CN104740913B - 一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于超细粉体的高效液固过滤、洗涤、压干，能耗与物耗都比现有各种超细粉体液固过滤机节省，卸除干滤饼快速彻底，其结构完全新型的间歇式过滤机。该结构特点适宜所有颗粒不超过5微米的微米级或亚微米级的细粉体的液固过滤。一次过滤就可使滤液澄清透明，一般不需要循环过滤。本发明的过滤机的结构比较简单，粉体洗涤效果与滤饼干度可以控制，卸干滤饼既简单，又快速。每一周期结束后，内部清洗可快速又高效地在最短时间内完成。

Description

一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机

技术领域

属超细粉体等新材料制备与液固过滤净化领域。

背景技术

超细粉体是新材料工业的基础，国家的通讯，航空，航天，航海等国防尖端装备，高效药品与医疗器械，交通运输等等产业都需要各类性能特异的新材料。对各种新材料性能要求愈来愈高，其粉体的细度必须愈来愈细，粉体的纯度愈来愈纯，因此无论哪种粉体，制备中的液固过滤，洗涤与压干是一步极为重要的操作。这一操作的基本要求是：

(1)固体细颗粒的过滤效率要高。微米与亚微米级粉体都属超细粉体，即颗粒的当量直径不超过10微米都属超细粉体。对此类粉体，传统的滤布与滤网很难高效截留，细颗粒穿漏是普遍的弊病。穿漏的更细粉体，其附加值更高。要达到高效过滤，必须是长时间循环过滤；

(2)粉体滤饼的洗涤效率要高，洗涤液消耗要少。如果粉体是无内孔的刚性颗粒，又是憎液的，此类粉体的洗涤还比较简单；如果粉体颗粒有大量内孔隙，属亲液的，此类粉体的高效洗涤非常困难，因为粉体颗粒的内孔隙中贮有必须洗脱的组分，这些组分从孔内向孔外排出只能依靠扩散，扩散速度非常慢，其他任何外来强化措施对提高洗涤效率不起重大作用，反而浪费能源，增加装置投资；

(3)超细粉末中，平均粒径不超过2微米的粉体，如果是亲液的，粉体颗粒表面的液化层体积占颗粒本身体积相对较高。在粉体的气体吹干的过程中，颗粒表面的液化层一被吹走，粉体颗粒层的总体积会明显减少，这导致粉体层极易产生开裂现象，一开裂，无法再用气体吹干，因为气体都从裂缝中短路排出，造成滤饼不干，气耗又大。

(4)卸干滤饼要方便，快速，完全。

目前，工业生产上现有的过滤，洗涤与压干机有以下几大类。一大类是弹性皮膜挤压的卧式厢式压滤机；另一类为直立水平板式压滤机，也采用弹性皮膜挤压。此二类压滤机的滤饼干度很高，压干操作的能耗很低，但二类压滤机的共同弊病是由于采用滤布为滤材，过滤效率低，细颗粒穿漏严重，尤其，过滤起动阶段，会大量穿漏；另一大类是以滤布为滤材的连续真空带式过滤机，也由于采用滤布，过滤效率低，细颗粒大量穿漏，另外洗涤与滤饼脱水压干时，滤饼易产生裂缝，使洗涤效率下降。这三类过滤机的滤布使用寿命都相当短，一般只有几个月，每年滤材消耗量很大。还有一类是非过滤式的分离机，即卧式螺旋离心机，利用离心沉降原理进行超细粉体分离，生产能力大，但细颗粒分离效率仍不高，大量细颗粒无法被分离出来。最近十多年，一些刚性微孔管过滤机被用于超细粉体过滤，过滤效率很高，不仅对微米级粉体，对部分亚微米级粉体也有很高过滤效率。有些结构的这类过滤机，洗涤效率也相当高。但对一些亲水的细颗粒，吹气压干时易产生裂缝，滤饼干度无法提高。对某些特细颗粒，采用特殊措施，可以使滤饼干度大幅提高，但卸滤饼却非常困难。

本发明就是为了解决微米与亚微米级超细粉体的过滤，洗涤与压干而发明的一种对超细粉体过滤效率高，无细颗粒穿漏，不需循环过滤，对既细又亲液的超细粉体压干时不产生裂缝，粉体滤饼的干度大幅提高，对过滤机的粉体滤饼又能进行均匀的渗透性洗涤，使粉体滤饼洗涤效果满足工艺要求，对机内又干又结实的滤饼能快速高效排到过滤机外面的一种结构新型的间歇式过滤、洗涤、压干机。

