CN102698484A - 全自动滤饼层过滤器及其过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全自动滤饼层过滤器，包括过滤器本体和控制系统。过滤器本体包括封头、筒体、滤芯和汇集管；滤芯安装在所述筒体上部过滤区内，滤芯从中心向外依次包括中心管、中心支撑管、用于固定滤布的金属支架，滤布和滤布外由滤渣形成的滤饼，所述滤芯的金属支架横截面呈六瓣的梅花型。所述滤芯的中心管下端设有可供滤液透过滤布进入其内的开孔，上端连接所述汇集管。控制系统包括：控制器，进料液位传感器，排液口液位传感器，筒内压力传感器，清液出口压力传感器，流量控制器，滤饼厚度探针，气动球阀和手动球阀。本发明还提供了这种全自动滤饼层过滤器的过滤方法，包括进料、循环、过滤、排液、干燥、反吹、排渣和清洗等步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤器，具体来说，涉及一种全自动滤饼层过滤器，本发明还涉及这种全自动滤饼层过滤器的过滤方法。
背景技术
液体过滤器是输送液体介质管道上常用一种装置，用来消除液体介质中的杂质。当液体进入置有过滤装置的过滤器后，其杂质被阻挡，而清洁的滤液则由过滤器出口排出。由于液体中被过滤的介质一般是留在过滤器内部的，所以需要适时对过滤器内部进行清理，以保证其能正常工作。然而现有技术中，从进料到过滤、清理、排渣等全部过程都需要人工控制，尤其是对过滤器内部的清理，每次都需要将过滤器拆开才能进行，耗用了大量的人力和时间资源；而且当被过滤液体对过滤精度要求较高，需要经过反复过滤时，更是需要人工反复操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的不足，提供了一种全自动滤饼层过滤器及其过滤方法，可以全自动的执行进料、循环、过滤、排液、干燥、反吹、排渣和清洗等流程。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案在于：本发明提供的自动滤饼层过滤器，包括：
过滤器本体和用于控制所述过滤器本体工作的控制系统；
所述过滤器本体包括封头、筒体、滤芯和汇集管；
封头上开设有排气口和清洗口；
筒体内部空间分为上部过滤区和下部进出料区；
所述筒体下部进出料区的形状为上宽下窄的锥形，最底部开设有排渣口，侧壁上开设有物料进口和排液口；
其中筒体上部过滤区的侧壁上开设有正进气口，所述滤芯安装在所述筒体上部过滤区内；
所述滤芯从中心向外依次包括中心管、用于支撑中心管的中心支撑管、用于固定滤布的金属支架，裹在金属支架外的滤布和滤布外由滤渣形成的滤饼；
所述滤芯的金属支架横截面呈六瓣的梅花型；
所述滤芯的中心管下端设有可供滤液透过滤布进入其内的开孔，所述中心管上端连接所述汇集管；
所述汇集管伸出筒体外，在所述汇集管位于筒体外的部位，开设有反吹口、清液出口、反洗口和循环口，所述循环口通过管道连接所述物料进口。
在另一优选例中，所述的控制系统包括：
控制器，用于检测控制系统各部件数据，控制气动球阀的开启和关闭；
进料液位传感器，设置在封头顶部的位置，用于检测筒体和封头内的液位，控制进入筒体内的液体量，防止溢流；
排液口液位传感器，设置在筒体下部的排液口附近，用于检测筒体下部的液位，防止液体残留；
筒内压力传感器，靠近物料进口设置，用于检测物料进口压力；
清液出口压力传感器，靠近清液出口设置，用于检测清液出口压力；
流量控制器，靠近清液出口设置，用于检测清液流量；
滤饼厚度探针，用于检测滤饼厚度；
气动球阀，由控制器控制，用来打开和关闭所述过滤器上各进出通口；
手动球阀，由人工手动控制，用来打开和关闭所述过滤器上各进出通口。
在另一优选例中，所述筒体下部进出料区侧壁上还开设有辅助排渣口。
