从专利技术角度分析带式压滤机技术的发展

朱翠平

摘 要：环带与辊复合压榨压滤，使用具有过滤功能的环形带与压辊或类似滚筒结构配合，对浆料、污泥、纸浆、果蔬以及其他固液混合物进行压滤，从而实现固液分离或浆料含水率、榨汁等各种目的，其中压滤机使用较为广泛的领域主要集中在污泥、污水、泥浆或生活垃圾的处理， 由于环带与辊复合压榨压滤机综合了辊压榨效率高和带压滤处理量大的优点，因此在污泥、食品、化工、造纸、矿产等各个行业中得到广泛的应用，而带式压榨压滤机应用最为广泛的领域是污泥压滤处理。该文对带式压滤技术领域的专利申请进行统计分析，总结了国内外带式压滤技术的申请量以及申请趋势，并对带式压滤机的技术脉络进行整理分析。

关键词：带压滤；脱水；辊；固液分离

中图分类号：TQ051 文献标志码：A

带式压榨过滤机是世界上一种发展较快的污泥脱水设备，其应用范围除了城市下水污泥处理外，已普及到造紙和纸浆、选矿、选煤、化工和食品等行业，以及工业废水污泥处理。相较于机械压榨过滤使用的其他系列设备，象板框式压滤机、卧式螺旋卸料离心过滤机、转鼓真空过滤机和罄石真空滤机，带式压滤机结构相对简单，且具备处理量大以及通过辊和环带复合作用得到含水率较低的滤饼2个优点，因此早在20世纪60年代，带式压榨过滤机就以其结构简单、操作方便、能耗低的特点成为城市污水处理的首选设备。

技术发展概况：带式压榨过滤机的脱水过程一般分为重力脱水、挤压剪切脱水和高压压榨脱水3个区段。为了使污泥在各个脱水区段的水分含量、流动特性和抗压力（与外力）平衡，提高固液分离效果，各国在研制带式压榨过滤机时，对重力、挤压剪切、高压压榨3个区段的结构进行了不同程度的改进。

1 国内外专利申请量分析

早在19中期，采用带式压榨压滤机技术在国外就已经出现，到20世纪60年代初70年代末，该技术在国外开始较快增长，在20世纪后期出现了最高峰，进入21世纪之后，该技术在国外的申请量有所减少，但依然保持平稳的申请量；与国外专利技术相比，中国的带式压榨压滤技术起步较晚，大约于20世纪90年代末出现带式压榨压滤技术，这个时期国外带式压榨压滤技术正处于快速发展时期。由于压滤技术与人们的生活水平和环境保护改造息息相关，改革开放后，中国人民的经济水平有了大幅度的提高，人们对于生活品质和环境保护的追求也自然而然地提高，带式压榨压滤技术与人们的日常生活与生存环境保护活密切相关，这个时候随着国外带式压榨压滤技术迅猛发展，在国内出现的带式压榨压滤技术主要涉及双带式压榨压滤，已经很少使用单带式压榨压滤技术。

图1显示出了国外专利申请量国别分布总图，从图1可以明确看出，双带式压榨压滤机技术最早起源于美国，并在很早一段时期内仅存于美国，直到20世纪初期开始出现在德国、法国和法尔及利亚等，之后德国、日本两国关于双带式压榨压滤机的专利申请迅猛增长。

2 带式压滤机技术的发展趋势

目前存在的带式压滤机，按照其使用环带的数量，可以分为单带式、双带式、三带式和四带式，在这其中，四带式压滤机特别的少，仅为个位数，在以下的发展趋势分析中未将四带式压滤机专利申请考虑在内。

带式压榨压滤机最早出现的形式为单带式压榨压滤机，一直发展到20世界30年代末才开始出现双带式压榨压滤机，而三带式压榨压滤机的出现更晚，最早出现在20世纪60年代末，从整体数量来看，单带式压榨压滤机申请量最多，其次是双带式，而三带式的带式压榨压滤机的数量较少。而且从三者申请数量的变化可以看出，双带式压榨压滤机的申请量正在逐年超过单带式压榨压滤机的申请量，这主要也是由于双带式压榨压滤机具有单独的带预压区域，可以对物料进行预压压榨，使物料在进入后续高压压榨区时失去流动性，防止在进入高压压榨区时发生流动外溢，降低压榨效率；而三带式压滤机带的环绕结构比双带式压滤机复杂，而且第三只带的作用通常是为了提供单独的重力过滤区域，其与双带式压滤机利用其中一条压滤带延伸卷绕提供单独重力过滤区相比，并没有太大的优势，还增加了整体设备的复杂程度，因此三带式压滤机专利申请从出现开始，并未出现申请量的大幅提升，到目前为止，带式压滤机技术专利申请主要集中在双带式压力机。

国内关于带式压榨压滤机专利技术，从1992出现开始，就一直以双带式压榨压滤机技术为主，主要原因也是在此之前，单带式压榨压滤机在国外已经得到了长期的发展，技术相对来说已经非常成熟。而对比单带式压榨压滤机与双带式压榨压滤机在实际压榨过滤过程使用过程的特点，可以明显发现单带式压榨压滤机在处理物料量，压榨效率和最终对滤饼含水量的控制方面，都不如双带式压榨压率机优越，由于双带式压榨压滤机大多存在双环带形成楔形预压处理区，可以对物料进行初步压榨脱水，经过初步预压脱水的物料在进入辊带复合高压压榨区域时，不容易溢出使压榨效率更高，使用性能更优越，而且双带式压榨压滤机更易形成后续较长的高压压榨区域，因此在国内压榨压滤技术起步较晚的基础上，主要针对双带式压榨压滤机技术进行了相关的改进，同时也不乏三带式或四带式压榨压滤技术出现。

3 结语

通过上述分析可以看出带式压滤的专利申请主要集中在美国、德国和日本，而随着我国经济总量的不断增长以及知识产权的完善，国内带式压滤技术的专利虽然起步较晚，但是也以较快的速度在增长，在研究深度方面仍不及国外，而且主要集中在国外已经成熟的双带式压滤机进行研究，因此国内申请人还需要多研究和借鉴国外的先进技术，对国内带式压滤技术进行补充，增强我国在带式压滤技术领域的竞争力。

参考文献

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