自动反洗的板框连续过滤机的制作方法

本发明属于分离设备技术领域，涉及固液分离的一种设备，尤其涉及一种自动反洗的板框过滤机。

背景技术：

随着现代高科技的发展，环保意识的增强，一些落后的装备就要被替代，几十年来工业过滤大多采用板框滤机，板框滤机特点是：技术含量低、过滤质量可保证、用人工多、定时拆台、洗布、浪费大、污染大、占地面积大。使用过程是：滤板和滤框之间夹上滤布，上压夹紧，开始过滤，滤液由板框进入通过滤布进入滤板，由滤板上端口流出，一定时间后，滤布被杂质堵塞，开始拆台，停止过滤、卸压，把板框分开，提出滤布在洗布机中进行清洗，洗好后脱水，再夹上重新使用的过程。

现有通用的板框压滤机包括主机部分、液压部件和电气元件，主机由两根横梁，其两端分别固定在止推板和液压缸座的两侧面，构成机架。在左右横梁上垂直搁置、依次排列着由滤框、滤板、滤布组成的若干滤室；并可沿横梁作水平方向移动。压紧板与活塞杆铰接。由液压缸活塞驱使前后移动，压紧滤框、滤板，达到液压工作压力后，旋转锁紧螺母锁紧保压。再关闭电机，即可进料过滤。液压部件由液压辅件（油箱和滤油器）、液压泵、阀、液压缸和管路等组成。电气元件取到控制作用。

板框压滤机的滤室由交替排列的滤板和滤框构成。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，除去剩余的洗涤液。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%以下，操作压力一般为0.3～1.6兆帕，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200～2000毫米，框厚为16～80毫米，过滤面积为1～1200㎡。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。

因此，现有的板框式压滤机多为压紧滤框、滤板，达到液压工作压力后，即可进料过滤，再重新压紧板、框，开始下一工作循环，单个工作循环间断式运行，效率低，清洗也不方便。

在针对反洗的改进中，现有技术如：cn03210995.4名为《一种卧式自冲洗过滤机》，在由罐体、前盖和后盖构成的滤机壳体内设置有套装在空心轴上的反洗活塞和滤芯，反洗活塞由左活塞、右活塞、联接套筒、密封环及密封套筒构成，每端的活塞上有两个密封环，密封环与滤芯上的滤鼓内孔滑动配合，在右活塞的下部装有能推动反活塞行走的丝杠，丝杠通过扭矩限制器与减速机组相连，在滤机壳体的前后端安装有行程限制器。由于在滤机壳体内设置有反洗活塞和滤芯，在滤机机壳的前后端安装有行程限制器，这样一旦发生杂物堵塞现象，反洗活塞就会对滤网进行反复冲洗，并将滤渣排出机外，从而实现滤机长时间的连续工作。

又如cn201110351511.4，名为《一种自动反洗粘胶过滤机》，机架上安装有圆筒形滤机桶体，滤机桶体两端分别装有前桶体端盖和后桶体端盖，其上分别固定有顶杆组件，滤机桶体靠近后桶体端盖处设有粘胶出口，后桶体端盖处设有废胶出口、粘胶进口，滤机桶体内设有网笼，网笼两端与前后桶体端盖相连接，保护网通过夹板、抱箍固定在网笼表面，滤网包夹在衬网和保护网之间，衬网包夹在网笼和滤网之间，中心管两端承插在前桶体端盖与后桶体端盖中心的孔槽内，反洗活塞位于网笼内部，套装在中心管上，安全联轴器与减速机相连接，减速机与电机相连接。该过滤机是根据渗透过滤原理设计的自动过滤系统，采用plc控制技术，可自动控制、连续工作、自动反洗、自动排渣。

在针对压滤反洗的改进中，现有技术如：cn200620003556.7，《增大型卧式自动反洗粘胶滤机》，它采用三个滤鼓的结构方式，减小了在设备安装和抽出、更换滤鼓时轴向的所需空间，提高了厂房的利用率，在同等安装空间内，可提高过滤流量40％；滤鼓滤孔的螺旋线分布方式，分散了滤孔对活塞密封环的磨损，既延长了滤网的使用寿命，又降低了活塞密封环的磨损。它包括外壳、滤鼓和活塞，原液进管与滤鼓的内腔相通，空心活塞轴和丝杠、螺母安装在两侧端盖上，丝杠经减速器与电机相接，滤鼓由3段组成，2-3个活塞套装在空心活塞轴上，外壳安装在两侧端盖内，活塞之间装有左活塞套筒，滤鼓上的滤孔按螺旋线分布。本实用新型可广泛用于化纤行业粘胶原液过滤工序。

