具有过滤板的螺杆压力机制造技术

一种用于从固体

【技术实现步骤摘要】
具有过滤板的螺杆压力机
[0001]本申请是国际申请日为2015年4月9日、国家申请号为201580020994.6、名称为“具有过滤板的螺杆压力机”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术总体涉及固体
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液体分离装备，且更具体地，涉及用于使浆体(诸如，在由铝土矿生产氧化铝期间生成的赤泥)脱水的螺杆压力机(screw press)。本专利技术还涉及用于通过使用螺杆压力机使液体从浆体(诸如，在由铝土矿生产氧化铝期间生成的赤泥)中分离的方法。

技术介绍

[0003]大体积工业废物流(诸如，来自铝生产的铝土矿残渣(赤泥))的安全处理和储存带来许多废弃物管理挑战。陆地处置这些材料常常对环境造成负面影响(诸如，土壤和地下水污染)并且消耗大片陆地，因此，导致氧化铝生产工业的成本巨大。因为在拜耳法中产生赤泥是不可避免的，所以该工业已经注重通过从赤泥中尽可能多地提取液体来使待被处置的赤泥的体积最小化。
[0004]当前的方法特别依赖于大型重力沉降器(settler)中的滗析。然而，这样的泥压缩方法需要数个小时才获得不超过大约45％和50％的固体浓度。
[0005]其他已知的浆体过滤设备不能良好地适用于赤泥过滤应用等。
[0006]例如，英国专利No.1,037,384描述了一种过滤设备，该过滤设备包括：彼此上下叠置的多个盘，该布置是使得流体可以在盘的面之间渗出；一个相对于盘的组件的平面横向地穿过盘的组件的通道；一个间歇打开的入口，其在用于待被过滤的流体的所述通道的一部分处；一个用于分离出的固体和/或半固体的排放部，其在所述通道的另一部分处；以及用于将凝聚的固体和/或半固体供给至所述排放部的装置，所述装置被布置成使得所述固体和/或半固体被压缩并且以压缩形式被排放。
[0007]在上文提及的过滤设备中，通过一个弹簧将过滤器盘维持在预定的(但在操作期间可调整)压缩状态，从而维持滤液的恒定流动。所述过滤器盘的弹簧负载允许在一些固体通过期间迫使所述盘分开。通过关闭所述间歇打开的入口以清除所述固体，然后通过再次打开该入口恢复过滤，上文提及的过滤设备的操作因此依赖于用于使流动方向反向的所述间歇打开的入口。此间歇打开的入口以及导致的所述过滤器盘的移动使上文提及的过滤设备更复杂且更易于堵塞。小颗粒(诸如，赤泥浆体中包含的颗粒)会保持卡在过滤器盘之间，从而在过滤器盘之间形成优先通路。
[0008]上文提及的过滤设备将不允许达到可接受的性能水平(例如，在已压缩的浆体的固体浓度方面)且将不适用于赤泥等的可行的工业过滤，其需要在可接受的时间内处理大量的固体浆体。此外，在过滤浆体(诸如，赤泥浆体)所需要的高压力的情况下，可调整的弹簧压缩系统将不起作用。
[0009]因此，存在提供解决上文提及的问题的新的固体
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液体分离装备的需要。

