用于从浆料的液体成分中分离固体成分的压滤机和方法与流程

本发明涉及用于从浆料的液体成分中分离固体成分的压滤机和方法。

背景技术：

1、过滤具有相对高的固体物质浓度的浆料的一种方法使用称为压滤机的设备，所述设备在置换过滤原理下操作。压滤机利用彼此相邻放置的一系列滤板，并且对滤板施加闭合压力以将它们紧密地密封在一起。浆料（诸如矿物浆料或浆）通过入口被引入，以填充每对滤板之间的所有独立空间（过滤室），并且将一部分液体成分（滤液）排出。然后致动过滤室的滤膜以压缩滤饼。然后，引入压缩空气或气体或液体以通过置换排出更多的液体成分，从而保留了固体颗粒物质。滤液被引到出口，在出口处被排出。在过滤循环之后，留在每个独立空间中的固体颗粒滤饼必须被移除，以准备后续的过滤循环。

2、常规压滤机通常构造有液压缸，以用于压滤机的运输和闭合。文献w02009/079673描述了这样一种压滤机，其具有滤板以及压板，压板能通过安装在独立滑动滑架上的液压缸来移动，并且在过滤工艺期间所述压板将滤板彼此压抵。滑动滑架能通过安装在滑动滑架上的驱动单元移动，从而打开和闭合滤板组件。

3、文献de 1411745 a1“improvements in or relating to presses（压力机中或与压力机有关的改进）”描述了一种压滤机，所述压滤机具有可移动压板，可移动压板可借助于由手轮操作的螺纹主轴调节。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供对上述技术和现有技术的改进。更具体地，本发明的目的是提供一种改进的压滤机，所述压滤机在环境上是可持续的并且是节能的。

2、从以下对实施例的描述，对于本领域技术人员而言将是显而易见的附加目的和/或优点能全部或至少部分地通过根据本发明的压滤机实现，所述压滤机用于从浆料的液体成分中分离固体成分。尽管下面描述了本发明，但是显而易见的是，本发明可以不限于具体描述的细节。获知本文教导的本领域技术人员将认识到在其他领域的附加应用、修改和结合，其落在本发明的范围内。

3、根据本发明的用于从浆料的液体成分中分离固体成分的压滤机包括：侧梁和多个滤板，与所述侧梁的纵向方向成直角定向，其中，所述滤板适于沿着所述侧梁移动；固定端，布置在所述侧梁的一端上；以及可移动头，适于沿着所述侧梁运输所述滤板。所述压滤机还包括压制系统，所述压制系统适于对所述滤板施加闭合压力以将所述滤板彼此压抵。压制系统包括至少一个电驱动致动器，所述至少一个电驱动致动器适于产生通过可移动头施加在滤板上的轴向定向力。

4、这意味着与传统压滤机（其中使用液压缸来运输滤板并且在滤板上施加闭合压力）相比，本压滤机的闭合操作是电驱动的并且不需要液压缸来执行过滤工艺。

5、在传统压滤机中，在滤板运输期间，操作液压缸所需的油量过多，因为它们沿整个行程都具有相同的功率。此外，大量使用油对环境不利，液压油价格昂贵，并且油的处理需要附加的工作。此外，在漏油的情况下，最终产品（滤饼）可能受到污染。

6、因此，根据本发明的压滤机是特别有利的，因为它不需要任何油，因此在环境上是可持续的。

7、在传统压滤机中，由于必须将大量的油泵送通过管和管道以供应给缸体，因此打开和闭合滤板组件的过程也花费相当长的时间。特别地，使用闭合缸体打开和闭合滤板组件花费大量时间，因为闭合缸体被设计成用于高闭合压力而不是用于快速活塞移动。此外，如果使用闭合缸体来打开滤板组件，则压制体积受到限制，因为仅能实现一个有限的缸体行程。长的缸体行程也需要大量的油，并使闭合缸体活塞杆的大区域暴露于掉落滤饼的污染。此外，由于活塞的重量可能导致活塞的偏斜或弯曲，因此长活塞带来了机械挑战。

