滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈及相应厢式滤板的制作方法

1.本发明属于厢式压滤机（专利分类号b01d25/12）技术领域，涉及一种滤板流体孔端高压密封圈。


背景技术：

2.压滤机，是一种多滤室间歇性操作的加压过滤设备，夹着滤布的相邻滤板的凹部构成滤室；厢式压滤机，是由多块厢式滤板、滤布相间排列压紧后构成滤室的过滤设备；适用于各种悬浮液的固液分离。压滤机的进料方式多为串联进料，即各滤室串联——进料孔设置在滤板的空腔部（进料孔端不用密封），影响空腔部面积（过滤面积）和滤室有效容积；并联进料是一种先进的进料方式，滤室进料孔位于滤板左右上角或外跨耳非空腔部（相邻滤板进料孔端必须密封），物料通过进料总通道，同时分流到各滤室，使各滤室进料压力均衡、进料均匀、进料与出液更快、从而提高过滤效果和生产效率。
3.并联过滤机构，是压滤机的核心机构，主要由并联滤板及其配板（副滤板）、滤布、夹布分料器、流体孔端面密封圈、滤板支撑拉手等组成；并联滤板及其配板，是并联过滤机构的关键部件，其流体孔主要包括并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔（洗涤进水孔、反吹与吹干进气孔）；多块相邻滤板及其配板的并联进料孔、多功能孔、暗流出液孔分别联通成封闭式并联进料总通道、多功能总通道、双暗流出液总通道；夹着滤布的多块滤板及其配板相间排压紧后构成滤室；因为压滤机是加压过滤设备，各流体孔端面必须使用高压密封圈密封；常用孔端o型橡胶密封圈和新型孔端唇形密封圈。
4.现有的滤板流体孔端高压密封圈，存在以下多种缺陷：1、孔端安装式o型密封圈，（1）相应的密封槽占用滤板的面积较大，影响滤板空腔部面积（过滤面积）和滤室有效容积；（2）在高压流体环境下，无高压自动密封性能、密封效果差，o型密封圈易变形使密封失效，容易被挤破或挤脱密封槽、使用寿命短，2、孔端镶嵌式单唇密封圈，是为解决o型密封圈无高压自动密封性能、密封效果差而创新的，但仍存在多种不足：（1）相应的密封槽占用滤板的面积较大，影响滤板空腔部面积（过滤面积）和滤室有效容积；（2）孔端镶嵌式密封圈结构复杂，密封圈及其密封槽制造加工不易，安装拆卸困难；（3）单唇密封圈，下端面没有唇边，存在“短板”不能全面自动密封，不能适应相邻滤板流体孔端双平面高压自动密封的需要（流体孔两端平面同样需要高压自动密封）；是人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有孔端镶嵌式单唇密封圈的多种缺陷，综合解决孔端镶嵌式密封圈结构复杂、密封圈及其密封槽制造加工不易、安装拆卸困难，密封圈相应的密封槽占用滤板的面积较大，流体孔一端缺乏高压自动密封性能、存在“短板”不能全面自动密封等多种技术难题，提供一种结构简单、孔口安装的滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈及相应厢式滤板。梯型双唇——指密封圈断面整体为直角梯型，上下端面具有双唇边。
6.本发明解决现有技术问题所采用的创新技术方案是：一种滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈（以下简称：梯型双唇密封圈），总体技术方案的要点是：创新的总体构造与现有技术相比，其具有突出的实质性特点在于：彻底突破现有密封圈及其密封槽的结构形式与安装方式，通过相关空间优化设计，将现有密封圈流体孔端安装方式改进为孔口安装方式，以减少密封槽占用滤板面积，相应增大滤板空腔部面积（过滤面积）和滤室有效容积；通过相关结构简化设计（包括简化安装与稳固性设计），将现有密封圈及其安装槽的复杂镶嵌式结构改进为简单的梯型结构，以方便制造、安装拆卸；通过双端面高压自动密封设计，将现有上端面单唇密封圈改进为上下端面双唇密封圈，补齐“短板”，以提高相邻滤板流体孔双端面高压自动密封性能。从而，综合解决孔端镶嵌式密封圈结构复杂、密封圈及其密封槽制造加工不易、安装拆卸困难，密封圈相应的密封槽占用滤板的面积较大，流体孔一端缺乏高压自动密封性能、不能全面自动密封等多种技术难题。