在另一优选例中，将所述滤布替换为其他过滤介质。
在另一优选例中，所述控制器内设有时间控制系统，用于设定每个过滤步骤的最长运行时间。
本发明还提供这种全自动滤饼层过滤器的过滤方法，包括以下步骤：
进料步骤：开启进料泵，同时打开物料进口和排气口，开始向筒体内填充滤液，同时开始检测进料液位传感器的数据，进料液位传感器的数据达到预先设定值时，物料填充完成，进料流程结束，关闭排气口；
循环步骤：打开循环口，使过滤器工作于循环回路状态，同时开始检测滤饼厚度探针的数据，滤饼厚度探针的数据达到预先设定值时，循环流程结束，关闭循环口；
过滤步骤：打开清液出口，使过滤器工作于正常过滤的回路状态，同时开始检测筒内压力传感器、清液出口压力传感器和滤饼厚度探针的数据，当物料进口和清液出口压力的差值以及滤饼厚度探针的数据达到预先设定值时，过滤流程结束，关闭清液出口和物料进口；
排液步骤：打开正进气口和排液口，使过滤器工作于排液的回路状态，同时开始检测排液口液位传感器的数据，排液口液位传感器的数据达到预先设定值时，排液流程结束，关闭排液口；
干燥步骤：打开循环口，使过滤器工作于干燥的回路状态，同时开始检测干燥时间，当干燥时间达到预先设定值时，干燥流程结束，关闭正进气口和循环口；
反吹步骤：打开反吹口，输入压缩气体，当滤布从金属支架上膨胀起来由六瓣梅花型变成圆型后，关闭反吹口，同时打开循环口进行排气，使滤布重新裹在金属支架上恢复成六瓣梅花型，重复上述步骤至滤布外的滤饼完全脱落，反吹流程结束，关闭反吹口和循环口；
排渣步骤：打开排渣口，使过滤器工作于排渣的回路状态，同时开始检测排渣时间，并且监控过滤器中的排渣情况，根据排渣情况选择是否打开辅助排渣口，当排渣时间达到预先设定值时，排渣流程结束，关闭排渣口和辅助排渣口。
在另一优选例中，在所述排渣步骤之后，还包括：
清洗步骤：打开清洗口、反洗口和排液口，使过滤器工作于清洗的回路状态，清洗口输入清洗液，用于清洗筒体内部和汇集管外壁，反洗口输入清洗液，用于清洗滤布，同时开始检测清洗时间，当清洗时间达到预先设定值时，清洗流程结束，关闭清洗口、反洗口和排液口。
在另一优选例中，所有过滤步骤通过手动调节。
在另一优选例中，所有过滤步骤通过控制器自动调节，并通过时间保护系统设定每个过滤步骤的最长运行时间。
在另一优选例中，所述压缩气体为压缩空气或者压缩氮气或者压缩饱和蒸汽。
实施本发明的全自动滤饼层过滤器及其方法，具有以下有益效果：
1、由于本发明的全自动滤饼层过滤器完全密闭式过滤，因此过滤过程中无泄漏不会产生任何环境污染；
2、由于可以自动的实现循环过滤，因此能实现一次性完全过滤；
3、采用气体反吹排渣，可以使得排渣迅速彻底，能适用于各种粘稠物质的过滤；
4、可以全自动的执行进料、循环、过滤、排液、干燥、反吹、排渣和清洗等流程。从而使复杂的过滤过程完全自动化，在使投资和使用成本大幅度降低的同时，还提升了过滤效果。可广泛适用于石油化工、工程塑料、钢铁制药、食品等各个领域。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的全自动滤饼层过滤器中过滤器本体的结构示意图；
图2是图1中A1-A2面的剖面图；
图3是本发明的全自动滤饼层过滤器中滤芯的结构示意图；
图4是本发明的全自动滤饼层过滤器中滤芯发生膨胀时的结构示意图；
图5是本发明的全自动滤饼层过滤器中控制系统示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明：
图1和图2示意了本发明的全自动滤饼层过滤器的结构，如图所示，