又如：cn105126402b公开的板框过滤机，当过滤网堵塞，进出口压差达到一定压力时需要反洗，清洁滤网时，滤机底部进口腔中的活塞26开始运动，活塞26和滤芯滤板10下部在密封状态下滑动，当活塞26移动到滤板进胶口处时，双联通孔口保持与两个待滤液通孔同时连通并对会封住待滤液通孔周边，此时滤机的后滤缝在这个滤板上进胶压力为0，而前滤缝出口胶压是正常状态，一般为0.5mpa以上，过滤后的清液在压力作用下，反向经过滤网洗掉滤网上的杂质变成废胶流回到活塞空腔中，由废胶软管203排出机外，实现反洗滤网的作用。活塞26运动过后，滤网干净又正常过胶。

在上述所述的现有技术中，这些设备适用于高灰分、细粒度、高粘度的煤泥和尾煤的脱水，也适用于精煤与化工原料的脱水和过滤。不足之处主要表现在如下几个方面：处理能力小，间歇生产，压滤时间长，机体笨重，占用空间大，操作复杂，操作成本高，滤布耗量高，滤板寿命短，维修量大。在液压系统的设计上，上述现有技术中或者阐述较少，或者采用较为通用的机械液压设备，但这些液压系统普遍存在着以下几点缺点：液压系统中未设置系统油液的过滤器，而现场工况又是多灰尘以及液浆体，极易进人液压管道，而污染油液，因此，经常出现整个系统及个别的液压缸无法正常工作；系统的连接管道悬吊在半空中，而又无固定管夹固定，造成整个系统泄漏点多、振动大、噪声大，产生管线破裂和泄漏事故多、故障率高、系统工作不稳定、修复困难。液压缸无杆腔上的压力表不是采用耐震压力表，工人不熟悉液压系统工作原理,对系统盲目调整，以及在液压自身冲击作用下，导致压力表全部损坏，压力显示不正确，也进一步降低了液压系统的定位精度，造成过滤机各滤板之间的松动而漏胶，这些都严重影响了过滤机的使用效率和自动化操作。特别是现有这些技术，实质上都没有实现在不间断过滤的情况下，实现自动反洗，都不属于真正意义上的连续过滤下的自动反洗。

基于此，本发明结合实际情况提出了对过滤机的结构进行改进，并在此基础上提出了自动控制进行反洗的技术理念，利用板框滤机过滤后的清洁滤液在一定压力下反冲洗滤材，使滤材上附着的杂质清洗干净，使滤材重新使用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，提出一种连续过滤情况下自动反洗的过滤机。具体技术方案如下：

一种自动反洗的板框连续过滤机，包括进料腔、过滤区和出料腔，所述进料腔分为若干个小腔，每个小腔之间不连通，每个小腔有进料管和废料管各一支，分别由进料阀和废料阀自动控制；所述过滤区由滤板组成，每块滤板为空芯，并有一端开口，其余三面封闭，每两块滤板之间夹滤网，滤板开口向下的和向上的相邻，使用时物料由开口向下的滤板进入，通过滤网进入相邻滤板，从开口向上的滤板流出进入所述出料腔；所述出料腔是过滤好的物料临时储存区，并有压力控制系统，确保出料腔有一定的压力；当自动反洗时，关闭第一个小腔进料阀，并打开其废料阀，所述出料腔的清洁物料在压力作用下穿过滤网，清洗杂质，完成本区清洗工作，此时其它小腔正常过滤，依次进行第n个小腔的反洗工作，直到最后一个小腔洗完，一个反洗周期结束。

进一步地，还包括进胶管和出胶管，所述进料管连接进胶管，所述废料管连接出胶管。

进一步地，当过滤机进行过滤时，打开所述进料腔的每个进料阀，物料经开口向下的滤板透过滤网进入开口向上的滤板，进入出料腔，当出料腔压力达到设定值时，连接出料腔的出料阀门打开，过滤好的物料进入下道环节，所述出料阀门可以自动调节开度，保证出料腔压力正常。

进一步地，当滤网上会附着物料杂质，影响过滤量时，开始自动反洗。

进一步地，设定间隔一段时间来定义所述影响过滤量；或，所述开口向下的滤板与开口向上的滤板内的物料压力差达到设定压力差时定义所述影响过滤量。

进一步地，所述进料腔、过滤区和出料腔构成主机，主机从上往下，依次为本体上盖板、滤芯本体、中间板；滤芯本体分为位于上部的清液槽和位于下部的滤芯槽，滤芯槽中均匀间距设有若干个滤芯滤板，前后相邻滤芯滤板的间距形成滤缝，前滤缝下端与中间板上的待滤液通孔连通，上端密封，后滤缝下端与中间板板面密封连接，上端与清液槽连通，形成交错连通结构。

