CN102553344A - 一种新型固液分离抽滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型抽滤装置及其使用方法和用途。该抽滤装置包括出口向上的抽滤器和抽真空装置，所述抽滤器包括出口向上的漏斗和过滤介质，任选还设有浮漂，所述抽真空装置包括导管、储液罐和真空系统。本发明的抽滤装置在抽滤过程中使固体和液体反向运动，固体沉淀物在重力的作用下向下沉降，而液体则通过抽吸从上方除去，能够防止固体物质堵塞过滤介质，从而节约了时间并提高了过滤效率。

Description

一种新型固液分离抽滤装置

技术领域

本发明涉及一种新型抽滤装置，特别涉及一种用于固液分离的抽滤装置。

背景技术

过滤是一大类单元操作的总称，是通过特定装置将流体提纯净化的过程，过滤的方式很多，使用的物系也很广泛，固-液、固-气、大颗粒、小颗粒都很常见。

抽滤是过滤的一种，是在推动力或者其他外力作用下，固液悬浮液中的液体透过过滤介质，固体颗粒及其它物质被过滤介质截留，从而实现固体与液体分离的操作。常见的是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，达到固液分离的目的。通常采用的装置包括布氏漏斗、抽滤瓶、胶管、抽气泵、滤纸等部件。

传统的过滤操作过程是将固液混和的悬浊液倒在漏斗中，在固体重力作用下发生沉降，留在过滤介质(如滤纸、滤布、滤芯或滤膜等)上，液体在重力作用下向下运动，透过过滤介质，从而实现固液分离。

但传统过滤或抽滤存在如下缺点，由于固体，液体同向运动，在很多情况下，沉积在过滤介质如滤纸、滤布、滤芯或滤膜上的固体物质会堵塞过滤介质的滤孔，进而妨碍或阻碍其他液体随后通过滤孔，这样就会降低过滤速度，严重情况下甚至造成滤孔基本或完全被堵塞，难以实现彻底过滤，因而也大大影响了过滤效率。

发明内容

为了防止固体物质堵塞过滤介质，以节约时间并提高过滤效率，本发明提供一种新型抽滤装置，在抽滤过程中使固体和液体反向运动，其中，固体沉淀物在重力的作用下向下沉降，而液体则通过抽吸从上方除去。

为此，本发明提供一种新型抽滤装置，该抽滤装置包括出口向上的抽滤器和抽真空装置，所述抽滤器包括出口向上的漏斗和过滤介质，任选还设有浮漂，所述抽真空装置包括导管、储液罐和真空系统。

根据本发明，所述过滤介质是抽滤操作中用以拦截流体所含固体颗粒并具有支撑作用的各种多孔性材料。常用的过滤介质有以下几类：

①编织材料，由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布和滤网，是工业生产中最常用的过滤介质。此类材料价格便宜，清洗和更换方便，可截留的最小粒径为5～65μm。用聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纤维制成的单缕滤网，质地均匀、耐腐蚀、耐疲劳，正在逐步取代其他织物滤布；

②多孔性固体，包括素瓷、烧结金属或玻璃，或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等。此类材料可截留的最小粒径为1～3μm，常用于处理含有少量微小颗粒的悬浮液；

③堆积介质，如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料，或玻璃棉等非编织纤维的堆积层。一般用于处理固体含量很少的悬浮液，如城市给水和待净化的糖液等。

此外，工业滤纸也可与上述过滤介质合用，以拦截悬浮液中少量微细颗粒。近年来，高分子多孔膜的制造与应用有很大发展，应用于更微小的颗粒的过滤，以获得高度澄清的液体。适用于滤去0.1～1μm颗粒的膜称为微孔滤膜；适用于滤去0.01～0.1μm颗粒的膜称为超滤膜。微孔滤膜和超滤膜广泛应用于医药、食品和生物化学等工业。

