桶體端蓋中心的孔槽內，反洗活塞位於網籠內部，套裝在中心管上，安全聯軸器與減速機相連接，減速機與電機相連接。該過濾機是根據滲透過濾原理設計的自動過濾系統，採用plc控制技術，可自動控制、連續工作、自動反洗、自動排渣。
在針對壓濾反洗的改進中，現有技術如：cn200620003556.7，《增大型臥式自動反洗粘膠濾機》，它採用三個濾鼓的結構方式，減小了在設備安裝和抽出、更換濾鼓時軸向的所需空間，提高了廠房的利用率，在同等安裝空間內，可提高過濾流量40％；濾鼓濾孔的螺旋線分布方式，分散了濾孔對活塞密封環的磨損，既延長了濾網的使用壽命，又降低了活塞密封環的磨損。它包括外殼、濾鼓和活塞，原液進管與濾鼓的內腔相通，空心活塞軸和絲槓、螺母安裝在兩側端蓋上，絲槓經減速器與電機相接，濾鼓由3段組成，2-3個活塞套裝在空心活塞軸上，外殼安裝在兩側端蓋內，活塞之間裝有左活塞套筒，濾鼓上的濾孔按螺旋線分布。本實用新型可廣泛用於化纖行業粘膠原液過濾工序。
又如：cn105126402b公開的板框過濾機，當過濾網堵塞，進出口壓差達到一定壓力時需要反洗，清潔濾網時，濾機底部進口腔中的活塞26開始運動，活塞26和濾芯濾板10下部在密封狀態下滑動，當活塞26移動到濾板進膠口處時，雙聯通孔口保持與兩個待濾液通孔同時連通並對會封住待濾液通孔周邊，此時濾機的後濾縫在這個濾板上進膠壓力為0，而前濾縫出口膠壓是正常狀態，一般為0.5mpa以上，過濾後的清液在壓力作用下，反向經過濾網洗掉濾網上的雜質變成廢膠流回到活塞空腔中，由廢膠軟管203排出機外，實現反洗濾網的作用。活塞26運動過後，濾網乾淨又正常過膠。
在上述所述的現有技術中，這些設備適用於高灰分、細粒度、高粘度的煤泥和尾煤的脫水，也適用於精煤與化工原料的脫水和過濾。不足之處主要表現在如下幾個方面：處理能力小，間歇生產，壓濾時間長，機體笨重，佔用空間大，操作複雜，操作成本高，濾布耗量高，濾板壽命短，維修量大。在液壓系統的設計上，上述現有技術中或者闡述較少，或者採用較為通用的機械液壓設備，但這些液壓系統普遍存在著以下幾點缺點：液壓系統中未設置系統油液的過濾器，而現場工況又是多灰塵以及液漿體，極易進人液壓管道，而汙染油液，因此，經常出現整個系統及個別的液壓缸無法正常工作；系統的連接管道懸吊在半空中，而又無固定管夾固定，造成整個系統洩漏點多、振動大、噪聲大，產生管線破裂和洩漏事故多、故障率高、系統工作不穩定、修復困難。液壓缸無杆腔上的壓力表不是採用耐震壓力表，工人不熟悉液壓系統工作原理,對系統盲目調整，以及在液壓自身衝擊作用下，導致壓力表全部損壞，壓力顯示不正確，也進一步降低了液壓系統的定位精度，造成過濾機各濾板之間的鬆動而漏膠，這些都嚴重影響了過濾機的使用效率和自動化操作。特別是現有這些技術，實質上都沒有實現在不間斷過濾的情況下，實現自動反洗，都不屬於真正意義上的連續過濾下的自動反洗。
基於此，本發明結合實際情況提出了對過濾機的結構進行改進，並在此基礎上提出了自動控制進行反洗的技術理念，利用板框濾機過濾後的清潔濾液在一定壓力下反衝洗濾材，使濾材上附著的雜質清洗乾淨，使濾材重新使用。
技術實現要素：
為了解決上述問題，提出一種連續過濾情況下自動反洗的過濾機。具體技術方案如下：
