具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器的制造方法
【專利摘要】本發明是一種具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，包括多個下降皮囊、多個上升皮囊、濾布傳送鏈電機、上箱體、箱體密封組件、下箱體和濾布傳送鏈條；以及壓縮空氣自動調壓裝置，提供過濾器開合時皮囊所需的最低穩定工作壓力；上箱體下降位置定位控制組件，在上箱體落下后進行位置控制，避免密封在接觸后的過分擠壓變形；箱體密封組件包括安裝在上、下箱體上的定位組合壓板，和由定位組合壓板整體定位的上、下密封。本發明實現了皮囊平緩充、放氣，可確保在任何情況下皮囊不會因為供氣壓力的不穩定而爆裂，減緩了皮囊的老化；通過對箱體間密封接觸進行多方位控制，確保了密封性能良好，減緩密封膠條的老化，同時提高了過濾器的使用壽命。
【專利說明】具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平板過濾器的密封裝置，具體說有關一種具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器。
【背景技術】
[0002]冷軋軋制過程中，必須要使用乳化液進行冷卻，并為生產提供足夠的工藝潤滑。通常情況下，乳化液都是循環使用的，為確保乳化液質量，一般會配置平板過濾器過濾雜質。平板過濾器是一種常見的過濾設備，它帶有一套可升降式過濾機構，外框材料由碳鋼組成，內部升降系統是通過壓縮空氣供給升降氣囊來完成。其結構如圖1所示，包括下降皮囊1、上升皮囊2、濾布傳送鏈電機3、上箱體4、箱體密封5、下箱體6和濾布傳送鏈條7。在平板過濾器中，過濾布為循環使用，按照周期自動清洗。當濾布清洗時，上升皮囊2充氣，抬起過濾器的上箱體4后，濾布通過傳送鏈條7轉動一個周期，用壓縮空氣對濾布表面吹掃。吹掃結束后，下降皮囊I充氣，過濾器的上箱體4合上，完成全部的清洗動作。
[0003]整個過程，過濾器箱體4、6的開合全部是靠皮囊1、2充氣放氣來完成，而皮囊的氣源是供給的壓縮空氣。這種壓縮空氣的供氣壓力受環境、溫度、距離等因素的影響較多，無法做到穩定供給，壓力時高時低。這樣對平板過濾器的使用來說就造成了很大問題，具體表現在:1.壓縮空氣壓力過高，皮囊1、2在充氣時就處于高速膨脹狀態，非常有可能造成皮囊的爆裂；2.即使皮囊1、2未發生爆裂，在高壓力狀態下，會把箱體4、6間的密封5擠壓變形，加速密封的老化；3.上箱體4在閉合后沒有位置控制，其閉合的緊密度完全是由壓縮空氣的壓力來決定的，這樣就容易導致箱體4、6間的橡膠密封在5接觸后過分擠壓變形；4.如壓縮空氣壓力太小，則過濾器箱體4、6無法嚴密貼合，會造成乳化液的外濺。此外，原上下箱體間的密封結構如圖5所示:上、下箱體4、6間的密封12’、15’具有固定螺栓孔(未標示)，固定時用上、下壓板通過固定螺栓(未圖示)進行固定，打孔后使用一段時間后會有開裂現象，會加速老化。這種密封構造橡膠密封長期在60°C乳化液及油泥的浸泡下，會發生老化及壓縮變形，上下膠條間密封效果差，并且密封容易錯位、脫落，造成乳化液外泄漏。
[0004]在發明名稱為“一種平板過濾器”的第201020515584.3號的中國實用新型專利申公開了一種平板過濾器，包括上蓋和下托，上蓋上設有進液管和排氣閥，進液管下端設有緩沖板，下托底部設有出液管，下托內底面上設有支撐筋，支撐筋上放置導流孔直徑為
0.3?1.2_的多孔板，上蓋和下托通過螺栓螺母配合夾緊。該實用新型申請通過減小濾膜托板的導流孔直徑，提高過濾精度和增加過濾安全性，但并未對過濾器的密封結構作出改進。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，能夠實現氣囊壓力的穩定，并減少過濾器箱體開合過程中對密封膠條的損耗，提高密封的效果和膠條的使用壽命，從而減少過濾器故障的發生。
