CN105396353B - 高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统 - Google Patents

Abstract

高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，包括阀门装置、进口连接器、出口连接器及若干个过滤室，若干个所述过滤室上部均设有出口，所有所述出口连通出口连接器，下部均设有入口，所述入口连通进口连接器；进口连接器设有进料口、出料口及与外界连通的排污口；所述进口连接器与阀门装置连接，所述阀门装置用于控制进口连接器进料口、出料口及排污口三者各自的启闭，当过滤室的入口和出口的压力差低于设定压差值时，阀门装置控制进料口连接出料口，过滤室运行过滤程序；当过滤室的入口压力高于或等于设定压差值时，阀门装置控制进料口连接排污口，过滤室运行反清洗程序，在清洗操作上减少了许多环节，也降低了人员在操作上的问题，节省时间、人力。

Description

高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统

技术领域

本发明涉及高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，属于高粘度熔体过滤装备技术领域。

背景技术

目前用在高温、高压、高粘度物料（如塑胶行业）过滤芯一般采用多层金属丝网折叠挤压加工成形后装配在一个多孔管的骨架上，再经多道工序制作而成。该结构一方面能够将展开面积最大化，在同样大的体积下最大延长过滤时间，并且具有良好的耐压性。但是随着过滤器逐渐往全自动方向发展，过滤装置的反清洗日益受到重视。而该装置的过滤网褶皱结构使得杂质进入后很难清洗，通常采用的煅烧法又容易烧坏过滤网，并且褶皱处的过滤网容易挤坏，易影响过滤精度；同时该易损件造价高，生产成本大。

发明内容

为了克服目前在高粘度熔体领域生产过程中遇到的过滤清理难题，本发明提供高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统。

高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，包括阀门装置、进口连接器、出口连接器及若干个过滤室，若干个所述过滤室上部均设有出口且下部均设有入口，所有所述出口连通出口连接器，所有所述入口连通进口连接器；所述进口连接器设有进料口、出料口及与外界连通的排污口；所述进口连接器与阀门装置连接，所述阀门装置用于控制进口连接器进料口、出料口及排污口三者各自的启闭，构成过滤室的入口和出口压力差低于设定的压差值，阀门装置控制进料口连接出料口，过滤室进行过滤的第一状态；及所述过滤室的入口和出口压力差高于或等于设定的压差值，阀门装置控制进料口连接排污口，过滤室进行反清洗的第二状态。

还包括控制器，所述过滤室出口与入口均设有压力检测装置，所述控制器连接压力检测装置与阀门装置，所述控制器根据压力检测装置传输的数据信息，控制阀门装置的状态切换。

所述阀门装置包括相互连接的阀杆驱动油缸与柱塞阀，所述柱塞阀包括柱塞杆，所述柱塞杆径向设有凹槽通道，构成阀杆驱动油缸驱动柱塞杆向上移动，进料口通过凹槽通道连通出料口的第一状态；与阀杆驱动油缸动柱塞杆向下移动，出料口通过凹槽通道连通排污口的第二状态；及阀杆驱动油缸驱动柱塞杆关闭进料口的第三状态。

所述进口连接器内设有环形通道。

所述过滤室包括过滤室筒体，所述过滤室筒体上套设若干个紧贴且交错排列的内导流盘与外导流盘，所述内导流盘或/和外导流盘的相对侧面设有凹槽且两者构成容纳过滤网的空腔，所述空腔周向密封并与过滤网外径构成密封配合，所述内导流盘的内径与外导流盘的外径均设有若干个与空腔相通的周向分布导流孔。