该全自动滤饼层过滤器，包括过滤器本体和用于控制所述过滤器本体工作的控制系统。过滤器本体包括封头110、筒体120、滤芯130和汇集管140。在封头110上开设有排气口111和清洗口112，排气口111附近还设置一个压力感应器接口113，和一个液位感应器接口114。筒体120内部空间分为上部过滤区121和下部进出料区122，筒体下部进出料区122的形状为上宽下窄的锥形，最底部开设有排渣口125，侧壁上开设有物料进口124、排液口126和辅助排渣口127。锥形的设计可以使残渣更彻底的排出过滤器，防止在筒体120内残留，排液口126设置在尽可能靠近底部的位置以更彻底的排出残留液体。筒体上部过滤区121的侧壁上开设有正进气口123，所述滤芯130安装在所述筒体上部过滤区121内。滤芯130从中心向外依次包括中心管131、用于支撑中心管的中心支撑管132、用于固定滤布的金属支架133，裹在金属支架外的滤布134和滤布外由滤渣形成的滤饼135，滤芯的金属支架133横截面呈六瓣的梅花型(见图3)。滤芯的中心管131下端设有可供滤液透过滤布进入其内的开孔，所述中心管131上端连接所述汇集管140。汇集管140伸出筒体120外，在所述汇集管140位于筒体120外的部位，开设有反吹口141、清液出口142、反洗口143和循环口144，所述循环口144通过管道连接所述物料进口125。在本发明中，滤布134可以替换成其他各种过滤介质。
图5示意了本发明的全自动滤饼层过滤器的控制系统的结构，具体包括：
控制器201，用于检测控制系统各部件数据，控制气动球阀208的开启和关闭；
进料液位传感器202，设置在封头110顶部的位置，用于检测筒体120和封头110内的液位，控制进入筒体120内的液体量，防止溢流；
排液口液位传感器203，设置在筒体下部的排液口126附近，用于检测筒体下部进出料区122的液位，防止液体残留；
筒内压力传感器204，靠近物料进口125设置，用于检测物料进口压力；
清液出口压力传感器205，靠近清液出口142设置，用于检测清液出口压力；
流量控制器206，靠近清液出口142设置，用于检测清液流量；
滤饼厚度探针204，用于检测滤饼135的厚度；
气动球阀208，由控制器201控制，用来打开和关闭所述过滤器上各进出通口；
手动球阀209，由人工手动控制，用来打开和关闭所述过滤器上各进出通口。
在控制器201内还设有时间控制系统，用于设定每个过滤步骤的最长运行时间。
本发明的全自动滤饼层过滤器在工作时，首先将滤液从物料进口125压入裹有滤布134的滤芯130，再由中心管上的开孔进入中心管131内，然后由下而上汇集至汇集管140再至清液出口142排出。滤液中的杂质留在滤布134外形成滤饼135，由于滤芯金属支架133截面为六瓣梅花型(见图3)，过滤时由于有液体压力所以滤饼135可以附着于滤布134外并可以保证在过滤结束后依旧能附着在滤布上。然后对滤饼135进行干燥处理，结束后脉冲反吹，滤布134由六瓣梅花型变成圆型，使得滤饼135脱落(见图4)。上述过滤程序具体可以分为以下几个步骤：
进料步骤：开启进料泵，同时打开物料进口125和排气口111，开始向筒体120内填充滤液，并且通过用进料泵加压和排出筒体内气体的方式为滤液加压，使得滤液更彻底的进入到滤芯中心管内，在进料同时开始检测进料液位传感器202的数据，进料液位传感器202的数据达到预先设定值时，物料填充完成，进料流程结束，关闭排气口111；
循环步骤：打开循环口144，使过滤器工作于循环回路状态，由于循环口144连接物料进口125，因此从循环口排出的液体可以重新通过物料进口进入过滤器内，进行反复过滤，同时开始检测滤饼厚度探针207的数据，可以根据待过滤液体的情况和过滤精度要求先行设定滤饼厚度探针207的数据，当滤饼厚度探针的数据达到预先设定值时，循环流程结束，关闭循环口144；
