CN105617765A - 一种扇形滤板及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿山、化工等行业用的过滤机技术领域，尤其是涉及一种扇形滤板及其生产工艺。一种扇形滤板，结构中包括扇板、设置于扇板外表面的微过滤通孔，关键是：所述的扇板纵切面为回字型结构，在回字型结构中的两个对称侧板面上设置有沟槽，两个对称侧板面上的沟槽组合形成扇形滤板的中空流道。该扇形滤板由塑料粉末颗粒制成，其生产工艺为整体成型工艺，具有质量轻、不易开裂的优点。
Description
技术领域
本发明涉及矿山、化工等行业用的过滤机技术领域，尤其是涉及一种扇形滤板及其制备工艺。
背景技术
在矿山、化工等行业，广泛应用回转式陶瓷过滤机对物料进行固液分离。陶瓷过滤机上安装有扇形陶瓷滤板，通过具有微孔的陶瓷滤板实现固液分离。
市场上现有陶瓷过滤机上使用的扇形滤板，都是由陶瓷材料做成的。其陶瓷滤板的成型工艺一般都是预先用陶瓷材料和粘接剂等在压力机上压制成半块的扇形滤板毛坯，毛坯的一面为平面，是过滤部分；另一面中间有沟槽，是一半的流道部分。将毛坯放入窑炉中进行烧结成型后，形成基板，再将两个基板具有沟槽面部分涂上胶水相对粘接，形成具有中间流道、外侧具有两个过滤平面的扇形滤板。
现有陶瓷滤板的缺点：
1、重量大：陶瓷材料本身比重较大，由此材料生产的滤板重量较重；在安装、维修和运输时比较费劲。
2、能耗高：一台陶瓷过滤机上安装几十片陶瓷滤板，总重量达几吨。驱动电机的能耗高，不利于用户的节能要求。
3、脆性大，容易断裂：陶瓷材料本身的脆性大，所制作的滤板脆性也大，在实际运行中，如果遇到冲击，很容易造成滤板的断裂，使滤板报废。
4、粘接成型，容易开裂：陶瓷滤板是由两片陶瓷基板粘接成型的，在使用过程中容易产生胶粘面的开裂。特别是在滤板再生的情况下，在热酸性高温液体中浸泡，再用压缩空气反吹，极易造成陶瓷滤板的开裂，使滤板报废。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种扇形滤板及其制备工艺，该扇形滤板由塑料粉末颗粒制成，其制备工艺为整体成型工艺，具有质量轻、不易开裂的优点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种扇形滤板，结构中包括扇板、设置于扇板外表面的微过滤通孔，关键在于：所述的扇板为内设有空腔的一体式结构，其纵切面为“回”字型结构，在“回”字型结构中的两个对称竖板面上设置有沟槽、且在其横板面上设置有出液孔，两个对称竖板面上的沟槽组合并与出液孔配合形成扇形滤板的中空流道。
所述的扇板的原料中包含具有如下质量百分比关系的组分：
超高分子量聚乙烯70-95％；
三氧化二铝5-30％。
上述扇形滤板的制备工艺包括下述步骤：
A、备料
A1、将超高分子量聚乙烯与三氧化二铝以质量百分比为(70-95％)：(5-30％)进行混配；将混配后的物料装入高混机中混合均匀形成备用物料；
A2、制备与中空流道形状相同的型坯，备用；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、在平板上放入预先制作的型坯，之后在平板上安装具有扇形空腔的下框板，并将型坯置于扇形空腔中，其中，下框板的高度大于型坯的高度；
B2、将备用物料装入下框板的扇形空腔内；
B3、将带有扇形凸起的下盖板安装在下框板上，下盖板扇形凸起部分嵌入下框板的扇形空腔内，对备用物料进行压实成型，其中下盖板的扇形凸起部分还设置有第一通孔，在该通孔内装入备用物料后安装压头密封；
B4、将步骤B3装配好的模具进行翻转，使得平板处于上部；卸除平板，在下框板上安装具有扇形空腔的上框板；在上框板的扇形空腔内，装入备用物料；再将带有扇形凸起的上盖板安装在上框板上，上盖板扇形凸起部分嵌入上框板的扇形空腔内，对备用物料进行压实成型；其上盖板的扇形凸起部分还设置有第二通孔，在该通孔内装入备用物料后安装压头密封形成扇形滤板雏形；
C、后处理工序：将扇形滤板雏形进行烧结、定型，再拆除模具，之后在扇形滤板底部开设与中空流道连通的出液孔，最后取出型坯以形成扇形滤板成品。
所述的型坯的材料熔点低于备用物料的烧结温度，基于此结构，步骤C所述的取出型坯工序是借助对扇形滤板雏形进行烧结过程中将型坯烧失而实现的。
所述的型坯的材料熔点高于备用物料的烧结温度，基于此结构，步骤C所述的取出型坯工序是借助烧结完成后，将高熔点物料直接从出液孔中倒出实现的。
所述的步骤C中的烧结、定型工序步骤中包括：
C1、将扇形滤板雏形放入箱式炉中，温度为180-230℃，保温1-6小时；
C2、出炉，冷却。
所述的步骤C中的烧结、定型工序步骤中包括：
C11、将扇形滤板雏形放入压力机下，加压0.2-3Mpa，并将温度控制在180-230℃，保持0.3-4小时；
C12、出炉，冷却。
步骤B3中所述的第一通孔的数量≥2，步骤B4中所述的第二通孔的数量≥2。
步骤A1中高混机的转速为600-1200转/分钟。
步骤A1中混配物料在高混机内的混合时间为0.5-5分钟。
本发明的有益效果为：
本发明中使用高分子材质制备的扇形滤板，与陶瓷滤板相比，具有以下优点：
1、重量轻：本发明所涉及的塑料扇形滤板，主要是由塑料粉末烧结而成的，材料比重小，因而由此材料制作的扇形滤板重量轻，安装、维修方便，以前一个几十斤的陶瓷滤板，现在只有几斤重，重量缩小至十分之一；
2、能耗低：一台过滤机上需要安装几十片滤板，使用陶瓷滤板总重量达到几吨重，需要大功率的驱动电机，能耗很高，换成塑料制成的滤板总重量只有几百斤，重量轻，驱动电机能耗低，并且延长了电机的使用寿命；
3、韧性好，不易断裂：塑料材质柔韧性好，所制成的扇形滤板韧性好，抗冲击能力强，滤板不容易断裂；
4、整体成型，不易开裂：本发明所述的塑料扇形滤板，通过一次烧结成型工艺，整体烧结成型，没有粘接面，不会出现开裂情况。
5、在烧结时同时形成中空流道，不需要二次加工或后期粘接，工艺简洁，有效降低了生产成本。
附图说明
图1-1是本发明中扇形滤板的结构示意图。
图1-2是图1-1的A-A向剖面图。
图2是图1-1的仰视图。
图3是图1-1的横截面图。
图4是具体实施例1中步骤B1的装配示意图。
图5是图4的俯视图。
图6是具体实施例1中步骤B2的装配示意图。
图7是图6的俯视图。
图8是具体实施例1中步骤B4的装配示意图。
图10是具体实施例1中步骤B5的装配示意图。
图11是图10的俯视图。
图12是具体实施例1中步骤B6的装配示意图。
图14是具体实施例1中步骤B7的装配示意图。
图15是图14的俯视图。
图16是具体实施例1中步骤B9的装配示意图。
图18是具体实施例1中步骤B10的装配示意图。