7.该梯型双唇密封圈具体设计方案是：密封圈断面整体为直角梯型，上下端面具有双唇边；主要由上下端面、上下唇边、上下唇口（上下缓冲槽）、圈内直腰孔（密封圈内圆）、圈外斜腰面（密封圈外圆）、对中定位环（圈孔对中定环）零结构组成；上下端面为与相邻滤板流体孔双端面接触的静态常压密封面，两端面相互平行；上下唇边为与相邻滤板流体孔双端面接触的动态高压自动密封面，两唇边结构相互对称；上下唇口为上下高压流体缓冲槽，两唇口结构相互对称；密封圈内径比相应流体孔径大10%（预留膨胀空间）；密封圈外径比相应的梯型密封圈沉孔直径小6mm（方便安装拆卸设计）；对中定位环外径与相应的梯型密封圈沉孔直径相等（圈孔对中定位设计），定位环高3mm；梯型双唇密封圈安装在梯型密封圈沉孔中，梯型密封圈沉孔（燕尾形沉孔）与梯型密封圈结构相应，并与流体孔无间隔相连，即槽孔相连——密封槽与流体孔相连；密封圈与流体孔口无间隔相通，即圈孔相通——密封圈与流体孔相通；具有流体孔双端面全面高压自动密封的性能。
8.双唇高压自动密封原理是：双唇密封圈断面整体为直角梯型，上下端面具有双唇口和唇边，双唇边紧贴相邻滤板孔端密封面，唇边在高压流体的作用下变形，更加自动紧贴孔端面密封面（液压力越高唇边与密封面贴得越紧），实现高压自动密封，并具有一定唇边磨损自动补偿的能力。
9.梯型双唇密封圈优越特性是：1、梯型双唇密封圈为滤板各功能孔端高压自动密封圈，其断面整体为直角梯型，其两端具有高压自动密封的唇边；2、梯型结构的密封圈及相应的梯型密封圈沉孔，具有燕尾槽稳固功能，保障密封圈安装的稳固性；3、直角梯型密封圈内径比相应流体孔径略大，保障密封圈压紧径向膨胀后不会凸出产生流体阻力；4、双唇边紧贴相邻滤板孔端密封面，唇边在高压流体的作用下变形，更加自动紧贴孔端面密封面（液压力越高唇边与密封面贴得越紧），实现流体孔双端面全面高压自动密封，并具有一定唇边磨损自动补偿的能力；5、梯型密封圈替代o型密封圈或单唇密封圈，功能孔口周围的o型密封圈槽或镶嵌式封圈槽改进为与功能孔无间隔连通的梯型密封圈沉孔，实现即槽孔相连——密封槽与流体孔相连、圈孔相通——密封圈与流体孔相通，有效减少了密封槽占用面积，相应增加了滤板过滤面积滤室有效容积。
10.本发明还提供一种厢式滤板，该厢式滤板使用本发明提供的滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈。该厢式滤板，为并联进料滤板，具有边框密封面、凹部过滤网点、滤板承压台、并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔（洗涤进水孔、反吹与吹干进气孔）、进料分流孔端
平台、t型进料分流孔、f型出液汇流孔、y型多功能分流孔、梯型密封圈沉孔（流体孔口沉孔）、纠偏弹垫沉孔等结构。
11.本发明提供的一种滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈及相应厢式滤板，显著的进步是具有梯型结构简单、圈孔直连占用空间小、双唇高压自动密封、安装拆卸方便的优点；有益效果是：1、相关空间优化设计：安装梯型双唇密封圈的梯型密封圈沉孔（燕尾形沉孔）与梯型密封圈结构相应，并与流体孔无间隔连通，即槽孔相连——密封槽与流体孔相连、圈孔相通——密封圈与流体孔相通，有效减少了密封槽占用面积，相应增加了滤板过滤面积滤室有效容积，提高了用户的生产效率；2、相关结构简化设计：将现有密封圈及其安装槽的复杂镶嵌式结构改进为简单的梯型结构，方便制造、安装拆卸，降低了制造与使用难度；3、双端面高压自动密封设计：将现有上端面单唇密封圈改进为上下端面双唇密封圈，补齐“短板”，提高了相邻滤板流体孔双端面高压自动密封性能，实现全面自动密封；解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题，填补了我国滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈的空白。
附图说明
12.图1为本发明滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈示意图（密封圈中心线剖视图）。
13.图2为本发明滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈与相应厢式滤板组装示意图剖视图（局部剖视图）。
