CN86104328B - 压榨机辊的复合覆盖层及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种压榨机辊的复合覆盖层，它包括带一不透水的表面外层并具有分级的变形性的带有复合弹性可变形覆盖层的辅助辊。所述的复合覆盖层至少包括二层，一层硬的表面外层和一层比所述表面外层容易弹性变形的、在它下面的比较软的内层。

Description

压榨机辊的复合覆盖层及其制造方法

本发明涉及一般用机械压力从湿的固体物质中除去液体的装置。

目前有几种方法使液体与固体成分或固相混合物分离而形成块状物。这些包括真空过滤，压力过滤，离心和例如在所谓皮带压榨机中的压缩。

所有这些方法都能形成块状物，块状物虽然看来好象是干的，但可能包含50%（以重量计）以上的水份。在块状物必须进一步脱水的情况下，一般都是用加热方法进一步去除所剩余的液相，这当然使总的费用大大增加，特别是由于现在的能源费用很高。为此，显然需要一种改进的装置，该装置要能以机械方式从湿的混合物中去除足够的液相，从而避免以上所述的加热步骤，这不仅是从降低液-固分离成本的观点出发，而且也是从节省宝贵的能源的更进一步的观点出发的。

在美国专利US.4，475，453中，已经公开了一种从湿的固体中去除液体物质的有效装置。该装置的辅助辊和初级辊具有弹性的橡胶状覆盖层，弹性的橡胶状的覆盖层扩大（延伸）了辅助辊和初级辊之间存在的压缩作用。

本发明涉及去除液相的机器，特别是用于使厚的浆状物，湿的过滤块和诸如此类物体脱水的脱水机器。这些液体-固体物质水份含量的差别是很大的，然而，这些物质的共同特点是其中含有水份且固体物质的水份很大一部分是可以通过材料进行挤压而去除的，特别适合于挤压去除湿固体中液相的机器，从特性上分类称作“压榨机”。

本发明的目的是在压榨机的压力辊和要脱水材料之间使用弹性可变形材料层，要脱水的材料通常是放在一对连续的皮带之间，至少其中之一能让从湿的固体物质中去除的液体介质透过。在本发明的范围内，该弹性的可变形层是粘附在压力辊表面的覆盖层，其效果是，所述的覆盖层有不同等级（大小）的可变形性。最好，覆盖层有一层由较软的弹性变形较好的材料，上面则有着一层硬的外表面层，弹性变形较好的材料则牢固地粘附在压力辊的表面。

本发明特别涉及一种压榨机，其构成是，压榨机有一只由一对皮带环绕通过的初级辊，这一对皮带与至少上面有二相或二层复合表面覆盖层的辅助辊接触，这种复合覆盖层中外层较硬，即为比内层变形小，但比内层更为耐用的材料。外层可以用下列特性来表示其特征：

1.它通常是硬的，即，具有较低的变形性，因此能在整个内层的较大面上分布（分散）任何施加在外层上的压力，因而，也延伸了压缩，从而能对大面积湿固体施加一个均匀分布的压力。

2.它非常耐用的，即对磨损，腐蚀，冲刷，等等，因此保护了不太耐用的内层。

3.它是光滑和没有孔的，所以它不会被挤压进多孔皮带的空隙，不会堵塞皮带，并且提供一低摩擦的表面和中间夹了一层湿固体物质的多孔皮带相接触。

4.它是坚韧的，即有高度的抗扯性和高度耐机械疲劳性。

而内层则具有下列特性：

1.它比外层容易变形，有柔性，可以压缩和伸长以适应施加在压榨机初级辊和辅助辊之间的压力，而提供一延伸的压缩作用。

2.它总是比外层厚，典型的是几倍厚。

3.它牢固地粘附到外层和在它下面的辊的表面。

这里使用的术语“可变形性”是材料在一定表面积上受到一给定负载时的变形百分比。“弹性变形性”指材料在变形后能通过弹性回复到它原来厚度的变形。其效果是弹性可变形复合覆盖层是在初级辊和有复合覆盖层的辅助辊之间的加压接触时产生变形的。辅助辊上复合覆盖层应在辅助辊还没有完成一圈的时间内，完成弹回或弹性回复。