图19是图18的俯视图。
图23是具体实施例6中B5的装配示意图。
图24是图23的俯视图。
图25是具体实施例6中B6的装配示意图。
图27是具体实施例6中B7的装配示意图。
图28是图27的俯视图。
图29是具体实施例6中B9的装配示意图。
图30是图29的俯视图。
图31是具体实施例6中B10的装配示意图。
图32是图31的俯视图。
附图中，1是竖板面，2是压头，3是出液孔，4是中空流道，5是沟槽，6是型坯，7是平板，8是下框板，9是下盖板，10是备用物料，11是上框板，12是上盖板，13是水冷却管道，14是加热棒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1-1、1-2、2、3所示，一种扇形滤板，具体结构为结构中包括扇板、设置于扇板外表面的微过滤通孔，所述的扇板为内设有空腔的一体式结构，其纵切面为“回”字型结构，在“回”字型结构中的两个对称竖板面1上设置有沟槽5、且在其横板面上设置有出液孔3，两个对称竖板面1上的沟槽5组合并与出液孔3配合形成扇形滤板的中空流道4。该扇形滤板原料配比按重量百分比计为：93％的超高分子量聚乙烯和7％的三氧化二铝。
该扇形滤板的工作原理为：以净化白水为例，扇形滤板在白水槽中缓慢转动，扇形滤板两侧侧面板1上设置有微过滤通孔，白水在真空吸力的作用下，经由侧面板1的微过滤通孔渗入扇形滤板的中空流道4，当扇形滤板转到一定角度时，渗透液在真空吸力作用下通过出液孔3流入收集管道中，再导出槽外到水池，而白水中体积大于侧面板1表面微过滤通孔孔径的物质则被截留在滤板的进液侧，成为浓缩液，从而实现了对白水的净化和分离处理。
制备该扇形滤板的工艺可分为以下10个实施例：
具体实施例1
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为70％的超高分子量聚乙烯粉末和30％的三氧化二铝粉末，装入转速为600转/分种的高混机中混合4分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点低于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、如图8所示，将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；
B5、如图10、图11所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图12所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图14、图15所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图16所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；
B10、如图18、图19所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放入箱式炉中；
C2、箱式炉升温至200℃，进行保温4小时；
C3、到达保温时间后，出炉冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
当升温温度大于型坯6的熔点时，备用物料10已初步成型，同时将型坯6烧失，形成扇形塑料滤板的中空流道4，具体参加附图1-1、1-2、2、3。
具体实施例2
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为93％的超高分子量聚乙烯粉末和7％的三氧化二铝粉末，装入转速为700转/分种的高混机中混合3分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点低于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、如图8所示，将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；
B5、如图10、图11所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图12所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图14、图15所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图16所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；
B10、如图18、图19所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放入箱式炉中；
C2、箱式炉升温至210℃，进行保温3小时；
C3、到达保温时间后，出炉冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
当升温温度大于型坯6的熔点时，备用物料10已初步成型，同时将型坯6烧失，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例3
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为95％的超高分子量聚乙烯粉末和5％的三氧化二铝粉末，装入转速为900转/分种的高混机中混合2分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点低于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、如图8所示，将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图10、图11所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图12所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图14、图15所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图16所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图18、图19所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放入箱式炉中；
