一种细粒物料离心过滤脱水装置，包括机架、机壳、电机、转鼓、调速器，电机的主轴穿过机壳底部与转鼓相连，主轴穿过机壳处设有密封组件；机壳上部设有机壳上盖，下部设有排液口，转鼓侧壁上开有若干滤液孔，内壁上附着有过滤介质；转鼓的上部设有转鼓上盖，机壳上设有穿过机壳上盖、转鼓上盖进入转鼓内的入料管，进入转鼓上盖入口处设有机械密封组件，入料管上分别经管路连接有悬浮液入料系统和气体入料系统，各管路上分别设有流量控制阀门。将加压过滤与离心过滤协同，利用离心力加快过滤速率，利用压缩空气加快脱液速率，以此强化离心过滤机的脱水过程，提高了固液分离效率，降低了离心过滤滤饼中的残留水分，改善了细粒物料的离心脱水效果。
【技术实现步骤摘要】
一种细粒物料离心过滤脱水装置
本技术涉及固液分离
，特别是涉及一种细粒物料离心过滤脱水装 置。
技术介绍
离心过滤机广泛应用于食品、医药、化工、石油、冶金、煤炭等行业。在煤炭、金属矿 物及非金属矿物的加工领域，采用固一固分离的方法，如筛分、磁选、电选、空气重介质分选 等，可将有用矿物从其它矿物中分离出来。然而，矿物分选加工通常在水介质中进行，洗选 过程不可避免地增加产品的水分，而产品的水分对其运输、加工、利用等方面存在诸多不利 影响，从节约资源、高效利用能源的角度出发，选后产品脱水是矿物湿法洗选加工过程中必 不可少的环节。在选煤厂中，较粗颗粒物料通常采用过滤式离心机脱水，细粒物料选用沉降 式或沉降过滤式离心脱水机脱水。与传统真空过滤机相比，沉降过滤式离心脱水机获得的 产品水分更低，这在一定程度上与微细粒物料损失于滤液中有关。通常，细粒物料的比表面 积更大，物料的水分随颗粒粒度的减小而升高。因而，脱除物料中的微细颗粒可以作为降低 产品水分的一种措施，但是该方法会增大滤液中的固体含量，降低固体回收率。 离心过滤脱水包括过滤阶段与脱液阶段。悬浮液进入离心过滤机后，固体颗粒与 液体介质在离心力的作用下朝滤网运动，大于筛孔的固体颗粒最先沉降至筛网表面形成滤 饼层，密度较轻的液体在滤饼层表面形成水层。随着过滤时间的推移，液体穿过滤饼层的颗 粒间隙及筛孔成为滤液；小于筛网孔隙的颗粒，一部分在液体带动下穿过颗粒间隙和筛孔 进入滤液，另一部分则被滤层的孔隙结构拦截而留在滤饼中。脱除滤饼表层水的这一过程 成为过滤阶段。过滤过程完成的同时，滤饼的孔隙结构由于毛细作用会充满液体，脱除滤饼 毛细管水的过程称为脱液阶段。在物料的离心脱水过程中，控制脱液速率是控制滤饼最终 水分的关键。 滤饼的脱液速率可以由达西公式预测： Q= ^ ⑴ 其中，Q表示液体流动速率，K表示滤饼的渗透率，ΛP表示滤饼两侧的压力差，A 表示过滤面积，μ表示液体的动力粘度，L表示滤饼的厚度。过滤过程中，滤饼两侧的压力 差可用下列关系式表示： ΔΡ= ^ρω2 (-r〇 ) (2) 其中，P表示液体的密度，ω表示角速度，r(l与rb分别表示自由水层靠近轴线的 内表面、滤饼靠近轴线的内表面到离心机旋转轴线的距离。由公式（1)与公式（2)可以得 到公式（3): Q= KApC〇2 (rb~r〇) (rb+r〇) (3) 2μL 由公式（3)可以看出，过滤速度与自由水层的厚度（rb-rQ)及角速度的平方正相 关。 由公式（2)可以看出，当滤饼表面的自由水层被脱除后，gprb =r(l时，ΛΡ为零。 随着滤饼中水层的进一步减少，即rPA时，滤饼内部的压力小于周围环境的压力，这正如 Zeitsch模型所述。Zeitsch模型计算表明，滤饼内部压力会产生负面影响，且这种负面影 响会随着滤饼厚度的增加持续变强。 离心过滤的脱液阶段，在滤饼两侧无正压差的条件下，离心机通过高速旋转可获 得强大的离心力，当离心力大于毛细管阻力、负压阻力、流动曳力的合力时，滤饼仍然可以 脱除水分，但需要消耗大量的电能及较高的维修费用才能获得较低的滤饼水分，这种脱液 方式会产生高能耗及高维修成本的问题。
技术实现思路
技术问题：本技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种过滤速 度快、滤饼水分低、设备能耗及维修费用低的细粒物料离心过滤脱水装置。 技术方案：本技术的细粒物料离心过滤脱水装置，包括机架、设在机架上部的 机壳和机架下部的电机，机壳内设有转鼓，电机上连有调速器，电机的主轴穿过机壳底部与 转鼓相连，主轴穿过机壳处设有密封组件；所述的机壳上部设有机壳上盖，下部设有排液 口，所述的转鼓侧壁上开有若干滤液孔，内壁上附着有过滤介质；转鼓的上部设有转鼓上 盖，机壳上设有穿过机壳上盖、转鼓上盖进入转鼓内的入料管，进入转鼓上盖入口处设有机 械密封组件，入料管上分别经管路连接有悬浮液入料系统和气体入料系统，各管路上分别 设有流量控制阀门。 所述的悬浮液入料系统包括入料泵、搅拌桶、单向止回阀、调速器，其中调速器连 接入料泵，入料泵的入料管与搅拌桶底部相连，入料泵的出料管上装有单向止回阀，入料泵 的出料管道末端连接于入料管上。 