参照附图可以更为方便的进一步叙述本发明。

图1表示在辅助压力辊上具有复合弹性可变形覆盖层的压榨机的垂直剖面，是现有技术。

图1A详细表示具有复合弹性可变形覆盖层的辅助压力辊和有弹性可变形覆盖层的初级辊与中间夹有固体材料层的一对皮带之间的相互作用。

图2详细表示具有复合弹性可变形的覆盖层的辅助压力辊。

图3是具有复合弹性可变形覆盖层的辅助压力辊的垂直剖面图。复合层中有一层是流体材料。

图4详细表示在图3所示的辅助压力辊和初级辊之间存在的压缩作用。

图5是具有复合弹性可变形覆盖层的辅助压力辊的横截面图，覆盖层中至少有一部分耐磨材料具有细孔。

图6是具有由三层组成的复合弹性可变形覆盖层的辅助压力辊横截面图。

图7和图8是具有复合弹性可变形覆盖层的辅助压力辊的横截面图，在复合覆盖层的各层之间的界面上置有增进粘合的材料。

图1描述用于湿固体脱水或除去液相的压榨装置（10）。湿（的供给）料（11）通过料槽（12）传送到皮带（13）上，皮带（13）有足够的细孔，当湿料传送经过真空容器（14）上时，湿料被脱水去一部分水。也可以用重力式容器借助于重力聚集来自湿（的供给）料的水。而不要真空帮助。皮带（13）绕皮带轮（15）转动，因此湿料被倾倒在进料导向件（16）上，导向件（16）引导湿料进入皮带（13）和（17）之间。皮带（17）也是有细孔的皮带。当湿料进入皮带（13）和（17）之间的空间受到压缩时，借助于真空容器（18）施加一个真空，在湿料受到初级辊（19）和辅助压力辊（20）压缩以前，水可以被除去一部分。初级辊（19）上有单一的弹性可变形覆盖层（21），而辅助压力辊（20）具有复合弹性可变形覆盖层（22），覆盖层（22）已比较详细地示于图1A和图2中。

当湿村料进入皮带（13）和（17）之间，由辅助压力辊（20A）施加压力挤出湿物质的水。这些辅助压力辊中的每一个辊，都环绕初级辊（19），这里把它们称作辅助辊，通过把两根多孔皮带彼此挤压对湿物质施加压力。辅助辊（20A）到（20D）有液压或气压装置（23），例如，液压驱动的活塞或“柱塞”在辅助辊（20）和初级辊（19）之间施加压力。每一个辅助辊可被施加一个不同的力，以在某一辅助辊和初级辊之间施加或大或小的压力。

在图1所示的这类压榨机中，多孔皮带（13）和（17）沿着初级辊（19）至少有120°、最好为180°左右的包辊角。设置在初级辊周围的辅助辊数目可以是不同的，比较典型的是用三个或三个以上的辅助辊。这种压榨机的其他方面，例如对不同辊施加不同的力和依次增加辅助辊上的弹性可变形覆盖层的变形率等，在上述的美国专利中，已比较充分地讨论过了。

皮带（13）和（17）之间是连续的皮带，它们一般由初级辊（19）驱动，其他的皮带轮，像皮带轮（15），也可以驱动皮带（13），而皮带轮（24）则作为皮带（13）的拉紧或张紧皮带轮。皮带轮（25）可以是张紧轮或驱动轮，作驱动轮时，皮带轮（26）作为张紧轮。皮带轮（21）和（28）一般是惰轮和改变方向的皮带轮或辊。因为多孔皮带的宽度与多孔皮带组合的皮带轮通常的长度大于它的直径，因此呈细长的正圆柱形。