C2、箱式炉升温至180℃，进行保温5小时；
C3、到达保温时间后，出炉冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
当升温温度大于型坯6的熔点时，备用物料10已初步成型，同时将型坯6烧失，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例4
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为85％的超高分子量聚乙烯粉末和15％的三氧化二铝粉末，装入转速为1000转/分种的高混机中混合5分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点温度高于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、如图8所示，将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图10、图11所示，在下盖板9的三个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上三个压头2；
B6、如图12所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图14、图15所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图16所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图18、图19所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上三个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放入箱式炉中；
C2、箱式炉升温至230℃，进行保温2小时；
C3、到达保温时间后，出炉冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
加热后的型坯6残留物从出液孔3中倒出，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例5
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为75％的超高分子量聚乙烯粉末和25％的三氧化二铝粉末，装入转速为1200转/分种的高混机中混合0.5分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点温度高于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、如图8所示，将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；
B5、如图10、图11所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图12所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图14、图15所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图16所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；
B10、如图18、图19所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放入箱式炉中；
C2、箱式炉升温至190℃，进行保温1小时；
C3、到达保温时间后，出炉冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
加热后的型坯6残留物从出液孔3中倒出，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例6
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为95％的超高分子量聚乙烯粉末和5％的三氧化二铝粉末，装入转速为1200转/分种的高混机中混合2分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点温度高于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图23、图24所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图25所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图27、图28所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图29、图30所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图31、图32所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放到压力机下，加压0.2Mpa；
C2、模具升温至180℃，加压保温0.3小时；
C3、到达保温时间后，加压冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
加热后的型坯6残留物从出液孔3中倒出，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例7
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为90％的超高分子量聚乙烯粉末和10％的三氧化二铝粉末，装入转速为1000转/分种的高混机中混合3分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点温度高于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图23、图24所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图25所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图27、图28所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图29、图30所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图31、图32所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放到压力机下，加压0.5Mpa；
