自动压滤机的结构及工作原理开题报告.doc

目录第一章 国内外自动压滤机的发展11.1 国外自动压滤机的发展11.1.1卧式压滤机的发展11.2.2 立式压滤机21.2 国内自动压滤机的发展31.2.1 国内自动压滤机的现状41.2.2 国内自动压滤机的发展5第二章 自动压滤机的结构及工作原理62.1 自动压滤机的结构62.2 自动压滤机的工作原理6第三章 总结8第一章 国内外自动压滤机的发展1.1 国外自动压滤机的发展 在19世纪初期，由于德国人酷爱饮酒，酒类供不应求，当地某酒类制造商为了加快酒的压榨和过滤，发明了世界上第一台板框式压滤机，大大的加快了工作效率，提高了压滤质量。一直延续到今天，压滤机已经成为工业生产和应用中很重要的设备。1.1.1卧式压滤机的发展图1 卧式浓缩型污泥压滤机 该机分为板框型和凹板型。后者的最大优点在于容易实现作业自动化，因而其发展特别迅速。自从日本的栗田机械制作所率先于1958年推出RF型全自动压滤机以来，其他公司也相继研制了自己的产品，如联邦德国的KFP-A型、法国的Titan型、日本则武铁工所的NR型等。作业自动化是指夹紧滤板、过滤、滤饼洗涤、打开滤板、卸饼、清洗滤布等均为自动化操作。目前大多采用继电器进行程序控制，有的在采用计算机进行一人多机控制。后者可以根据滤浆浓度和流量、滤饼含湿率、滤液澄清度以及压滤机本身的操作参数（过滤压等）自动进行控制和调整。继作业自动化之后，凹板型压滤机的第二项进步是在滤室中增设了橡胶压榨膜，用来给滤饼进一步脱水，以降低滤饼的干燥或焚烧能耗。实践证明，经压榨后的滤饼含湿滤可在降低515%，并有利于卸饼。此种压榨式压滤机于1965年成为正式产品，不久获得普及。它所用的压榨流体是压缩空气或水，如则武铁工所的NR-PF型机采0.7MPa的压缩空气，而NR-PF型和型采用1.52MPa的水。压滤机的第三项进步是大型化。这是由选煤场等大规模生产促成的。目前Pa-ssvant公司的A200型压榨式压滤机的过滤面积达到1080m2，则武铁工所达到1007.5m2，而栗田机械制作所的JMF-IB型已达到1400m2，是当前国外投入使用的最大型压榨式滤机。今后还应开展关于压滤机进一步机械化的研究，如拉板机构、洗涤机构等。此外，滤板结构、滤板夹紧力的控制等也在进一步研究之列。1.2.2 立式压滤机图2 立式全自动隔膜压滤机立式压滤机的滤板呈水平排列。该机由乌克兰化工机械研究所率先于60年代推出，并逐渐形成了AM系列，过滤面积为9.550m2。该项技术于60年代中期传入欧洲其他国家，并由联邦德国Eberhard Hoesch过滤机制造公司进一步发展，故又称其为Hoesch压滤机。此外，井上金属工业株式会社和月岛机械株式会社也有同类产品。立式压滤机的技术发展，体现在芬兰LOROX公司的产品中以及苏联“进步”化工机械制造厂的产品中。后者是最早制造AM型机的工厂。LOROX公司的立式压滤机曾在1988年度的Achema展览会上展示。该机具有滤饼洗涤效果最佳的性能。实现这一性能的方法是：初过滤后的滤饼，受到压力1.6104Pa 的橡胶膜压榨，以便撤压后在橡胶膜和滤饼之间形成一空间。待该空间充满洗涤液后，再进行压榨，直至滤饼被榨干。在理论上认为压滤机的洗涤效果比真空过滤机高5060%，其原因在于这种洗涤的排代特性。实践证明，经过这样两次洗涤的滤饼获得了99%的洗涤效率。为了节省洗涤水，通过增设两个阀门实现了逆流洗涤，即用第二次洗涤得到的过滤洗涤液作为第一次洗涤用的水。最近，AM型机由苏联“进步”化工机械制造厂进行了根本性的改装，形成了新的AM系列。