CN103550968A - 一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置 - Google Patents

一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置 Download PDF

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Abstract

一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：包括U型过滤外桶、套装在其中的过滤内桶以及扣合在内桶上端口的上启盖，上启盖与过桶之间、内桶与外桶上端口配合面上均设有密封结构，并通过上启盖法兰与外桶上端沿法兰压紧连接；外桶底端开设有滤液出口，内桶底部设有过滤装置；进料系统以及进气压力系统设置在上启盖上，在外桶上包覆有加热保温层。本发明的优点在于：相对真空抽滤过滤，该装置突破了推动力仅有一个大气压的限制，可以让推动力大幅度提高，从而让过滤速度更快，而且可以控制过滤过程中的温度和压力，以满足特殊情况下的过滤，扩大过滤操作的适应性。整个装置可拆卸，方便滤纸铺放、清洗滤饼及其取出。

Description

一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置
 
技术领域
本发明属于固-液混合物过滤分离技术领域，具体是一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，特别适合于高校、科研部门、相关企业实验室用于少量固-液混合物的分离过滤。
背景技术
固-液过滤分离操作是在推动力即压力差的作用下，悬浮液中的液体透过可渗透过滤介质，固体颗粒则被过滤介质截留形成滤饼，从而达到固液分离目的，特殊情况下，过滤之后还需要清洗滤饼上的残留液体。
目前，国内实验室处理少量的固-液混合液所用的装置有普通滤纸过滤、真空过滤、板框过滤等。普通过滤依靠自然重力作为推动力进行过滤，效率低。抽真空过滤依靠大气压为推动力，效率有所提高但有限，不能继续加大推动力以提高过滤效率。板框过滤等过滤装置有较大的有效过滤面积，推动力可控，效率高，但结构复杂，设备体积大，操作麻烦，清洗滤饼消耗洗剂量大，滤饼不易完整取出，适合较大量的过滤分离任务，在实验和试验阶段工作效率低，浪费大量人力物力。同时，各种过滤装置缺少温度控制结构，遇到有温度控制要求的过滤，不能顺利完成工作任务。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中所存在的问题而专门设计的一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，该装置提高了推动力，使过滤效率明显提高,且清洗、拆卸组装方便。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，包括U型过滤外桶、套装在U型过滤外桶中的过滤内桶以及扣合在过滤内桶上端口的上启盖，上启盖与过滤内桶之间的配合面、过滤内桶与U型过滤外桶上端口配合面上均设有密封结构，并通过上启盖法兰与U型过滤外桶上端沿法兰压紧连接；U型过滤外桶底端开设有滤液出口，过滤内桶底部设有过滤装置；进料系统以及进气压力系统设置在上启盖上，在U型过滤外桶上包覆有加热保温层。
在本发明中，所述过滤内桶通过其底部的内桶定位件与设在U型过滤外桶下部筒壁上的内桶定位环配合定位，可起到稳定地支撑固定作用。
设置在上启盖上的进料系统包括缓冲进料仓、进料斗以及上、下进料阀，缓冲进料仓上还开设有进气口和放气口，可以开关不同阀门进行连续进料，实现不间断的连续压滤操作。
设置在上启盖上的进气压力系统包括压力气源以及设在进气管道上的减压阀、进气阀、压力表及放空阀，可将高压气体引入过滤内桶，为压滤提供推动力。在上启盖的压力进气口处还设有防冲进气机构，即设置在压力进气口处的弧形板，可防止物料反冲。
在U型过滤外桶上包覆的加热保温层可为夹套式流体传热系统，夹套上设有流体进、出口，并在流体出口处设有温度表；也可为电加热套或电磁加热套。
过滤内桶底部设置的过滤装置由滤纸、滤纸承托板及筛板组成，过滤时，滤纸或过滤介质铺在承托板上的筛板上并与之贴紧，可防止过滤压力大而损坏滤纸或过滤介质。
整个正压过滤装置架放在一固定支架上，可保证操作与使用方便。
本发明的优点在于：相对真空抽滤过滤，该装置突破了推动力仅有一个大气压的限制，可以让推动力大幅度提高，从而让过滤速度更快，而且，本发明装置可以控制过滤过程中的温度和压力，以满足特殊情况下的过滤，扩大过滤操作的适应性。整个装置可拆卸，通过过滤内桶可取出滤纸承托架等组成的过滤套件，方便滤纸铺放，以及清洗滤饼及其取出。整个装置清洗方便，是一种适用于高校、科研部门、相关企业进行少量固-液混合物的操作压力、温度可控的过滤分离的实验、试验装置。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明装置的装配图。
图3为本发明中进料系统的结构示意图。
图4为本发明中内桶底部定位板与过滤外桶内壁定位环之间的配合结构示意图。
图5为本发明中滤纸承托板结构视图。