C2、模具升温至230℃，加压保温4小时；
C3、到达保温时间后，加压冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
如图20至图22所示，加热后的型坯6残留物从出液孔3中倒出，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例8
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为80％的超高分子量聚乙烯粉末和20％的三氧化二铝粉末，装入转速为800转/分种的高混机中混合4分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点温度高于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图23、图24所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图25所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图27、图28所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图29、图30所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图31、图32所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放到压力机下，加压1Mpa；
C2、模具升温至210℃，加压保温2小时；
C3、到达保温时间后，加压冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
如图20至图22所示，加热后的型坯6残留物从出液孔3中倒出，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例9
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为85％的超高分子量聚乙烯粉末和25％的三氧化二铝粉末，装入转速为700转/分种的高混机中混合0.5分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点低于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图23、图24所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图25所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图27、图28所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图29、图30所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图31、图32所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放到压力机下，加压2Mpa；
C2、模具升温至190℃，加压保温3小时；
C3、到达保温时间后，加压冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
如图20至图22所示，当升温温度大于型坯6的熔点时，备用物料10已初步成型，同时将型坯6烧失，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
具体实施例10
A、备料
A1、将组分和含量以重量百分比为70％的超高分子量聚乙烯粉末和30％的三氧化二铝粉末，装入转速为600转/分种的高混机中混合5分钟后形成备用物料10，然后倒入盛料桶中备用；
A2、用熔点低于备用物料10烧结温度的材料制成型坯6备用，型坯6的形状与中空流道4形状一致；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、如图4、图5所示，在平板7上放入预先制作的型坯6；
B2、如图6、图7所示，在平板7上安装具有扇形空腔的下框板8，并将型坯6置于扇形空腔中，其中，下框板8的高度大于型坯6的高度；
B3、将混合好的备用物料10装入下框板8的扇形空腔内；
B4、将带有扇形凸起的下盖板9安装在下框板8上，下盖板9扇形凸起部分嵌入下框板8的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型；下盖板9内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B5、如图23、图24所示，在下盖板9的两个第一通孔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
B6、如图25所示，将步骤B5装配好的模具进行翻转，使得模具的平板7处于上部；
B7、如图27、图28所示，卸除模具的平板7，在下框板8上安装具有扇形空腔的上框板11；
B8、在上框板11的扇形空腔内，装入剩余的备用物料10；
B9、如图29、图30所示，将带有扇形凸起的上盖板12安装在上框板11上，上盖板12扇形凸起部分嵌入上框板11的扇形空腔内，对备用物料10进行压实成型，上盖板12内部安装有加热棒14和水冷却管道13；
B10、如图31、图32所示，在上盖板12的两个圆形空腔内装入少量备用物料10，再安装上两个压头2；
C、烧结工艺
C1、将步骤B10中模具放到压力机下，加压3Mpa；
C2、模具升温至200℃，加压保温1小时；
C3、到达保温时间后，加压冷却，拆除模具；
D、取出型坯6
如图20至图22所示，当升温温度大于型坯6的熔点时，备用物料10已初步成型，同时将型坯6烧失，形成扇形塑料滤板的中空流道4。
上述实施例中，实施例2为最佳技术方案，该生产工艺原料配比为：超高分子量聚乙烯重量百分比为93％，三氧化二铝重量百分比为7％，此时，三氧化二铝对提高超高分子量聚乙烯的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和拉伸强度效果最显著，并且生产出来的扇形滤板孔隙尺寸为最佳值。