[0006]本發明的一種具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，包括多個下降皮囊、多個上升皮囊、濾布傳送鏈電機、上箱體、箱體密封組件、下箱體和濾布傳送鏈條；其特點是，還包括:壓縮空氣自動調壓裝置，提供過濾器開合時皮囊所需的最低穩定工作壓力；上箱體下降位置定位控制組件，在上箱體落下后進行位置控制，以保證箱體間橡膠密封在接觸后無過分擠壓變形；所述箱體密封組件包括安裝在上、下箱體上的定位組合壓板，和由所述定位組合壓板整體定位和相互配合的上、下密封。
[0007]所述上箱體下降位置定位控制組件，包括位于上箱體本體和過濾器外框架間的上、下止擋、位于上下止擋間的橡膠塊，所述上止擋固定于上箱體本體，下止擋形成有供上下可調的腰孔，通過緊固螺栓固定于過濾器外框架。
[0008]所述壓縮空氣自動調壓裝置包括儲氣罐、減壓閥、增壓閥、過濾器、截止閥、安全閥，所述減壓閥和增壓閥設定調節實際工作壓力，所述安全閥設置在緩沖罐頂部，設定成比需要的實際工作壓力略高。
[0009]所述定位組合壓板包括位于所述上箱體、下箱體間的上箱體密封內壓板、下箱體密封內壓板、上箱體密封外側固定壓板、下箱體密封外側固定壓板；所述上、下箱體密封分別通過上箱體密封外側固定壓板螺栓和下箱體密封外側固定壓板螺栓定位固定。
[0010]所述上箱體密封的下表面與下箱體密封相對處形成鋸齒凸臺形，以增強上箱體壓下后與與下箱體密封間的密封效果；所述下箱體密封的下表面形成鋸齒凸臺形，以增強下箱體密封與下箱體間的密封效果。
[0011]所述多個下降皮囊的數量為6個，所述多個上升皮囊的數量為4個。
[0012]本發明的有益效果是:通過對壓縮空氣穩壓，實現了皮囊平緩充、放氣，確保在任何情況下皮囊不會因為供氣壓力的不穩定而爆裂，減緩了皮囊的老化；通過對箱體間密封接觸進行多方位控制，確保了密封性能良好，減緩密封膠條的老化，同時提高了過濾器的使用壽命，節約備件和檢修費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明一個實施例的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器的總體布置示意圖；
[0014]圖2是用于本發明的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器的壓縮空氣自動調壓裝置示意圖；
[0015]圖3是沿圖1中A-A所取的本發明的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器中上、下箱體間密封結構示意圖；
[0016]圖4是沿圖1中A-A所取的本發明的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器中上箱體下降定位控制示意圖；以及
[0017]圖5是現有的過濾器密封裝置的上、下箱體間密封結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發明并不限于下述【具體實施方式】，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本發明，各技術術語可以基于本發明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件采用相同的附圖標記表示。
[0019]圖1是是本發明一個實施例的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器的總體布置示意圖，如圖所示，該實施例的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器30，包括下降皮囊1、上升皮囊2、濾布傳送鏈電機3、上箱體4、箱體密封組件5、下箱體6和濾布傳送鏈條7，通過圖2所示的壓縮空氣自動調壓裝置14供給壓縮空氣給過濾器密封裝置30的皮囊1、2。
[0020]以下具體說明本發明上述實施例的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器的具體結構。
[0021]壓縮空氣自動調壓裝置14，提供過濾器開合時皮囊1、2所需的最低穩定工作壓力。過濾器開合時皮囊所需的最低工作壓力通過計算得出，盡可能在最低使用壓力下完成皮囊的開啟和關閉，這樣就可以避免皮囊在高壓狀態下把密封擠壓變形。過濾器開合時皮囊所需的最低工作壓力通過以下公式計算出:
