Resposta rápida: Uma prensa-filtro veda em dois locais: entre placas vizinhas (a vedação placa-a-placa, feita pela face de vedação elevada da placa pressionando o tecido filtrante) e nas portas de alimentação e de filtrado (feita por anéis O ou anéis de junta moldados). A maioria dos problemas de "junta" são, na verdade, um problema de face de vedação: uma borda de placa desgastada ou deformada, um tecido que se deslocou ou enrugou, ou uma força de fechamento insuficiente. Placas com junta (calafetadas) custam mais, mas proporcionam uma prensa sem gotejamento para líquidos perigosos, quentes ou valiosos; placas sem junta vazam um pouco por projeto e são adequadas para a maioria das aplicações com lodo e minerais.
Onde uma prensa de filtro realmente veda
As pessoas que procuram uma “junta para filtro-prensa” normalmente estão à procura de uma peça que não existe como item único. Uma filtro-prensa de câmara rebaixada não tem junta contínua entre os pratos. A vedação é feita pelo rebordo elevado do prato (a face de vedação, tipicamente com 25–60 mm de largura, dependendo do tamanho do prato), que prende o tecido filtrante contra o rebordo do prato seguinte sob a força de fecho do cilindro hidráulico. O próprio tecido é o meio de vedação, razão pela qual a espessura do tecido e o tratamento das bordas são tão importantes.
Peças de elastômero aparecem em quatro lugares:
- Anéis O-ring ou anéis de vedação das portas de alimentação e de filtrado em cada prato, selando o pano ao redor do canto e dos furos centrais.
- Vedações de placas de membrana onde o diafragma de compressão é soldado ou fixado por braçadeira ao corpo da placa, e o conector de entrada de ar ou água veda na placa.
- Juntas vedadas com calafetagem Nas placas com vedação, onde um cordão de borracha é pressionado em uma ranhura ao redor da face de vedação e o tecido é costurado ou calafetado na mesma ranhura.
- Vedações de coletor e válvula no tubo de alimentação, nas saídas de filtrado e no coletor de lavagem do tecido.
Saber qual vedação falhou indica a solução. Líquido escorrendo pelo lado externo do pacote de placas é um problema entre placas; uma mancha úmida apenas em um canto é uma vedação de porta; filtrado turvando a partir de uma placa é um tecido rasgado, não uma junta de forma alguma.
Placas com vedação versus placas sem vedação
A indústria divide as placas de câmara em duas famílias, e a escolha é feita no momento da compra.
| Característica | Placas sem vedação (padrão) | Placas com vedação (calafetadas e com vedação) |
|---|---|---|
| Vedação entre placas | Tecido preso entre faces de vedação planas | Junta de borracha em um sulco, tecido calafetado no sulco |
| Vazamento na borda | Leve gotejamento é normal e é recolhido por uma bandeja de gotejamento | Essencialmente sem gotejamento na pressão nominal |
| Troca de roupa | Rápido: o pano é pendurado sobre o prato ou fixado por um gargalo de barril | Mais devagar: o tecido deve ser calafetado na ranhura com uma ferramenta |
| Custo do tecido | Padrão | Mais alto, porque o tecido é costurado com um cordão de calafetagem |
| Usos típicos | Lodo municipal e industrial, mineração, lavagem de areia, cerâmica | Produtos químicos, farmacêuticos, alimentos e bebidas, filtrados quentes, líquidos perigosos ou odoríferos, filtrado de alto valor |
| Custo da placa | Base | Mais alto, mais usinagem |
Para a maioria das aplicações de águas residuais e minerais, o vazamento de uma prensa sem vedação é de alguns litros por ciclo, inofensivo, e é recolhido pelas bandejas de gotejamento que são padrão em nossa filtros-prensa de câmaraAs placas com vedação valem o custo extra quando o filtrado é quente, corrosivo, inflamável, malcheiroso, ou quando o produto no filtrado tem valor e cada litro perdido pela borda é dinheiro. Veja a comparação mais ampla de placas em nosso Guia de seleção de placas.