发明内容

本发明提供一种间歇式操作的用于微米与亚微米级超细粉体的液固过滤、洗涤、压干，能快速，简便卸除大体积的干滤饼：清洗再生容易，辅助时间短，能耗与物耗低，整个装置耐各种酸腐蚀，耐各种有机溶剂，使用寿命很长的新型结构装置。

本发明主体为立式圆柱耐压容器，容器上端与下端均有法兰；上法兰上面用螺栓固定一块花板。花板上按不同图形排列，开不同直径或不同形状的孔；通过这些孔，在花板下方垂直安装许多刚性微孔过滤滤材(管或板)，这许多滤材都通过花板上的孔，固定在花板上，滤液引出管从花板上部引出。

根据对粉体滤饼的洗涤，再生，清洗等的要求，这些滤液引出管再组合成不同团组，将这些不同团组再同过滤机外面不同流体管线(如洗涤液进液，洗涤液出液，滤液出液，反吹气体进气，反洗水进水等)相连。

花板下面是一块可上下移动的推渣板，该板可以是金属板(外涂防腐塑料或橡胶)，也可以是刚性非金属板，推渣板上开一系列孔，其孔排列与孔形状与花板完全一样，所有刚性微孔滤材(管或板)都穿过推渣板，滤材与这些孔之间有一定间隙，使推渣板沿这些滤材上下移动。

花板上部中心，固定一立式油缸或气缸，缸轴通过花板与花板下的推渣板固定连接(花板中心与缸轴之间采用多个“O”形圈密封)。

圆柱形壳体内壁是一层弹性膜，所有膜表面均开无数个单向孔，供部分洗涤液通过此膜进入机体内对滤饼进行洗涤。

圆柱形壳体底部是一法兰，法兰与底盖之间通过“C型自封圈”密封。底盖与下部法兰之间采用“多钩式快开装置”压紧，或“错齿型快开装置”压紧，也可以采用“旋钩式快开装置”压紧。

底盖的开启与关闭采用气缸或油缸驱动。

底盖上安装两层弹性膜，上一层膜上开无数个单向孔，供进洗涤液；第二层为无孔弹性膜，通过压力水或压缩气体，供弹性膜向上膨胀，对机体内粉体滤饼进行最后挤压，使之干度达到最大值。

花板下面(推渣板上面)装一层弹性膜。膜上开无数个单向小孔，供进洗涤液。

往过滤机压送物料可采用气压，也可用隔膜泵(泵出口有稳压措施)，一般不宜用离心泵。

物料从底部法兰外周边处进入，进料口一般不少于4个，沿圆周均匀排列。

如果对某一粉体不需洗涤功能，只需过滤、压干与快速卸干滤饼功能，则筒体内壁、花板下面与底盖上面等三处的开无数个单向小孔的弹性膜都不安装。

附图说明

图1是本发明的超细粉体液固过滤、洗涤、压干机的结构示意图。图中1是底盖上挤压液(气)进口，2是底盖上洗涤液进口，3是进料液进口，4是筒体底部法兰，5是刚性微孔过滤管，6是圆柱形壳体，7是筒体内壁弹性膜，8是筒体上法兰，9是花板，10是刚性微孔管滤液出口，11是油缸轴，12是油缸，13是推渣板，14是花板下的弹性膜，15是筒体内壁洗涤液进口，16是下法兰压板，17是底盖上第一压板，18是底盖上第二压板，19是底盖，20是底盖上弹性膜，21是底盖上无孔挤压膜。

图1所示的结构示意图是本发明的标准结构。它由耐压圆柱形壳体6，上法兰8，下法兰4，花板9，推渣板13，底盖19等组成。花板9上固定一系列平行向下的刚性微孔过滤滤材5，该滤材外形一般为圆管形，也可以为四方形，三角形，矩形，或其他异形。这些滤材内部必须有高强度与高刚度的金属体支撑，使之在过滤与压干操作中不会被挤得弯曲变形。

花板9下面有一块可上下移动的推渣板13，推渣板13的中央与油缸12的活塞轴11连接，通过活塞轴11的向下移动，驱动推渣板13，可将机内已被压干的滤饼快速推出过滤机机体。

在花板9下面有一层弹性膜14，在筒体四周内壁有一层弹性膜7，在底部平板底盖19上也装有一层弹性膜20.这三处弹性膜的膜表面开有无数个小孔，这些小孔均是单向流动，当向膜一侧输进有一定压力的洗涤液，这些单向小孔被挤压推开，洗涤液向外，进入机体内的滤饼内对滤饼进行渗透式洗涤。