所述的气体入料系统包括与入料管相连的空压机、依次连接在空压机出气管道上 的气体流量计、压力表、单向止回阀。 有益效果：由于离心过滤设备具有离心强度大、离心因数可调的特点，压缩空气 具有压力范围广的优势。本技术采用加压设备为离心过滤机提供压缩空气，可以提高 过滤室的内部压力，增大离心过滤滤饼层两侧的压力差，提高过滤驱动力，加快液体脱除速 率。主要优点有： 1.本技术将加压过滤与离心过滤协同，利用离心力加快过滤速率，利用压缩 空气加快脱液速率，以此强化离心过滤机的脱水过程，提高了固液分离效率，同时降低了离 心过滤滤饼中的残留水分，改善了细粒物料的离心脱水效果； 2.本技术采用压缩空气提高离心过滤机过滤转鼓的内部压力，利用达西公式 中脱水速率随压差增大而变快的关系，通过增大滤饼两侧的压力差，增强过滤驱动力，强化 脱水过程。在脱水过程中，气体入料系统将压缩空气引入离心过滤机，通过压缩空气增加过 滤转鼓的内部压力，增大滤饼两侧的压力差，提高过滤驱动力，加快过滤速率与脱液速率。 试验发现，与提高过滤速率相比，压缩空气对提高脱液速率的作用更为明显； 3.相关研究表明，滤饼的内部压力会根据滤饼的厚度及离心角速度降低至零或负 值，将压缩空气引入离心机过滤转鼓的内部后，会在滤饼两侧产生正压差，这种压差能够加 快液体流动速率、减小物料的饱和度，同时空气穿流作用也会带走一部分水，进一步降低滤 饼的残余水分。对于极难脱水的细粒物料，所述的细粒物料离心过滤装置与助滤剂相配合， 通过添加助滤剂提高固体颗粒的疏水性，降低滤饼层的毛细管压力，加快脱液速率； 4.本技术增大滤饼两侧的压力差对提高脱离心过滤液阶段的脱水速率极其 有利，而空气穿流也会携带滤饼层孔隙中的部分水，降低滤饼的含水量。与现有技术相比， 有效提高了离心机的过滤效率、降低滤饼的残余水分、改善离心过滤机的脱水效果，其结构 简单，操作方便，过滤速度快，滤饼水分低，设备能耗低，维修费用少，具有广泛的实用性。 【附图说明】 图1是本技术的细粒物料离心过滤脱水装置的结构示意图。 图中：1 一机架，2-机壳，3 -螺栓，4一密封圈，5-机壳上盖，6-密封组件，7- 电机主轴，8 -电机，9-调速器，10-螺检，11-密封圈，12-转鼓，13-螺检，14 一密封圈， 15-转鼓上盖，16-滤液孔，17-过滤介质，18-机械密封组件，19一螺栓，20-入料管， 21-悬浮液入料系统，22-气体入料系统，23-排液口。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术的一个实施例作进一步描述： 本技术的细粒物料离心过滤脱水装置，主要由机架1、机壳2、转鼓12、电机8、 调速器9构成。机壳2设在机架1的上部，电机8设在机架1的下部，机壳2内设有转鼓 12,电机8上连有调速器9,电机8的主轴7本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种细粒物料离心过滤脱水装置，其特征在于：它包括机架(1)、设在机架(1)上部的机壳(2)和机架(1)下部的电机(8)，机壳(2)内设有转鼓(12)，电机(8)上连有调速器(9)，电机(8)的主轴(7)穿过机壳(2)底部与转鼓(12)相连，主轴(7)穿过机壳(2)处设有密封组件(6)；所述的机壳(2)上部设有机壳上盖(5)，下部设有排液口(23)，所述的转鼓(12)侧壁上开有若干滤液孔(16)，内壁上附着有过滤介质(17)；转鼓(12)的上部设有转鼓上盖(15)，机壳(2)上设有穿过机壳上盖(5)、转鼓上盖(15)进入转鼓(12)内的入料管(20)，进入转鼓上盖(15)入口处设有机械密封组件(18)，入料管(20)上分别经管路连接有悬浮液入料系统(21)和气体入料系统(22)，各管路上分别设有流量控制阀门。
【技术特征摘要】
1. 一种细粒物料离心过滤脱水装置，其特征在于：它包括机架（1)、设在机架（1)上部 的机壳⑵和机架⑴下部的电机（8)，机壳⑵内设有转鼓（12)，电机⑶上连有调速器 (9)，电机⑶的主轴（7)穿过机壳⑵底部与转鼓（12)相连，主轴（7)穿过机壳⑵处设 有密封组件（6);所述的机壳（2)上部设有机壳上盖（5)，下部设有排液口（23)，所述的转 鼓（12)侧壁上开有若干滤液孔（16)，内壁上附着有过滤介质（17);转鼓（12)的上部设有 转鼓上盖（15)，机壳（2)上设有穿过机壳上盖（5)、转鼓上盖（15)进入转鼓（12)内的入料 管（20)，进入转鼓上盖（15)入口处设有机械...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，王雪伟，李延锋，杨颋，朱前林，李政勇，胡格伟，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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