Materiais de vedação e onde cada um se encaixa
Os anéis O-ring de porta, vedações de membrana e cordões de calafetagem são feitos a partir de um pequeno conjunto de elastômeros. Escolha pelo filtrado, não por hábito.
| Material | Temperatura de serviço contínuo (típica) | Bom contra | Fraco contra | Uso típico de filtro-prensa |
|---|---|---|---|---|
| EPDM | −40 a +120 °C | Água, ácidos e álcalis diluídos, vapor, ozônio, a maioria dos licores de lodo | Óleos minerais, combustíveis, solventes aromáticos | Padrão para águas residuais, mineração, lodo municipal |
| NBR (nitrila) | −30 a +100 °C | Óleos, graxas, combustíveis, hidrocarbonetos alifáticos | Ozônio, cetonas, ácidos fortes, intemperismo | Lodo oleoso, fluido de corte para usinagem, óleo comestível, biodiesel |
| FKM (fluoroelastômero) | −20 a +200 °C | Ácidos, hidrocarbonetos, solventes, alta temperatura | Cetonas, água quente e vapor acima de cerca de 150 °C, custo | Prensas químicas e farmacêuticas, filtrados de lixiviação ácida a quente |
| Silicone | −60 a +200 °C | Altas e baixas temperaturas, graus disponíveis para contato com alimentos | Abrasão, rasgo, óleos, vapor | Alimentos e bebidas, onde é exigido grau de contato com alimentos e o desgaste é baixo |
| PTFE encapsulado | −60 a +200 °C | Quase todos os produtos químicos | Baixa elasticidade, precisa de um groove limpo e rígido | Solventes agressivos e oxidantes |
A mesma lógica aplica-se ao corpo da placa. As placas de polipropileno são a norma e toleram a maioria dos licores de lodo até cerca de 80–90 °C; serviços mais quentes ou mais agressivos passam para PP com fibra de vidro ou para outros polímeros. A junta deve sobreviver pelo menos tanto quanto a placa ao seu redor, portanto, combine as duas.
Por que a vedação falha: as cinco causas usuais
Quando uma prensa começa a vazar entre as placas, o elastômero raramente é o primeiro suspeito. Verifique estes itens na ordem.
1. Força de fechamento muito baixa
Cada tamanho de prato tem uma força de fechamento nominal, e o sistema hidráulico deve mantê-la durante todo o ciclo, incluindo o pico de pressão no final da alimentação. Se a bomba estiver desgastada, uma válvula de alívio estiver regulada baixa, ou o acumulador tiver perdido a pré-carga, o pacote relaxa à medida que a pressão de alimentação sobe e o selo se abre. Verifique o manômetro de pressão de fechamento em relação à placa de identificação antes de tocar em qualquer outra coisa. Nosso artigo sobre Falhas hidráulicas e soluções lista os testes.
2. Rugas no tecido, deformação por fluência ou acumulação na face de vedação
Uma dobra no tecido na face de vedação é um caminho de vazamento da largura da dobra. O mesmo vale para uma mancha de torta seca deixada na borda após a descarga da torta. Prensas que operam sem lavagem do tecido acumulam uma borda dura de sólidos ao longo de semanas, o pacote de placas cresce alguns milímetros, e a força de fechamento é gasta esmagando a torta em vez de vedar. Limpe ou lave as faces de vedação, e ajuste o tecido para que fique plano com tensão uniforme. Nosso guia para pescoço de barril, borda de látex e panos de cobrir explica qual fixação é adequada para qual placa.
3. Faces de vedação desgastadas ou deformadas
O polipropileno sofre fluência sob carga sustentada e as suspensões abrasivas erodem o aro. Após milhares de ciclos, as faces já não estão planas, e o pacote vaza sempre nas mesmas placas. Coloque uma régua reta sobre o aro; se houver passagem de luz, ou se o aro estiver visivelmente arredondado, a placa precisa ser substituída. O fechamento irregular, como um pacote que foi repetidamente fechado com uma placa faltando, deforma as placas mais rápido do que qualquer processo. Nosso artigo sobre por que os pratos racham ou vazam cobre isso com mais detalhes.
4. Pressão de alimentação acima da capacidade nominal da placa
As placas de câmara padrão são classificadas para uma pressão de alimentação fixada pelo projeto da placa, e as placas de membrana possuem uma classificação separada para a pressão de compressão. Operar a bomba de alimentação contra uma prensa quase cheia a uma pressão acima da classificação força o filtrado a sair entre as faces e, com o tempo, empena a placa. A solução é uma válvula de alívio de pressão na linha de alimentação e um controle que interrompe a alimentação por pressão ou por fluxo de filtrado, não uma junta mais espessa.
5. Desgaste da vedação da porta
Os O-rings da porta de alimentação sofrem o fluxo mais abrasivo na prensa: cada litro de polpa passa por eles. Em aplicações com minerais e areia, eles se desgastam até ficarem ovais e o tecido ao redor da porta se rasga. Inspecione-os a cada troca de tecido e mantenha um conjunto em estoque; eles são baratos e um tecido de porta rasgado arruína um ciclo.
