CN106139667A - 一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法及其装置，目的在于解决目前主要采用反洗方式提高流体的过滤效率，导致过滤设备的体积较大，过滤成本显著增高，具有一定局限性的问题。该方法中，首先将浆料注入带过滤介质的滤槽中，对滤槽中的浆料进行过滤；当滤槽中没有滤液流出时，停止过滤，刮去滤槽内的固体物，再向滤槽内继续注入浆料，并过滤，直至过滤完成。与现有方法采用反洗、动态过滤不同，本发明用逆向思维，通过刮去的方式，去除滤槽内的固体物，从而有效保证过滤的效率。本发明能够有效提高过滤效率，缩短过滤周期，尤其适用于中等规模粉末材料的过滤，大幅提升过滤效率，具有较好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及浆料过滤领域，尤其是粉末浆料过滤领域，具体为一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法及其装置。本发明能够适用于小规模粉末材料的过滤，大幅提升过滤效率，具有较好的效果。
背景技术
在中小规模实验过程中，通常需要对微纳米粉末浆料进行过滤。在过滤过程中，申请人发现，在过滤开始时，滤液的流出速度较快，过滤效率较高；但当滤液开始一段时间后，滤液流出速度减慢，过滤效率较低。在进行多个过滤处理时，过滤效率显得尤为重要。
为此，申请人检索了现有技术，查到如下相关资料。
中国专利CN200380107959.5公开了植物浆液的过滤，其公开一种两级过滤系统，用于处理纤维性的植物，特别是处理油籽料，例如榨油后的油菜籽片状粉末，以便使价值不高的纤维材料与价值高的水溶性物质和小的非结构性水不溶物质分离。该过滤系统接收植物浆液，并使该浆液通过第一级过滤器，该过滤器是叶轮式过滤器，它的作用是将浆液分离成滤出液和含水滞留物，然后在第二加压过滤装置或者离心机中进一步过滤该含水滞留物，以除去额外的水。小的非结构性不溶物被分离到滤出液中。该申请主要针对油籽料进行过滤分离，提取价值高的水溶性物质和小的非结构性水不溶物质，不能用于本发明。
中国专利CN201180013663.1公开了一种用于过滤流体的方法以及用于执行该方法的过滤设备，其中采用的反洗过滤设备由柱形罩壳、同轴地安装在其中的柱形的且穿孔的支撑体、过滤材料、支撑织物、以及位于其中的可移动的反洗装置构成，所述方法具有以下步骤：
a) 在所述支撑体的穿孔中构建滤饼，
b) 在滤饼处或在其中分离较细的颗粒或带有黏性的或可压缩的稠度的颗粒，
c) 在达到预定的过滤负荷或最大允许压差之后或在低于最小过滤液体积流量时反洗。
该申请通过反洗的方式，提高过滤流体的过滤效率，能够用于微纳米粉末浆料的过滤，具有较高的过滤效率。但该方式需要采用专用的反洗相关设备，导致过滤设备的体积极大增加，过滤成本显著增高，具有一定的局限性。
为此，迫切需要一种新的设备，以解决上述问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对目前主要采用反洗方式，提高流体的过滤效率，导致过滤设备的体积较大，过滤成本显著增高，具有一定局限性的问题，提供一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法及其装置。与现有方法采用反洗、动态过滤不同，本发明用逆向思维，通过刮去的方式，去除滤槽内的固体物，从而有效保证过滤的效率。本发明能够有效提高过滤效率，缩短过滤周期，提高过滤效率，尤其适用于小规模粉末材料的过滤，大幅提升过滤效率，具有较好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法，包括如下步骤：
（1）将浆料注入带过滤介质的滤槽中，对滤槽中的浆料进行过滤；
（2）浆料在过滤时，在滤槽内形成滤饼，当滤槽中没有滤液流出时，停止过滤，刮去滤槽内的固体物，再向滤槽内继续注入浆料，并过滤；
(3)重复步骤（2），直至过滤完成。
所述步骤（1）中，过滤方式为抽滤或压滤。
用于前述方法的装置，包括箱体、与箱体相配合的箱盖、固液挡板、过滤器、卸料挡板、进料装置、过滤装置、刮板，所述箱体和箱盖构成装置的主体，所述固液挡板设置在箱体内且固液挡板将箱体分割为滤液收集区、固体收集区，所述过滤器与卸料挡板活动相连构成过滤工作板，所述过滤工作板与箱盖之间构成工作区，所述过滤器位于滤液收集区上方，所述卸料挡板位于固体收集区上方；
所述主体上设置有进料口，所述进料口上设置有进料挡板且进料挡板能对进料口进行开闭，所述进料装置通过进料口与工作区相连且进料装置中的浆料能输送到工作区中过滤；