[0022]根據橡膠皮囊傳遞力的平衡條件:F=P*A=P* 31 R2
[0023]其中:
[0024]F橡膠皮囊承受的載荷，N ；
[0025]P橡膠皮囊的內壓，N/cm2 ；
[0026]A---橡膠皮囊的有效面積，又稱承載面積，cm2 ；
[0027]R橡膠皮囊的有效半徑；cm ；
[0028]如采用一個以上的氣橡膠皮囊:
[0029]F=i (P-Pa) A=i (P-Pa) π R2
[0030]i——橡膠皮囊的個數；
[0031]Pa大氣壓力，可忽略，N/cm2 ；
[0032]通過計算，可以得出過濾器開合時，上升皮囊2和下降皮囊I所需的最低工作壓力，為保證設備穩定運行及可靠性，實際工作壓力可在理論壓力上提高30% (取可靠系數
1.3)，即實際工作壓力Pl= (1+30%) =1.3P。
[0033]所述壓縮空氣自動調壓裝置即壓縮空氣穩壓系統14包括儲氣罐(壓縮空氣緩沖罐)21、減壓閥24、增壓閥25、過濾器23a、23b、截止閥22a、22b、22c、安全閥26、單向閥27、消音器28和排放閥29等一些部件，通過該系統來穩定壓縮空氣的壓力，為皮囊提供穩定的氣源。
[0034]其中，過濾器皮囊充放氣時需要較大量的壓縮空氣，緩沖罐21用來儲存壓縮空氣。當能介供給的壓縮空氣壓力(通常7.5Kgf/cm2，最低4Kgf/cm2)過高時,根據減壓閥24設定的實際工作壓力，系統可自動將其調壓到需要的壓力值；反之，當能介供氣壓力過低時，根據增壓閥25調定的實際工作壓力，同樣可以調壓到需要的壓力值。單向閥當能介供氣壓力過低增壓閥25動作時，防止緩沖罐21內實際達到工作壓力的壓縮空氣從減壓一路逃氣。安全閥26設置在在緩沖罐21的頂部，以保護系統工作，可比需要的實際工作壓力略微調高一些。根據計算得到的工作壓力，實際調節的工作壓力:過濾器皮囊實際打開工作壓力Pl打開=4.27kgf/cm2，過濾器皮囊實際壓下(合上)工作壓力Pl合上=4.03kgf/cm2，為了設備穩定運行，可取統一實際工作壓力4.3kgf/cm2。
[0035]上箱體下降位置定位控制組件，如圖4所示，包括位于上箱體本體4和過濾器外框架8’間的上止擋9a、下止擋9b、位于上、下止擋9a、9b間的橡膠塊9，上止擋9a固定于上箱體本體4，下止擋9b形成有供上下可調的腰孔9c，通過緊固螺栓10固定于過濾器外框架8’。由于過濾器上箱體4下降后對下降位置進行了定位控制，防止上箱體4通過皮囊I壓下后箱體4、6間的密封12、15過分“接觸”后，有所擠壓變形，加速其密封老化，造成密封過早失效。在過濾器上箱體4外側均布焊接了止擋9a，在過濾器外框架8’上與上箱體外側對應位置處安裝了限位止擋％，止擋9b形成有腰孔9c，上下可調；通過緊固螺栓10與過濾器外框3架連接，止擋9b上方安裝有橡膠塊4，通過壓板(未標示)進行固定，確保了下箱體4下降過程中有一定的緩沖作用。
[0036]本發明對原箱體間密封形式(如圖5所示)進行了重新設計。本發明的箱體密封組件，如圖3和圖4所示，包括位于上箱體4、下箱體6間的上箱體密封內壓板11、下箱體密封內壓板18、上箱體密封外側固定壓板11c、下箱體密封外側固定壓板17、上箱體密封12、下箱體密封15、上箱體密封外側固定壓板螺栓13、下箱體密封外側固定壓板螺栓16。上箱體密封內壓板11由與上箱體4接觸部分Ila和由其水平延伸的平板部分Ilb組成。上箱體密封12伸出上箱體密封內壓板11的平板部分11b，下箱體密封15位于下箱體密封內壓板18和下箱體密封外側固定壓板17之間。
[0037]上箱體密封12的下表面與下箱體密封15相對處形成鋸齒凸臺形12a，以增強上箱體14壓下后與與下箱體密封15間的密封效果.下箱體密封15的下表面形成鋸齒凸臺形15a，以增強下箱體密封15與下箱體6間的密封效果。
[0038]本發明的箱體密封組件取消在密封上原有的固定用螺栓孔，改為用壓板整體固定，沒有打孔，橡膠整體的密封效果比較好，因此可避免使用一段時間后有開裂現象，會加速老化，降低密封效果的問題。