14.附图标记：1-上端面，2-上唇口（上缓冲槽），3-上唇边，4-对中定位环（圈孔对中定环），5-下唇边，6-下唇口（下缓冲槽）,7-下端面，8-密封圈内圆（圈内直腰孔），9-密封圈外圆（圈外斜腰面），10-滤板（厢式主滤板）11-配板（厢式副滤板），12-高压流体孔（包括并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔），13-滤布，14-滤室，15-梯型密封圈沉孔,16-梯型双唇密封圈（本发明）。
具体实施方式
15.下面结合本发明滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈16及相应厢式滤板10实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本发明优选的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，如双唇高压自动密封原理相同、孔口梯型结构相似的密封圈16，都属于本发明的保护范围。
16.实施例1一种滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈（简称：梯型双唇密封圈）16，创新的总体实施方案要点是：将现有密封圈流体孔端安装方式改进为孔口安装方式（槽孔相连、圈孔相通），以减少密封槽占用滤板10的面积，相应增大滤板10空腔部面积（过滤面积）和滤室14有效容积，实现相关空间利用最大化；将现有密封圈及其安装槽的复杂镶嵌式结构改进为简单的梯型结构，以方便制造、安装拆卸，实现相关结构极简化和更稳固；将现有上端面单唇密封圈改进为上下端面双唇密封圈16，以提高相邻滤板10流体孔12双端面高压自动密封性能，实现双端面高压密封自动化。
17.具体实施方案是：密封圈16断面整体为直角梯型，上下端面1、7具有双唇边；主要由上下端面（上端面1和下端面7）、上下唇边（上唇边3和下唇边5）、上下唇口（上唇口2和下唇口6）、对中定位环（圈孔对中定环）4、圈内直腰孔（密封圈内圆）8、圈外斜腰面（密封圈外圆）9等结构组成；材质为橡胶，采用模压成型，耐磨耐压；详细说明如下。
18.所述的上下端面1、7，为与相邻滤板10及配板11流体孔12双端面接触的静态常压密封面，两端面相互平行；其中上端面1静态密封配板11流体孔12端面，下端面7静态密封滤板10梯型密封圈沉孔15底面。
19.所述的上下唇边3、5，为与相邻滤板10流体孔12双端面接触的动态高压自动密封面，两唇边结构相互对称；其中上唇边3动态高压密封配板11流体孔12端面，下唇边5动态高压密封滤板10梯型密封圈沉孔15底面。
20.所述的上下唇口2、6，为上下高压流体缓冲槽，使压力分散传递，保护上下唇边3、5不过度变形，避免变形影响高压自动密封性能，两唇口结构相互对称。
21.所述的密封圈内径8，比相应流体孔径大10%（预留膨胀空间），避免密封圈16压紧径向高压膨胀后会凸出产生流体阻力，影响流速和生产效率。
22.所述的密封圈外圆9，指圈外斜腰面形成的系列外圆，比相应的梯型密封圈沉孔15直径小6mm，方便安装拆卸，但燕尾结构又不会脱落。
23.所述的对中定位环4，为密封圈16与流体孔12对中定位环，其外径与相应的梯型密封圈沉孔15直径相等，定位环4高3mm，保证圈孔对中定位，避免密封圈16偏心产生流体阻力、影响流速。
24.梯型双唇密封圈16安装在梯型密封圈沉孔15中，梯型密封圈沉孔（燕尾形沉孔）15与梯型密封圈16结构相应，并与流体孔12无间隔相通；具有圈孔相通（密封圈16与流体孔12口无间隔连通）、高压自动密封的性能。
25.本发明滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈16，具有梯型结构简单、圈孔相通占用空间小、双唇高压自动密封、安装拆卸方便的优点；彻底突破现有密封圈及其密封槽的结构形式与安装方式，综合解决孔端镶嵌式密封圈结构复杂、密封圈及其密封槽制造加工不易、安装拆卸困难，密封圈相应的密封槽占用滤板10的面积较大，流体孔12一端缺乏高压自动密封性能、不能全面自动密封等多种技术难题，取得了预料不到的技术效果。
26.实施例2一种厢式滤板10，使用本发明提供的滤板流体孔端梯型双唇高压自动密封圈16；着重对密封槽进行适应性的彻底创新，创新的总体实施方案要点是：将现有密封圈流体孔端安装方式创新为孔口安装方式（槽孔相连——密封槽与流体孔相连、圈孔相通——密封圈与流体孔相通），以减少密封槽占用滤板10的面积，相应增大滤板10空腔部面积（过滤面积）和滤室14有效容积，实现相关空间利用最大化；将现有密封圈及其安装槽的复杂镶嵌式结构改进为简单的梯型结构，以方便制造、安装拆卸，实现相关结构极简化和更稳固；克服了密封圈必须安装槽的技术偏见，取得了预料不到的技术效果。