洗涤完成后，通过这三处的弹性膜，通入0.1～0.2MPa的干燥气体，将滤饼孔隙内残留的水分通过微孔滤材排走。

底盖平板上，在弹性膜20下面，另装一层无孔弹性膜21，往该膜下面输入压力气体或水，压力从0.2MPa慢慢向上升，使弹性膜21不断向上膨胀变形，挤压已被气体吹过的滤饼，使之进一步缩小体积达到挤压压干目的。

根据粉体的不同表面特性，气吹与挤压可交叉进行，也可同步进行，或以一种为主，另一种适当短时辅助。

图2为刚性微孔过滤管在筒体内部的排列图，按什么规则排列，可根据不同粉体的情况而定。

图3是刚性微孔矩形滤材在筒体内部的排列图，同理，按什么规则排列，完全取决于粉体物料的特性。

Claims (5)

1.一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机，其特征在于，过滤机外壳为圆柱形耐压容器，高径比为1∶1～2∶1，圆筒体顶部为一花板，花板上固定安装众多垂直平行向下的刚性微孔滤材，滤材可为圆管型、异形管型，宽度不大的矩形过滤板，宽度不大的异型板，所有管型或板型或其他异型滤材内部均有高强度与高刚度的金属支撑体，防止滤材被挤弯或被挤断；

所述机体上部的花板，其花板下面有一块刚性金属或刚性非金属板制成的推渣板，花板上部中心安装一个油缸或气缸，油缸或气缸中间的缸轴通过花板与推渣板相连接，缸轴与花板中心部位有密封圈，保持缸轴移动时液体不泄漏，推渣板可在机体内上下移动，移动距离根据物料特性而定，当推渣板向下移动时，机体内已被压干的粉体滤饼被推到机体下部，甚至要推到最低部位，方可将机体内干滤饼全部推出，某些特性的干滤饼，用推渣板只需往下推一定距离，再利用不低于0.6MPa的压缩气体从刚性微孔管内进行反吹，就可将机体内尚未排卸的干滤饼快速气推到机体外面；

所述的圆柱形筒体四周内壁安装一层可单向向机体内的滤饼层输入洗涤液的弹性薄层体，在上部花板下面与底部底盖上面也各有一层同类型弹性薄层体，这三处的弹性薄层体上部钻有无数小孔，这些小孔都是单向流通，洗涤滤饼时，从外输入洗涤液，就可对机体内的滤饼层进行静止渗透洗涤。

2.如权利要求1所述一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机，其特征在于，所述的机体花板上，不装封头，花板上有几十或上百个刚性微孔滤材引出管，根据对粉体滤饼的洗涤要求与反吹再生要求，可将这些引出管组成十几个或几十个引出管团组，根据洗涤液液流分布均匀原则，选几个团组作为洗涤进液，其他团组作为洗涤液出液；

反洗与再生时，全部团组均为反吹气或反吹液的进口。

3.如权利要求1所述一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机，其特征在于，所述的圆柱形机体下部是一个快开的大直径平板底盖，底盖上除有一层弹性薄层体作为洗涤液输入用，在该弹性薄层体下面还装有一层无孔的弹性薄层体；当超细粉体在机体内过滤、洗涤与吹气压干后，往该弹性薄层体输入压力水或压缩空气，使该弹性薄层体向上膨胀，将机体内已挤干或已吹干的粉体进一步进行挤压，使滤饼的干度进一步提高。

4.如权利要求1所述一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机，其特征在于，所述刚性微孔滤材，可以是，①刚性金属粉末或金属纤维烧结滤材，无机粉末或无机纤维烧结滤材，刚性或亚刚性高分子粉末或高分子纤维烧结滤材；②刚性金属，无机，高分子等粉末或纤维的粘结滤材；③刚性金属，无机高分子等粉末或纤维等先粘结后烧结滤材；④在刚性金属管或刚性高分子管上钻孔，然后在打孔管外表面缠绕多层金属丝形成的刚性微孔管；⑤在金属管或刚性高分子管打无数孔，然后在这一打孔中心管上垫了几百上千片环形金属片或环形高分子片，这些环形片上均有相当数量，高度只有几十微米的微凸块，将这几百环形片在中心打孔管上压紧，就形成垫片式刚性微孔管。

5.如权利要求1所述一种超细粉体液固过滤、洗涤、压干机，其特征在于，所述的圆柱形壳体下部的下法兰的几处圆周周边横向打孔将被过滤的料浆通过这些孔进入机体内，这些孔不少于4个，沿圆周均匀排列。