备用物料10混合配置中高混机转速最佳值为700转/分种，混合时间最佳值为3分钟，此时超高分子量聚乙烯与三氧化二铝混合最为均匀，并且高混机中无颗粒、表面光滑、颜色均匀。
在烧结工艺中，箱式炉升温至210℃为最佳值，因为该加热温度小于备用物料10的熔点温度，并且大于其热变形温度，此时，超高分子量聚乙烯粉末颗粒之间、超高分子量聚乙烯粉末颗粒与三氧化二铝粉末之间相互局部粘连，粘连部分使得扇形滤板具有一定的强度和韧性；超高分子量聚乙烯粉末颗粒之间未粘连部分，则形成相互贯通的微孔结构，从而实现滤板的过滤功能。保温时间在3小时时，局部粘连效果最为显著，并且此状态时，扇形滤板的结构最为牢固。
该扇形滤板生产工艺的工作原理：将一种或几种塑料粉末，配上辅料，装入扇形模具中；将装有塑料粉末的模具加热到塑料粉末熔点以下、热变形温度以上的扩散温度点，通过自由烧结或加压烧结，使得模具中的塑料粉末颗粒之间、塑料粉末颗粒和辅料之间相互局部粘连，粘连部分使得扇形滤板具有一定的强度和韧性；塑料粉末之间未粘连部分，则形成相互贯通的微孔结构，形成滤板的过滤功能。再通过保温、降温工艺，形成了具有一定的强度和韧性的具有微孔结构的扇形滤板。
通过预填充材料，再在烧结时烧失或成型过程中取出预填充材料，形成中空流道4的工艺，制作整体成型的具有中空流道4的塑料扇形滤板。以上所述扇形滤板内部有中空流道4，形成滤板的内流道。其中中空流道4的成型工艺为：首先制作型坯6，型坯6选材的熔点低于混合材料烧结温度，或者型坯6选材的熔点温度高于混合材料烧结温度，型坯6的形状与中空流道形状一致；再将型坯6预先置于模具之中，将型坯6的上、下面及四周填充上述所述的塑料粉末，通过加热到烧结温度，将预填充的型坯6材料烧失或者在烧结、保温、冷却、成型过程中取出预填充的型坯6材料；进而形成空腔。通过以上所述工艺，即可制作出具有整体结构的、中空流道4的塑料扇形微孔滤板。
Claims (10)
1.一种扇形滤板，结构中包括扇板、设置于扇板外表面的微过滤通孔，其特征在于：所述的扇板为内设有空腔的一体式结构，其纵切面为“回”字型结构，在“回”字型结构中的两个对称竖板面(1)上设置有沟槽(5)、且在其横板面上设置有出液孔(3)，两个对称竖板面(1)上的沟槽(5)组合并与出液孔(3)配合形成扇形滤板的中空流道(4)。
2.根据权利要求1所述的扇形滤板，其特征在于：所述的扇板的原料中包含具有如下质量百分比关系的组分：
超高分子量聚乙烯70-95％；
三氧化二铝5-30％。
3.制备权利要求1所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括下述步骤：
A、备料
A1、将超高分子量聚乙烯与三氧化二铝以质量百分比为(70-95％)：(5-30％)进行混配；将混配后的物料装入高混机中混合均匀形成备用物料(10)；
A2、制备与中空流道(4)形状相同的型坯(6)，备用；
B、扇形滤板雏形的制备
B1、在平板(7)上放入预先制作的型坯(6)，之后在平板(7)上安装具有扇形空腔的下框板(8)，并将型坯(6)置于扇形空腔中，其中，下框板(8)的高度大于型坯(6)的高度；
B2、将备用物料(10)装入下框板(8)的扇形空腔内；
B3、将带有扇形凸起的下盖板(9)安装在下框板(8)上，下盖板(9)扇形凸起部分嵌入下框板(8)的扇形空腔内，对备用物料(10)进行压实成型，其中下盖板(9)的扇形凸起部分还设置有第一通孔，在该通孔内装入备用物料(10)后安装压头(2)密封；
B4、将步骤B3装配好的模具进行翻转，使得平板(7)处于上部；卸除平板(7)，在下框板(8)上安装具有扇形空腔的上框板(11)；在上框板(11)的扇形空腔内，装入备用物料(10)；再将带有扇形凸起的上盖板(12)安装在上框板(11)上，上盖板(12)扇形凸起部分嵌入上框板(11)的扇形空腔内，对备用物料(10)进行压实成型；其上盖板(12)的扇形凸起部分还设置有第二通孔，在该通孔内装入备用物料(10)后安装压头(2)密封形成扇形滤板雏形；
C、后处理工序：将扇形滤板雏形进行烧结、定型，再拆除模具，之后在扇形滤板底部开设与中空流道(4)连通的出液孔(3)，最后取出型坯(6)以形成扇形滤板成品。
4.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：所述的型坯(6)的材料熔点低于备用物料(10)的烧结温度，基于此结构，步骤C所述的取出型坯(6)工序是借助对扇形滤板雏形进行烧结过程中将型坯(6)烧失而实现的。
5.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：所述的型坯(6)的材料熔点高于备用物料(10)的烧结温度，基于此结构，步骤C所述的取出型坯(6)工序是借助烧结完成后，将高熔点物料直接从出液孔(3)中倒出实现的。
6.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：所述的步骤C中的烧结、定型工序步骤中包括：
C1、将扇形滤板雏形放入箱式炉中，温度为180-230℃，保温1-6小时；
C2、出炉，冷却。
7.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：所述的步骤C中的烧结、定型工序步骤中包括：
C11、将扇形滤板雏形放入压力机下，加压0.2-3Mpa，并将温度控制在180-230℃，保持0.3-4小时；
C12、出炉，冷却。
8.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：步骤B3中所述的第一通孔的数量≥2，步骤B4中所述的第二通孔的数量≥2。
9.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：步骤A1中高混机的转速为600-1200转/分钟。
10.根据权利要求3所述的扇形滤板的制备工艺，其特征在于：步骤A1中混配物料在高混机内的混合时间为0.5-5分钟。
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| CN101773748A (zh) * | 2010-03-13 | 2010-07-14 | 核工业烟台同兴实业有限公司 | 超高分子量聚乙烯过滤板制作工艺 |
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2016
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