进一步地，清液槽和滤芯槽过渡处设有内壁凸肩法兰，本体内压板安装在内壁凸肩法兰上，将清液槽和滤芯槽的位置分开，本体内压板内设有若干通槽将清液槽和滤芯槽连通。

进一步地，滤芯槽中设有滤芯端盖，滤芯双头螺杆，螺母，滤芯滤板；两块滤芯端盖之间通过上下三排滤芯双头螺杆及螺母连接固定，在两块滤芯端盖之间均匀间距设置了若干个滤芯滤板，滤芯滤板上设有安装孔，滤芯双头螺杆的杆体穿过滤芯滤板的安装孔对滤芯滤板进行安装。

进一步地，所述过滤机的控制和反洗由plc自动完成。

还提供一种自动反洗的板框连续过滤机的使用方法，包括如下步骤：

滤板夹好滤网后，放到进料腔上，确保进料腔中的每个小腔之间不连通，盖好上盖；

开始过滤，打开进料腔的每个进料阀，物料经开口向下的滤板透过滤网进入开口向上的滤板，进入出料腔，当出料腔压力达到设定值时，连接出料腔的出料阀门打开，过滤好的物料进入下道环节；

当过滤到一定时间，滤网上会附着物料杂质，影响过滤量，这时开始自动反洗，关闭第一个小腔进料阀，并打开其废料阀，所述出料腔的清洁物料在压力作用下穿过滤网，清洗杂质，完成本区清洗工作，此时其它小腔正常过滤，依次进行第n个小腔的反洗工作，直到最后一个小腔洗完，一个反洗周期结束。

有益效果：

1、使用过程中，自动反洗，不用拆台清洗滤布；节省人力（无专职滤机拆装工）。

2、不间断过滤，使得过滤与反洗能够同步进行，实现连续过滤，自动反洗。

3、采用plc控制，可对反洗的时机，根据要求来进行自动控制，如：设定时间，设定压力差。

4、出料腔设定压力控制系统，保证出料腔的压力，确保过滤的质量，同时确保反洗时的压力提供。

附图说明

图1为本发明自动反洗的板框连续过滤机结构示意图；

图2为本发明自动反洗的板框连续过滤机的过滤过程示意图；

图3为本发明过滤机过滤区过滤时示意图；

图4为本发明过滤机过滤区反洗时（第一个腔反洗）示意图；

图5为本发明的进料腔的结构示意图；

图6为本发明的结构组装图。

图7为本发明的电气控制通讯组成结构图。

图8、9为本发明的板框过滤机的主控制电路图。

图中：进料腔100，过滤区200，出料腔300，进料阀101，废料阀102；本体上盖板1，第一内六角螺栓2，第一o型密封圈3，滤芯本体4，本体内压板5，内六角螺栓6，滤芯端盖7，滤芯双头螺杆8，螺母9，滤芯滤板10，中间板11，第二o型密封圈12，聚四氟乙烯盘根13，第二内六角螺栓14，滤芯侧板15，进胶管16，出胶管17。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

一种自动反洗的板框连续过滤机，包括进料腔100、过滤区200和出料腔300，所述进料腔100分为若干个小腔，每个小腔之间不连通，每个小腔有进料管和废料管各一支，分别由进料阀101和废料阀102自动控制；所述过滤区200由滤板组成，每块滤板为空芯，并有一端开口，其余三面封闭，每两块滤板之间夹滤网，滤板开口向下的和向上的相邻，使用时物料由开口向下的滤板进入，通过滤网进入相邻滤板，从开口向上的滤板流出进入所述出料腔；所述出料腔是过滤好的物料临时储存区，并有压力控制系统，确保出料腔300有一定的压力；当自动反洗时，关闭第一个小腔进料阀101，并打开其废料阀102，所述出料腔300的清洁物料在压力作用下穿过滤网，清洗杂质，完成本区清洗工作，此时其它小腔正常过滤，依次进行第n个小腔的反洗工作，直到最后一个小腔洗完，一个反洗周期结束。

当采用7对进料阀和废料阀时，如图5所示，正常使用过程中进料阀门①-⑦是全部开启状态，废料阀为全部关闭状态；反洗时①号进料阀自动关闭，①号废料阀自动打开，反洗开始一定时间后①号废料阀自动关闭，①号进料阀自动打开正常过滤，②号进料阀自动关闭，②号废料阀自动打开，一定时间后②号废料阀自动关闭，②号进料阀自动打开，如此往复实现自动清洗过程，并能连续使用。