辅助辊上复合弹性可变形表面的细节示于图1A和图2。图2表示具有复合弹性可变形覆盖层（22）的辅助辊（20A），覆盖层（22）包括一层硬的、耐用的弹性变形材料的表面外层（22-A）和一层软的、弹性变形的内层（22B），内层（22B）比表面外层（22A）容易变形。表面外层（22A）和内层（22B）二者可以是弹性体材料，其中外层（22A）比（22B）硬，比（22B）的材料变形小。辅助辊上分级的可变形覆盖层（22）和初级辊上可变形覆盖层一起，使辊之间产生被延伸的压缩，从而使在多孔皮带（13）和（17）上施加压力，也就是使两条皮带之间的湿固体上所受的压力有较长的持续时间而且受压力的延伸表面积也比较大。

每当一个高的压力施加到两条皮带上，特别是加在没有复合覆盖层的第一辅助辊与初级辊之间的一个很短的距离上面，也就是说，在一个非常短暂的压缩时，在辅助辊和初级辊之间湿材料没有进料的倾向。所以，希望延伸压缩，使湿材料在更长时间和更长皮带长度上承受均匀的压力，也就是有一个较大的皮带面积受到压力。

图1A表示复合覆盖层（22）的变形和初级辊上可变形覆盖层（21）的变形。

当然，使用直径非常大的初级辊和大直径的辅助辊，也可以得到延伸的压缩。然而，由于考虑制造成本和所需的空间，通常希望初级辊的直径不大于1.22至1.52米，典型的直径大致是0.61至1.22米，辅助辊通常的外径约15.25厘米至30.5厘米，典型直径约20.3厘米。因此，各自在初级辊和辅助辊上的弹性可变形覆盖层能够产生一个延伸压缩，这样的延伸压缩如果不用弹性可变形覆盖层，则所需的初级辊和辅助辊的直径可能是现在所用初级辊和辅助辊的10倍至20倍。

复合弹性可变形覆盖层（22）通常是较软的，即，总的来说，比初级辊（19）的覆盖层（21）更容易变形。图1A表示覆盖层（22）和覆盖层（21）之间各自的变形率的对比，图1A中示出了明显的变形点（29）和（30）。在柔软底层（22B）与辅助辊（20A）表面和表面外层（22A）之间必须用良好的粘结剂。

表面外层（22A）通常用2至10毫米的厚度，最好是用厚度6毫米左右的。底层（22B）通常约为10至60毫米，取从12.7毫米左右到稍大于60毫米的厚度都是有效的。较小直径的辅助辊比较大直径辅助辊需要较厚的覆盖层。

覆盖层（22）的表面外层或外层（22A）应具备耐磨损，通常不吸收液体，耐化学物品和耐水，不粘结多孔皮带，即，有足够硬度不会被压入多孔皮带的孔中的特点。通常外表面层应具有一定硬度，即，硬度至少比底层（22B）的硬度大50%。表面外层（22A）通常至少具有的肖氏硬度为40到60，最好达到肖氏硬度50或50以上，能达到60就更好了。

底层通常具有的肖氏硬度低于40，最好低于30，肖氏硬度低至10或更低是有用的。外层应是坚韧的，耐磨损的，足够柔软的和耐疲劳的，以便外层能在图1A的点（29）和（30）产生如图中所示的变形而不致由于疲劳而失效，同时它也要能耐在多孔皮带和辅助辊外表面之间产生的磨损。

应该明白，任何复合覆盖层只要外表面坚韧而最终又能提供所需的弹性的，即，凡是弹性变形的都是可以用的。例如，虽然外层一般是橡胶状材料，它也可以是弹性的，但是具有良好的韧性，耐磨损和耐化学物品的塑料材料。然而，表面外层和粘结于辅助辊的底层之间必须粘结得非常牢固。复合弹性可变形表面层也可以是硬度和弹性变形率可以是分级的，即，从辊表面到外层表面的硬度和弹性变形率是有变化的：硬度朝外表层方向增加而弹性变形率则朝外表层方向降低。