过滤步骤：打开清液出口142，使过滤器工作于正常过滤的回路状态，同时开始检测筒内压力传感器204、清液出口压力传感器205，和滤饼厚度探针207的数据，当物料进口和清液出口压力的差值以及滤饼厚度探针的数据达到预先设定值时，过滤流程结束，关闭清液出口142和物料进口125；
排液步骤：打开正进气口123和排液口126，使过滤器工作于排液的回路状态，增加筒内气体压力，以保证残留液体能彻底排出筒体120外，同时开始检测排液口液位传感器203的数据，排液口液位传感器203的数据达到预先设定值时，排液流程结束，关闭排液口126；
干燥步骤：打开循环口144，使过滤器工作于干燥的回路状态，同时开始检测干燥时间，可以根据筒体内的具体情况预先设定干燥所需时间，当干燥时间达到预先设定值时，干燥流程结束，关闭正进气口和123循环口144；
反吹步骤：打开反吹口141，输入压缩气体，当滤布134从金属支架133上膨胀起来由六瓣梅花型变成圆型后，关闭反吹口141，同时打开循环口144进行排气，使滤布134重新裹在金属支架133上恢复成六瓣梅花型，重复上述步骤至滤布外的滤饼135完全脱落，一般需要往复3至5次，反吹流程结束，关闭反吹口141和循环口144。本步骤中所用的压缩气体可以为压缩空气或者压缩氮气或者压缩饱和蒸汽等；
排渣步骤：打开排渣口124，使过滤器工作于排渣的回路状态，同时开始检测排渣时间，并且监控过滤器中的排渣情况，根据排渣情况选择是否打开辅助排渣口127，当排渣时间达到预先设定值时，排渣流程结束，关闭排渣口124和辅助排渣口127。
在排渣流程结束后，可以根据情况选择是否对过滤器进行清洗，如不需清洗，则可进入下一轮过滤流程；如果需要清洗，则先进行清洗步骤，清洗结束后再进入下一轮过滤流程。
清洗步骤：打开清洗口112、反洗口143和排液口126，使过滤器工作于清洗的回路状态，清洗口112输入清洗液，用于清洗筒体120内部和汇集管140外壁，反洗口143输入清洗液，用于清洗滤布134，同时开始检测清洗时间，当清洗时间达到预先设定值时，清洗流程结束，关闭清洗口112、反洗口143和排液口126。至此一套完整的过滤流程结束。
本发明的全自动滤饼层过滤器的所有工作流程，既可以人工手动控制也可以由控制器自动控制。当使用者选择人工手动控制过滤流程时，上述步骤中的控制系统中各元器件的数据都需要人工监控，使用者也可以根据实际的情况临时调整操作过程。
当使用者选择由控制器自动控制时，上述步骤中的控制系统中各元器件的数据都有控制器自动检测。为了防止控制系统中各元器件失效而不能提供正常的数据，在控制器中还通过时间保护系统设定每个过滤步骤的最长运行时间，以便在各元器件出现异常时也能顺利进入下一步的过滤步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.全自动滤饼层过滤器，包括：
过滤器本体和用于控制所述过滤器本体工作的控制系统；
所述过滤器本体包括封头、筒体、滤芯和汇集管；
封头上开设有排气口和清洗口；
筒体内部空间分为上部过滤区和下部进出料区；
所述筒体下部进出料区的形状为上宽下窄的锥形，最底部开设有排渣口，侧壁上开设有物料进口和排液口；
其特征在于，
所述筒体上部过滤区的侧壁上开设有正进气口，所述滤芯安装在所述筒体上部过滤区内；
所述滤芯从中心向外依次包括中心管、用于支撑中心管的中心支撑管、用于固定滤布的金属支架，裹在金属支架外的滤布和滤布外由滤渣形成的滤饼；
所述滤芯的金属支架横截面呈六瓣的梅花型；
所述滤芯的中心管下端设有可供滤液透过滤布进入其内的开孔，所述中心管上端连接所述汇集管；
所述汇集管伸出筒体外，在所述汇集管位于筒体外的部位，开设有反吹口、清液出口、反洗口和循环口，所述循环口通过管道连接所述物料进口。