还包括支撑网，所述凹槽位于内导流盘两侧并与支撑网构成卡位配合。

所述内导流盘侧面设有若干个周向分布的内导流槽，所述内导流槽包括若干个相通的支流槽及汇流槽，所述汇流槽连接内导流盘内径的导流孔。

所述外导流盘侧面设有周向分布的若干个支撑架，所述支撑架与外径构成进水口。

所述出料芯轴包括横截面为多边形的多孔管，所述多孔管轴向设有中心通道且周向设有若干个通孔。

所述出料芯轴、内导流盘与外导流盘均采用不锈钢金属材质。

有益效果：对原有的过滤室的清洗流程进行改良，当过滤室的入口和出口压力差低于过滤室内设定的压差值时，阀门装置控制进口连接器的进料口与出料口连通，该系统处于正常过滤状态，在不断进行的过滤流程中，物料的杂质不断依附在过滤网上，使得物料的需要通过过滤网的所需压力要求越来越高，进而使得过滤室的入口压力逐渐增加而出口压力反而越来越低，当入口和出口的压力差达到设定的值时，阀门装置控制进口连接器的进料口与排污口连通，过滤室的入口压力迅速降低，使得过滤室内上部的出口压力大于下部的进口压力，已过滤的物料与过滤层上附着的杂质在内部压力差的作用下向下移动，进而从排污口排出；从而达到清洗的目的，而且在过滤室清洗的过程中不需把过滤室的密封盖打开，只需在机器上进行操作，即可让堵塞的滤芯进行清洗，在清洗操作上减少了许多环节，也降低了人员在操作上的问题，节省时间、人力；冲洗后的杂质物料可再排入原物料室内，进行再次过滤处理，解决了清洗过程中耗时，耗人工，耗能源等问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作原理图。

图3是出料芯轴的俯视结构图。

图4是过滤室的结构示意图。

图5是柱塞阀的工作示意图。

图6是内导流盘的结构示意图。

图7是外导流盘的结构示意图。

01进口连接器、02出口连接器、21进料口、22出料口、23排污口、03过滤室、04阀杆驱动油缸、05柱塞杆、06过滤室筒体、07出料芯轴、08内导流盘、09外导流盘、10过滤网、11支撑网。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如附图所述，过滤室03的出口压力为P2；过滤室03的入口压力为P1；两者的压力差为ΔP=P1-P2，本实施例中的设定压差值为过滤室03的最大耐压值。

高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，包括阀门装置、进口连接器01、出口连接器02及若干个过滤室03，若干个所述过滤室03上部均设有出口，所有所述出口连通出口连接器02，且其下部均设有入口，所有所述入口连通进口连接器01；所述进口连接器01设有进料口21、出料口22及与外界连通的排污口23；所述进口连接器01与阀门装置连接，所述阀门装置用于控制进口连接器01进料口21、出料口22及排污口23三者各自的启闭，当过滤室03的ΔP低于设定压差值时，阀门装置控制进料口21连接出料口22，过滤室03运行过滤程序；当过滤室03的ΔP高于或等于设定的压差值时，阀门装置控制进料口21连接排污口23，过滤室03运行反清洗程序。

对原有过滤室03的清洗流程进行改良，当过滤室03的入口压力P2低于过滤室03设定的压差值时，阀门装置控制进口连接器01的进料口21与出料口21连通，该系统处于正常过滤状态。在不断进行的过滤流程中，物料的杂质不断依附在过滤网10上，使得物料需要通过过滤网10的所需压力要求越来越高，进而使得过滤室03的入口压力P1逐渐增加而出口压力P2逐渐减小，当ΔP=P1-P2达到过滤室03设定压差值时，阀门装置控制进口连接器01的进料口21与排污口23连通，过滤室03的入口压力P1迅速降低，使得过滤室03内上部的出口压力P2大于下部的入口压力P1，已过滤的物料与过滤层上附着的杂质在内部压力差负ΔP的作用下向下移动，进而从排污口23排出；从而达到反清洗的目的，而且在过滤室03清洗的过程中不需把过滤室03的密封盖打开，只需在机器上进行操作，即可让堵塞的过滤网10进行清洗，在清洗操作上减少了许多环节，也降低了人员在操作上的问题，节省时间、人力；冲洗后的杂质物料可再排入原物料室内，进行再次过滤处理，解决了清洗过程中耗时，耗人工，耗能源等问题。

还包括控制器，所述的控制器连接过滤室03入口设有的压力检测装置及阀门装置，所述控制器根据压力检测装置传输的数据信息，控制阀门装置的状态切换。本实施例中的压力检测装置为压力传感器，压力传感器检测过滤室03的进口压力P1与出口压力P2，及进出口压力差ΔP= P1- P2的波动情况，便启动相应的控制程序，保证生产稳定地进行，设备在运行的初始阶段所有过滤室03都参与正常的过滤工作，当运行一段时间后随着过滤层上附着的杂质越来越多，物料通过过滤层的阻力将越来越大，在进口压力P1不变的情况下，将导致出口压力P2值下降，即ΔP= P1- P2值变大，当ΔP大到一定的时候会使过滤层遭到破坏，起不了过滤作用。