本发明优选使用的过滤介质有滤纸、滤布、滤芯或滤膜。

根据本发明，所述过滤介质与漏斗的连接方式可以是粘接，即通过粘合剂等粘性物质将过滤介质粘在漏斗表面，优选使过滤介质四周牢固粘在漏斗边缘处，或者也可以采用捆扎等方式，将滤纸或滤布等过滤介质包覆漏斗头部并捆扎固定，使漏斗倒置时过滤介质不脱落。

在本发明优选的实施方式中，还为抽滤器设置浮漂，所述浮漂是其本身以及与安放在一起的抽滤器都可以漂浮于液面上的物体。在浮漂作用下，抽滤器可以漂浮于液面，并使抽滤器出口向上的漏斗与过滤介质如滤纸、滤布、滤芯或滤膜的接触界面外缘高于待分离的固液混合物液面，因此可以有效避免漏滤现象。在此，漏滤是指沉淀物从漏斗与滤纸、滤布、滤芯或滤膜等过滤介质的接触界面外缘的缝隙漏过，造成固体沉淀漏入滤液。

根据本发明，所述抽真空装置包括导管、储液罐和真空系统，储液罐位于真空系统之前，除了两个导管外是封闭的，一个导管与真空系统连接，另一个导管与抽滤器的漏斗向上的出口连接。

导管与漏斗出口的连接可以采取直接连接的方式，也可以采用间接连接的方式。

直接连接时，可以用有弹性的导管与口径匹配的漏斗出口直接连接。

间接连接时，可以利用常规抽气瓶的抽气嘴、玻璃管、橡胶管、塑料管、胶塞、玻璃接头等连接部件进行连接。为便于抽滤，优选漏斗出口的斜面朝向抽气瓶的抽气嘴。

所述抽真空装置为待分离的固液混合液中的液体提供驱动力，其中，真空系统使储液罐内形成负压，罐内大气压力低于固液混合液所在容器的液面大气压力，驱动固液混合液中的液体向上从抽滤器的漏斗朝上的出口中流出，经导管到达储液罐。

根据本发明的抽滤装置具有多种用途，可以用于多种固液混合物的过滤分离，这些固液混合物既可以是物理混合形成的悬浊液，也可以是化学反应形成的固液混合液，如反应过程中生成沉淀形式的反应物或副产物，还可以是工业生产或环境治理过程中生成的固液混合物。

本发明还提供该抽滤装置的使用方法，步骤以下步骤：

步骤1，将抽真空装置的一根导管一端与抽滤器漏斗向上的出口紧密连接，该导管另一端接入储液罐上部；抽真空装置的另一根导管一端接入储液罐上部，另一端与真空系统连接；

步骤2，将出口向上的漏斗与过滤介质组合成抽滤器，并将抽滤器置于固液混合物上；

步骤3，任选为抽滤器设置浮漂，使抽滤器漂浮于液面上；

步骤4，运行真空系统，进行抽滤，直至实现固液分离。

根据本发明，为了固液分离更加有效，优选在运行真空系统进行分离之前，使固液混合物充分静置，从而使固体物质尽可能沉淀在底部。

根据本发明，运行一段时间后，若过滤介质被少量抽吸上来的沉淀堵塞，则可将漏斗取出，将过滤介质表面上的沉淀物清洗除净，则可继续使用。

根据本发明，为了提高固液分离效果，在抽滤的后期，用一定量液体与固体重新搅拌混合，充分静置后，继续抽滤。

根据本发明，若抽滤后的固体需要洗涤时，可将少量溶剂洒到固体上，静置片刻，再将其抽干，并进行其他方式的干燥处理，如进一步烘干或用干燥剂吸湿。

根据本发明，储液罐中的液体可用于上述固体物质的重新混合抽吸或洗涤。如果长时间抽滤后，储液罐中存在少量固体物质，则可将其倒回固液混合液中重新抽吸加以分离。

本发明提供的新型抽滤装置及其使用方法能够有效实现固液分离，并表现出以下几点优点：

(1)固体和液体的走向不同，液体从上面被真空抽走，而固体受重力作用大部分依然留在容器中，由于固体、液体走向不同，因而大大减轻了因沉淀物堵塞过滤介质如滤纸、滤布、滤芯或滤膜而造成过滤效率下降问题；