一種自動反洗的板框連續過濾機，包括進料腔、過濾區和出料腔，所述進料腔分為若干個小腔，每個小腔之間不連通，每個小腔有進料管和廢料管各一支，分別由進料閥和廢料閥自動控制；所述過濾區由濾板組成，每塊濾板為空芯，並有一端開口，其餘三面封閉，每兩塊濾板之間夾濾網，濾板開口向下的和向上的相鄰，使用時物料由開口向下的濾板進入，通過濾網進入相鄰濾板，從開口向上的濾板流出進入所述出料腔；所述出料腔是過濾好的物料臨時儲存區，並有壓力控制系統，確保出料腔有一定的壓力；當自動反洗時，關閉第一個小腔進料閥，並打開其廢料閥，所述出料腔的清潔物料在壓力作用下穿過濾網，清洗雜質，完成本區清洗工作，此時其它小腔正常過濾，依次進行第n個小腔的反洗工作，直到最後一個小腔洗完，一個反洗周期結束。
進一步地，還包括進膠管和出膠管，所述進料管連接進膠管，所述廢料管連接出膠管。
進一步地，當過濾機進行過濾時，打開所述進料腔的每個進料閥，物料經開口向下的濾板透過濾網進入開口向上的濾板，進入出料腔，當出料腔壓力達到設定值時，連接出料腔的出料閥門打開，過濾好的物料進入下道環節，所述出料閥門可以自動調節開度，保證出料腔壓力正常。
進一步地，當濾網上會附著物料雜質，影響過濾量時，開始自動反洗。
進一步地，設定間隔一段時間來定義所述影響過濾量；或，所述開口向下的濾板與開口向上的濾板內的物料壓力差達到設定壓力差時定義所述影響過濾量。
進一步地，所述進料腔、過濾區和出料腔構成主機，主機從上往下，依次為本體上蓋板、濾芯本體、中間板；濾芯本體分為位於上部的清液槽和位於下部的濾芯槽，濾芯槽中均勻間距設有若干個濾芯濾板，前後相鄰濾芯濾板的間距形成濾縫，前濾縫下端與中間板上的待濾液通孔連通，上端密封，後濾縫下端與中間板板面密封連接，上端與清液槽連通，形成交錯連通結構。
進一步地，清液槽和濾芯槽過渡處設有內壁凸肩法蘭，本體內壓板安裝在內壁凸肩法蘭上，將清液槽和濾芯槽的位置分開，本體內壓板內設有若干通槽將清液槽和濾芯槽連通。
進一步地，濾芯槽中設有濾芯端蓋，濾芯雙頭螺杆，螺母，濾芯濾板；兩塊濾芯端蓋之間通過上下三排濾芯雙頭螺杆及螺母連接固定，在兩塊濾芯端蓋之間均勻間距設置了若干個濾芯濾板，濾芯濾板上設有安裝孔，濾芯雙頭螺杆的杆體穿過濾芯濾板的安裝孔對濾芯濾板進行安裝。
進一步地，所述過濾機的控制和反洗由plc自動完成。
還提供一種自動反洗的板框連續過濾機的使用方法，包括如下步驟：
濾板夾好濾網後，放到進料腔上，確保進料腔中的每個小腔之間不連通，蓋好上蓋；
開始過濾，打開進料腔的每個進料閥，物料經開口向下的濾板透過濾網進入開口向上的濾板，進入出料腔，當出料腔壓力達到設定值時，連接出料腔的出料閥門打開，過濾好的物料進入下道環節；
當過濾到一定時間，濾網上會附著物料雜質，影響過濾量，這時開始自動反洗，關閉第一個小腔進料閥，並打開其廢料閥，所述出料腔的清潔物料在壓力作用下穿過濾網，清洗雜質，完成本區清洗工作，此時其它小腔正常過濾，依次進行第n個小腔的反洗工作，直到最後一個小腔洗完，一個反洗周期結束。
有益效果：
1、使用過程中，自動反洗，不用拆臺清洗濾布；節省人力（無專職濾機拆裝工）。
2、不間斷過濾，使得過濾與反洗能夠同步進行，實現連續過濾，自動反洗。
3、採用plc控制，可對反洗的時機，根據要求來進行自動控制，如：設定時間，設定壓力差。
