過濾設備工作原理及結構分析

過濾設備是用來進行過濾的機械設備或者裝置，是工業生產中常見的通用設備。過濾設備總體分為真空和加壓兩類，真空類常用的有轉筒、圓盤、水平帶式等，加壓類常用的有壓濾、壓榨、動態過濾和旋轉型等。

一、過濾設備分類

按操作方式分類：間歇過濾機、連續過濾機；

按操作壓強差分類：壓濾、吸濾和離心過濾；

工業上使用的典型過濾設備：板框壓濾機（間歇操作）；

轉筒真空過濾機（連續操作過濾式離心機）。

二、板框壓濾機

1、結構

由許多塊帶凹凸紋路的濾板與濾框交替排列組裝于機構成。主要包括濾板、濾框、夾緊機構、機架等組成。

濾板：凹凸不平的表面，凸部用來支撐濾布，凹槽是濾液的流道。濾板右上角的圓孔，是濾漿通道；左上角的圓孔，是洗水通道。

洗滌板：左上角的洗水通道與兩側表面的凹槽相通，使洗水流進凹槽；

非洗滌板：洗水通道與兩側表面的凹槽不相通。

濾框：濾漿通道：濾框右上角的圓孔

洗水通道：濾框左上角的圓孔

為了避免這兩種板和框的安裝次序有錯，在鑄造時常在板與框的外側面分別鑄有一個、兩個或三個小鈕。非洗滌板為一鈕板，框帶兩個鈕，洗滌板為三鈕板。

2、操作過程

板框壓濾機為間歇操作，每個操作循環由裝合、過濾、洗滌、卸餅、清理5個階段組成。

裝合：將板與框按 1-2-3-2-1-2-3的順序，濾板的兩側表面放上濾布，然后用手動的或機動的壓緊裝置固定，使板與框緊密接觸。

過濾：懸浮液在指定壓強下送進濾漿通道，由通道流進每個濾框里；濾液分別穿過濾框兩側的濾布，沿濾板板面的溝道至濾液出口排出；顆粒被濾布截留而沉積在濾布上，待濾餅充滿全框后，停止過濾。根據濾液排出方式分為：明流和暗流。

洗滌：洗滌水經洗水通路從洗滌板上的孔道進入各個洗滌板的兩側，洗滌水在壓差（洗滌板上的濾液出口關閉形成）的推動力下先穿過一層濾布及整個框厚的濾餅，然后再穿過一層濾布，沿濾板（一鈕板）板面溝道至濾液出口排出。這種操作方式稱為橫穿洗滌法。

洗滌水穿過的途徑正好是過濾終了時濾液穿過途徑的二倍，流通面積是過濾面積的一半。

卸渣、整理：打開板框，卸出濾餅，洗滌濾布及板、框。

3、特點

結構簡單，價格低廉，占地面積小，過濾面積大。

可根據需要增減濾板的數量，調節過濾能力。

對物料的適應能力較強，由于操作壓力較高（3~10kg/c㎡），對顆粒細小而液體粘度較大的濾漿，也能適用。

間歇操作，生產能力低，卸渣清洗和組裝階段需用人力操作，勞動強度大，所以它只適用于小規模生產。

三、加壓葉濾機

葉濾機由許多不同寬度的長方形濾葉裝合而成。濾葉由金屬絲網制造，內部具有空間，外罩濾布。

葉濾機也為間歇操作，過濾時濾葉安裝在能承受內壓的密閉機殼內。濾漿用泵送到機殼內，穿過濾布進入絲網構成的中空部分，然后匯集到下部總管而后流出。顆粒沉積在濾布上，形成濾餅，當濾餅積到設定厚度，停止過濾。

洗滌時，洗水的路徑與濾液相同，這種洗滌方法稱為置換洗滌法。

葉濾機的優點是設備緊湊，密閉操作，勞動條件較好，每次循環濾布不用裝卸，勞動力較省。

四、轉筒真空過濾機

1、轉筒真空過濾機的結構

轉筒真空過濾機是工業上應用較廣的一種連續操作的過濾設備。

設備的主體是一個能轉動的水平圓筒，圓筒表面有一層金屬網，網上覆蓋濾布，筒的下部進入濾漿中，圓筒沿徑向分割成若干扇形格，每個都有單獨的孔道通至分配頭上。圓筒轉動時，憑借分配頭的作用使這些孔道依次分別與真空管及壓縮空氣管相通，因而在回轉一周的過程中每個扇形格表面即可順序進行過濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項操作。

2、分配頭的結構及工作原理

分配頭由緊密貼合著的轉動盤與固定盤構成，轉動盤隨筒體一起旋轉，固定盤內側面各凹槽分別與各種不同作用的管道相通。

當扇形格1開始進入濾漿內時，轉動盤上相應的小孔道與固定盤上的凹槽f相對，從而與真空管道連通，吸走濾液，圖上扇形格1－7所處的位置稱為過濾區。扇形格轉出濾漿槽后，仍與凹槽f相通，繼續吸干殘留在濾餅中的濾液，扇形格8－10所處的位置稱為濾液吸干區。扇形格轉至12的位置時，洗滌水噴灑于濾餅上，此時扇形格與固定盤上的凹槽g相通，經另一真空管道吸走洗水。扇形格12、13所處的位置稱為洗滌區。扇形格11對應于固定盤上凹槽f與g之間,不與任何管道相連通，該位置稱為不工作區。當扇形格由一區轉入另一區時，因有不工作區的存在，使操作區不致相互串通。

五、攪拌式雙親可逆纖維球過濾器

工作原理：

雙親可逆纖維作濾原，保持了原有纖維的柔性，可壓縮，孔隙率大、截污能力強；工作時濾層孔隙上疏松、下致密，符合理想濾層的孔隙分布；比重大于水，易反洗，材質優良，有較強的耐腐性和抗化學浸蝕的性能。所以可將不易用沉淀去除的微小懸浮物截留，根據不同的水源水質，選擇不同型號、性能的濾原可達到滿意的所需效果；該設備適用于油田注水、油庫清洗水、機械加工等含油含懸浮物的高精度過濾。

六、過濾離心機

離心過濾是指藉旋轉液體所受到的離心力而通過介質和濾餅、固體顆粒被截留于過濾介質表面的操作過程。離心過濾的推動力即離心力。

七、旋風分離器

旋風分離器是利用離心力作用凈制氣體的設備。

特點：其結構簡單，制造方便；分離效率高；可用于高溫含塵氣體的分離；

結構：外圓筒；內圓筒；錐形筒。

工作過程：含塵氣體從圓筒上部長方形切線進口進入。入口氣速約為15～20m/s。

含塵氣體沿圓筒內壁作旋轉流動。顆粒的離心力較大，被甩向外層，氣流在內層。氣固得以分離。

在圓錐部分，旋轉半徑縮小而切向速度增大，氣流與顆粒作下螺旋運動。

在圓錐的底部附近，氣流轉為上升旋轉運動，由上部出口管排出；

固相沿內壁落入灰斗。

八、袋濾器

結構：濾袋、骨架、機殼、清灰裝置、灰斗、排灰閥。

工作過程：

含塵氣體進入袋濾器；

氣體通過濾袋，經頂部排出；

灰塵被截留；

聚集大量灰塵后，壓縮空氣通入，濾袋振動，灰塵落下；

灰塵經過排灰閥排除。