(2)由于抽滤器在浮漂作用下漂浮在液面，且液面低于漏斗与过滤介质的界面，因而可以避免发生漏滤现象。

(3)在对沉淀进行过滤、洗涤过程中，不存在把沉淀物质从原始容器转移到漏斗中，再从漏斗中转移出来的过程。从而减少沉淀因转移而造成的固体物质损失，而且操作过程省时、省力；

(4)即使过滤介质被沉淀堵塞，但可简单地予以清理，比如将漏斗取出，将滤纸、滤布、滤芯或滤膜等过滤介质表面上的沉淀物清洗干净，或者更换过滤介质，则可继续使用；

(5)抽滤器可漂浮在液面上，抽滤过程中随着液面的降低而自动下降。使整个操作过程可以自动完成。

附图说明

图1是根据本发明一种实施方式的抽滤装置的结构示意图，其中：

a杯型漏斗

b滤布

c橡皮导管

d储液罐

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明进行详细说明。本发明的特点和优点将随着这些描述变得更为清楚、明确。

如图1所示，根据本发明的抽滤装置包括出口向上的抽滤器和抽真空装置，抽滤器主要包括出口向上的杯型漏斗a和过滤介质滤布b，抽真空装置主要包括橡皮导管c、储液罐d和真空系统。

在优选的实施方式中，为了使用本发明的抽滤装置，进行如下操作：

安装仪器，将抽真空装置的一根导管一端与抽滤器漏斗向上的出口紧密连接，该导管另一端接入储液罐上部；抽真空装置的另一根导管一端接入储液罐上部，另一端与真空系统连接；并检查漏斗与导管之间连接是否紧密，真空系统的抽气泵连接口是否漏气；

将出口向上的漏斗与滤纸、滤布、滤芯或滤膜等过滤介质组合成抽滤器。

以滤纸和布式漏斗组合的抽滤器为例，选择较大的滤纸，完全包覆布氏漏斗头部，在漏斗颈部滤纸外侧进行捆扎，使漏斗倒置时滤纸不脱落。

然后将抽滤器置于固液混合物上。为了使抽滤器漂浮于液面上，也可以为抽滤器设置浮漂。

打开抽气泵开关，运行真空系统，进行抽滤，直至实现固液分离。

为了固液分离更加有效，应该在运行真空系统进行分离之前，使固液混合物充分静置，使固体物质尽可能沉淀在底部。

运行一段时间后，可将漏斗取出，将过滤介质表面上的沉淀物清洗除净，以防过滤介质被少量沉淀堵塞。

在抽滤的后期，可以用一定量液体与固体重新搅拌混合，充分静置后，继续抽滤。

抽滤后的固体需要洗涤时，可将少量溶剂洒到固体上，静置片刻，再将其抽干，可以进一步烘干或用干燥剂吸湿。

长时间抽滤后，如果储液罐中存在少量固体物质，可将其倒回固液混合液中重新抽吸加以分离。

实施例1

按照常规方式，在容积3L的容器内，由氯化镧与碳酸氢钠进行反应，形成碳酸镧沉淀。

安装抽滤装置，使抽滤装置包括出口向上的抽滤器和抽真空装置，抽滤器包括出口向上的杯型漏斗a和滤布b，滤布b通过捆扎方式固定在漏斗a上，抽真空装置主要包括橡皮导管c、储液罐d和真空系统。

将抽滤器置于碳酸镧沉淀所在的固液混合溶液中，为了使抽滤器漂浮于液面上，为抽滤器设置浮漂。打开抽气泵开关，运行真空系统，调节真空度为0.09～0.1MPa，进行抽滤，直至实现固液分离。