其他一些使用软底层和硬外层或表面的技术示于图3和图4。图中表示具有外层（31）的辅助辊，外层（31）在辅助压力辊的钢表面（32）周围形成外壳，其内装有流体材料（33A）。流体未必是弹性可变形的，流体容纳在外壁具有弹性的外壳内，可以认为是弹性可变形的。当然，气体是可压缩的。

在图3和图4所示的复合覆盖物和钢轮外的充气胎是相似的。外层（31）和辅助辊表面（32）之间的环通常是相当窄的，即，其横截面是一延伸的长方形。外层可以有一个类似于其中嵌有加固装置钢铠装的轮胎结构，为外层提供径向刚性和防止压缩时辊的另一侧的外层有过度的“气球形隆起”。

虽然气压，即，压缩气体在图3装置的环中是有用的，存在于环形空间的非常粘稠的液体材料（33B）也是一种非常合适的材料，它和坚韧的，稍为柔软的外层一起形成复合的覆盖层。粘稠材料形成延伸压缩的互作用示于图4。

粘稠材料可以是非常厚的油脂，固体-液体物质或者如此类的材料。最好，粘性材料的粘度或抗流动性高于夹在两皮带间的湿固体物质。粘性底层的抗流动性必须足够大，以免外层被压扁到接触并与辅助辊表面的形状相似的程度。

表面外层的端壁应有足够的刚性，使得粘性材料的流动是环绕钢辊的周围，而没有任何显著的横向流动，即，平行于辊的中心轴的流动。

图5表示具有复合弹性可变形覆盖层的辅助辊S，覆盖层包括一层薄而硬的、耐用的、可弯曲的表面外层覆盖层（39），一层半硬的、含有很细的孔（41）的底层（40）。通常，最好外层或表面外层用比底层硬和比底层耐用的材料制造，如图5所示。然而，在图5的一个实施例中表面外层和底层是同样的一些橡胶状材料，在底层内包含使材料较易变形和较易弯曲的非常细的孔的（41），尤其是使材料更具有压缩性和延伸性，例如，以便于在与初级辊接触时延伸压缩，允许产生一个如图1A所示的变形。孔能在任何方向被拉长变形，以允许压缩和延伸。

图6所示的弹性可变形复合覆盖层中，有一薄而硬且耐用的表面外层（42），以及一层粘结到辅助辊表面，基本上与外层（42）材料相同的、薄而硬的层（43），在外层（42）和（43）之间的内芯是较软、较易弹性变形的层（44）。用较硬的橡胶状层紧挨在钢辅助辊S上比用较软的、容易弹性变形的层覆盖钢辊可能更为优越。这个实施例的覆盖层中具有分级（渐变）变形性，在中央有较高的可变形性，接近（上下）表面时变形性逐步降低。

图7的弹性可变形复合覆盖层，在表面外层（46）和较软底层（47）之间交界层处，复合覆盖的各自的材料之中嵌有纤维织物（45），以及改进复合覆盖层中这二层间的粘结牢度。

图8是帮助复合覆盖层中两层间更好粘合的另一种技术，其中纤维织物（48）可以被嵌入每一层，贯穿这二层之间的边界层，以改进这二层间的边界层的强度和粘合。

特别有用的复合弹性可变形覆盖层由一坚韧、耐磨弹性体外层，即，一种硬的、硫化的天然橡胶外层，和比较容易弹性变形的即胶粘体弹性体内层组成，后者也可以是天然橡胶或其他高聚物橡胶状材料，包括氯丁橡胶、氨基甲酸乙酯和诸如此类的材料。