所述过滤装置能为工作区内的浆料提供过滤动力使浆料通过过滤器进行过滤；
所述刮板设置在工作区内，在卸料挡板开启后刮板能将过滤器上的固体物刮入固体收集区中。
所述进料装置包括浆料盛放装置、进料泵，所述浆料盛放装置通过管道与工作区相连，所述进料泵设置在浆料盛放装置与工作区相连的管道上且进料泵能将浆料盛放装置中的浆料泵入工作区内。
所述过滤装置为压滤装置，所述压滤装置包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管道与工作区相连且空气压缩机能对工作区中的浆料进行压滤。
所述过滤装置为抽滤装置，所述抽滤装置包括抽真空机，所述抽真空机通过管道与滤液收集区相连且抽真空机能对工作区中的浆料进行抽滤。
所述过滤器为玻璃砂芯或筛网。
针对前述问题，本发明提供一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法及其装置。如前所述，现有方法主要采用反洗方式，提高流体的过滤效率，导致过滤设备的体积较大，过滤成本显著增高，具有一定的局限性。本发明采用间歇式过滤，当粉末颗粒物（即固体物）积聚到预定厚度，快速移除并收集。该方法中，将浆料注入带过滤介质的滤槽中，对滤槽中的浆料进行过滤。浆料在过滤时，在滤槽内形成滤饼，当滤槽中没有滤液流出时，停止过滤，刮去滤槽内的固体物，再向滤槽内继续注入浆料，并过滤，直至过滤完成。其中，过滤方式为抽滤或压滤。
申请人研究发现，在超细粉体的过滤过程中，随着时间的增加，固体颗粒形成的滤饼逐渐增厚，流动阻力不断增大，导致在不变的压差下，过滤速率会逐渐降低。而限制滤饼的增加，可以维持较高的过滤速率。现有的动态过滤法使用较高循环的浆料平行流过过滤介质，以减少颗粒在介质表面的集聚，从而维持较高的过滤效率。然而，这种方法中颗粒物保留于流体介质中，对于颗粒物的富集和过滤效果并不好。而本发明中，采用逆向思维，通过刮去的方式，去除滤槽内的固体物，从而有效保证过滤的效率。
进一步，本发明提供用于前述方法的装置。该装置包括箱体、与箱体相配合的箱盖、固液挡板、过滤器、卸料挡板、进料装置、过滤装置、刮板。其中，箱体和箱盖构成装置的主体，固液挡板设置在箱体内且固液挡板将箱体分割为滤液收集区、固体收集区；过滤器与卸料挡板活动相连构成过滤工作板，过滤工作板与箱盖之间构成工作区，过滤工作板以固液挡板为支撑。过滤器位于滤液收集区上方，卸料挡板位于固体收集区上方。
进一步，主体上设置有进料口，进料口上设置有进料挡板，进料挡板能对进料口进行开闭；进料装置通过进料口与工作区相连，进料装置中的浆料能输送到工作区中过滤。过滤装置能为工作区内的浆料提供过滤动力，使浆料通过过滤器进行过滤。同时，刮板设置在工作区内，在卸料挡板开启后，刮板能将过滤器上的固体物刮入固体收集区中。
进料装置包括浆料盛放装置、进料泵，浆料盛放装置通过管道与工作区相连，进料泵设置在浆料盛放装置与工作区相连的管道上且进料泵能将浆料盛放装置中的浆料泵入工作区内。
进一步，过滤装置为压滤装置，压滤装置包括空气压缩机，空气压缩机通过管道与工作区相连且空气压缩机能对工作区中的浆料进行压滤。
以压滤装置为例。该装置工作时，首先打开进料挡板，进料泵能将浆料盛放装置中的浆料输送到工作区内，启动空气压缩机，实现对工作区内浆料的过滤。待过滤完成后，滤液停止流出，关闭空气压缩机；然后，打开卸料挡板，并用刮板将粉末颗粒刮入固体收集区；再将卸料挡板置于固体收集区上，再次注入浆料、过滤，直至过滤完成。
进一步，过滤装置为抽滤装置，抽滤装置包括抽真空机，抽真空机通过管道与滤液收集区相连且抽真空机能对工作区中的浆料进行抽滤。
进一步，过滤器为玻璃砂芯。玻璃砂芯可以为G2-G4玻璃砂芯。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为实施例1中装置的结构示意图。
图2为图1中箱体的俯视图。
图中标记:1为箱体，2、箱盖，3、固液挡板，4、过滤器，5、卸料挡板，6、进料口，7、进料挡板，8、进料泵，9、浆料盛放装置，10、刮板，11、空气压缩机，20、工作区，21、滤液收集区，22、固体收集区。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
本实施例采用压滤方式，进行过滤。本实施例采用的装置包括箱体、与箱体相配合的箱盖、固液挡板、过滤器、卸料挡板、进料装置、过滤装置、刮板。其中，箱体和箱盖构成装置的主体。
