Фильтр-пресс и способ отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии Российский патент 2022 года по МПК B01D25/164 B01D25/19 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к фильтр-прессу и способу отделения твердых компонентов суспензии от ее жидких компонентов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В одном из способов фильтрации суспензий, содержащих твердое вещество в относительно высоких концентрациях, используют устройство, которое известно как фильтр-пресс и работа которого основана на принципе фильтрации под действием вытеснения. В фильтр-прессе применяется ряд фильтровальных плит, которые расположены смежно друг с другом и к которым прикладывают давление закрытия, обеспечивающее их плотное герметичное соединение друг с другом. Суспензию, такую как минеральная суспензия или пульпа, вводят через впускное отверстие так, чтобы она заполняла все отдельные пространства (фильтровальные камеры) между каждой парой фильтровальных плит, и часть жидкого компонента (фильтрат) удаляют. Затем фильтрующие мембраны фильтровальных камер активируют для обеспечения сжатия фильтрационных осадков. После этого вводят сжатый воздух, газ или жидкость для выведения большего количества жидкого компонента путем вытеснения, в результате чего удерживается твердое дисперсное вещество. Фильтрат направляют к выпускному отверстию, откуда он выводится. Твердый дисперсный осадок, оставшийся в каждом отдельном пространстве после цикла фильтрации, должен быть удален при подготовке к последующему циклу фильтрации.

Известные фильтр-прессы, как правило, выполнены с гидравлическими цилиндрами для перемещения и закрытия указанных фильтр-прессов. В патентном документе WO 2009/079673 описан такой фильтр-пресс, содержащий фильтровальные плиты, нажимную плиту, выполненную с возможностью перемещения при помощи гидравлического цилиндра, который установлен на отдельных салазках и обеспечивает прижатие фильтровальных плит друг к другу во время процесса фильтрации. Салазки выполнены с возможностью перемещения при помощи установленного на них приводного блока с обеспечением тем самым открытия и закрытия узла фильтровальных плит.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одной из целей данного изобретения является усовершенствование вышеописанной технологии и предшествующего уровня техники. Более конкретно, целью данного изобретения является создание усовершенствованного фильтр-пресса, который является экологически сбалансированным и энергоэффективным.

Дополнительные цели и/или преимущества, которые станут очевидны специалисту в данной области техники из нижеследующего описания вариантов выполнения, достигаются полностью или по меньшей мере частично с помощью фильтр-пресса для отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии в соответствии с данным изобретением. Несмотря на то что ниже приведено описание изобретения, должно быть очевидно, что изобретение может не быть ограничено конкретными описанными элементами. Специалисту, имеющему доступ к изложенным в данном документе принципам, будут очевидны дополнительные варианты применения, модификации и дополнения в других областях, находящиеся в рамках объема изобретения.

Фильтр-пресс для отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии в соответствии с изобретением содержит боковые балки и фильтровальные плиты, ориентированные под прямыми углами к продольному направлению указанных боковых балок, причем указанные фильтровальные плиты выполнены с возможностью перемещения вдоль указанных боковых балок, при этом фильтр-пресс имеет неподвижный конец, расположенный на одном конце боковых балок, и подвижную головку, выполненную с возможностью перемещения указанных фильтровальных плит вдоль боковых балок. Фильтр-пресс также содержит прессовое устройство, выполненное с возможностью приложения давления закрытия к указанным фильтровальным плитам для их прижатия друг к другу. Прессовое устройство содержит по меньшей мере один исполнительный механизм, приводимый в действие электричеством и выполненный с возможностью создания осевого усилия, которое прикладывается к фильтровальным плитам посредством подвижной головки.

Это означает, что операция закрытия фильтр-пресса запускается с помощью электричества, и для осуществления процесса фильтрации не требуются гидравлические цилиндры, в отличие от известных фильтр-прессов, в которых гидравлические цилиндры используются для перемещения фильтровальных плит и приложения к ним давления закрытия.

В известных фильтр-прессах количество масла, необходимого для работы гидравлических цилиндров, является чрезмерным во время перемещении фильтровальных плит, поскольку на них подается одинаковая мощность на протяжении всего хода. Более того, использование большого количества масла вредно для окружающей среды, гидравлическое масло является дорогостоящим, а обработка масла требует дополнительной работы. Кроме того, в случае протечки масла конечный продукт, т.е. фильтрационные осадки, может быть загрязнен.

Таким образом, фильтр-пресс согласно изобретению обеспечивает особое преимущество, заключающееся в том, что он не требует масла и, следовательно, является экологически сбалансированным.

В обычных фильтр-прессах операция открытия и закрытия узла фильтровальных плит также занимает значительное время, поскольку необходимо закачать большое количество масла через трубки и трубопроводы для подачи в цилиндры. В частности, открытие и закрытие узла фильтровальных плит с использованием закрывающего цилиндра занимает значительное время, поскольку закрывающий цилиндр рассчитан на высокое давление закрытия, но не на быстрое перемещение поршня. Кроме того, если закрывающий цилиндр используется для открывания узла фильтровальных плит, объем пресса ограничен, поскольку может быть выполнен только один ограниченный ход цилиндра. Длинный ход цилиндра также требует больших количеств масла и подвергает большие площади поршневого штока закрывающего цилиндра загрязнению падающим фильтрационным осадком. Кроме того, длинный поршень создает механические проблемы, так как вес поршня может привести к его отклонению или изгибу.

Однако в фильтр-прессе согласно изобретению как перемещение фильтровальных плит, так и операция их закрытия запускаются с помощью электричества, вследствие чего время для завершения полного рабочего цикла значительно сокращено. Это обусловлено тем, что подвижная головка приводится в действие отдельным приводным блоком -электродвигателем, который обеспечивает более высокие скорости при перемещении фильтровальных плит между открытым положением, при котором они опустошаются, и закрытым положением, и наоборот. В частности, скорость подвижной головки может быть регулируемой и переменной, так что указанная головка может перемещаться вдоль боковых балок с различной скоростью в зависимости от обстоятельств. Кроме того, может быть достигнута существенная экономия энергии по сравнению с известными фильтр-прессами, поскольку как подвижная головка, так и прессовое устройство приводятся в действие с помощью электричества. Другое преимущество фильтр-пресса согласно изобретению заключается в том, что количество фильтровальных плит может быть практически неограниченным. Это обусловлено тем, что перемещение фильтровальных плит осуществляется с помощью подвижной головки, которая присоединена к приводному блоку с помощью линейной механической передачи, что обеспечивает возможность перемещения подвижной головки с высокой скоростью вдоль боковых балок.

Поскольку приводной блок содержит электродвигатель, подаваемая мощность и скорость перемещения могут быть легко отрегулированы в соответствии с количеством фильтровальных плит по сравнению с известными фильтр-прессами, в которых для перемещения фильтровальных плит используются гидравлические цилиндры с ограниченной мощностью.

В прессовом устройстве указанный исполнительный механизм может быть выполнен с возможностью преобразования вращательного приводного усилия в осевое усилие. В частности, исполнительный механизм может быть выполнен с возможностью преобразования вращательного приводного усилия в осевое тянущее усилие или осевое толкающее усилие. В одном режиме работы прессового устройства указанное осевое усилие может представлять собой тянущее усилие, прикладываемое к подвижной плите для закрытия узла фильтровальных плит. В другом режиме работы прессового устройства осевое усилие может представлять собой толкающее усилие, прикладываемое к подвижное плите для открытия узла фильтровальных плит.

Кроме того, в прессовом устройстве исполнительный механизм может содержать узел планетарной винтовой передачи. Указанный узел содержит резьбовой вал винта планетарной передачи и гайку планетарной передачи, выполненную с возможностью взаимодействия с указанным валом. Резьбовой вал ориентирован в продольном направлении фильтр-пресса. Узел планетарной винтовой передачи преобразует вращательное перемещение в линейное перемещение и особенно подходит для использования в устройствах, характеризующихся высокой точностью, высокой скоростью, большим весом, долгим сроком службы и интенсивными условиями применения, таких как фильтр-пресс. Таким образом, вращательное приводное усилие, приложенное к основному резьбовому валу, преобразуется в осевое усилие. Исполнительный механизм, т.е. узел планетарной винтовой передачи, прикладывает давление растяжения к фильтровальным плитам с помощью нажимной плиты, прикрепленной к подвижной головке, которая прижимает фильтровальные плиты друг к другу, в ответ на вращательное перемещение основного резьбового вала. Таким образом, необходимое давление закрытия может быть достигнуто с помощью электрических приводных средств, а не гидравлических цилиндров.

Кроме того, в прессовом устройстве исполнительный механизм может содержать узел планетарной винтовой передачи, присоединенный к неподвижному концу фильтр-пресса.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса вал винта планетарной передачи может быть расположен в фиксированном положении в продольном направлении фильтр-пресса, а гайка планетарной передачи может быть выполнена с возможностью перемещения, а именно смещения, в продольном направлении вдоль вала. Затем вал планетарной передачи с помощью электричества приводится во вращение, но не перемещается в осевом направлении. Вместо этого гайка планетарной передачи смещается в осевом направлении вала в ответ на вращательное перемещение указанного резьбового вала. В данном варианте выполнения гайка планетарной передачи может быть выполнена без возможности вращения во время работы прессового устройства. Вращение гайки планетарной передачи может быть предотвращено с помощью фиксирующего элемента, присоединенного к раме, и/или с помощью запирающего устройства.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса гайка планетарной передачи может быть размещена в фиксированном положении в продольном направлении фильтр-пресса, а вал винта планетарной передачи может быть выполнен с возможностью перемещения, а именно смещения, в продольном направлении. В данном варианте выполнения гайка планетарной передачи с помощью электричества приводится во вращение, но не перемещается в продольном направлении. В данном варианте выполнения гайка планетарной передачи может быть прикреплена к неподвижному концу фильтр-пресса. Вал винта планетарной передачи, напротив, выполнен с возможностью смещения в продольном направлении в ответ на вращательное перемещение гайки планетарной передачи. В данном варианте выполнения резьбовой вал винта планетарной передачи выполнен без возможности вращения во время работы прессового устройства. Вращение вала может быть предотвращено с помощью фиксирующего элемента, присоединенного к раме, и/или с помощью запирающего устройства.

В фильтр-прессе вал винта планетарной передачи может быть размещен в фиксированном положении в продольном направлении фильтр-пресса, а гайка планетарной передачи может быть выполнена с возможностью перемещения вдоль вала в продольном направлении. В этом случае узел винта планетарной передачи может быть размешен в положении между неподвижным концом и подвижной головкой фильтр-пресса. Гайка планетарной передачи может быть присоединена к боковой балке или раме фильтр-пресса. Гайка планетарной передачи может быть выполнена с возможностью приведения во вращение при помощи электрического приводного средства, которое может быть присоединено к раме пресса смежно с указанной гайкой. В данном варианте выполнения резьбовой вал винта планетарной передачи может быть выполнен без возможности вращения во время работы прессового устройства. Вращение вала может быть предотвращено с помощью фиксирующего элемента, присоединенного к раме, или с помощью запирающего устройства.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса узел планетарной винтовой передачи может представлять собой узел планетарной ролико-винтовой передачи. Узел планетарной ролико-винтовой передачи содержит основной резьбовой вал планетарной передачи и гайку качения планетарной передачи, содержащую набор роликов, выполненных с возможностью взаимодействия с указанным валом так, что гайка смещается в осевом направлении резьбового вала в ответ на вращательное перемещение основного резьбового вала. Предпочтительно гайка качения планетарной передачи выполнена без возможности вращения совместно с валом планетарной передачи. Направление перемещения гайки планетарной передачи определяется направлением вращения основного резьбового вала. Благодаря количеству резьбовых роликов, которые окружают основной резьбовой вал и находятся в постоянном контакте с ним, приводное усилие, возникающее в результате приведения вала в действие, прикладывается к большей площади поверхности, вследствие чего обеспечивается большое осевое усилие для эффективного закрытия фильтр-пресса. Таким образом, с помощью прессового устройства, описанного в данном документе, может быть достигнуто очень высокое давление закрытия. Следовательно, обеспечивается плотное и герметичное соединение фильтровальных плит, расположенных между неподвижным концом и подвижной головкой, друг с другом.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса узел планетарной винтовой передачи может представлять собой узел планетарной шарико-винтовой передачи. Узел шарико-винтовой передачи содержит шариковую гайку планетарной передачи, содержащую набор шариков, выполненных с возможностью взаимодействия с резьбовым валом винта планетарной передачи. Узел шарико-винтовой передачи работает таким же образом, как узел планетарной ролико-винтовой передачи.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса прессовое устройство может также содержать удлинительный элемент, неподвижно соединенный с исполнительным механизмом. Удлинительный элемент также может быть соединен с указанным запирающим устройством.

В другом варианте выполнения фильтр-пресса удлинительный элемент может быть неподвижно соединен с запирающим устройством и разъемно соединен с приводным механизмом прессового устройства.

Кроме того, в фильтр-прессе указанный удлинительный элемент может быть расположен между исполнительным механизмом и запирающим устройством для обеспечения передачи осевого усилия, создаваемого исполнительным механизмом, к подвижной головке и фильтровальным плитам через запирающее устройство.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса удлинительный элемент присоединен к гайке планетарной передачи с обеспечением выполнения такого же перемещения, как и указанная гайка.

Удлинительный элемент может быть выполнен в виде корпуса, вытянутого в продольном направлении. Удлинительный элемент также может содержать несколько компонентов, соединенных вместе с образованием соединения между прессовым устройством и запирающим устройством. Указанные компоненты могут быть присоединены друг к другу с возможностью разъединения. Корпус удлинительного элемента может быть выполнен в виде цилиндрического кожуха или частично сплошного компонента. Корпус может быть выполнен с другим окружным поперечным сечением, например квадратным или восьмиугольным. Предпочтительно удлинительный элемент расположен концентрическим образом относительно вала винта планетарной передачи. Предпочтительно удлинительный элемент проходит от гайки планетарной передачи к запирающему устройству (подробно описанному ниже), которое может быть расположено на подвижной головке или неподвижном конце.

Кроме того, в фильтр-прессе указанный удлинительный элемент может быть выполнен с возможностью смещения в продольном направлении вместе с гайкой планетарной передачи. Когда гайка планетарной передачи смещается вдоль резьбового вала планетарной передачи, удлинительный элемент также перемещается в том же направлении. Следовательно, осевое положение удлинительного элемента относительно основного резьбового вала может регулироваться путем вращения основного резьбового вала в соответствующем направлении.

Кроме того, в фильтр-прессе удлинительный элемент может быть выполнен с возможностью вращения вместе с гайкой планетарной передачи. В этом случае вал планетарной передачи не вращается. При этом гайка планетарной передачи может смещаться вдоль резьбового вала планетарной передачи, и удлинительный элемент также перемещается в том же направлении.

Один вариант выполнения фильтр-пресса также может содержать средство для предотвращения вращения гайки планетарной передачи. В случае, когда удлинительный элемент соединен с гайкой планетарной передачи, средство для предотвращения вращения гайки планетарной передачи может быть выполнено с обеспечением воздействия также и на удлинительный элемент.

Средство для предотвращения вращения гайки планетарной передачи вместе с валом может содержать фиксирующий элемент, прикрепленный к раме. Фиксирующий элемент также выполнен с возможностью присоединения к гайке планетарной передачи или удлинительному элементу. Фиксирующий элемент предпочтительно выполнен с обеспечением возможности осевого смещения гайки планетарной передачи и удлинительного элемента вдоль осевого направления вала планетарной передачи.

Кроме того, в фильтр-прессе вращение гайки планетарной передачи и удлинительного элемента может быть предотвращено с помощью указанного запирающего устройства, поскольку запирающее устройство может быть выполнено с возможностью осуществления запирания при помощи запирающего элемента, при котором исключено вращение запирающего элемента.

Прессовое устройство может содержать по меньшей мере одно электрическое приводное средство, при этом указанный по меньшей мере один исполнительный механизм приводится в действие указанным по меньшей мере одним электрическим приводным средством. Прессовое устройство может содержать по меньшей мере два, три, четыре, пять, шесть или более исполнительных механизмов. Предпочтительно по меньшей мере один исполнительный механизм расположен на по меньшей мере одной вертикальной стороне узла фильтровальных плит. Предпочтительно по меньшей мере один исполнительный механизм расположен на каждой вертикальной стороне узла фильтровальных плит. Однако также возможно размещение исполнительных механизмов над узлом фильтровальных плит и/или под ним.

Прессовое устройство может содержать электрические приводные средства в соответствии с количеством исполнительных механизмов. Однако также возможно приведение в действие нескольких исполнительных механизмов одним электрическим приводным средством. Прессовое устройство может содержать по меньшей мере два исполнительных механизма и по меньшей мере два электрических приводных средства, при этом все исполнительные механизмы выполнены с возможностью приведения в действие по отдельности. В одном варианте выполнения фильтр-пресса по меньшей мере два исполнительных механизма приводятся в действие с помощью электричества для приложения к фильтровальным плитам усилий разной величины. При этом фильтровальные плиты могут быть наклонены, или ориентированы в невертикальном направлении, или смещены в продольном направлении вдоль боковых балок в соответствии с приложенными усилиями. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что на приводные механизмы может быть легко подана различная мощность. Вследствие этого имеется возможность регулирования скорости каждого исполнительного механизма в отдельности с улучшением тем самым времени цикла и с обеспечением оптимального и/или одинакового давления на этапе закрытия.

Кроме того, в фильтр-прессе по меньшей мере два исполнительных механизма могут приводиться в действие с помощью электричества для приложения к фильтровальным плитам равных усилий. При этом фильтровальные плиты перемещаются вдоль каждой из боковых балок в равной степени.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса прессовое устройство может быть установлено на неподвижном конце. В этом варианте выполнения исполнительный механизм присоединен к неподвижному концу и ориентирован в продольном направлении к подвижной головке. На неподвижном конце находится указанное по меньшей мере одно электрическое приводное средство для приведения в действие указанного по меньшей мере одного исполнительного механизма. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что приводные средства для создания давления закрытия являются неподвижными, и давление закрытия, создаваемое прессовым устройством, может быть эффективно приложено к фильтровальным плитам. В этом варианте выполнения подвижная головка содержит запирающее приспособление.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса прессовое устройство может быть расположено на подвижной головке. В этом варианте выполнения исполнительный механизм присоединен к подвижной головке и направлен к неподвижному концу. В данном варианте выполнения подвижная головка содержит указанное электрическое приводное средство для приведения в действие исполнительного механизма. В данном варианте выполнения на неподвижном конце находится запирающее приспособление.

Фильтр-пресс может также содержать подвижную головку, содержащую каретку и нажимную плиту, обращенную к узлу фильтровальных плит, причем указанная каретка выполнена с возможностью перемещения вдоль боковых балок при помощи приводного блока и линейной передачи. При такой простой конфигурации подвижная головка может перемещаться с высокими и регулируемыми скоростями и перемещать большое количество фильтровальных плит вдоль боковых балок.

Приводной блок может содержать электродвигатель и коробку передач. Кроме того, в фильтр-прессе указанная линейная передача может содержать по меньшей мере одно зубчатое колесо, выполненное с возможностью сцепления с по меньшей мере одной зубчатой рейкой.

Кроме того, в фильтр-прессе указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо может быть установлено на каретке, а указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка может быть установлена на раме.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса приводной блок может быть расположен на каретке так, что он перемещается вместе с кареткой. В этом варианте выполнения указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка может быть установлена на боковой балке рамы, а указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо присоединено к коробке передач и электродвигателю. Во время работы приводного блока зубчатое колесо входит в зацепление с неподвижной зубчатой рейкой для обеспечения перемещения каретки вдоль боковых балок.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо может быть закреплено и установлено на раме, а указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка установлена на каретке с обеспечением ее смещения вместе с кареткой.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса приводной блок может быть неподвижно расположен в раме пресса, и с помощью каретки перемещается только нажимная плита. В этом варианте выполнения указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка неподвижно установлена на каретке для обеспечения возможности ее перемещения вместе с кареткой, а зубчатое колесо закреплено путем установки на раме пресса для присоединения к приводному блоку. Один конец указанной по меньшей мере одной зубчатой рейки может быть прикреплен к каретке, а другой конец выполнен с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом, присоединенным к приводному блоку. Во время работы приводного блока неподвижное зубчатое колесо входит в зацепление с подвижной зубчатой рейкой для обеспечения перемещения каретки вдоль боковых балок. Данная конфигурация обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что каретка перемещает только нажимную плиту и, таким образом, может перемещаться с высокой и переменной скоростью вдоль боковых балок.

Фильтр-пресс может также содержать запирающее устройство, которое предназначено для обеспечения взаимного соединения подвижной головки и неподвижного конца. Запирающее устройство предпочтительно выполнено с возможностью запирания подвижной головки в соединении с прессовым устройством. Таким образом, запирающее устройство запирает подвижную головку и фильтр-пресс в рабочем положении. При этом фильтровальные плиты расположены очень близко друг к другу, но еще не сомкнуты плотно. Кроме того, в фильтр-прессе исполнительный механизм может быть присоединен к подвижной головке для передачи осевого усилия, создаваемого указанным механизмом, к подвижной головке и фильтровальным плитам.

После перемещения фильтровальных плит подвижной головкой в рабочее положение запирающее устройство активируется для запирания подвижной головки в состоянии соединения с прессовым устройством. После этого выполняется активация прессового устройства так, что нажимная плита подвижной головки и фильтровальные плиты притягиваются по направлению к прессовому устройству, в результате чего к фильтровальным плитам прикладывается давление закрытия для обеспечения уплотнения и герметизации узла фильтровальных плит.

Запирающее устройство может содержать по меньшей мере один запирающий элемент и по меньшей мере одно запирающее приспособление, выполненное с возможностью образования запирающего соединения с указанным запирающим элементом.

Поскольку запирающее устройство активно во время процесса фильтрации, усилие, прикладываемое электрическим исполнительным механизмом, когда прессовое устройство работает, передается на подвижную головку с помощью запирающего устройства так, что фильтровальные плиты могут быть плотно и герметично соединены друг с другом между неподвижным концом и подвижной головкой. Таким образом, прессовое устройство согласно данному изобретению может обеспечить очень высокое давление закрытия.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса запирающий элемент может быть присоединен к выступающему концу исполнительного механизма прессового устройства. Как вариант, запирающий элемент может быть присоединен к выступающему концу удлинительного средства, присоединенного к исполнительному механизму. В любом случае, запирающий элемент может выступать в направлении соответствующего запирающего приспособления, выполненного с возможностью взаимодействия с запирающим элементом для обеспечения запирающего действия между ними. Запирающий элемент может быть выполнен в виде стержня или бруса, проходящего в продольном направлении. Запирающий элемент может иметь выемку или канавку, расположенную на его наиболее удаленном конце.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса запирающее приспособление может быть установлено на подвижной головке. Предпочтительно запирающее приспособление прикреплено на стороне подвижной головки, обращенной от запирающего элемента. Запирающее приспособление может содержать зажим или подобный элемент.

При перемещении подвижной головки к неподвижному концу запирающий элемент совмещен с проемом, сквозным отверстием, выполненным в подвижной головке. Запирающий элемент выполнен с возможностью прохождения через указанное отверстие и выхода из него на противоположной стороне подвижной головки. Предпочтительно выемка запирающего элемента совмещена с запирающим приспособлением. Запирающее приспособление выполнено с возможностью взаимодействия с указанным запирающим элементом, например, путем закрытия зажима вокруг выемки и образования прочного и надежного запирающего соединения с ней.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса запирающее приспособление может быть установлено на неподвижном конце. В этом варианте выполнения подвижная головка содержит по меньшей мере один исполнительный механизм и по меньшей мере один запирающий элемент, выполненный с возможностью образования запирающего соединения с запирающим приспособлением, установленным на неподвижном конце, аналогично тому, как описано выше.

В одном варианте выполнения фильтр-пресса запирающее устройство может быть выполнено с возможностью предотвращения вращения гайки планетарной передачи или удлинительного элемента во время работы прессового устройства. В этом варианте выполнения запирающий элемент и запирающее приспособление выполнены с возможностью запирающего взаимодействия с образованием тем самым прочного и надежного запирающего соединения, которое не допускает вращения запирающего элемента. Это может быть достигнуто, например, путем выполнения выемки на запирающем элементе с квадратным поперечным сечением и выполнения сквозного отверстия в подвижной головке с таким же поперечным сечением для достижения запирающего действия, предотвращающего их взаимное вращение.

В соответствии со вторым аспектом указанные и другие цели достигаются полностью или по меньшей мере частично с помощью способа отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии с использованием фильтр-пресса, содержащего фильтровальные плиты. Способ включает этапы, на которых располагают указанный фильтр-пресс в рабочем положении путем перемещения указанных фильтровальных плит к неподвижному концу с помощью подвижной головки, прикладывают давление закрытия к указанным фильтровальным плитам с помощью прессового устройства, выполненного с возможностью прижатия фильтровальных плит друг к другу путем приведения в действие электричеством по меньшей мере одного исполнительного механизма, выполненного с возможностью создания осевого усилия, которое прикладывают к фильтровальным плитам с помощью подвижной головки, вводят суспензию между фильтровальными плитами и отделяют твердые компоненты от жидких компонентов суспензии, находящейся между фильтровальными плитами.

В способе согласно второму аспекту этап приложения давления закрытия к фильтровальным плитам может включать преобразование вращательного приводного усилия, обеспечиваемого электродвигателем, в осевое усилие.

В способе согласно второму аспекту этап приложения давления закрытия к фильтровальным плитам с помощью прессового устройства может включать приведение в действие по меньшей мере одного узла планетарной винтовой передачи с помощью электрического приводного средства для обеспечения создания осевого усилия.

В способе согласно второму аспекту этап приложения давления закрытия к фильтровальным плитам может включать смещение гайки планетарной передачи в осевом направлении резьбового вала винта планетарной передачи в ответ на вращательное перемещение указанного вала для обеспечения приложения осевого усилия к фильтровальным плитам.

В способе согласно второму аспекту этап приложения давления закрытия к фильтровальным плитам может включать смещение вала винта планетарной передачи в осевом направлении относительно гайки планетарной передачи в ответ на вращательное перемещение указанной гайки для обеспечения приложения осевого усилия к фильтровальным плитам.

В способе согласно второму аспекту этап приложения давления закрытия к фильтровальным плитам может включать приведение в действие с помощью электричества по меньшей мере двух исполнительных механизмов и приложение к фильтровальным плитам с помощью указанных механизмов осевых усилий равной величины для закрытия фильтровальных плит.

В способе согласно второму аспекту этап приложения давления закрытия к фильтровальным плитам может включать приведение в действие с помощью электричества по меньшей мере двух исполнительных механизмов и приложение к фильтровальным плитам с помощью указанных механизмов осевых усилий разной величины для закрытия фильтровальных плит.

Способ согласно второму аспекту может также включать этап запирания подвижной головки в рабочем положении с помощью запирающего устройства перед активацией прессового устройства во время процесса фильтрации.

Кроме того, в способе согласно второму аспекту указанный этап запирания может включать образование запирающего соединения между по меньшей мере одним запирающим элементом, присоединенным к прессовому устройству, и по меньшей мере одним запирающим приспособлением, прикрепленным к подвижной головке.

Другие цели, признаки и преимущества данного изобретения станут очевидны из нижеследующего подробного описания, из прилагаемой формулы изобретения, а также из чертежей. Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков.

В общем случае все термины, используемые в формуле изобретения, следует понимать в соответствии с их обычным значением в данной области техники, если в данном документе прямо не указано иное. Все формы единственного числа - элемент, устройство, компонент, механизм, этап и т.д. - следует понимать в широком смысле как указание на по меньшей мере один указанный элемент, устройство, компонент, механизм, этап и т.д., если прямо не указано иное. Используемые в данном документе слово «содержащий» и его варианты не должны считаться исключающими другие дополнения, компоненты, системы или этапы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные, а также дополнительные цели, признаки и преимущества данного изобретения станут более поняты из нижеследующего иллюстративного и неограничивающего подробного описания вариантов выполнения данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых для обозначения аналогичных элементов используются одинаковые номера позиций и на которых:

фиг. 1 изображает вид в аксонометрии фильтр-пресса согласно одному варианту выполнения изобретения, когда фильтровальные плиты расположены на расстоянии друг от друга,

фиг. 2 изображает вид в аксонометрии фильтр-пресса, когда фильтровальные плиты сведены вместе,

фиг. 3 изображает вид в аксонометрии заднего конца подвижной головки фильтр-пресса согласно одному варианту выполнения изобретения,

фиг. 4 изображает другой вариант выполнения фильтр-пресса, в котором приводной блок подвижной головки расположен неподвижно,

фиг. 5 изображает исполнительный механизм, выполненный в виде узла планетарной ролико-винтовой передачи согласно одному варианту выполнения изобретения,

фиг. 6 изображает исполнительный механизм, выполненный в виде узла планетарной шарико-винтовой передачи согласно одному варианту выполнения изобретения,

фиг. 7 изображает другой вариант выполнения фильтр-пресса, в котором гайка планетарной передачи расположена на неподвижном конце фильтр-пресса,

фиг. 8 изображает другой вариант выполнения фильтр-пресса, в котором прессовое устройство выполнено на подвижной головке.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 изображен фильтр-пресс 1 для отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии, предпочтительно минеральной суспензии или минеральной пульпы, в соответствии с одним иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения.

Фильтр-пресс содержит раму 2, содержащую концевые стойки 3 и удлиненные в продольном направлении боковые балки 4, выполненные с возможностью присоединения к концевым стойкам.

Фильтр-пресс также имеет неподвижный конец 5, расположенный на одном конце боковых балок 4. Неподвижный конец 5 служит, в частности, для поглощения усилий сжатия и растяжения, возникающих во время работы с узлом 6 фильтровальных плит и процесса фильтрации. На неподвижном конце расположена неподвижная нажимная плита 7, которая примыкает к самой крайней фильтровальной плите узла 6.

Фильтр-пресс содержит ряд фильтровальных плит, а именно набор фильтровальных плит, ориентированных торец к торцу и выполненных с возможностью перемещения по боковым балкам 4 в продольном направлении фильтр-пресса 1. В данном документе ряд фильтровальных плит также называется узлом 6 фильтровальных плит или фильтровальным пакетом.

Узел 6 фильтровальных плит выполнен, т.е. расположен, между неподвижным концом 5 и подвижной головкой 8. На данном чертеже фильтровальные плиты показаны расположенными на расстоянии друг от друга. Через неподвижный конец 5 проходят линии 9 подачи, необходимые для фильтрации и обеспечивающие подачу фильтруемой суспензии и отведение фильтрата.

На фиг. 2 изображен вид в аксонометрии фильтр-пресса в соответствии с вариантом выполнения, показанным на фиг. 1, при этом фильтровальные плиты сведены вместе с помощью подвижной головки 8 и готовы к стягиванию друг к другу с помощью прессового устройства 26.

Каждая фильтровальная плита имеет углубление (не показано) на каждой из своих двух боковых поверхностей, которое образует камеру (не показана) совместно с соответствующим углублением в боковой поверхности соседней фильтровальной плиты, когда фильтровальные плиты сдвинуты вместе подвижной головкой 8 и фильтр-пресс заперт с помощью запирающего устройства 10 (фиг. 2).

Каждая фильтровальная плита также имеет впускное отверстие для приема суспензии, в которой твердые компоненты должны быть отделены от жидких компонентов, и выпускные отверстия, через которые могут быть выведены жидкие компоненты. Самая крайняя фильтровальная плита, расположенная рядом с подвижной головкой 8, присоединена к указанной головке, а все остальные фильтровальные плиты соединены с этой крайней фильтровальной плитой, например, с помощью цепей. Таким образом, перемещение головки 8 в направлении от неподвижного конца приводит к отодвиганию фильтровальных плит друг от друга (фиг. 1), при этом фильтрационный осадок обычно падает вниз на желоб (не показан на чертеже), предназначенный для приема фильтрационного осадка.

Фильтр-пресс 1 также содержит подвижную головку 8, которая предназначена для перемещения узла фильтровальных плит, расположенного на боковых балках, в продольном направлении фильтр-пресса. В данном варианте выполнения подвижная головка содержит каретку 11, которая выполнена с возможностью перемещения вдоль боковых балок при помощи приводного блока 20 и линейной передачи 50. Каретка 11 снабжена опорными направляющими роликами 12, которые выполнены с возможностью качения по боковым балкам. Направляющие ролики 12 расположены попарно с возможностью качения соответственно по верхней и нижней горизонтальным контактным поверхностям боковых балок.

Подвижная головка 8 также содержит нажимную плиту 13, которая обращена к узлу фильтровальных плит, и заднюю сторону 14, обращенную от узла фильтровальных плит. Нажимная плита 13 предпочтительно выполнена по существу прямоугольной или квадратной. В данном варианте выполнения контур нажимной плиты имеет углубления 15, расположенные на вертикальных сторонах и обеспечивающие пространство для боковых балок 4 и линейной передачи 50.

При такой простой конфигурации подвижная головка 8 может перемещаться с высокими и регулируемыми скоростями и эффективно перемещать большое количество фильтровальных плит вдоль боковых балок 4.

На фиг. 3 изображен вид в аксонометрии заднего конца подвижной головки 8 фильтр-пресса в соответствии с вариантом выполнения, показанным на фиг. 1 и 2.

Задняя сторона 14 подвижной головки содержит по меньшей мере одну опорную секцию 16, в которой выполнены по меньшей мере одно запирающее приспособление 19 и по меньшей мере одно сквозное отверстие 17 для размещения запирающего элемента 18, соединенного с прессовым устройством 26. В данном варианте выполнения (фиг. 3) подвижная головка содержит две опорные секции 16, в которых выполнены четыре сквозных отверстия 17 и четыре запирающих приспособления 19.

Подвижная головка 8 выполнена с возможностью перемещения вдоль продольной оси боковых балок 4 при помощи по меньшей мере одного приводного блока 20 и линейной передачи 50. Каретка 11 содержит вал и подшипниковый корпус 21, в котором установлен приводной блок 20, содержащий электродвигатель 22 и коробку передач 23.

Линейная передача 50 содержит по меньшей мере одно зубчатое колесо 24, предназначенное для зацепления с по меньшей мере одной зубчатой рейкой 25. В данном варианте выполнения указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо 24 установлено на каретке 11, а указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка 25 установлена на боковых балках 4.

В данном варианте выполнения приводной блок 20 расположен на каретке 11 так, что он перемещается вместе с кареткой. Указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка 25 может быть установлена на боковой балке 4 рамы, при этом указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо 24 соединено с коробкой передач 23 и электродвигателем 22. Во время работы приводного блока зубчатое колесо входит в зацепление с зубчатой рейкой для обеспечения перемещения каретки 11 вдоль боковых балок.

Приводной блок 20 выполнен с возможностью приведения в действие по меньшей мере одного зубчатого колеса 24, которое входит в зацепление с по меньшей мере одной зубчатой рейкой 25, установленной на боковых балках. Зубцы рейки 25 обращены вниз. Приводной блок 20 перемещает подвижную головку 8 с помощью зубчатой рейки вдоль боковых балок к узлу 6 фильтровальных плит и, как следствие, перемещает узел 6 из открытого положения (показано на фиг. 1) в рабочее положение, при котором фильтровальные плиты расположены близко друг к другу и может быть выполнен процесс фильтрации (показано на фиг. 2).

На фиг. 4 изображен другой вариант выполнения фильтр-пресса, в котором каретка 11 перемещает нажимную плиту и запирающее приспособление 19, но не приводной блок 20. В этом варианте выполнения приводной блок 20 расположен неподвижно, и с помощью каретки 11 перемещается нажимная плита 13. В данном варианте выполнения указанное по меньшей мере одно зубчатое колесо 24 неподвижно установлено на боковой балке, а указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка прикреплена к каретке 11. Указанная по меньшей мере одна зубчатая рейка выполнена с возможностью ее перемещения при помощи каретки 11 и зубчатого колеса, неподвижно установленного с обеспечением присоединения к приводному блоку 20. Один конец указанной по меньшей мере одной рейки 25 установлен на каретке 11, а другой конец расположен с обеспечением взаимодействия с зубчатым колесом 24, присоединенным к приводному блоку. Во время работы приводного блока неподвижное зубчатое колесо 24 входит в зацепление с подвижной зубчатой рейкой для перемещения каретки вдоль боковых балок. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что каретка перемещает только нажимную плиту и, следовательно, может перемещаться с высокой и переменной скоростью вдоль боковых балок. При такой простой конфигурации подвижная головка может перемещаться с высокой скоростью и перемещать большое количество фильтровальных плит вдоль боковых балок.

На фиг. 1-3 также показано, что фильтр-пресс содержит прессовое устройство 26 и запирающее устройство 10. Запирающее устройство 10 предназначено для запирания подвижной головки в рабочем положении до выполнения процесса фильтрации. Фильтр-пресс заперт, когда запирающее устройство 10 активировано и работает. Во время работы запирающего устройства 10 прессовое устройство 26 может быть активировано для приложения тянущего усилия, т.е. закрывающего давления, к фильтровальным плитам с обеспечением тем самых их прижатия друг к другу и плотного и герметичного соединения друг с другом для обеспечения возможности выполнения процесса фильтрации без протечек.

Прессовое устройство 26 согласно изобретению содержит по меньшей мере один исполнительный механизм, предназначенный для преобразования вращательного перемещения в линейное перемещение. На фиг. 1 схематично показан исполнительный механизм 27 в соответствии с одним или более вариантами выполнения данного изобретения. В прессовом устройстве 26 исполнительный механизм 27 преобразует вращательное приводное усилие, обеспечиваемое электрическим приводным средством 29, в осевое усилие, которое прикладывается к узлу 6 фильтровальных плит во время фильтрации. В данном варианте выполнения фильтр-пресс 1 содержит четыре исполнительных механизма 27, при этом на каждой вертикальной стороне указанного узла фильтровальных плит расположено по одной паре исполнительных механизмов.

Прессовое устройство 26 содержит подшипниковый корпус 28 и электрическое приводное средство 29. Корпус 28 расположен внутри неподвижного конца 5. Приводное средство 29, а именно электродвигатель, расположено на стороне неподвижного конца 5, которая обращена от фильтр-пресса. Исполнительные механизмы 27 соединены с приводным средством 29.

В данном варианте выполнения каждый исполнительный механизм 27 проходит от неподвижного конца 5 в продольном направлении фильтр-пресса 1 к подвижной головке.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, каждый исполнительный механизм 27 прессового устройства 26 содержит узел 31 планетарной ролико-винтовой передачи (который показан пунктирными линиями на фиг. 1) и корпус 45. Исполнительный механизм 27 выполнен с возможностью преобразования вращательного приводного усилия, создаваемого приводным средством 29, в осевое усилие, которое действует на фильтровальные плиты 6 через нажимную плиту 13 для обеспечения закрытия и герметизации узла фильтровальных плит.

На фиг. 5 изображен один вариант выполнения исполнительного механизма 27, который выполнен в виде узла 31 планетарной ролико-винтовой передачи. В данном варианте выполнения узел 31 содержит основной резьбовой вал 32, гайку 33а качения планетарной передачи и удлинительный элемент 34. Основной резьбовой вал 32, также называемый валом 32 винта качения планетарной передачи, соединен с приводным средством 29 через корпус 28. Вал 32 подвергается воздействию больших осевых усилий, поэтому для прикрепления вала 32 к корпусу 28 предпочтительно используется многоболтовое натяжное устройство 35. Корпус 45 исполнительного механизма выполнен так, что он закрывает основной резьбовой вал, гайку планетарной передачи и по меньшей мере часть удлинительного элемента 34.

Гайка 33а качения планетарной передачи содержит набор резьбовых роликов 38а, который взаимодействует с резьбовым валом 32 планетарной передачи для преобразования вращательного перемещения в линейное. В частности, резьба на валу 32 и на резьбовых роликах 38а обеспечивает смещение гайки 33а в осевом направлении вдоль оси основного резьбового вала в ответ на вращательное перемещение вала 32 так, что прессовое устройство 26 создает или снимает осевое усилие, т.е. усилие нажатия. Направление перемещения гайки 33а определяется направлением вращения основного резьбового вала.

Когда прессовое устройство 26 активировано и работает, вал 32 приводится во вращение в первом направлении с помощью электродвигателя так, что исполнительный механизм 27 прикладывает тянущее усилие, т.е. давление закрытия, к узлу фильтровальных плит для герметизации указанного узла.

Когда процесс фильтрации завершен, направление вращения изменяется и вал 32 приводится во вращение в противоположном направлении для создания толкающего усилия для снятия давления с узла 6 фильтровальных плит. Таким образом, операция по закрытию и открытию узла 6 легко осуществляется с помощью изменения направления вращения основного резьбового вала 32, что способствует уменьшению продолжительности циклов.

На фиг. 6 изображен другой вариант выполнения исполнительного механизма 27, который выполнен в виде узла планетарной шарико-винтовой передачи. В этом варианте выполнения узел планетарной шарико-винтовой передачи содержит основной резьбовой вал 32, шариковую гайку 33b планетарной передачи и удлинительный элемент 34. Узел планетарной шарико-винтовой передачи выполняет ту же функцию, что и узел планетарной ролико-винтовой передачи и поэтому более подробно в данном документе не описан.

На фиг. 1, 2, 5 и 6 также показан удлинительный элемент 34, неподвижно прикрепленный к гайке планетарной передачи исполнительного механизма 27 с обеспечением выполнения того же перемещения, что и гайка 33а, 33b планетарной передачи. Удлинительный элемент содержит цилиндрический кожух, вытянутый в продольном направлении и имеющий первый конец 36а и выступающий конец 36b. Предпочтительно удлинительный элемент расположен концентрическим образом относительно вала винта планетарной передачи. Внутренний периметр 37 первого конца 36а удлинительного элемента неподвижно прикреплен к внешней окружности 36 с гайки планетарной передачи. Удлинительный элемент 34 проходит от гайки планетарной передачи по направлению к запирающему устройству и подвижной головке 8. Удлинительный элемент 34 направлен к подвижной головке 8. Выступающий конец 36b удлинительного элемента присоединен к запирающему элементу 18.

На фиг. 5 гайка 33а качения планетарной передачи прикреплена к удлинительному элементу 34, поэтому при перемещении указанной гайки вдоль основного резьбового вала 32 элемент 34 также смещается по оси в том же направлении. Соответственно, положение элемента 34 может регулироваться путем вращения вала 32 в соответствующем направлении. Благодаря количеству резьбовых роликов 38а, которые окружают основной резьбовой вал 32 и находятся в постоянном контакте с ним, осевое приводное усилие, возникающее в результате вращательного перемещения, прикладывается к большей площади поверхности, вследствие чего обеспечивается большее усилие для эффективного закрытия и уплотнения узла фильтровальных плит. Таким образом, с помощью прессового устройства 26 согласно данному изобретению может быть достигнуто очень высокое давление закрытия. Следовательно, узел 6 фильтровальных плит между неподвижным концом 5 и подвижной головкой 8 плотно и герметично сомкнут.Кроме того, по сравнению с известными фильтр-прессами время цикла значительно сокращено и может быть достигнута существенная экономия энергии, поскольку как подвижная головка, так и прессовое устройство приводятся в действие с помощью электрического приводного средства. Другое преимущество заключается в том, что для перемещения фильтровальных плит или для закрытия фильтр-пресса не используются гидравлические цилиндры, вследствие чего фильтр-пресс, описанный в данном документе, является экологически сбалансированным, поскольку для выполнения процесса фильтрации не требуется гидравлическое масло.

На фиг. 1 и 2 также показан фиксирующий элемент 30, который прикреплен к боковой балке 4 рамы 3. Фиксирующий элемент 30 присоединен к гайке 33а, 33b планетарной передачи или к удлинительному элементу 34. Фиксирующий элемент 30 предпочтительно выполнен с обеспечением возможности осевого смещения гайки планетарной передачи и удлинительного элемента вдоль осевого направления вала планетарной передачи. Назначение фиксирующего элемента 30 заключается в предотвращении вращения гайки планетарной передачи или удлинительного элемента при активации прессового устройства, так чтобы электрический исполнительный механизм мог создавать осевое усилие для подтягивания фильтровальных плит к неподвижному концу 5.

На фиг. 1-3 также показано запирающее устройство 10, которое предназначено для обеспечения взаимного соединения подвижной головки 8 и неподвижного конца 5. Запирающее устройство обеспечивает возможность совместного разъемного запирания головки 8 и конца 5. В частности, запирающее устройство обеспечивает возможность запирания подвижной головки 8 в прессовом устройстве 26.

Запирающее устройство 10 содержит по меньшей мере один запирающий элемент 18 и по меньшей мере одно запирающее приспособление 19, выполненное с возможностью присоединения вокруг указанного запирающего элемента. В данном варианте выполнения изобретения (фиг. 1-3) устройство 10 содержит четыре запирающих элемента 18 и четыре зажимных приспособления 19.

На фиг. 1 и 2 запирающий элемент 18 прикреплен к исполнительному механизму 27 прессового устройства. Запирающий элемент 18 содержит стержень 39, имеющий концевую часть 40 и углубление 41, предпочтительно выполненное по окружности стержня, и упор 42, расположенный на выступающем конце зажимного соединителя. Запирающий элемент 18 выступает в направлении подвижной головки и, в частности, выровнен относительно сквозного отверстия 17 в указанной головке и расположен с возможностью взаимодействия с запирающим элементом.

Запирающий элемент 18 выполнен с возможностью введения в указанное сквозное отверстие 17. Контактная поверхность 43 на подвижной головке может примыкать к упору 42. Поперечное сечение запирающего элемента 18 соответствует сквозному отверстию 17 головки 8 для обеспечения надлежащего выравнивания элемента 18 с запирающим приспособлением 19, расположенным на второй стороне подвижной головки. Таким образом, запирающий элемент 18 может точно входить в соединение с запирающим приспособлением 19.

В данном варианте выполнения (фиг. 3) каждое запирающее приспособление 19 расположено на задней стороне 14 подвижной головки в соответствующем сквозном отверстии 17. Запирающее приспособление выполнено в виде пары зажимных губок, выполненных с возможностью разъемного зажатия вокруг концевой части 40 стержня и взаимодействия с углублением 41 в стержне с образованием тем самым запирающего соединения между элементом 18 и подвижной головкой.

Запирающее приспособление 19 выполнено с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями при помощи рычага 44. Рычаг выполнен с возможностью выдвигания в направлении вдоль длины запирающего приспособления и в полностью выдвинутом положении толкает запирающее приспособление в закрытое положение. Когда рычаг полностью отведен назад, запирающее приспособление, в свою очередь, перемещается в открытое положение.

Когда запирающее приспособление закрыто, фильтр-пресс находится в рабочем положении. При этом узел 6 фильтровальных плит может быть закрыт прессовым устройством 26 и может быть произведена фильтрация.

Когда запирающее приспособление снова переводится в открытое положение, подвижная головка и фильтровальные плиты снова могут перемещаться в продольном направлении фильтр-пресса от неподвижного конца.

Для удаления фильтрационного осадка после завершения фильтрации узел фильтровальных плит должен быть раздвинут.Для этого усилие нажатия на узел фильтровальных плит уменьшается с помощью исполнительного механизма. Запирающее устройство 10 отпирается путем открытия приспособления 19. Затем подвижная головка может раздвинуть фильтровальные плиты и переместить их из рабочего положения в открытое положение.

На фиг. 7 изображен другой вариант выполнения фильтр-пресса 100, содержащего фильтровальные плиты 106, прессовое устройство 126 и исполнительный механизм 127, выполненный в виде узла 131 планетарной винтовой передачи. В данном варианте выполнения гайка планетарной передачи прикреплена к неподвижному концу 105 внутри корпуса 128, а вал планетарной передачи выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении. Гайка 133 планетарной передачи выполнена с возможностью вращения путем приведения в действие электрическим приводным средством 129, прикрепленным к неподвижному концу 105. Фильтр-пресс также содержит запирающее устройство 110 того же типа, что и фильтр-пресс 1. Прессовое устройство 126 работает аналогично вышеописанному прессовому устройству 26. Как показано на чертеже, пресс-фильтр 100 также содержит элементы, которые соответствуют элементам фильтр-пресса 1 и поэтому здесь не описаны.

На фиг. 8 изображен еще один вариант выполнения фильтр-пресса 200 с фильтровальными плитами 206, который содержит прессовое устройство 226 с исполнительным механизмом 227, выполненным в виде узла 231 планетарной винтовой передачи, который проходит от подвижной головки 208 в продольном направлении фильтр-пресса к неподвижному концу 205. Прессовое устройство содержит электрическое приводное средство 229, прикрепленное к подвижной головке 208. Фильтр-пресс также содержит запирающее устройство 210, содержащее запирающее приспособление 219 и запирающий элемент 218. Фильтр-пресс 200 работает аналогично вышеописанному фильтр-прессу 1. Как показано на чертеже, фильтр-пресс 200 также содержит элементы, которые соответствуют элементам фильтр-пресса 1 и поэтому здесь не описаны.

Фильтр-пресс согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 1-3, работает следующим образом.

В начале подвижная головка 8 расположена в открытом положении, наиболее удаленном от неподвижного конца 5, - открытое положение. Фильтр-пресс 1 полностью открыт, а фильтровальные плиты 6 раздвинуты.

На следующем этапе подвижная головка 8 приводится в действие при помощи электрического приводного средства 29 для обеспечения ее перемещения к неподвижному концу 6 и сдвигания фильтровальных плит друг к другу с закрытием при этом фильтр-пресса. Фильтровальные плиты перемещаются вдоль боковых балок, и фильтр-пресс достигает закрытого, но не запертого положения. Запирающий элемент 18 входит в запирающее приспособление 19, расположенное на подвижной головке 8.

Затем активируется запирающее устройство 10, в результате чего запирающее приспособление закрывается с обеспечением запирающего соединения между элементом 18 и приспособлением 19.

На следующем этапе активируется прессовое устройство 26, вследствие чего исполнительный механизм 27, т.е. узел планетарной винтовой передачи, прикладывает тянущее усилие (давление закрытия) к подвижной головке, в результате чего фильтр-пресс закрывается. После этого может быть выполнен процесс фильтрации.

Для удаления фильтрационного осадка после завершения фильтрации фильтровальные плиты должны быть раздвинуты. Для этого сначала узел планетарной винтовой передачи снижает давление путем приложения толкающего усилия к подвижной головке. После этого запирающее устройство 10 отключается, и запирающее приспособление 19 открывается.

Приводной блок подвижной головки активируется так, что подвижная головка перемещается из рабочего положения с помощью линейной передачи 50. Самая крайняя фильтровальная плита из серии фильтровальных плит, обращенная к подвижной плите, присоединена к указанной подвижной плите, а все остальные фильтровальные плиты соединены с этой крайней фильтровальной плитой, например, при помощи цепей. Таким образом, движение головки 8 приводит к отодвиганию фильтровальных плит друг от друга, и фильтрационный осадок падает вниз в накопительный желоб под действием силы тяжести.

Таким образом, фильтр-пресс согласно изобретению, с одной стороны, обеспечивает необходимое давление для выполнения процесса фильтрации, а с другой стороны, также обеспечивает возможность быстрого открытия и закрытия фильтровальных плит.

Специалисту должно быть понятно, что возможен ряд модификаций вариантов выполнения, описанных в данном документе, без отклонения от объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Например, фильтровальные плиты могут иметь прямоугольную или квадратную форму. Запирающее приспособление может быть расположено и выполнено другим образом при условии, что оно обеспечивает взаимное соединение подвижной головки и неподвижной головки и запирает подвижную головку в прессовом устройстве. Впускные и выпускные отверстия фильтровальных плит могут быть расположены в любом подходящем месте на фильтровальных плитах. Электрическое приводное средство согласно данному изобретению может содержать гидравлический двигатель, приводимый в действие электрическим гидравлическим насосом. Преимущество уменьшенного количества гидравлического масла сохраняется при использовании данного решения, поскольку при данном решении объем гидравлических элементов может быть сведен к минимуму.

Разумеется, возможно использование любых подходящих форм и размеров элементов в фильтр-прессе без отклонения от объема изобретения.

Вышеприведенное описание предпочтительных вариантов выполнения представлено в иллюстративных и описательных целях. Оно не должно считаться исчерпывающим или ограничивающим варианты выполнения описанными вариантами. Для специалиста в данной области техники будут очевидны различные модификации и изменения. Варианты выполнения выбраны и описаны для того, чтобы наилучшим образом объяснить принципы и варианты практического применения и, таким образом, дать возможность специалисту понять варианты выполнения с точки зрения различных вариантов изобретения с различными модификациями, которые применимы при его использовании по назначению. Описанные выше компоненты и признаки могут, в рамках вариантов выполнения, комбинироваться между различными описанными вариантами выполнения.

Изобретение относится к фильтр-прессу, предназначенному для отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии. Пресс-фильтр (1) содержит боковые балки (4) и фильтровальные плиты (6), ориентированные под прямыми углами к продольному направлению указанных боковых балок, причем фильтровальные плиты выполнены с возможностью перемещения вдоль указанных боковых балок, при этом фильтр-пресс имеет неподвижный конец (5), расположенный на одном конце боковых балок или рядом с ним, подвижную головку (8), выполненную с возможностью перемещения указанных фильтровальных плит вдоль боковых балок, и прессовое устройство (26), выполненное с возможностью приложения давления закрытия к указанным фильтровальным плитам для их прижатия друг к другу. Прессовое устройство (26) содержит по меньшей мере один исполнительный механизм (27), приводимый в действие электричеством и выполненный с возможностью создания осевого усилия, прикладываемого к фильтровальным плитам посредством подвижной головки (8), при этом исполнительный механизм (27) содержит узел (31) планетарной винтовой передачи, при этом имеется электрический приводной блок для приведения в действие подвижной головки во время перемещения фильтровальных плит. Электрический приводной блок является отдельным от указанного исполнительного механизма, приводимого в действие электричеством. Изобретение также относится к способу отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии. Технический результат: обеспечение экологичности и энергоэффективности. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Пресс-фильтр (1, 100, 200), предназначенный для отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии и содержащий боковые балки (4) и фильтровальные плиты (6, 106, 206), ориентированные под прямыми углами к продольному направлению указанных боковых балок, причем фильтровальные плиты (6, 106, 206) выполнены с возможностью перемещения вдоль указанных боковых балок, при этом фильтр-пресс имеет неподвижный конец (5, 105, 205), расположенный на одном конце боковых балок или рядом с ним, подвижную головку (8, 108, 208), выполненную с возможностью перемещения указанных фильтровальных плит вдоль боковых балок, и прессовое устройство (26, 126 226), выполненное с возможностью приложения давления закрытия к указанным фильтровальным плитам для их прижатия друг к другу, отличающийся тем, что прессовое устройство (26, 126, 226) содержит по меньшей мере один исполнительный механизм (27, 127, 227), приводимый в действие электричеством и выполненный с возможностью создания осевого усилия, прикладываемого к фильтровальным плитам посредством подвижной головки (8, 108, 208), при этом указанный исполнительный механизм (27, 127, 227) содержит узел (31, 131, 231) планетарной винтовой передачи, при этом имеется электрический приводной блок (20) для приведения в действие подвижной головки (8, 108, 208) во время перемещения фильтровальных плит (6, 106, 206), причем указанный электрический приводной блок (20) является отдельным от указанного исполнительного механизма (27, 127, 227), приводимого в действие электричеством.

2. Пресс-фильтр по п. 1, в котором исполнительный механизм (27, 127, 227) выполнен с возможностью преобразования вращательного приводного усилия в осевое усилие.

3. Пресс-фильтр по п. 1, в котором исполнительный механизм (27, 127, 227) выполнен с возможностью преобразования вращательного приводного усилия в осевое тянущее усилие.

4. Пресс-фильтр по п. 1, в котором узел (31) планетарной винтовой передачи содержит резьбовой вал (32) винта планетарной передачи и гайку (33а, 33b) планетарной передачи, выполненную с возможностью взаимодействия с указанным валом, при этом вал винта планетарной передачи расположен в фиксированном положении, а гайка планетарной передачи выполнена с возможностью перемещения в продольном направлении так, что гайка (33а, 33b) смещается в осевом направлении указанного вала (32) в ответ на его вращательное перемещение.

5. Пресс-фильтр по п. 4, в котором гайка (33а, 33b) планетарной передачи выполнена без возможности вращения во время работы прессового устройства.

6. Пресс-фильтр по п. 1, в котором узел (31) планетарной винтовой передачи содержит резьбовой вал (32) винта планетарной передачи и гайку (33а, 33b) планетарной передачи, выполненную с возможностью взаимодействия с указанным валом, при этом гайка планетарной передачи расположена в фиксированном положении, а вал винта планетарной передачи выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении так, что вал (32) смещается в осевом направлении относительно указанной гайки (33а, 33b) в ответ на ее вращательное перемещение.

7. Пресс-фильтр по п. 6, в котором резьбовой вал (32) винта планетарной передачи выполнен без возможности вращения во время работы прессового устройства.

8. Пресс-фильтр по любому из пп. 4-7, в котором узел (31) планетарной винтовой передачи представляет собой узел (31) планетарной ролико-винтовой передачи, при этом указанная гайка планетарной передачи представляет собой гайку (33а) качения планетарной передачи, которая содержит набор роликов (38а), выполненных с возможностью взаимодействия с резьбовым валом (32а) винта планетарной передачи.

9. Пресс-фильтр по любому из пп. 4-7, в котором узел (31) планетарной винтовой передачи представляет собой узел (31) планетарной шарико-винтовой передачи, при этом указанная гайка планетарной передачи представляет собой шариковую гайку (33b) планетарной передачи, которая содержит набор шариков (38b), выполненных с возможностью взаимодействия с резьбовым валом (32b) винта планетарной передачи.

10. Пресс-фильтр по п. 8 или 9, в котором прессовое устройство (26, 226) содержит удлинительный элемент (34), неподвижно прикрепленный к гайке (33а, 33b) планетарной передачи с обеспечением выполнения такого же перемещения, как и указанная гайка.

11. Пресс-фильтр по п. 10, в котором удлинительный элемент (34) выполнен с возможностью осевого смещения вместе с гайкой (33а, 33b) планетарной передачи.

12. Пресс-фильтр по п. 8 или 9, в котором исполнительный механизм (27, 227) содержит удлинительный элемент (34), неподвижно прикрепленный к гайке (33а, 33b) планетарной передачи и выполненный с обеспечением нахождения в неподвижном состоянии вместе с указанной гайкой.

13. Пресс-фильтр по любому из пп. 8-12, содержащий средство для предотвращения вращения гайки планетарной передачи.

14. Пресс-фильтр по п. 13, в котором указанное средство для предотвращения вращения гайки (33а, 33b) планетарной передачи содержит фиксирующий элемент (30), прикрепленный к раме (3) пресса и выполненный с обеспечением возможности осевого смещения гайки планетарной передачи.

15. Пресс-фильтр по любому из предыдущих пунктов, в котором прессовое устройство (26, 126) установлено на неподвижном конце (5, 105).

16. Пресс-фильтр по любому из пп. 1-14, в котором прессовое устройство (226) установлено на подвижной головке (208).

17. Пресс-фильтр по любому из предыдущих пунктов, в котором подвижная головка (8, 108, 208) содержит каретку (11) и нажимную плиту (13), обращенную к узлу (6) фильтровальных плит, причем указанная каретка выполнена с возможностью перемещения вдоль боковых балок при помощи приводного блока (20) и линейной передачи (50).

18. Пресс-фильтр по п. 17, в котором приводной блок (20) расположен на указанной каретке (11), при этом линейная передача (50) содержит по меньшей мере одно зубчатое колесо (24), установленное на указанной каретке, и по меньшей мере одну зубчатую рейку (25), установленную на боковой балке (4), при этом указанный приводной блок выполнен с возможностью перемещения подвижной головки вдоль боковых балок при помощи указанной линейной передачи.

19. Пресс-фильтр по п. 17, в котором приводной блок (20) неподвижно расположен на раме (3) пресса, при этом линейная передача (50) содержит по меньшей мере одно зубчатое колесо (24), установленное на раме, и по меньшей мере одну зубчатую рейку (25), установленную на указанной каретке (11), при этом указанный приводной блок выполнен с возможностью перемещения подвижной головки вдоль боковых балок при помощи указанной линейной передачи.

20. Пресс-фильтр по любому из предыдущих пунктов, содержащий запирающее устройство (10, 110, 210), которое предназначено для обеспечения взаимного соединения подвижной головки (8, 108, 208) и неподвижного конца (5, 105, 205).

21. Пресс-фильтр по любому из пп. 1-19, содержащий запирающее устройство (10, 110, 210), выполненное с возможностью запирания подвижной головки (8) в соединении с прессовым устройством.

22. Пресс-фильтр по любому из предыдущих пунктов, в котором исполнительный механизм (27, 127) присоединен к подвижной головке (8, 108) для передачи осевого усилия, создаваемого указанным механизмом, к подвижной головке и фильтровальным плитам.

23. Пресс-фильтр по п. 20 или 21, в котором запирающее устройство (10, 110, 210) содержит по меньшей мере один запирающий элемент (18, 118, 218) и по меньшей мере одно запирающее приспособление (19, 119, 219), выполненное с возможностью образования запирающего соединения с указанным запирающим элементом.

24. Пресс-фильтр по п. 23, в котором запирающий элемент (18, 118, 218) присоединен к исполнительному механизму (27, 127, 227) и имеет выемку (41), при этом запирающее приспособление (19, 119, 219) выполнено с возможностью взаимодействия с указанной выемкой (41).

25. Пресс-фильтр по п. 20 или 21, в котором запирающее устройство (10, 110, 210) выполнено с возможностью предотвращения вращения гайки планетарной передачи.

26. Пресс-фильтр по п. 23, в котором запирающее приспособление (19, 119) установлено на подвижной головке (8).

27. Пресс-фильтр по п. 23, в котором запирающее приспособление (219) установлено на неподвижном конце (5).

28. Способ отделения твердых компонентов от жидких компонентов суспензии с использованием фильтр-пресса (1, 100, 200), содержащего фильтровальные плиты (6, 106, 206), причем указанный способ включает этапы, на которых располагают указанный фильтр-пресс в рабочем положении путем перемещения указанных фильтровальных плит к неподвижному концу (5, 105, 205) с помощью подвижной головки (8, 108, 208), прикладывают давление закрытия к указанным фильтровальным плитам с помощью прессового устройства (26, 126, 226), выполненного с возможностью прижатия указанных плит (6, 106, 206) друг к другу путем приведения в действие электричеством по меньшей мере одного исполнительного механизма (27, 127, 227), содержащего по меньшей мере один узел (31, 131, 231) планетарной винтовой передачи и выполненного с возможностью создания осевого усилия, которое прикладывают к фильтровальным плитам с помощью подвижной головки, вводят суспензию между фильтровальными плитами и отделяют твердые компоненты от жидких компонентов суспензии, находящейся между фильтровальными плитами, при этом на этапе приложения давления закрытия прессовым устройством (26, 126, 226) к указанным фильтровальным плитам приводят в действие указанный по меньшей мере один узел (31) планетарной винтовой передачи с помощью электрического приводного средства (29, 129, 229), причем приводят в действие указанную подвижную головку (8, 108, 208) во время перемещения фильтровальных плит (6, 106, 206) с помощью электрического приводного блока (20), который является отдельным от указанного исполнительного механизма (27, 127, 227), приводимого в действие электричеством.

29. Способ по п. 28, в котором на этапе приложения давления закрытия к фильтровальным плитам смещают гайку (33а, 33b) планетарной передачи в осевом направлении резьбового вала (32а, 32b) винта планетарной передачи в ответ на вращательное перемещение указанного вала.

30. Способ по п. 28, в котором на этапе приложения давления закрытия к фильтровальным плитам смещают вал (32а, 32b) винта планетарной передачи в осевом направлении относительно гайки (33а, 33b) планетарной передачи в ответ на вращательное перемещение указанной гайки (33а, 33b).

31. Способ по любому из пп. 28-30, в котором на этапе приложения давления закрытия к фильтровальным плитам приводят в действие с помощью электричества по меньшей мере два исполнительных механизма (27, 127, 227) и с помощью указанных механизмов прикладывают к фильтровальным плитам осевые усилия равной величины.

32. Способ по любому из пп. 28-30, в котором на этапе приложения давления закрытия к фильтровальным плитам приводят в действие с помощью электричества по меньшей мере два исполнительных механизма и с помощью указанных механизмов прикладывают к фильтровальным плитам осевые усилия разной величины.

33. Способ по любому из пп. 28-32, в котором выполняют этап запирания подвижной головки (8, 108, 208) в рабочем положении с помощью запирающего устройства (10, 110, 210).

34. Способ по п. 33, в котором на этапе запирания образуют запирающее соединение между по меньшей мере одним запирающим элементом (18, 118, 218), присоединенным к прессовому устройству, и по меньшей мере одним запирающим приспособлением (19, 119, 219), прикрепленным к подвижной головке (8, 108, 208).