27.该厢式滤板10，为并联进料滤板10，具体实施方案是：设置边框密封面、凹部过滤网点、滤板承压台、并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔（洗涤进水孔、反吹与吹干进气孔）、进料分流孔端平台、t型进料分流孔、f型出液汇流孔、y型多功能分流孔、密封圈梯型沉孔（流体孔口沉孔）15、纠偏弹垫沉孔等结构。本发明与现有技术共有的技术部分，按照我国机
械行业现行标准《厢式压滤机和板框压滤机 第1部分：型式与基本参数》《第2部分：技术条件》《第3部分：滤板》jb/t4333-2013制造。详细说明如下。
28.所述的边框密封面，为滤板四周的滤框密封平面，与相邻的滤板边框密封面相吻，利用滤布作密封件，相邻的滤板与滤布压紧后密封滤室。
29.所述的凹部过滤网点，为盲网式圆麻点，密均布于滤板空腔部，用于增加滤饼摩擦力并形成渗液导流网路。
30.所述的滤板承压台，为小圆台形，均布于滤板空腔部，承压台数量5-9个依据滤板大小而定，用于传递压力并支撑滤布。
31.所述的并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔，统称高压流体孔12，分别位于滤板10四角的非空腔部；多块相邻滤板10及其配板11的并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔分别联通成封闭式（依靠梯型双唇密封圈16密封）并联进料总通道、暗流出液总通道、多功能总通道；分别用于并联进料、暗流出液、洗涤进水、反吹与吹干进气。
32.所述的进料分流孔端平台，位于滤板的并联进料孔下面，平台的平面高于过滤网点平面、低于边框密封面，平台收口处呈缓坡形，用于设置t型进料分流孔的夹布分料器安装孔。
33.所述的t型进料分流孔、f型出液汇流孔、y型多功能分流孔，分别位于滤板相应的高压流体孔旁，分别用于连通相应的高压流体总通道和滤室14。
34.所述的梯型密封圈沉孔（流体孔口沉孔）15，为孔口安装式梯型双唇密封圈16相应的梯型（燕尾形）沉孔，沉孔15直径与相应的密封圈对中定位环4外径相等，沉孔15深为密封圈16厚度的3/4；位于各高压流体孔12口，与流体孔12无间隔连通(沉孔与流体孔相连)，以减少密封槽占用滤板的面积，相应增加滤板10过滤面积和滤室14有效容积；用于安装梯型双唇密封圈16。
35.所述的纠偏弹垫沉孔, 为圆形沉孔，其孔径60mm与纠偏弹垫外径相等（保障弹垫不脱落），沉孔深5mm, 对称位于滤板左右上角非空腔部，用于安装拉板纠偏弹垫。
36.梯型双唇密封圈16安装在梯型密封圈沉孔15中，梯型密封圈沉孔（燕尾形沉孔）15与梯型密封圈16结构相应，并与流体孔12无间隔连通；具有圈孔相通（密封圈16与流体孔12口无间隔连通）、高压自动密封的性能。依靠梯型双唇密封圈16密封，多块相邻滤板10及其配板11的并联进料孔、暗流出液孔、多功能孔分别联通成封闭式并联进料总通道、暗流出液总通道、多功能总通道；夹着滤布13的多块滤板10及其配板11相间排压紧后构成滤室14。
37.本发明提供的厢式滤板10，具有并联进料压力均衡、进料均匀、进料与出液更快，梯型双唇密封圈16及梯型密封圈沉孔15结构简单、圈孔直连占用空间小、双唇高压自动密封、安装拆卸方便的优点；有益效果是：（1）通过相关空间优化设计：安装梯型双唇密封圈16的梯型密封圈沉孔（燕尾形沉孔）15与梯型密封圈16结构相应，并与流体孔12无间隔相连，有效减少了密封槽占用面积，相应增加了滤板10过滤面积和滤室14有效容积，提高了用户的生产效率；（2）通过相关结构简化设计：将现有密封圈及其安装槽的复杂镶嵌式结构改进为简单的梯型结构，方便制造、安装拆卸，降低了制造与使用难度；（3）通过双端面高压自动密封设计：将现有上端面单唇密封圈改进为上下端面双唇密封圈16，补齐“短板”，提高了相邻滤板10流体孔12双端面高压自动密封性能，实现全面自动密封；解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题；是高效自动压滤机滤板10的发展方向。