4、出料腔設定壓力控制系統，保證出料腔的壓力，確保過濾的質量，同時確保反洗時的壓力提供。
附圖說明
圖1為本發明自動反洗的板框連續過濾機結構示意圖；
圖2為本發明自動反洗的板框連續過濾機的過濾過程示意圖；
圖3為本發明過濾機過濾區過濾時示意圖；
圖4為本發明過濾機過濾區反洗時（第一個腔反洗）示意圖；
圖5為本發明的進料腔的結構示意圖；
圖6為本發明的結構組裝圖。
圖7為本發明的電氣控制通訊組成結構圖。
圖8、9為本發明的板框過濾機的主控制電路圖。
圖中：進料腔100，過濾區200，出料腔300，進料閥101，廢料閥102；本體上蓋板1，第一內六角螺栓2，第一o型密封圈3，濾芯本體4，本體內壓板5，內六角螺栓6，濾芯端蓋7，濾芯雙頭螺杆8，螺母9，濾芯濾板10，中間板11，第二o型密封圈12，聚四氟乙烯盤根13，第二內六角螺栓14，濾芯側板15，進膠管16，出膠管17。
具體實施方式
以下通過實施例進一步說明本發明。
一種自動反洗的板框連續過濾機，包括進料腔100、過濾區200和出料腔300，所述進料腔100分為若干個小腔，每個小腔之間不連通，每個小腔有進料管和廢料管各一支，分別由進料閥101和廢料閥102自動控制；所述過濾區200由濾板組成，每塊濾板為空芯，並有一端開口，其餘三面封閉，每兩塊濾板之間夾濾網，濾板開口向下的和向上的相鄰，使用時物料由開口向下的濾板進入，通過濾網進入相鄰濾板，從開口向上的濾板流出進入所述出料腔；所述出料腔是過濾好的物料臨時儲存區，並有壓力控制系統，確保出料腔300有一定的壓力；當自動反洗時，關閉第一個小腔進料閥101，並打開其廢料閥102，所述出料腔300的清潔物料在壓力作用下穿過濾網，清洗雜質，完成本區清洗工作，此時其它小腔正常過濾，依次進行第n個小腔的反洗工作，直到最後一個小腔洗完，一個反洗周期結束。
當採用7對進料閥和廢料閥時，如圖5所示，正常使用過程中進料閥門①-⑦是全部開啟狀態，廢料閥為全部關閉狀態；反洗時①號進料閥自動關閉，①號廢料閥自動打開，反洗開始一定時間後①號廢料閥自動關閉，①號進料閥自動打開正常過濾，②號進料閥自動關閉，②號廢料閥自動打開，一定時間後②號廢料閥自動關閉，②號進料閥自動打開，如此往復實現自動清洗過程，並能連續使用。
進一步地，還包括進膠管16和出膠管17，所述進料管連接進膠管16，所述廢料管連接出膠管17。
進一步地，當過濾機進行過濾時，打開所述進料腔100的每個進料閥101，物料經開口向下的濾板透過濾網進入開口向上的濾板，進入出料腔300，當出料腔300壓力達到設定值時，連接出料腔300的出料閥門打開，過濾好的物料進入下道環節，所述出料閥門可以自動調節開度，保證出料腔壓力正常。
進一步地，當濾網上會附著物料雜質，影響過濾量時，開始自動反洗。
進一步地，設定間隔一段時間來定義所述影響過濾量；或，所述開口向下的濾板與開口向上的濾板內的物料壓力差達到設定壓力差時定義所述影響過濾量。
進一步地，所述進料腔、過濾區和出料腔構成主機，主機從上往下，依次為本體上蓋板1、濾芯本體4、中間板11；濾芯本體4分為位於上部的清液槽和位於下部的濾芯槽，濾芯槽中均勻間距設有若干個濾芯濾板10，前後相鄰濾芯濾板10的間距形成濾縫，前濾縫下端與中間板11上的待濾液通孔連通，上端密封，後濾縫下端與中間板11板面密封連接，上端與清液槽連通，形成交錯連通結構。