Montagem e substituição de vedações
Os O-rings de porta simplesmente se encaixam na ranhura; limpe a ranhura primeiro e verifique se o anel tem a seção transversal correta, porque um anel que fica muito saliente é cortado pela próxima placa. As juntas calafetadas precisam de uma ferramenta de calafetagem e paciência: o cordão de borracha e a borda do tecido são pressionados na ranhura juntos, trabalhando ao redor da placa em etapas para que o tecido permaneça plano. As vedações de placas de membrana é melhor deixar para o fornecedor da placa; um diafragma com vazamento geralmente é sinal de sobrepressão ou de um objeto estranho, e um reparo sem tratar a causa falha novamente.
Mantenha um registro escrito de quais placas foram revedadas e quando. Vazamentos que retornam à mesma placa após uma nova junta apontam para a placa, não para a junta, e a placa deve ser movida para o final do pacote ou substituída. Nosso Guia de peças sobressalentes lista o que manter em estoque para cada tamanho de prensa.
Especificação de vedações ao comprar uma prensa
Diga ao fornecedor o que está no filtrado, sua temperatura e seu pH, e se o filtrado vai para o ralo, está sendo recuperado ou é perigoso. Isso determina placas com ou sem junta, o elastômero para vedações de porta e membrana, e se bandejas de gotejamento e um coletor de filtrado fechado são necessários. Para uma prensa que vai processar vários produtos diferentes, escolha o elastômero para o pior caso em vez do mais comum; trocar cada O-ring de porta em uma prensa de 100 placas é um dia de trabalho.
Leitura relacionada: placa rebaixada vs placa de membrana, Solução de problemas de filtro-prensa, guia de seleção de tecido para filtro-prensa.
Perguntas frequentes
Uma prensa-filtro tem juntas entre as placas?
As placas de câmara rebaixadas padrão não possuem. A vedação é o tecido filtrante preso entre as bordas elevadas das placas vizinhas. Apenas as placas com junta (calafetadas) têm uma junta de borracha em um sulco ao redor da face de vedação. Todas as placas possuem pequenos anéis O ou anéis de vedação nas portas de alimentação e de filtrado.
Que material de vedação devo usar para um filtro-prensa?
EPDM é o padrão para lamas aquosas e suspensões minerais. Use NBR para filtrados oleosos, FKM para líquidos quentes ou fortemente ácidos e com solventes, e uma qualidade de silicone ou EPDM para contacto alimentar quando o filtrado é um produto alimentar. Combine a junta com o material da placa para que ambos durem o mesmo tempo de serviço.
Por que minha prensa de filtro está vazando entre as placas?
Por ordem de probabilidade: força de fechamento abaixo da nominal, rugas no tecido ou acúmulo de torta nas faces de vedação, bordas dos pratos desgastadas ou deformadas, pressão de alimentação acima da nominal dos pratos e, por fim, uma junta ou vedação da porta danificada. Verifique o manômetro de pressão de fechamento e limpe as faces de vedação antes de substituir qualquer peça.
Uma pequena quantidade de vazamento é normal?
Em placas sem vedação, sim. Um leve vazamento ao longo das bordas das placas durante o pico de pressão é esperado e é captado pelas bandejas de gotejamento. Fluxos de líquido, ou vazamento das mesmas placas a cada ciclo, não são normais.
Quando é que as placas com vedação valem o custo extra?
Quando o filtrado é quente, corrosivo, inflamável, odorífero ou perigoso, quando precisa ser recuperado por ter valor, ou quando a prensa opera em ambientes internos onde gotejamentos são inaceitáveis. A maioria das aplicações de lodo municipal e industrial não precisa deles.
Com que frequência os O-rings das portas devem ser substituídos?
Inspecione-os a cada troca de tela e substitua qualquer um que esteja cortado, ovalizado ou endurecido. Em operações com minerais abrasivos, isso pode ser a cada poucos meses; em lodo biológico macio, muitas vezes duram tanto quanto a tela. Manter um conjunto completo em estoque custa pouco em comparação com um ciclo perdido.
Diga-nos o filtrado, sua temperatura e pH, e recomendaremos o tipo de placa e o material de vedação para ele: peça uma recomendação de placa e selo.
Referências: ASTM D2000 — Sistema de Classificação Padrão para Produtos de Borracha em Aplicações Automotivas (a classificação usada para especificar compostos de EPDM, NBR e FKM), ISO 3601-1 — Sistemas de potência de fluidos, anéis O, diâmetros internos, seções transversais, tolerâncias e códigos de designação.
Este artigo faz parte do nosso guia para filter press plates.