图中标号：1、U型过滤外桶，1.1、过滤外桶上端沿法兰，1.2滤液出口阀门，1.3、滤桶定位环；2、过滤内桶，2.1滤纸承托板，2.2内桶法兰，2.3、内桶定位件，2.4密封垫片，3、上启盖，3.1上启盖法兰，3.2、防冲进气机构，4、进料系统，4.1、缓冲进料仓，4.2、进料斗，4.3、上进料阀，4.4、下进料阀，4.5、进气口，4.6、放气口；5、进气压力系统，5.1、减压阀，5.2、压力表，5.3、总进气阀，5.4、进气阀，5.5放空阀；6、加热保温层，6.1、夹层流体进口，6.2、夹层流体出口，6.3、温度表，7、固定支架。7.1、支架底座。
具体实施方式
本发明以下结合附图做进一步描述：
如图1-5所示：本发明的小型正压过滤装置，包括U型过滤外桶1、套装在U型过滤外桶中的过滤内桶2以及扣合在过滤内桶上端口的上启盖3，上启盖与过滤内桶之间的配合面、过滤内桶与U型过滤外桶上端口配合面上均设有密封结构，并通过上启盖法兰与U型过滤外桶上端沿法兰压紧连接；U型过滤外桶1底端开设有滤液出口1.2，过滤内桶2底部设有过滤装置；进料系统4以及进气压力系统5设置在上启盖3上，在U型过滤外桶1上包覆有加热保温层6。
所述过滤内桶通过其底部的内桶定位件2.4与设在U型过滤外桶下部筒壁上的滤桶固定环1.3配合定位（参见图4），可起到稳定地支撑固定作用。
设置在上启盖上的进料系统4（参见图3）包括缓冲进料仓4.1、进料斗4.2以及上、下进料阀4.3、4.4，缓冲进料仓4.1上还开设有进气口4.5和放气口4.6，可以开关不同阀门进行连续进料，实现不间断的连续压滤操作。
设置在上启盖上的进气压力系统5包括压力气源以及设在进气管道上的减压阀5.1、总进气阀5.3、进气阀5.4、压力表5.2及放空阀5.5，可将高压气体引入过滤内桶2，为压滤提供推动力。在上启盖3的压力进气口为防冲进气机构3.2，即设置在压力进气口处的弧形板，可防止物料反冲。
在U型过滤外桶上包覆的加热保温层6可为夹套式流体传热系统，夹套上设有流体进、出口6.1、6.2，并在流体出口处设有温度表6.3；也可为电加热套或电磁加热套。
过滤内桶2底部设置的过滤装置由滤纸、滤纸承托板2.1（参见图5）及筛板组成，过滤时，滤纸或过滤介质铺在承托板上的筛板上并与之贴紧，可防止过滤压力大而损坏滤纸或过滤介质。
整个正压过滤装置架放在一固定支架7上，可保证操作与使用方便。
本发明以下结合附图将各部件配合安装及操作过程说明如下：
如图1、2所示：
1.正压过滤时，先把不锈钢筛板放置滤纸承托筛板2.1上，将直径Ф110的滤纸或滤布平铺于其上，并用合适的液体进行润湿，确保滤纸或滤布和滤纸承托筛板2.1紧密贴合，在过滤外桶上端沿法兰1.1上端面放置密封垫片2.3，将内桶法兰2.2放置在该密封垫片之上，然后在内桶法兰2.2上端面也放置密封垫片2.3，然后将上启盖法兰3.1放置在该密封垫片2.3之上，并确保上启盖法兰和过滤外桶上端沿法兰1.1的螺栓孔对齐，用紧固螺丝固定好，压滤部分组装完毕。由紧固螺丝提供夹紧力，保证上启盖和过滤内外桶之间的密封。
2.根据物料多少和过滤目的选择间歇进料组件或者连续进料组件安装在上启盖3正中心内螺纹中，通过开启进料阀门就可以进行物料的添加或者停止的操作。
3.将进气口连接好，连接好气源（压力气瓶或空压机气源），等过滤内桶进料后，调节减压阀5.1至合适的工作压力，通过压力表5.2可以取读工作压力具体数值，关闭放空阀5.5，依次打开进气阀5.4、总进气阀5.3，即可完成压力过滤。等过滤结束时，压力表5.2的数值会突然减小，此时关闭总进气阀，关闭气源，慢慢打开放空阀，泄压后就可以打开过滤部分，取出滤饼。取滤饼过程简单，卸掉紧固螺栓，去掉上启盖3，拿出过滤内筒2，可以在底部将不锈钢筛板向上顶下来，将滤纸轻轻剥离不锈钢筛板，取出滤饼。
4.对需要提高温度以增快过滤速度的操作可以通过夹套加热实现，夹套加热时，采用外热介质夹套加热方式，釜内温度的大小取决于加热介质温度。可以将外循环恒温加热介质的出口连接在夹层流体进口6.1处，外循环恒温加热介质的进口连接在夹层流体进口6.2处，循环加热介质的温度可以通过温度表6.3进行取读。如果过滤操作对温度没有要求，此步骤省略。过滤完毕后，可以自然冷却降温，也可以在夹套内通入冷却介质进行快速降温。
5. 过滤操作的滤液可以通过开关滤液出口阀门1.2进行放料操作，放料口末端呈45°，将容器内部仅仅贴着放料口的最长端进行接料。实际操作中，用于过滤初时，在滤纸上层没有形成过滤层，滤液较浑浊，可以将浑浊的滤液通过加料组件返到过滤内桶2中，等滤液变清后进行正常操作。
6. 过滤结束时，需要对过滤内筒2进行清洗，清洗时用清洗液（使用清洗液时应注意避免对不锈钢材料产生腐蚀）清除器身及密封面的残留物，保持密封面的清洁，不允许用硬物质或表面粗糙的物品进行清洗。
7. 过滤装置进料系统4（见图3）的组成由下进料阀4.4、缓冲进料仓4.1、放气口4.6、上进料阀4.3、进料斗4.2、进气口4.5构成，操作时初始加料时（常压操作）只需打开下进料阀4.4、上进料阀4.3就可以实现加料操作；带压操作时先关闭下进料阀，打开放气阀、上进料阀，料液通过进料斗4.2向缓冲进料仓4.1加料，等加料完毕后，关闭放气阀、上进料阀，打开下进料阀，打开进气阀，通过向进气口4.5向缓冲进料仓4.1加压，缓冲进料仓中的料液进入过滤内桶2，完成一个补料过程。如果需要若干次补料，只需重复以上步骤，从而实现连续进料。