主要有以下五项改进：滤板由机械夹紧方式改为有两个油缸夹紧，改变了滤板组在夹紧状态下的定位机构的结构；新型滤板结构降低了滤液的流动阻力，从而提高了生产率；采用了新型滤布紧张机构，使机器的外观有很大的改进，显得更为紧凑；配备了公共底盘，彻底改善了机器作业区的工作环境。1.2 国内自动压滤机的发展在汉代我国就在酿酒工艺上使用了简单的压滤过滤器材，连酒糟一起饮用是我国自古以来的酒的饮用方式之一。汉朝韩婴在韩诗外传卷四中有：“桀为酒池，可以运舟，糟丘足以望十里。”的记载，这个记载虽然带有夸张的性质，但已反映出了当时的统治者已开始进行了一定规模的酿酒生产，并采用了一些生产工艺分离出了酒液和糟。我国直到1965年由轻工业部组织的黄酒压滤机的试点中，介绍和推广了BKY54/820气模式板框压滤机，该机同时具备了压榨和过滤两项功能，因此获得了国家国家发明三等奖。结束了我国传统的人力压榨过滤方式。1.2.1 国内自动压滤机的现状图3 自动压滤机 压滤机是传统的固液分离设备之一，中国早在公元前一百多年汉朝淮南王刘安发明豆腐制作过程中就有了最原始压滤机的应用。改革开放以来30多年时间，压滤机在滤板材质、结构形式、高效能过滤介质、分离效率、自动化水平、功能集成、产品质量和可靠性方面发展迅速，与欧洲发达国家产品性能差距越来越小，尤其是近五年时间， 高压隔膜压滤机的研发成功，使得我国压滤机的生产数量跃居世界第一。在钢铁行业污水处理中，大部分都采用了压滤机。工业钢铁厂污泥污水处理设备对压滤机的使用效果具有耐腐蚀耐磨损等要求。因此最早用来进行钢铁污水处理的压滤机是采用增强聚丙烯板滤板式压滤机。但随着国家对环保的更高要求和企业更少的处理成本，增强聚丙烯板滤板式压滤机的问题也逐渐明显：1、密封性能差，过滤介质含水量高，泥饼在运输过程中易出现问题；2、后改为装配式隔膜压榨板，出现气囊不密封，漏气现象严重，耗能高，泥饼不易脱落；3、储泥斗不存泥；4、过滤过程中毛细现象得不到解决等，因此钢铁行以及至化工等众多行业都期待着更合适的压滤机上市。1.2.2 国内自动压滤机的发展 在煤炭行业,压滤机已成为煤泥水处理的首选设备,在国内约60%的选煤厂采用此设备就是很好的说明。新型APN压滤机的出现必将把压滤机的发展、制造和使用推到一个新的水平,它将给设计部门提供合适的选择,给现场的技术改造提供理想可靠的设备。由于近代电子技术的发展和液压技术的广泛应用，印刷电路与随动系统的出现，近二十年来压滤机在世界各国都取得了很大的成绩，努力研制新型高效设备。目前，压滤机的发展总趋势是向着大型、大容量、高压、带挤压机构的全自动操作方向发展。 近代压滤机发展很快，到目前为止，它是一种高效的固液分离设备，由于新型材料的使用，结构的改进，机械系统的发展和完善，程序控制和随动系统的广泛应用，及在实践中工艺系统的改革等，都将为压滤机的发展，提供优越的发展条件，今后也将以新型现代化脱水工艺设备，被更广泛的应用在各个工业领域中。第2章 自动压滤机的结构及工作原理2.1 自动压滤机的结构图4 压滤机结构（1）压滤机由机架、滤板、滤布、压紧机构、液压系统和电控系统组成。（2）机架部分起支撑压紧装置和滤板的作用，由机座、推板、止推板、头尾板和主板组成。(3)夺滤板安装在头尾板之间的主梁上，其间装有滤布。 2.2 自动压滤机的工作原理 图5 板框式自动压滤机的内部结构板框式压滤机由交替排列的滤板和滤板框构成一组滤室。滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。板、框之间的滤布起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，出去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。 板框压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。适合的悬浮液的固体颗粒浓度一般为10%一下，操作压力一般为0.30.6兆帕，特殊的可达3兆帕或更高。过滤面积可以随所用的板框数目增减。板框通常为正方形，滤框的内边长为3202000毫米，框厚为1618毫米，过滤面积为11200米。板与框用手动螺旋、电动螺旋和液压等方式压紧。板和框用木材、铸铁、铸钢、不锈钢、聚丙烯和橡胶等材料制造。其一般工作流程为：（1） 压紧滤板 操作液压系统，使板尾向头板方向移动，把在头板和板尾之间的全部滤板压紧。由此，在相邻的滤板间构成了中空的密封滤室。（2) 压滤过程给料泵将矿浆从尾板的给料孔输送到滤室里，当滤室充满矿浆后，压滤过程开始，矿浆借助给料泵的压力，进行固液分离。在压滤初期，矿浆在滤室内滤饼厚度不大，滤饼的阻力较小，脱水速度较快，通常此时用低扬程、大流量的泵。随着滤饼厚度增加、阻力增大，压滤速度下降，此时应用高扬程、小流量的泵。压滤过程所需的时间，根据煤浆的过滤特性和工艺要求而确定，当达到规定压滤时间，停止给料，压滤过程完成。（3） 松开滤板 操纵液压系统，将头板退回原来的位置。（4） 滤板卸料 传动及拉开装置上的传动链，相继将滤板拉开，滤饼借助自重脱落，由下部的运输机运走。 完成上诉四个步骤，就完成了压滤机的一个工作循环。由于压滤机的过滤压力大，所以脱水效果比真空过滤机好。第3章 总结刚拿到设计题目时，迷茫、举足无措，通过三周的资料收集，了解了自动压滤机的历史背景、国内外现状及发展，并对各种自动压滤机有了一定的感性认识。此外，通过查阅资料，对板框式自动压滤机的工作原理有了一些了解。板框式压滤机和厢式压滤机的区别如下：板框式压滤机是一种加压过滤间歇操作的过滤设备，它是由压紧部分，止推板、压紧板、横梁、组成一台机架，所有滤板和滤框交替叠合架在两根平等的支撑横梁上，所有滤板和滤框的相应部位上都有通液孔道，用于引入悬浮液或排出液体，所有滤板两侧都具有和滤框形状相同的密封面，滤布夹在板和框密封面之间，；成为密封的垫片在滤板和框形密封面之内，支撑滤布的过滤面上布满沟槽，所有沟槽和排放滤液的通道想通，一台压滤机由许多个并联的滤室所组成，每个滤室的两侧均有阻止悬浮液中固相颗粒通过而允许滤液渗透的滤布层，这些滤板的总过滤面积代表压滤机所有的生产能力。板框式压滤机是由一块滤板和一块滤框组成，能承受的过滤压力较低（通常小于0.6MPa)每台压滤机根据面积的大小，板框数量也不同，板框式压滤机一般用于物料含颗粒状物体较少的物料过滤，常用于精细产品的过滤，可在过滤布的背面加过滤纸过滤。厢式压滤机单块滤板比板框滤板厚，也就是厢式压滤机由两块相同的滤板相合而成，两块滤板之间在压紧时形成一个滤室用于存放被滤布隔离的颗粒状物体，进料孔放在滤板中央，一般用于颗粒状物体比较多的物料，比如污水处理，选矿，洗煤等行业，厢式压滤机特点是不宜造成各滤室偏压，从而滤板不宜被损坏，过滤速度快，卸渣方便，过滤压力大，滤饼含液量低，能承受过滤压力最高可达3.0MPa，容易实现自动拉板卸料，适应范围更广，可以制造最大的压滤机。板框式和厢式压滤机都可实现明流和暗流两种，扩散过程和过滤后洗液可进一步洗出滤饼中所含的所需的产品和不需要的废液，滤饼洗涤方法分明流可洗、暗流可洗和符合洗涤型（亦称双向交叉洗涤型）。如果选择不可洗型，就只能过滤，不可洗涤。通过查阅大量的资料以及对所查资料的整理和筛选，不仅对自己的设计有所了解，更为今后的设计奠定了基础。