8、然而，在根据本发明的压滤机中，滤板的运输和滤板的闭合操作都是电驱动的，因此显著减少了用于完成一个整个工作循环所需的循环时间。这是由于可移动头由独立的驱动单元（电动马达）驱动，当在打开位置（其中滤板是空的）与闭合位置之间（反之亦然）运输滤板时这允许更高速度。特别地，可移动头的速度可以是可调节的和可变的，使得可根据情况沿着侧梁以不同的速度运输所述可移动头。此外，与传统压滤机相比，由于可移动头和压制系统都是电驱动的，因此可以实现大量能源节约。根据本发明的压滤机的另一个优点是，滤板的数量可以几乎是没有限制的。这是因为滤板的运输是通过可移动头执行的，所述可移动头通过线性机械传动装置连接到驱动单元，这允许可移动头沿着侧梁高速移动。

9、由于驱动单元包括电动马达，因此与传统压滤机（其中具有有限功率的液压缸体被用来运输滤板）相比，供应的功率和运输速度可以容易地适应滤板的数量。

10、压制系统还可以包括：所述致动器适于将旋转驱动转换成轴向定向力。特别地，所述致动器可以适于将旋转驱动转换成轴向定向的拉力或轴向定向推力。在压制系统的一种操作模式下，所述轴向定向力可以是施加在可移动板上以闭合滤板组件的拉力。在压制系统的另一种操作模式下，所述轴向定向力可以是施加在可移动板上以打开滤板组件的推力。

11、压制系统还可以包括：所述致动器包括行星螺杆组件。行星螺杆组件包括螺纹行星螺杆轴和适于与行星螺杆轴相互作用的行星螺母。螺纹轴沿着压滤机的纵向方向定向。行星螺杆组件将旋转运动转换成线性运动，并且特别适合用于高精度、高速、重载、长寿命和大量使用应用中，诸如压滤机。因此，施加到主螺纹轴的旋转驱动被转换成轴向定向力。响应于螺纹主轴的旋转驱动，致动器（行星螺杆组件）通过附接到可移动头的压板对滤板施加拉压力，这将滤板彼此压抵。因此可以通过电驱动器件而不是液压缸来实现必要的闭合压力。

12、压制系统还可以包括：所述致动器包括连接到压滤机的固定端的行星螺杆组件。

13、在压滤机的一个实施例中，行星螺杆轴可以在压滤机的纵向方向上布置在固定位置，并且行星螺母可以布置为沿着轴在纵向方向上可移动、可移位。然后行星轴被电驱动以旋转，但是在轴向方向上不移动。取代地，响应于螺纹行星螺杆轴的旋转驱动，行星螺母在行星螺杆轴的轴向方向上移位。在该实施例中，当压制系统操作时，行星螺母可以布置为不能旋转。可以通过连接到框架的固定构件和/或通过锁定系统来防止行星螺母旋转。

14、在压滤机的一个实施例中，行星螺母可以在压滤机的纵向方向上布置在固定位置，并且行星螺杆轴可以布置为在纵向方向上可移动、可移位。在该实施例中，行星螺母被电驱动以旋转，但是在纵向方向上不移动。在该实施例中，行星螺母可以附接到压滤机的固定端。取代地，响应于行星螺母的旋转驱动，行星螺杆轴在纵向方向上移位。在该实施例中，当压制系统操作时，螺纹行星螺杆轴布置为不能旋转。可以通过连接到框架的固定构件和/或通过锁定系统来防止行星螺杆轴旋转。

15、压滤机可以包括：所述行星螺杆轴可以在压滤机的纵向方向上布置在固定位置，并且行星螺母可以布置为在纵向方向上沿着轴可移动。在这种情况下，行星螺杆组件可以布置在压滤机的固定端与可移动头之间的位置。行星螺母可以连接到压滤机的侧梁或框架。行星螺母可以适于通过电驱动器件而被电驱动以旋转，所述电驱动器件可以邻近于行星螺母连接到压制框架。在该实施例中，当压制系统操作时，螺纹行星螺杆轴可以布置为不能旋转。可以通过连接到框架的固定构件和/或通过锁定系统来防止行星螺杆轴旋转。