实施例2

在容积2L的容器内，由硝酸银与碘化钾进行反应，形成碘化银沉淀。

如实施例1那样安装抽滤装置，区别在于通过粘接方式将烧结玻璃制成的滤芯固定在出口向上的杯型漏斗底部。

将抽滤器置于碘化银沉淀所在的固液混合溶液中，为了使抽滤器漂浮于液面上，为抽滤器设置浮漂。为了固液分离更加有效，在运行真空系统进行分离之前，使固液混合物充分静置，使固体物质沉淀在底部。然后打开抽气泵开关，运行真空系统，调节真空度约为0.1MPa，进行抽滤，直至实现固液分离。

实施例3

在容积3L的容器内，由氯化镧与氟化钠进行反应，形成氟化镧沉淀。

如实施例1那样安装抽滤装置，区别在于，运行一段时间后，将漏斗取出，将过滤介质表面上的沉淀物清洗除净；并且在抽滤后期，用一定量液体与固体重新搅拌混合，充分静置后，继续抽滤，直至实现固液分离。

抽滤后，将少量水洒到固体上，静置片刻，再将其抽干，然后进一步烘干或用干燥剂吸湿。

以上通过优选的具体实施方式对本发明进行了范例性说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制，在不超出本发明精神和保护范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抽滤装置，该抽滤装置包括出口向上的抽滤器和抽真空装置，所述抽滤器包括出口向上的漏斗和过滤介质，任选还设有浮漂，所述抽真空装置包括导管、储液罐和真空系统。

2.根据权利要求1的抽滤装置，其特征在于，所述过滤介质是编织材料，如滤布和滤网；多孔性固体，如素瓷、烧结金属或玻璃，或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管；堆积介质，如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料，或玻璃棉等非编织纤维的堆积层；高分子多孔介质或微隙介质，如微孔滤膜、超滤膜或无纺布。

3.根据权利要求1或2的抽滤装置，其特征在于，所述过滤介质是滤纸、滤布、滤芯、滤网、滤层、滤管、滤筛或滤膜。

4.根据权利要求1至3之一的抽滤装置，其特征在于，所述抽滤器设置有浮漂，使得抽滤器可以漂浮于液面。

5.根据权利要求1至4之一的抽滤装置，其特征在于，所述抽真空装置中，储液罐位于真空系统与抽滤器之间，除了两个导管外是封闭的，一个导管与真空系统连接，另一个导管与抽滤器漏斗向上的出口连接。

6.根据权利要求1至5之一的抽滤装置的用途，用于多种固液混合物的过滤分离，这些固液混合物既可以是物理混合形成的悬浊液、乳浊液，也可以是化学反应形成的固液混合液，如反应过程中生成沉淀形式的反应物或副产物，还可以是工业生产或环境治理过程中生成的固液混合物。

7.根据权利要求1至5之一的抽滤装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，将抽真空装置的一根导管一端与抽滤器漏斗向上的出口连接，该导管另一端接入储液罐上部；抽真空装置的另一根导管一端接入储液罐上部，另一端与真空系统连接；

步骤2，将出口向上的漏斗与过滤介质组合成抽滤器，并将抽滤器置于固液混合物上；

步骤3，任选为抽滤器设置浮漂，使抽滤器漂浮于液面上；

步骤4，运行真空系统，进行抽滤，直至实现固液分离。

8.根据权利要求7的使用方法，其特征在于，在运行真空系统之前，使固液混合物充分静置，从而使固体物质沉淀在底部。

9.根据权利要求7或8的使用方法，其特征在于，运行一段时间后，若过滤介质被少量抽吸上来的沉淀堵塞，则可将漏斗取出，将过滤介质表面上的沉淀物清洗除净；为了提高固液分离效果，在抽滤的后期，可用一定量液体与固体重新搅拌混合，充分静置后继续抽滤。

10.根据权利要求7至9之一的使用方法，其特征在于，若抽滤后的固体需要洗涤时，可将少量溶剂洒到固体上，静置片刻，再将其抽干，并进一步烘干或用干燥剂吸湿。

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