進一步地，清液槽和濾芯槽過渡處設有內壁凸肩法蘭，本體內壓板5安裝在內壁凸肩法蘭上，將清液槽和濾芯槽的位置分開，本體內壓板5內設有若干通槽將清液槽和濾芯槽連通。
進一步地，濾芯槽中設有濾芯端蓋7，濾芯雙頭螺杆8，螺母9，濾芯濾板10；兩塊濾芯端蓋7之間通過上下三排濾芯雙頭螺杆8及螺母9連接固定，在兩塊濾芯端蓋7之間均勻間距設置了若干個濾芯濾板10，濾芯濾板10上設有安裝孔，濾芯雙頭螺杆8的杆體穿過濾芯濾板10的安裝孔對濾芯濾板10進行安裝。
進一步地，所述過濾機的控制和反洗由plc自動完成。
還提供一種自動反洗的板框連續過濾機的使用方法，包括如下步驟：
濾板夾好濾網後，放到進料腔上，確保進料腔中的每個小腔之間不連通，蓋好上蓋；
開始過濾，打開進料腔的每個進料閥，物料經開口向下的濾板透過濾網進入開口向上的濾板，進入出料腔，當出料腔壓力達到設定值時，連接出料腔的出料閥門打開，過濾好的物料進入下道環節；
當過濾到一定時間，濾網上會附著物料雜質，影響過濾量，這時開始自動反洗，關閉第一個小腔進料閥，並打開其廢料閥，所述出料腔的清潔物料在壓力作用下穿過濾網，清洗雜質，完成本區清洗工作，此時其它小腔正常過濾，依次進行第n個小腔的反洗工作，直到最後一個小腔洗完，一個反洗周期結束。
自動反洗的板框連續過濾機的技術參數：
外形尺寸：1600*600*1600最大反洗次數：60次/小時
過濾面積：2.4m2-5m2最大工作壓力：2mpa
最大壓差：1mpa粘膠進口：dn80pn1.6
粘膠出口：dn80pn1.6廢膠出口：dn40pn1.6
濾機的控制和反洗由plc完成
plc電氣控制系統及電路，如圖7-9所示。
通過查閱資料以及根據國內外plc在實際生產中的應用情況，本發明選用西門子系列s7-300plc作為控制器。西門子s7-300plc在該本發明中中具有以下性能：（1）s7-300自身具有很強的抗幹擾抗振動衝擊的能力，特別是在環境惡劣的固液分離工況下，更是具有超強的耐汙染能力和耐振動性；（2）s7-300具有上百條豐富的語句指令，其編程軟體step7支持多種程式語言；在本發明過濾機系統的應用中，可以為所配置的模塊和網絡設置參數；（3）採用集成背板總線的結構，當機架上安裝超過8個信號模塊時，如果本發明的過濾機的反洗系統需要時，可以通過安裝擴展機架，使反洗系統的硬體組態特別靈活。本發明過濾機控制系統的硬體主要包括西門子plc、現場的檢測設備、執行器件等。其中plc配備了電源模塊ps3075a、cpu315-2dp模塊、數字量輸入輸出模(di/do)、模擬量輸入輸出模塊(ai/ao)和乙太網通訊模塊cp343-1,通過通訊模塊與上位機或工控機ipc進行通訊。
本發明按照過濾機的工藝流程設計出用戶程序，寫入plc的存儲器中，電控櫃通電後，plc的作業系統開始工作，按其系統程序自診斷無故障後，開始運行用戶程序，plc的run燈亮，此後就巡迴掃描過濾機程序。首先通過輸入模塊讀入輸入器件的狀態，然後運算用戶程序，得出正確的結果後，再通過輸出模塊驅動輸出器件，這樣逐步完成過濾機的自動控制過程，同時為了實現操作簡單和安全採用觸控螢幕技術。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。