技术实现思路

[0010]因此，一个目的是提高压紧的浆体的固相分数以及提供一种可以处理大量浆体的可靠的工业过滤设备。
[0011]另一个目的是，提供可以处理具有非常细的颗粒的浆体(换言之，具有小于40微米的颗粒的浆体)的工业过滤设备。更具体地，该工业过滤设备可以处理具有至少10％、优选地至少40％、更优选地至少60％以及最多达100％的小于40微米的颗粒的浆体(诸如，赤泥浆体)。
[0012]另一个目的是，提供可以在高压力下处理大量浆体的工业过滤设备。
[0013]根据本专利技术的一个总体方面，提供了一种用于从固体
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液体混合物中分离液体的螺杆压力机，该螺杆压力机包括：一个总体管状主体，其具有轴向间隔开的入口部段和出口部段以及在所述入口部段和所述出口部段之间的一个过滤器部段；所述过滤器部段包括限定一个核心通路的轴向延伸的一组共面的过滤板；以及一个可旋转的螺杆，其被安装在所述管状主体中且轴向延伸穿过所述核心通路，用于将所述固体
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液体混合物从该入口部段传送到该出口部段同时通过迫使该混合物的至少一部分液体成分通过包围该核心通路的所述过滤器部段的液体通路排到该管状主体的外部来压缩该固体
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液体混合物并且使该固体
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液体混合物脱水，所述液体通路是由限定在每对相邻的过滤板之间的板间间隙形成的；其特征在于，通过一个可操作用于围绕所述核心通路大体上均匀地施加预定的轴向夹紧压力的夹紧组件来持续地维持所述过滤板相对于彼此固定且以直接紧密的面对面接触的方式夹紧，且其特征在于所述过滤板具有预定的表面粗糙度(R)，所述板间间隙是所述预定的表面粗糙度(R)和所述轴向夹紧压力的函数。
[0014]根据本专利技术的另一个总体方面，提供了一种用于通过使用螺杆压力机从固体
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液体混合物中分离液体的方法，所述螺杆压力机包括一个总体管状主体，该总体管状主体具有轴向间隔开的入口部段和出口部段以及在所述入口部段和所述出口部段之间的一个过滤器部段，该过滤器部段包括限定一个核心通路的轴向延伸的一组共面的过滤板和在每对相邻的过滤板之间的板间间隙，所述方法的特征在于，它包括：
[0015]‑
设置具有预定的表面粗糙度的过滤板；
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使用一个夹紧组件围绕该核心通路大体上均匀地施加预定的轴向夹紧压力，以通过一个夹紧组件持续地维持所述过滤板相对于彼此固定且以直接紧密的面对面接触的方式夹紧，所述板间间隙是所述预定的表面粗糙度和所述轴向夹紧压力的函数；
[0017]‑
通过该入口部段引入固体
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液体混合物；
[0018]‑
使用一个安装在所述管状主体中且轴向延伸穿过所述核心通路的可旋转的螺杆将该固体
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液体混合物从该入口部段传送到该出口部段同时通过迫使该混合物的至少一部分液体成分通过包围该核心通路的所述过滤器部段的液体通路排到该管状主体的外部来压缩该固体
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液体混合物并且使该固体
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液体混合物脱水，所述液体通路是由所述板间间隙形成的；以及
[0019]‑
在该出口部段处产生已脱水的混合物。
[0020]该预定的轴向夹紧压力优选地被维持恒定。
[0021]本专利技术的这些和其他方面的另一些细节将从下文包括的具体实施方式和图中变得明显。
附图说明
[0022]现在参考附图，其中：
[0023]图1是根据本专利技术的一个实施方案的压力过滤装置的示意图；
[0024]图2是例示形成图1中示出的压力过滤装置的一部分的螺杆压力机的构造细节的分解立体图；
[0025]图3是该螺杆压力机的一个过滤器部段的部分分解立体图；
[0026]图4是图3中示出的过滤器部段的纵向横截面视图；
[0027]图5是例示在图3和图4中示出的过滤器部段的两个相邻过滤板之间的板间间隙的放大视图；以及
[0028]图6是例示该螺杆压力机的两个螺杆部段之间的一个外部联接件的细节的立体图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于从固体
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液体混合物中分离液体的螺杆压力机(14)，该螺杆压力机(14)包括：一个总体管状主体(18)，其具有轴向间隔开的入口部段(24)和出口部段(26)以及在所述入口部段(24)和所述出口部段(26)之间的一个过滤器部段(28)；所述过滤器部段(28)包括限定一个核心通路的轴向延伸的一组共面的过滤板(36)；以及一个可旋转的螺杆(20)，其被安装在所述管状主体(18)中且轴向延伸穿过所述核心通路，用于将所述固体
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液体混合物从该入口部段(24)传送到该出口部段(26)同时通过迫使该混合物的至少一部分液体成分通过包围该核心通路的所述过滤器部段的液体通路排到该管状主体(18)的外部来压缩该固体
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液体混合物并且使该固体
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液体混合物脱水，所述液体通路是由限定在每对相邻的过滤板(36)之间的板间间隙(40)形成的；其特征在于，通过一个可操作用于围绕所述核心通路大体上均匀地施加预定的轴向夹紧压力的夹紧组件(38)来持续地维持所述过滤板(36)相对于彼此固定且以直接紧密的面对面接触的方式夹紧，且其特征在于所述过滤板(36)具有预定的表面粗糙度(R)，所述板间间隙(40)是所述预定的表面粗糙度(R)和所述轴向夹紧压力的函数。2.根据权利要求1所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，该入口部段(24)允许维持与该总体管状主体(18)持续流体连通。3.根据权利要求1或2所述的螺杆压榨机(14)，其特征在于，一个加压供给器，优选地，一个正排量泵(12)，被操作性地连接至一个固体
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液体混合物源，以在优选地在大约3.4N/mm2到大约14N/mm2的范围内且更优选地在大约4N/mm2到大约10N/mm2之间的压力下强行供给该螺杆压力机的该管状主体(18)。4.根据权利要求1到3中的任一项所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，所述过滤板(36)的表面粗糙度(R)大体对应于所述过滤板(36)的相互接合的表面上的最高点和最低点的平均值，所述表面粗糙度(R)在大约1微米到大约30微米之间，优选地在大约2微米到大约10微米之间，更优选地在1.4微米到3.5微米之间。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，所述板间间距(40)在大约1
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60微米之间，更优选地在大约2
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20微米之间。6.根据权利要求1到5中的任一项所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，施加在每个过滤板(36)上的夹紧压力在大约1.4N/mm2到大约3.5N/mm2之间，优选地在大约2N/mm2到大约2.8N/mm2之间。7.根据权利要求1到6中的任一项所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，该夹紧组件(38)包括分别设置在该过滤器部段(28)的相对端处的第一夹紧板(42)和第二夹紧板(44)，所述过滤板(36)布置在所述第一夹紧板(42)和所述第二夹紧板(44)之间，所述第一夹紧板(42)和所述第二夹紧板(44)中的每一个具有一个与所述过滤板(36)中的一个相邻过滤板均匀支承接触的载荷分布部分(42a，44a)，所述第一夹紧板(42)和所述第二夹紧板(44)比所述过滤板(36)中的每一个都厚。8.根据权利要求7所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，该夹紧组件(38)还包括围绕该核心通路均匀周向分布的至少四个，优选地六个，轴向延伸的撑螺栓(48)，所述至少四个撑螺栓(48)延伸穿过限定在所述过滤板(36)和所述第一夹紧板(42)以及所述第二夹紧板(44)中的配准安装孔，该夹紧组件(38)还包括被螺纹接合在所述至少四个撑螺栓(48)的相
对远端处且全部以相同的预定扭矩拧紧的螺母(50)。9.根据权利要求7或8所述的螺杆压力机(14)，其特征在于，所述载荷分布部分(42a、44a)被设置成一个从所述第一夹紧板(42)和所述第二夹紧板(44)中的每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：力拓艾尔坎国际有限公司，
类型：发明
国别省市：