16、在压滤机的一个实施例中，行星螺杆组件可以包括行星滚子（roller，滚柱）螺杆组件。行星滚子螺杆组件包括主螺纹行星轴和具有滚子的布置的行星滚子螺母，所述滚子适于与螺纹行星螺杆轴相互作用，使得行星滚子螺母响应于螺纹主轴的旋转驱动在螺纹轴的轴向方向上移位。优选地，行星滚子螺母被阻止与行星轴一起旋转。行星螺母的移动方向由主螺纹轴的旋转方向确定。因为围绕主螺纹轴并与轴连续接触的螺纹滚子数量众多，所以从驱动所述轴而得到的致动力被施加在较大的表面积上，因此提供了大量的推力以有效地闭合压滤机。因此，通过本文描述的压制系统可以实现非常高的闭合压力。因此，布置在固定端与可移动头之间的滤板组件紧密地密封在一起。

17、在压滤机的一个实施例中，行星螺杆组件可以包括行星滚珠螺杆组件。滚珠螺杆组件包括具有滚珠的布置的行星滚珠螺母，所述滚珠适于与螺纹行星螺杆轴相互作用。滚珠螺杆组件与行星滚子螺杆组件以相同的方式起作用。

18、在压滤机的一个实施例中，压制系统还可以包括固定连接到致动器的延伸构件。延伸构件还可以连接到锁定系统。

19、在压滤机的另一实施例中，延伸构件可以固定连接到锁定系统并且可释放地连接到压制系统的致动器。

20、压滤机还可以包括：所述延伸构件设置在致动器与锁定系统之间，以便将由致动器产生的轴向定向力经由锁定系统传递到可移动头和滤板。

21、在压滤机的一个实施例中，延伸构件连接到行星螺母，以便执行与行星螺母相同的移动。

22、延伸构件可以被构造为纵向延伸本体。延伸构件还可以包括联接在一起以在压制系统与锁定系统之间形成连接的若干部件。所述部件可以可释放地彼此联接。延伸构件的本体可以被构造为圆柱形成形壳体或部分实心（solid，固体）部件。本体可以包括其他外围横截面，诸如正方形或八边形。优选地，延伸构件与行星螺杆轴同心地布置。优选地，延伸构件从行星螺母朝向锁定系统（在下文进一步描述）延伸，所述锁定系统可以布置在可移动头或固定端上。

23、压滤机还可以包括：所述延伸构件布置为与行星螺母一起在纵向方向上可移位。当行星螺母沿着螺纹行星轴移位时，延伸构件也在相同方向上移动。因此，通过在适当方向上旋转主螺纹轴可以调节延伸元件相对于主螺纹轴的轴向位置。

24、压滤机还可以包括：所述延伸构件布置为与行星螺母一起旋转。在这种情况下，行星轴不旋转。然后行星螺母可以沿着螺纹行星轴移位并且延伸构件也在相同方向上移动。

25、压滤机的一个实施例还可以包括用于防止行星螺母旋转的器件。在延伸构件连接到行星螺母的情况下，用于阻止行星螺母旋转的器件可以布置为也对延伸构件起作用。

26、用于阻止行星螺母随轴旋转的器件可以包括附接到框架的固定构件。固定构件还适于连接到行星螺母或延伸构件。固定构件优选地适于允许行星螺母和延伸构件沿着行星轴的轴向方向的轴向移位。

27、压滤机还可以包括：所述行星螺母和所述延伸构件被所述锁定系统阻止旋转，因为锁定装置可以适于与锁定元件一起执行锁定动作，其不允许锁定元件的旋转。

28、压制系统可以包括至少一个电驱动器件，其中，所述至少一个致动器由所述至少一个电驱动器件驱动。压制系统可以包括至少两个、三个、四个、五个、六个或更多个致动器。优选地，至少一个致动器设置在滤板组件的至少一个竖直侧部上。优选地，至少一个致动器设置在滤板组件的每个竖直侧部上。然而，也可以将致动器布置在滤板组件的上方和/或下方。

29、压制系统可以包括与致动器的数量对应的电驱动器件。然而，单个电驱动器件也可以驱动若干致动器。压制系统可以包括至少两个致动器和至少两个电驱动器件，从而每个致动器适于被独立驱动。在压滤机的一个实施例中，至少两个致动器被电驱动以对滤板施加不同大小（magnitude，量级）的力。然后，根据所施加的力可以使滤板在非竖直方向上倾斜或定向或者沿着侧梁在纵向方向上偏移。这是有利的，因为可以容易地将不同大小的功率施加到致动器。从而，可以独立地调节每个致动器的速度，并改进循环时间，并确保在闭合阶段中的最佳和/或相等的压力。