2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述的控制系统包括：
控制器，用于检测控制系统各部件数据，控制气动球阀的开启和关闭；
进料液位传感器，设置在封头顶部的位置，用于检测筒体和封头内的液位，控制进入筒体内的液体量，防止溢流；
排液口液位传感器，设置在筒体下部的排液口附近，用于检测筒体下部的液位，防止液体残留；
筒内压力传感器，靠近物料进口设置，用于检测物料进口压力；
清液出口压力传感器，靠近清液出口设置，用于检测清液出口压力；
流量控制器，靠近清液出口设置，用于检测清液流量；
滤饼厚度探针，用于检测滤饼厚度；
气动球阀，由控制器控制，用来打开和关闭所述过滤器上各进出通口；
手动球阀，由人工手动控制，用来打开和关闭所述过滤器上各进出通口。
3.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述筒体下部进出料区侧壁上还开设有辅助排渣口。
4.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，将所述滤布替换为其他过滤介质。
5.如权利要求2所述的过滤器，其特征在于，所述控制器内设有时间控制系统，用于设定每个过滤步骤的最长运行时间。
6.一种如权利要求1所述的过滤器的过滤方法，包括以下步骤：
进料步骤：开启进料泵，同时打开物料进口和排气口，开始向筒体内填充滤液，同时开始检测进料液位传感器的数据，进料液位传感器的数据达到预先设定值时，物料填充完成，进料流程结束，关闭排气口；
循环步骤：打开循环口，使过滤器工作于循环回路状态，同时开始检测滤饼厚度探针的数据，滤饼厚度探针的数据达到预先设定值时，循环流程结束，关闭循环口；
过滤步骤：打开清液出口，使过滤器工作于正常过滤的回路状态，同时开始检测筒内压力传感器、清液出口压力传感器和滤饼厚度探针的数据，当物料进口和清液出口压力的差值以及滤饼厚度探针的数据达到预先设定值时，过滤流程结束，关闭清液出口和物料进口；
排液步骤：打开正进气口和排液口，使过滤器工作于排液的回路状态，同时开始检测排液口液位传感器的数据，排液口液位传感器的数据达到预先设定值时，排液流程结束，关闭排液口；
干燥步骤：打开循环口，使过滤器工作于干燥的回路状态，同时开始检测干燥时间，当干燥时间达到预先设定值时，干燥流程结束，关闭正进气口和循环口；
反吹步骤：打开反吹口，输入压缩气体，当滤布从金属支架上膨胀起来由六瓣梅花型变成圆型后，关闭反吹口，同时打开循环口进行排气，使滤布重新裹在金属支架上恢复成六瓣梅花型，重复上述步骤至滤布外的滤饼完全脱落，反吹流程结束，关闭反吹口和循环口；
排渣步骤：打开排渣口，使过滤器工作于排渣的回路状态，同时开始检测排渣时间，并且监控过滤器中的排渣情况，根据排渣情况选择是否打开辅助排渣口，当排渣时间达到预先设定值时，排渣流程结束，关闭排渣口和辅助排渣口。
7.如权利要求6所述的过滤方法，其特征在于，在所述排渣步骤之后，还包括：
清洗步骤：打开清洗口、反洗口和排液口，使过滤器工作于清洗的回路状态，清洗口输入清洗液，用于清洗筒体内部和汇集管外壁，反洗口输入清洗液，用于清洗滤布，同时开始检测清洗时间，当清洗时间达到预先设定值时，清洗流程结束，关闭清洗口、反洗口和排液口。
8.如权利要求7所述的过滤方法，其特征在于，所有过滤步骤通过手动调节。
9.如权利要求7所述的过滤方法，其特征在于，所有过滤步骤通过控制器自动调节，并通过时间保护系统设定每个过滤步骤的最长运行时间。
10.如权利要求6所述的过滤方法，其特征在于，所述压缩气体为压缩空气或者压缩氮气或者压缩饱和蒸汽。
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