[0039]在上、下密封12、15內外側分別定位及用壓板11a、lib、Ilc及18、17固定，可防止在使用一段時間后密封位置錯位。密封檢修更換時，只要把密封推到內側壓板處，并把外側固定壓板固定螺栓移到外側，加強了密封效果及方便了檢修處理。
[0040]密封12、15設計成具有鋸齒凸臺形結構，因此增強了上箱體4壓下后與與下箱體密封1515間的密封效果及下箱體密封與下箱體6間的密封效果。
[0041]本發明技術方案在冷連軋機的乳化液系統過濾器上使用后，經現場驗證，能有效解決平板過濾器密封頻繁失效的問題，主要有益效果體現在:通過對壓縮空氣穩壓，實現了皮囊平緩充、放氣，確保在任何情況下皮囊不會因為供氣壓力的不穩定而爆裂，減緩了皮囊的老化；通過對箱體間密封接觸進行多方位控制，確保了密封性能良好，減緩密封膠條的老化，同時提高了過濾器的使用壽命，節約備件和檢修費用。
[0042]在一個具體實施例中，具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，如圖1所示包括有6個下降皮囊、4個上升皮囊。在具體實施時，首先計算出過濾器達開時皮囊所需的最低工作壓力:
[0043]I)過濾器打開時，皮囊所需承受的載荷:
[0044]過濾器打開時，皮囊所需承受的載荷必須克服過濾器上箱體總重量(查圖紙重量明細表，約10T)
[0045]過濾器上箱體打開時靠4個橡膠皮囊充氣壓下:
[0046]Qi =10Ton=10000Kg=10000Kg*9.8=98000N
[0047]求最小打開壓力P:
[0048]F 打開=i*p*A=i*P* π R2=Q 重
[0049]4*Ρ*3.14* (15.4) 2=98000Ν
[0050]Ρ=32.9N/cm2=3.29kgf/cm2
[0051]實際工作壓力Pl= (1+30%) Ρ=1.3P=1.3*3.29=4.27kgf/cm2
[0052]結論:根據過濾器上箱體總重量約10T，當橡膠皮囊的實際工作壓力調到4.27kgf/cm2時能順利把過濾器上箱體4打開。
[0053](lkgf/Cm2=Ibar=1N/cm2 ；lkg=9.8N ；i=FBF 上升有 4 個橡膠皮囊；P=橡膠皮囊的實際工作內壓調到5kgf/cm2 ；R=打開橡膠皮囊的有效半徑為15.4cm ；Qm=上箱體重量)
[0054]2)過濾器壓下時，橡膠皮囊所承受的載荷:
[0055]過濾器壓下時，“皮囊所需承受(釋放)的載荷”+ “上箱體總重量”(需考慮上箱體自重)必須克服過濾器上箱體在0.045MPa時所向上的作用力(過濾器在正常過濾時，當箱體內檢知到0.045MPa時(箱體間的乳化液靠自重從過濾布過濾，系統設定0.045MPa,認為箱體間的過濾布已污染)，此時箱體靠橡膠皮囊打開，濾布行走。故壓下的橡膠皮囊所承受的載荷，需克服過濾器上箱體在0.045MPa時所向上的作用力，以確保過濾器正常壓下，及過濾器箱體間密封處無乳化液漏出。)
[0056]F 內壓=P*A=P* (L*ff) =4.5* (897*167)
[0057]=674095N
[0058]674095N/9.8=68785Kg=68.8Ton
[0059](Frtffi=上箱體在0.045MPa內壓時所向上的作用力；P=過濾器內壓差設定值
0.045MPa ；L=過濾器箱體長度879cm ；ff=過濾器箱體寬度167cm ；)
[0060]求最小壓下(過濾器上箱體合上)壓力P:
[0061]皮囊所需承受的載荷(壓下的力)+上箱體總重量(重力)=過濾器上箱體在
0.045MPa內壓時所向上的作用力
[0062]求最小合上壓力P:
[0063]F壓下+Q重=F內壓
[0064]F壓下=i*P*A=i*P* η R2=F 內壓-Q 重
[0065]6*Ρ*3.14* (31.35) 2=68.8Τ_10Τοη=58.8Τ
[0066]6*Ρ*3.14* (31.35) 2=568000Ν
[0067]Ρ=30.68N/cm2=3.lkgf/cm2
[0068]實際工作壓力Pl= (1+30%) =1.3P=1.3*3.1=4.03kgf/cm2
[0069](58.8Ton=58000Kg=58000Kg*9.8=568000N)