Claims (9)

1.一种操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：包括U型过滤外桶、套装在U型过滤外桶中的过滤内桶以及扣合在过滤内桶上端口的上启盖，上启盖与过滤内桶之间的配合面、过滤内桶与U型过滤外桶上端口配合面上均设有密封结构，并通过上启盖法兰与U型过滤外桶上端沿法兰压紧连接；U型过滤外桶底端开设有滤液出口，过滤内桶底部设有过滤装置；进料系统以及进气压力系统设置在上启盖上，在U型过滤外桶上包覆有加热保温层。
2.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：过滤内桶通过其底部的内桶定位件与设在U型过滤外桶下部筒壁上的内桶定位环配合定位。
3.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：设置在上启盖上的进料系统包括缓冲进料仓、进料斗以及上、下进料阀，缓冲进料仓上还开设有进气口和放气口。
4.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：设置在上启盖上的进气压力系统包括压力气源以及设在进气管道上的减压阀、进气阀、压力表及放空阀。
5.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：在上启盖的压力进气口处设有防冲进气机构。
6.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：在U型过滤外桶上包覆的加热保温层为夹套式流体传热系统，夹套上设有流体进、出口，并在流体出口处设有温度表。
7.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：在U型过滤外桶上包覆的加热保温层为电加热套或电磁加热套。
8.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：过滤内桶底部设置的过滤装置由滤纸、滤纸承托板及筛板组成。
9.根据权利要求1所述的操作压力、操作温度可控的小型正压过滤装置，其特征在于：整个正压过滤装置架放在一固定支架上。
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