复合弹性可变形覆盖层包括二层不同的材料，或至少是有不同弹性变形性的材料，最好整体一起硫化，一次使两层彼此相互粘结并且粘合到辅助辊表面上去，所谓整体一起硫化是指辅助辊和两层一次一起硫化。或者，先用粘合剂粘合在一起，然后粘结到辅助辊表面上。

复合覆盖层可以这样形成，即用一种可硫化橡胶或橡胶状材料的薄带缠绕在辅助辊上，直到达到内层所需要的合适厚度。然后将第二条可硫化橡胶或橡胶状材料的带状物缠绕在内层上，直到达到表面外层所需要的厚度。然后用一般的方法使整体硫化。第一缠绕在辅助辊上的带状物材料，在硫化后，其弹性可变形率（性）比第二次缠绕的带状物高。

第二层可以机械加工成标准的、光滑的、正圆柱形结构。

Claims (16)

1、一种压榨机辊的复合覆盖层，在具有一对脱水皮带、其中至少有一根皮带是多孔的、该皮带被一个具有一单一的弹性可变形覆盖层的大的初级辊（19）和一个或多个较小的辅助压力施加辊（20）使湿固体去水的脱水系统中，其特征在于包括带一不透水的表面外层并具有分级的变形性的带有复合弹性可变形覆盖层（22）的辅助辊（20）。

2、如权利要求1所述的复合覆盖层，其特征在于所述的覆盖层（22）至少包括二层，一层硬的表面外层（22A，31）和一层比所述表面外层容易弹性变形的、在它下面的比较软的内层（22B，33A）。

3、如权利要求2所述的复合覆盖层，其特征在于所述的覆盖层（22）具有硬的、耐磨损的、不透水的表面外层（22A，31）和粘结于所述表面外层的、较软的、容易弹性变形的内层（22B，33A）。

4、如权利要求1所述的复合覆盖层，其特征在于所述的表面外层（31）由一个内部流体层（33A）支承。

5、如权利要求4所述的复合覆盖层，其特征在于所述的内部流体层（33A）是压缩的气体。

6、如权利要求4所述的复合覆盖层，其特征在于所述的内部流体层（33A）是液体。

7、如权利要求6所述的复合覆盖层，其特征在于所述的液体是非常粘稠的液体（33B）。

8、如权利要求3所述的复合覆盖层，其特征在于所述的不透水的表面外层（22A）是橡胶状材料，该材料具有低的摩擦系数，其肖氏A的硬度为40到60，最好达到50，达到60更好。

9、如权利要求3所述的复合覆盖层，其特征在于所述的位于下面的较软的、弹性可变形内层（22B）是橡胶状材料，其摩擦系数大大地低于所述的表面外层，弹性变形率大大地大于所述的表面外层，内层肖氏A硬度为10到40，最好低于30。

10、如权利要求3所述的复合覆盖层，其特征在于所述的表面外层（22A）的厚度约为2毫米至10毫米，所述的下面的内层（22B）的厚度约为10毫米至60毫米。

11、如权利要求3所述的复合覆盖层，其特征在于所述的表面外层（22A）和所述的直接下面的内层（22B）是橡胶状材料，用硫化粘结剂彼此粘结并一起粘合至压力施加辊（20）的表面。

12、如权利要求1所述的辅助压力辊（20）的制造方法，其特征在于该方法包括：

用未硫化的橡胶状材料在所述辊的表面施加第一层包封层（22B）

用未硫化的橡胶状材料在所述的第一层未硫化材料表面上施加第二层包封层（22A），所述第二层橡胶状材料含有这样的成份，使得它在硫化后同第一层材料硫化后相比，是较硬的和弹性变形较小的;

将包含所述第一和第二包封层的所述辅助压力辊（20）进行硫化，最好整体一起硫化，一次使所述两层相互粘结并粘合到辅助压力辊（20）表面。

13、如权利要求12所述的制造方法，其特征在于所述的带有第一和第二硫化层的辅助压力辊（20）被机械加工，直到所述第二层有充分光滑和均匀的圆柱形表面为止。

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