30、压滤机还可以包括：至少两个致动器被电驱动以对滤板施加相等的力。然后，滤板沿着每个侧梁相等地移动。

31、在压滤机的一个实施例中，压制系统可以安装在固定端上。在该实施例中，致动器连接到固定端并且在纵向方向上朝向可移动头定向。固定端包括至少一个电驱动器件以驱动至少一个致动器。这是有利的，因为用于产生闭合压力的驱动器件是固定的并且由压制系统施加的闭合压力可以有效地施加到滤板。在该实施例中，可移动头包括锁定装置。

32、在压滤机的一个实施例中，压制系统可以安装在可移动头上。在该实施例中，致动器连接到可移动头并且朝向固定端定向。在该实施例中，可移动头包括电驱动器件以驱动所述致动器。在该实施例中，固定端包括锁定装置。

33、压滤机还可以包括可移动头，所述可移动头包括朝向滤板组件定向的压板和滑架，其中，所述滑架适于通过驱动单元和线性传动装置沿着侧梁移动。通过这种简单的布置，可移动头可以以高速和可调节的速度行进，并且沿着侧梁运输大量滤板。

34、驱动单元可以包括电动马达和齿轮箱。压滤机还可以包括所述线性传动装置，所述线性传动装置包括适于与至少一个齿条啮合的至少一个齿轮。

35、压滤机还可以包括：所述至少一个齿轮安装在滑架上并且所述至少一个齿条安装在框架上。

36、压滤机的一个实施例可以包括：所述驱动单元布置在滑架上，使得驱动单元与滑架一起移动。在该实施例中，所述至少一个齿条可以安装在框架的侧梁上并且所述至少一个齿轮连接到齿轮箱和电动马达。当驱动单元操作时，齿轮与固定齿条啮合以使滑架沿着侧梁移动。

37、压滤机的一个实施例可以包括：所述至少一个齿轮是固定的，安装在框架上，并且所述至少一个齿条安装在滑架上，以使得齿条与滑架一起移位。

38、压滤机的一个实施例可以包括：所述驱动单元固定布置在压制框架中并且仅压板通过滑架移动。在该实施例中，所述至少一个齿条被安装固定在滑架上以便能与滑架一起移动，并且齿轮被固定安装在压制框架上以连接到驱动单元。所述至少一个齿条的一端可以安装到滑架，并且所述至少一个齿条的另一端布置为与连接到驱动单元的齿轮相互作用。当驱动单元操作时，固定齿轮与可移动齿条啮合以便使滑架沿着侧梁移动。这是有利的构造，因为滑架仅承载压板，因此滑架可以以高速和可调节的速度沿着侧梁移动。

39、压滤机还可以包括锁定系统，所述锁定系统适于将可移动头与固定端互连。优选地，锁定系统适于将可移动头锁定成与压制系统接合。从而，锁定系统将可移动头和压滤机锁定在操作位置。然后，滤板被布置为彼此非常靠近，但尚未紧密闭合。压滤机还可以包括所述致动器，所述致动器连接到可移动头，以便将由致动器产生的轴向定向力传递到可移动头和滤板。

40、当可移动头已经将滤板运输到操作位置时，锁定系统被致动以将可移动头锁定成与压制系统接合。此后，执行压制系统的致动，使得可移动头的压板和滤板被拉向压制系统，从而对滤板施加闭合压力，以便紧固并密封滤板组件。

41、锁定系统还可以包括至少一个锁定元件和至少一个锁定装置，其中，所述锁定装置适于与所述锁定元件形成锁定接合。

42、由于锁定系统在过滤工艺期间是起作用的，因此当压制系统操作时由电驱动致动器施加的力通过锁定系统传递到可移动头，使得滤板可以在固定端与可移动头之间被紧密密封在一起。因此，通过根据本发明的压制系统可以实现非常高的闭合压力。

43、压滤机的一个实施例可以包括：所述锁定元件可以连接到压制系统的致动器的突出端。替代地，锁定元件可以连接到与致动器连接的延伸器件的突出端。在任何情况下，锁定元件可以朝向对应的锁定装置突出，所述锁定装置适于与锁定元件配合以在它们之间实现锁定动作。锁定元件可以被构造为纵向延伸的杆或棒。锁定元件可以包括布置在锁定元件的最外端上的凹口或凹槽。