进一步地，还包括进胶管16和出胶管17，所述进料管连接进胶管16，所述废料管连接出胶管17。

进一步地，当过滤机进行过滤时，打开所述进料腔100的每个进料阀101，物料经开口向下的滤板透过滤网进入开口向上的滤板，进入出料腔300，当出料腔300压力达到设定值时，连接出料腔300的出料阀门打开，过滤好的物料进入下道环节，所述出料阀门可以自动调节开度，保证出料腔压力正常。

进一步地，当滤网上会附着物料杂质，影响过滤量时，开始自动反洗。

进一步地，设定间隔一段时间来定义所述影响过滤量；或，所述开口向下的滤板与开口向上的滤板内的物料压力差达到设定压力差时定义所述影响过滤量。

进一步地，所述进料腔、过滤区和出料腔构成主机，主机从上往下，依次为本体上盖板1、滤芯本体4、中间板11；滤芯本体4分为位于上部的清液槽和位于下部的滤芯槽，滤芯槽中均匀间距设有若干个滤芯滤板10，前后相邻滤芯滤板10的间距形成滤缝，前滤缝下端与中间板11上的待滤液通孔连通，上端密封，后滤缝下端与中间板11板面密封连接，上端与清液槽连通，形成交错连通结构。

进一步地，清液槽和滤芯槽过渡处设有内壁凸肩法兰，本体内压板5安装在内壁凸肩法兰上，将清液槽和滤芯槽的位置分开，本体内压板5内设有若干通槽将清液槽和滤芯槽连通。

进一步地，滤芯槽中设有滤芯端盖7，滤芯双头螺杆8，螺母9，滤芯滤板10；两块滤芯端盖7之间通过上下三排滤芯双头螺杆8及螺母9连接固定，在两块滤芯端盖7之间均匀间距设置了若干个滤芯滤板10，滤芯滤板10上设有安装孔，滤芯双头螺杆8的杆体穿过滤芯滤板10的安装孔对滤芯滤板10进行安装。

进一步地，所述过滤机的控制和反洗由plc自动完成。

还提供一种自动反洗的板框连续过滤机的使用方法，包括如下步骤：

滤板夹好滤网后，放到进料腔上，确保进料腔中的每个小腔之间不连通，盖好上盖；

开始过滤，打开进料腔的每个进料阀，物料经开口向下的滤板透过滤网进入开口向上的滤板，进入出料腔，当出料腔压力达到设定值时，连接出料腔的出料阀门打开，过滤好的物料进入下道环节；

当过滤到一定时间，滤网上会附着物料杂质，影响过滤量，这时开始自动反洗，关闭第一个小腔进料阀，并打开其废料阀，所述出料腔的清洁物料在压力作用下穿过滤网，清洗杂质，完成本区清洗工作，此时其它小腔正常过滤，依次进行第n个小腔的反洗工作，直到最后一个小腔洗完，一个反洗周期结束。

自动反洗的板框连续过滤机的技术参数：

外形尺寸：1600*600*1600最大反洗次数：60次/小时

过滤面积：2.4m²-5m²最大工作压力：2mpa

最大压差：1mpa粘胶进口：dn80pn1.6

粘胶出口：dn80pn1.6废胶出口：dn40pn1.6

滤机的控制和反洗由plc完成

plc电气控制系统及电路，如图7-9所示。

通过查阅资料以及根据国内外plc在实际生产中的应用情况，本发明选用西门子系列s7-300plc作为控制器。西门子s7-300plc在该本发明中中具有以下性能：（1）s7-300自身具有很强的抗干扰抗振动冲击的能力，特别是在环境恶劣的固液分离工况下，更是具有超强的耐污染能力和耐振动性；（2）s7-300具有上百条丰富的语句指令，其编程软件step7支持多种编程语言；在本发明过滤机系统的应用中，可以为所配置的模块和网络设置参数；（3）采用集成背板总线的结构，当机架上安装超过8个信号模块时，如果本发明的过滤机的反洗系统需要时，可以通过安装扩展机架，使反洗系统的硬件组态特别灵活。本发明过滤机控制系统的硬件主要包括西门子plc、现场的检测设备、执行器件等。其中plc配备了电源模块ps3075a、cpu315-2dp模块、数字量输入输出模(di/do)、模拟量输入输出模块(ai/ao)和以太网通讯模块cp343-1,通过通讯模块与上位机或工控机ipc进行通讯。

本发明按照过滤机的工艺流程设计出用户程序，写入plc的存储器中，电控柜通电后，plc的操作系统开始工作，按其系统程序自诊断无故障后，开始运行用户程序，plc的run灯亮，此后就巡回扫描过滤机程序。首先通过输入模块读入输入器件的状态，然后运算用户程序，得出正确的结果后，再通过输出模块驱动输出器件，这样逐步完成过滤机的自动控制过程，同时为了实现操作简单和安全采用触摸屏技术。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。