從專利技術角度分析帶式壓濾機技術的發展

朱翠平

摘 要：環帶與輥復合壓榨壓濾，使用具有過濾功能的環形帶與壓輥或類似滾筒結構配合，對漿料、污泥、紙漿、果蔬以及其他固液混合物進行壓濾，從而實現固液分離或漿料含水率、榨汁等各種目的，其中壓濾機使用較為廣泛的領域主要集中在污泥、污水、泥漿或生活垃圾的處理， 由于環帶與輥復合壓榨壓濾機綜合了輥壓榨效率高和帶壓濾處理量大的優點，因此在污泥、食品、化工、造紙、礦產等各個行業中得到廣泛的應用，而帶式壓榨壓濾機應用最為廣泛的領域是污泥壓濾處理。該文對帶式壓濾技術領域的專利申請進行統計分析，總結了國內外帶式壓濾技術的申請量以及申請趨勢，并對帶式壓濾機的技術脈絡進行整理分析。

關鍵詞：帶壓濾；脫水；輥；固液分離

中圖分類號：TQ051 文獻標志碼：A

帶式壓榨過濾機是世界上一種發展較快的污泥脫水設備，其應用范圍除了城市下水污泥處理外，已普及到造紙和紙漿、選礦、選煤、化工和食品等行業，以及工業廢水污泥處理。相較于機械壓榨過濾使用的其他系列設備，象板框式壓濾機、臥式螺旋卸料離心過濾機、轉鼓真空過濾機和罄石真空濾機，帶式壓濾機結構相對簡單，且具備處理量大以及通過輥和環帶復合作用得到含水率較低的濾餅2個優點，因此早在20世紀60年代，帶式壓榨過濾機就以其結構簡單、操作方便、能耗低的特點成為城市污水處理的首選設備。

技術發展概況：帶式壓榨過濾機的脫水過程一般分為重力脫水、擠壓剪切脫水和高壓壓榨脫水3個區段。為了使污泥在各個脫水區段的水分含量、流動特性和抗壓力（與外力）平衡，提高固液分離效果，各國在研制帶式壓榨過濾機時，對重力、擠壓剪切、高壓壓榨3個區段的結構進行了不同程度的改進。

1 國內外專利申請量分析

早在19中期，采用帶式壓榨壓濾機技術在國外就已經出現，到20世紀60年代初70年代末，該技術在國外開始較快增長，在20世紀后期出現了最高峰，進入21世紀之后，該技術在國外的申請量有所減少，但依然保持平穩的申請量；與國外專利技術相比，中國的帶式壓榨壓濾技術起步較晚，大約于20世紀90年代末出現帶式壓榨壓濾技術，這個時期國外帶式壓榨壓濾技術正處于快速發展時期。由于壓濾技術與人們的生活水平和環境保護改造息息相關，改革開放后，中國人民的經濟水平有了大幅度的提高，人們對于生活品質和環境保護的追求也自然而然地提高，帶式壓榨壓濾技術與人們的日常生活與生存環境保護活密切相關，這個時候隨著國外帶式壓榨壓濾技術迅猛發展，在國內出現的帶式壓榨壓濾技術主要涉及雙帶式壓榨壓濾，已經很少使用單帶式壓榨壓濾技術。

圖1顯示出了國外專利申請量國別分布總圖，從圖1可以明確看出，雙帶式壓榨壓濾機技術最早起源于美國，并在很早一段時期內僅存于美國，直到20世紀初期開始出現在德國、法國和法爾及利亞等，之后德國、日本兩國關于雙帶式壓榨壓濾機的專利申請迅猛增長。

2 帶式壓濾機技術的發展趨勢

目前存在的帶式壓濾機，按照其使用環帶的數量，可以分為單帶式、雙帶式、三帶式和四帶式，在這其中，四帶式壓濾機特別的少，僅為個位數，在以下的發展趨勢分析中未將四帶式壓濾機專利申請考慮在內。

帶式壓榨壓濾機最早出現的形式為單帶式壓榨壓濾機，一直發展到20世界30年代末才開始出現雙帶式壓榨壓濾機，而三帶式壓榨壓濾機的出現更晚，最早出現在20世紀60年代末，從整體數量來看，單帶式壓榨壓濾機申請量最多，其次是雙帶式，而三帶式的帶式壓榨壓濾機的數量較少。而且從三者申請數量的變化可以看出，雙帶式壓榨壓濾機的申請量正在逐年超過單帶式壓榨壓濾機的申請量，這主要也是由于雙帶式壓榨壓濾機具有單獨的帶預壓區域，可以對物料進行預壓壓榨，使物料在進入后續高壓壓榨區時失去流動性，防止在進入高壓壓榨區時發生流動外溢，降低壓榨效率；而三帶式壓濾機帶的環繞結構比雙帶式壓濾機復雜，而且第三只帶的作用通常是為了提供單獨的重力過濾區域，其與雙帶式壓濾機利用其中一條壓濾帶延伸卷繞提供單獨重力過濾區相比，并沒有太大的優勢，還增加了整體設備的復雜程度，因此三帶式壓濾機專利申請從出現開始，并未出現申請量的大幅提升，到目前為止，帶式壓濾機技術專利申請主要集中在雙帶式壓力機。

國內關于帶式壓榨壓濾機專利技術，從1992出現開始，就一直以雙帶式壓榨壓濾機技術為主，主要原因也是在此之前，單帶式壓榨壓濾機在國外已經得到了長期的發展，技術相對來說已經非常成熟。而對比單帶式壓榨壓濾機與雙帶式壓榨壓濾機在實際壓榨過濾過程使用過程的特點，可以明顯發現單帶式壓榨壓濾機在處理物料量，壓榨效率和最終對濾餅含水量的控制方面，都不如雙帶式壓榨壓率機優越，由于雙帶式壓榨壓濾機大多存在雙環帶形成楔形預壓處理區，可以對物料進行初步壓榨脫水，經過初步預壓脫水的物料在進入輥帶復合高壓壓榨區域時，不容易溢出使壓榨效率更高，使用性能更優越，而且雙帶式壓榨壓濾機更易形成后續較長的高壓壓榨區域，因此在國內壓榨壓濾技術起步較晚的基礎上，主要針對雙帶式壓榨壓濾機技術進行了相關的改進，同時也不乏三帶式或四帶式壓榨壓濾技術出現。

3 結語

通過上述分析可以看出帶式壓濾的專利申請主要集中在美國、德國和日本，而隨著我國經濟總量的不斷增長以及知識產權的完善，國內帶式壓濾技術的專利雖然起步較晚，但是也以較快的速度在增長，在研究深度方面仍不及國外，而且主要集中在國外已經成熟的雙帶式壓濾機進行研究，因此國內申請人還需要多研究和借鑒國外的先進技術，對國內帶式壓濾技術進行補充，增強我國在帶式壓濾技術領域的競爭力。

參考文獻

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