当过滤室03进出口压差达到设定压差值时，该信号将立即反馈到PLC控制中心（即控制器），主机经检测各项指标后将启动反冲洗程序，此时我们设置的第一个反洗过滤室03开始反洗运作，控制该过滤室03进口的柱塞杆05迅速向下移动，此时该过滤室03下部的进口与进口连接器01隔断然后与排污口23接通，过滤室03停止过滤工作，过滤室03内部的物料在滤后压力P2的作用下将滤后的杂质连同物料排出阀杆外部。

此时压力传感器监测到该过滤室03内的压力迅速下降，当这个反洗过滤室03内部的压力下降到我们设定的值P3时， 控制该过滤室03进料口21柱塞阀阀杆将快速向上移动到正好使过滤室03的进料口21处在既不进料也不出料的关闭状态的L3点的位置，此时过滤室03中的物料压力进行回升，即过滤系统完成了一个反冲洗脉冲，当过滤室03内的压力上升到滤后压力P2的数值时控制该过滤室03的柱塞阀再次快速打开，过滤室03再次瞬间进入反冲洗状态，即过滤室03进入了第二个反洗脉冲中。每当过滤室03完成一个反洗脉冲过滤室03里的过滤网10片都会产生一次震动，此时粘附在过滤网10上的杂质都会让滤后的物料在P2的作用下冲刷一次，每一个脉冲过程中都会有相应的粘在网上的杂质在P2的作用下脱离过滤层混入滤室中的物料中，经过n个脉冲反洗后，部分滤后的干净物料在P2的作用下通过过滤层将过滤室03内含有大量杂质的物料从柱塞阀处排出，此时控制进料口21的柱塞阀阀杆运行到上顶点L1的位置，这个过滤室03即完成了一次反洗程序并进入了工作状态。

接下来第二个过滤室03进入反洗程序，当所有过滤室03都完成一次反冲洗程序后主机开始检测各项指标是否在正常工作范围内，如在正常范围内系统侧进入生产状态，否则系统进入报警状态，如压差过大反洗无效等，此时只有更换新的过滤组件。

作为本实施例的另一种实施方式，当过滤室03内的ΔP值逐渐增大，将会对柱塞杆05产生压力，在该压力的作用下自动推动柱塞杆05向下移动，从而完成反清洗过程，该柱塞杆05设有弹性复位装置（如弹簧），再完成反清洗后，柱塞杆05将会恢复原状使过滤室03重新回到过滤程序。

所述柱塞阀包括柱塞杆05，所述柱塞杆05径向设有凹槽通道，当阀杆驱动油缸04驱动柱塞杆05向上移动时，进料口21通过凹槽通道连通出料口21处于正常的过滤状态；当阀杆驱动油缸04驱动柱塞杆05向下移动时，出料口21通过凹槽通道连通排污口23，处于反清洗的状态；当阀杆驱动油缸04驱动柱塞杆05关闭进料口21时，处于过滤室03进口增压的状态，便于各类状态的切换。

所述进口连接器01的进料口21与其他连接口之间设有环形通道，便于进口连接器01进料口21的均匀进料。

所述过滤室03包括过滤室筒体06，所述过滤室筒体06内设有出料芯轴07，所述出料芯轴07上套设有若干个紧贴配合的过滤组件，所述出料芯轴07与过滤组件之间密封以防止未过滤的物料直接流入出料芯轴07，所述过滤组件包括内导流盘08与外导流盘09，内导流盘08与外导流盘09按交错排列的秩序叠装在一起，过滤组件所占用体积小，而过滤面积大，空容积降到最小，减少物料过滤时停留时间，提高产品质量；所述内导流盘08与外导流盘09构成容纳过滤网10的空腔，将过滤网10平展的夹在两者之间，在过滤的同时确保了两者的密封性，滤除的杂质吸附在平面的过滤网10上，很容易进行清理，不象折波滤芯滤除的杂质吸附在波浪形的褶皱中，清理难度很大；所述内导流盘08的内径与外导流盘09的外径均设有周向分布的导流孔，物料先通过外导流盘09的外径导流孔释放大部分冲击力，再面对过滤网10，使得过滤网10与物料能够达到最大的过滤面积，适应高压状态下完美运行。

所述过滤室03包括过过滤室筒体06，所述过过滤室筒体06内设有出料芯轴07，所述出料芯轴07上套设若干个紧贴且交错排列的内导流盘08与外导流盘09，所述内导流盘08侧面设有凹槽，内导流盘08与外导流盘09构成容纳过滤网10的空腔，该空腔的周向（即在内导流盘08与外导流盘09的接触面处）密封，可以有效防止空腔内的物料从两者之间的接触面缝隙中直接与外界流通，避免未经过滤的物料与净化后的物料混合；所述空腔夹住过滤网10的外径使得过滤网10外径与空腔密封，将过滤网10平展的夹在内导流盘08与外导流盘09之间，在过滤的同时确保了两者的密封性，滤除的杂质吸附在平面的过滤网10上，很容易进行清理，不象折波滤芯滤除的杂质吸附在波浪形的褶皱中，清理难度很大；所述内导流盘08的内径与外导流盘09的外径均设有若干个与空腔相通的周向分布导流孔，物料先通过外导流盘09的导流孔释放大部分冲击力，再面对过滤网10，使得过滤网10与物料能够达到最大的过滤面积，并在高压状态下能完美运行。

还包括支撑网11，所述凹槽位于内导流盘08两侧并与支撑网11构成卡位配合。物料在净化过程中将会对过滤网10产生一定的冲击力，而支撑网11能够为过滤网10提供有效的支撑。该支撑网11结构增强了过滤网10的抗冲击强度，可以有效避免由于冲击过大而对过滤网10造成损害，使得过滤网10能承受10MPa的压力差，适合高粘高压的工况需求，同时在反清洗过程中也能有效避免过滤网10由于受到较大冲击而直接脱落。

本实施例中由于凹槽位于内导流盘08两侧，故所述内导流盘08周向分布的内导流槽位于凹槽的底壁，所述内导流槽包括若干个相通的支流槽及汇流槽，支流槽与汇流槽构成树枝分叉结构，其中支流槽为分叉枝体，而汇流槽为主干，所述汇流槽连接内导流盘08内径的导流孔，经过过滤网10后的净化物料，通过众多的支流槽汇流进入汇流槽，再通过汇流槽进入出料芯轴07内，保证净化物料流通的顺畅。

所述外导流盘09内径与外径之间设有周向分布的若干个支撑架，所述支撑架与外径构成进水口，便于物料的流通；在反清洗的过程中，附带将粘结在过滤网10上的杂质一起排出盘外。

所述出料芯轴07包括多孔管，所述多孔管轴向设有中心通道且周向设有若干个通孔，该通孔与中心通道相通，增大了过滤流量。

所述多孔管的横截面为多边形结构，使得内通孔流入的导流孔经过多孔管与过滤组件的间隙流入中心通道内，避免多孔管的通孔与内通孔由于错位导致流通不畅。本实施例采用的为正六边形结构，该结构加工更加简便，具有更强的稳定性。

所述出料芯轴07、内导流盘08与外导流盘09均采用不锈钢金属材质，能在350℃工况下安全运行，可以满足所有塑胶行业的过滤工艺。所述出料芯轴07还包括六角螺塞24，所述多孔管的对应碟片压板一侧设有螺纹孔，所述螺纹孔与六角螺塞24配合，固定碟片压板，使得避免固定碟片与过滤组件的脱落；并且保证物料有较好的流动性，在芯轴组件底部不形成死区

所述碟片压板与六角螺塞24之间设有密封圈12，增强了密封性。

过滤室03工作原理：

工作原理：

1过滤回路：

图1右侧过滤室03中物料是采用下进上出、外进内出的过滤工艺路线。需要过滤的高粘度物料熔体从过滤室03底部通道进入过滤室03内腔，在滤前压力P1的作用下，熔体通过外导流盘09外径的导流孔进入到外导流槽中，进而充满过滤室03中所有能到达的空间。由于外导流槽两侧面均设有支撑网11和过滤网10，此时一些大的颗粒和凝胶粒子就阻挡在过滤网10的另一边，没有杂质的物料将通过支撑网11和过滤网10流入到内导流盘08的内导流槽中。滤后的物料在经过过滤网10时会有一个压力差ΔP。因此滤后压力P2=P1-ΔP，滤后物料在P2的作用下从内导流盘08的内导流槽中流向导流孔，然后从导流孔流入到多孔管的表面上，最后再通过多孔管表面上的通孔流入到中心通道中，由于多孔管是装在过滤室03里，物料再从多孔管的中心通道流进过滤室03上部的出料端盖，然后从出料端盖的通道流出。此时整个过滤室03将行成一个完整的过滤回路。

2反清洗回路

与图1左侧过滤室03的反清洗路线正好与右侧的过滤路线相反，可对粘在过滤网10上的杂质进行在线反冲洗，以实现两种工艺路线的反复交替进行。具体的过滤原理为已过滤的高粘度物料熔体从过滤室03上部端盖通道进入多孔管芯轴的内部，在滤前压力P1的作用下，熔体将从多孔管的中心通道沿轴上的通孔流入到内导流盘08内径与出料芯轴2之间的空间里，然后再通过内导流盘08上的导流孔，充满每个内导流盘08的内导流槽中，由于内导流槽两侧面均设有支撑网11和过滤网10，此时一些大的颗粒和凝胶粒子在之前的过滤程序中阻挡在过滤网10的另一边，没有杂质的净化物料将通过支撑网11和过滤网10带动之前粘附在过滤网10中的颗粒和凝胶粒子流入到外导流槽中。净化物料在经过过滤网10时会有一个压力差ΔP，因此滤后压力P2=P1-ΔP。净化物料在P2的作用下从外导流盘09的外导流槽中流向边缘的导流孔，最后从导流孔中流出过滤组件，进入过滤室筒体1的内腔，然后从过滤室03底部通道流出。此时整个过滤室03就行成一个完整的反清洗回路。

Claims (8)

1.高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：包括阀门装置、进口连接器（01）、出口连接器（02）及若干个过滤室（03），若干个所述过滤室（03）上部均设有出口且下部均设有入口，所有所述出口连通出口连接器（02），所有所述入口连通进口连接器（01）；所述进口连接器（01）设有进料口（21）、出料口（22）及与外界连通的排污口（23）；所述进口连接器（01）与阀门装置连接，所述阀门装置用于控制进口连接器（01）进料口（21）、出料口（22）及排污口（23）三者各自的启闭，构成过滤室（03）的入口和出口压力差低于设定的压差值，阀门装置控制进料口（21）连接出料口（22），过滤室（03）进行过滤的第一状态；及所述过滤室（03）的入口和出口压力差高于或等于设定的压差值，阀门装置控制进料口（21）连接排污口（23），过滤室（03）进行反清洗的第二状态，还包括控制器，所述过滤室（03）出口与入口均设有压力检测装置，所述控制器连接压力检测装置与阀门装置，所述控制器根据压力检测装置传输的数据信息，控制阀门装置的状态切换，所述阀门装置包括相互连接的阀杆驱动油缸（04）与柱塞阀，所述柱塞阀包括柱塞杆（05），所述柱塞杆（05）径向设有凹槽通道，构成阀杆驱动油缸（04）驱动柱塞杆（05）向上移动，进料口（21）通过凹槽通道连通出料口（22）的第一状态；与阀杆驱动油缸（04）驱动柱塞杆（05）向下移动，出料口（22）通过凹槽通道连通排污口（23）的第二状态；及阀杆驱动油缸（04）驱动柱塞杆（05）关闭进料口（21）的第三状态。

2.如权利要求1所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：所述进口连接器（01）内设有环形通道。

3.如权利要求1所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：所述过滤室（03）包括过滤室筒体（06），所述过滤室筒体（06）上套设若干个紧贴且交错排列的内导流盘（08）与外导流盘（09），所述内导流盘（08）或/和外导流盘（09）的相对侧面设有凹槽且两者构成容纳过滤网（10）的空腔，所述空腔周向密封并与过滤网（10）外径构成密封配合，所述内导流盘（08）的内径与外导流盘（09）的外径均设有若干个与空腔相通的周向分布导流孔。

4.如权利要求3所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：还包括支撑网（11），所述凹槽位于内导流盘（08）两侧并与支撑网（11）构成卡位配合。

5.如权利要求3所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：所述内导流盘（08）侧面设有若干个周向分布的内导流槽，所述内导流槽包括若干个相通的支流槽及汇流槽，所述汇流槽连接内导流盘（08）内径的导流孔。

6.如权利要求3所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：所述外导流盘（09）侧面设有周向分布的若干个支撑架，所述支撑架与外径构成进水口。

7.如权利要求3所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：还包括出料芯轴，所述出料芯轴（07）包括横截面为多边形的多孔管，所述多孔管轴向设有中心通道且周向设有若干个通孔。

8.如权利要求7所述的高粘度物料全自动反冲洗粗过滤系统，其特征在于：所述出料芯轴（07）、内导流盘（08）与外导流盘（09）均采用不锈钢金属材质。