44、在压滤机的一个实施例中，锁定装置可以安装在可移动头上。优选地，锁定装置附接在可移动头的远离锁定元件定向的侧部上。锁定装置可以包括夹具或相似物。

45、当移动头朝向固定端移动时，锁定元件与布置在可移动头中的一开口（通孔）对准。锁定元件适于穿过所述孔以在可移动头的相对侧部上从所述孔突出。优选地，锁定元件的凹口与锁定装置对准。锁定装置适于例如通过闭合围绕凹口的夹具而与所述锁定元件接合，并与其形成牢固且可靠的锁定连接。

46、在压滤机的一个实施例中，锁定装置可以安装在固定端上。在该实施例中，可移动头包括至少一个致动器和至少一个锁定元件，所述至少一个锁定元件适于以与上述相似的方式与安装在固定端上的锁定装置形成锁定连接。

47、在压滤机的一个实施例中，锁定系统可以被构造为当压制系统操作时防止行星螺母或延伸构件旋转。在该实施例中，锁定元件和锁定装置适于在锁定动作中配合，从而形成牢固且可靠的锁定连接，其不允许锁定元件旋转。例如，这可以通过使锁定元件上的凹口的横截面与正方形横截面适应并使可移动头中的通孔的横截面与相同横截面适应而实现，从而实现防止其间旋转的锁定动作。

48、根据第二方面，这些和其他目的全部或至少部分地通过使用包括多个滤板的压滤机从浆料的液体成分中分离固体成分的方法来实现。所述方法包括以下步骤：通过可移动头朝向固定端运输所述滤板而将所述压滤机放置在操作位置；通过压制系统对所述滤板施加闭合压力，所述压制系统适于通过电驱动至少一个致动器使所述滤板彼此压紧，所述至少一个致动器适于产生通过可移动头对滤板施加的轴向定向力；在滤板之间注入浆料；从位于滤板之间的浆料的液体成分中分离固体成分。

49、在根据第二方面所述的方法中，对所述滤板施加闭合压力的步骤可以包括将由电动马达供应的旋转驱动转换成轴向定向力。

50、在根据第二方面所述的方法中，通过压制系统对所述滤板施加闭合压力的步骤可以包括：通过电驱动器件驱动至少一个行星螺杆组件以便产生轴向定向力。

51、在根据第二方面所述的方法中，对所述滤板施加闭合压力的步骤可以包括：响应于行星螺杆轴的旋转驱动，使行星螺母在螺纹行星螺杆轴的轴向方向上移位，以便对滤板施加轴向定向力。

52、在根据第二方面所述的方法中，对所述滤板施加闭合压力的步骤可以包括：响应于行星螺母的旋转驱动，使行星螺杆轴相对于所述行星螺母在轴向方向上移位，以便对滤板施加轴向定向力。

53、在根据第二方面所述的方法中，对所述滤板施加闭合压力的步骤可以包括：电驱动至少两个致动器，并且通过所述致动器对滤板施加相等大小的轴向定向力，以便闭合所述滤板。

54、在根据第二方面所述的方法中，对所述滤板施加闭合压力的步骤可以包括：电驱动至少两个致动器，并且通过所述致动器对滤板施加不同大小的轴向定向力，以便闭合所述滤板。

55、根据第二方面所述的方法还可以包括以下步骤：当发生过滤工艺时，在致动压制系统之前，通过锁定系统将可移动头锁定在操作位置。

56、根据第二方面所述的方法还可以包括：所述锁定步骤包括在至少一个锁定元件与至少一个锁定装置之间形成锁定接合，所述锁定元件连接到压制系统，所述锁定装置附接到可移动头。

57、本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细公开中、从所附的权利要求书中以及从附图中显现。要注意的是，本发明涉及特征的所有可能的组合。

58、通常，除非本文另外明确定义，否则权利要求中使用的所有术语应根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确说明，否则对“一个/一种/所述（元件、装置、成分、器件、步骤等）”的所有引用应开放性地解释为是指所述元件、装置、成分、器件、步骤等的至少一个实例。如本文所用，术语“包括”和该术语的变体并不旨在排除其他添加、部件、整体或步骤。