[0070](lkgf/Cm2=Ibar=1N/cm2 ；lkg=9.8N ；i=FBF 壓下有 6 個橡膠皮囊；P=橡膠皮囊的最小壓下壓力；R=壓下橡膠皮囊的有效半徑為31.35cm ；)
[0071]結論:當橡膠皮囊的實際工作壓力調到4.03kgf/cm2時能順利把過濾上箱體正常合上。
[0072]通過計算得出:過濾器皮囊實際打開工作壓力Pliw=4.27kgf/cm2,過濾器皮囊實際壓下(合上)工作壓力Pl^±=4.03kgf/cm2，為了設備穩定運行，可取統一實際工作壓力
4.3kgf/cm2
[0073]當過濾器皮囊充放氣時需要較大量的壓縮空氣，緩沖罐用來來儲存壓縮空氣。當能介供給的壓縮空氣壓力(通常7.5Kgf/cm2,最低4Kgf/cm2)過高時,根據減壓閥設定的實際工作壓力，系統可自動將其調壓到需要的壓力值；反之，當能介供氣壓力過低時，根據增壓閥調定的實際工作壓力，同樣可以調壓到需要的壓力值。并設置了單向閥，當能介供氣壓力過低增壓閥動作時，防止緩沖罐內實際達到工作壓力的壓縮空氣從減壓一路逃氣。為了保護系統工作，在緩沖罐頂部設有安全閥，可比需要的實際工作壓力略微調高一些。
[0074]本發明技術方案已成功應用于冷連軋機組軋機乳化液系統的過濾器中，現場使用效果良好。類似平板過濾器或與其相近的設備，上述技術同樣可應用，具備一定的推廣價值。
[0075]應理解，在閱讀了本發明的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，包括多個下降皮囊、多個上升皮囊、濾布傳送鏈電機、上箱體、箱體密封組件、下箱體和濾布傳送鏈條；其特征在于，還包括:壓縮空氣自動調壓裝置，提供過濾器開合時皮囊所需的最低穩定工作壓力；上箱體下降位置定位控制組件，在上箱體落下后進行位置控制，以保證箱體間橡膠密封在接觸后無過分擠壓變形；所述箱體密封組件包括安裝在上、下箱體上的定位組合壓板，和由所述定位組合壓板整體定位和相互配合的上、下密封。
2.根據權利要求1所述的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，其特征在于，所述上箱體下降位置定位控制組件，包括位于上箱體本體和過濾器外框架間的上、下止擋、位于上下止擋間的橡膠塊，所述上止擋固定于上箱體本體，下止擋形成有供上下可調的腰孔，通過緊固螺栓固定于過濾器外框架。
3.根據權利要求1所述的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，其特征在于，所述壓縮空氣自動調壓裝置包括儲氣罐、減壓閥、增壓閥、過濾器、截止閥、安全閥，所述減壓閥和增壓閥設定調節實際工作壓力，所述安全閥設置在緩沖罐頂部，設定成比需要的實際工作壓力略聞。
4.根據權利要求1所述的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，其特征在于，所述定位組合壓板包括位于所述上箱體、下箱體間的上箱體密封內壓板、下箱體密封內壓板、上箱體密封外側固定壓板、下箱體密封外側固定壓板；所述上、下箱體密封分別通過上箱體密封外側固定壓板螺栓和下箱體密封外側固定壓板螺栓定位固定。
5.根據權利要求1所述的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，其特征在于，所述上箱體密封的下表面與下箱體密封相對處形成鋸齒凸臺形，以增強上箱體壓下后與與下箱體密封間的密封效果；所述下箱體密封的下表面形成鋸齒凸臺形，以增強下箱體密封與下箱體間的密封效果。
6.根據權利要求1所述的具有壓力可控的密封裝置的箱式過濾器，其特征在于，所述多個下降皮囊的數量為6個，所述多個上升皮囊的數量為4個。
【文檔編號】F16N39/06GK104235586SQ201310242082
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月18日 優先權日:2013年6月18日
【發明者】楊建林, 宋俊, 朱大剛, 宋艷麗 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司