固液挡板设置在箱体内，且固液挡板将箱体分割为滤液收集区、固体收集区。过滤器与卸料挡板活动相连构成过滤工作板，过滤工作板与箱盖之间构成工作区，固液挡板能够为过滤工作板提供支撑，过滤器位于滤液收集区上方，卸料挡板位于固体收集区上方。
主体上设置有进料口，进料口上设置有进料挡板，且进料挡板能对进料口进行开闭，进料装置通过进料口与工作区相连且进料装置中的浆料能输送到工作区中过滤。过滤装置能为工作区内的浆料提供过滤动力使浆料通过过滤器进行过滤。
本实施例中，进料装置包括浆料盛放装置、进料泵，浆料盛放装置通过管道与工作区相连，进料泵设置在浆料盛放装置与工作区相连的管道上，且进料泵能将浆料盛放装置中的浆料泵入工作区内。
本实施例中，过滤装置采用压滤装置。压滤装置包括空气压缩机，空气压缩机通过管道与工作区相连且空气压缩机能对工作区中的浆料进行压滤。
同时，刮板设置在工作区内，在卸料挡板开启后刮板能将过滤器上的固体物刮入固体收集区中。本实施例中，过滤器可采用300×400mmG2-G4玻璃砂芯。
该装置工作时，进料口上的进料挡板打开，进料泵通过进料口将浆料盛放装置中平均粒径20微米固体粉末的浆料泵入工作区内，液体高度100mm停止进料；然后，进料挡板将进料口关闭，再启动空气压缩机，同时浆料通过过滤器进行压滤，滤液进入滤液收集区进行收集，而由于固体收集区上方设置有卸料挡板，因而滤液不会进入固体收集区中；当过滤器没有滤液流出时，关闭空气压缩机，打开卸料挡板，并通过刮板将固体粉末颗粒刮入固体收集区内；再将卸料挡板置于固体收集区上方，继续通入浆料、过滤，重复前述过程，直到过滤完成。
采用本发明的装置对微纳米粉末浆料进行过滤，1小时完成80升浆料的固液分离，获得液体60升，固体粉末20升。
同时，采用动态过滤法对相同配比、相同体积的浆料进行过滤，过滤时间为3.5h。
通过实验对比，能够看出，采用本发明能够显著提高过滤效率，尤其适用于小规模粉末材料的过滤。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (7)
1.一种提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将浆料注入带过滤介质的滤槽中，对滤槽中的浆料进行过滤；
（2）浆料在过滤时，在滤槽内形成滤饼，当滤槽中没有滤液流出时，停止过滤，刮去滤槽内的固体物，再向滤槽内继续注入浆料，并过滤；
(3)重复步骤（2），直至过滤完成。
2.根据权利要求1所述提升微纳米粉末浆料过滤效率的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，过滤方式为抽滤或压滤。
3.用于前述权利要求1或2所述方法的装置，包括箱体、与箱体相配合的箱盖、固液挡板、过滤器、卸料挡板、进料装置、过滤装置、刮板，所述箱体和箱盖构成装置的主体，所述固液挡板设置在箱体内且固液挡板将箱体分割为滤液收集区、固体收集区，所述过滤器与卸料挡板活动相连构成过滤工作板，所述过滤工作板与箱盖之间构成工作区，所述过滤器位于滤液收集区上方，所述卸料挡板位于固体收集区上方；
所述主体上设置有进料口，所述进料口上设置有进料挡板且进料挡板能对进料口进行开闭，所述进料装置通过进料口与工作区相连且进料装置中的浆料能输送到工作区中过滤；
所述过滤装置能为工作区内的浆料提供过滤动力使浆料通过过滤器进行过滤；
所述刮板设置在工作区内，在卸料挡板开启后刮板能将过滤器上的固体物刮入固体收集区中。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述进料装置包括浆料盛放装置、进料泵，所述浆料盛放装置通过管道与工作区相连，所述进料泵设置在浆料盛放装置与工作区相连的管道上且进料泵能将浆料盛放装置中的浆料泵入工作区内。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述过滤装置为压滤装置，所述压滤装置包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管道与工作区相连且空气压缩机能对工作区中的浆料进行压滤。
6.根据权利要求3或4或5所述的装置，其特征在于，所述过滤装置为抽滤装置，所述抽滤装置包括抽真空机，所述抽真空机通过管道与滤液收集区相连且抽真空机能对工作区中的浆料进行抽滤。
7.根据权利要求3或4或5或6所述的装置，其特征在于，所述过滤器为玻璃砂芯或筛网。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161123 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |