CN106621498A - 一种电磁控制导磁微球过滤部件及过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种电磁控制导磁微球过滤部件，包括管状壳体、进料部件和出料部件，所述进料部件和出料部件均连接于所述管状壳体的内部，所述进料部件、出料部件和所述管状壳体之间构成一半封闭空间；所述半封闭空间中填充有若干导磁微球，且所述管状壳体设有电磁部件。电磁部件通电后产生磁场，进而形成导磁微球聚集层，该导磁微球聚集层作为过滤介质使用具有耐用度高和成本低廉的优势。
Description
技术领域
本发明涉及液体过滤领域，具体涉及一种导磁微球过滤部件及过滤装置。
背景技术
过滤是在推动力的作用下，位于一侧的悬浮液(或含尘气)中的流体通过过滤介质的孔道向另一侧流动。颗粒则被截留，从而实现流体与颗粒的分离操作过程。无论采用何种过滤方式，过滤介质总是必须的，因此过滤介质是过滤操作的要素之一。
过滤介质的共性要求是多孔、理化性质稳定、耐用和可反复利用等。目前，过滤介质主要由以下几种。
织物介质，织物是非常常用的过滤介质。工业上称为滤布(网)，由天然纤维、玻璃纤维、合成纤维或者金属丝组织而成。可截留的最小颗粒视网孔大小而定，一般在几到几十微米的范围。
多空材料，制成片、板或管的各种多孔性固体材料，如素瓷、烧结金属和玻璃、多孔性塑料以及过滤和压紧的毡与棉等。此类介质较厚，孔道细，能截留1μm～3μm的微小颗粒。
固体颗粒床，由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成的床层，称为滤床。用做过滤介质使含少量悬浮物的液体澄清。
多孔膜，由特殊工艺合成的聚合物薄膜，最常见的是醋酸纤维膜与聚酰胺膜。膜过滤属精密过滤，可分离5nm的微粒。
目前，过滤介质在使用过程中面临液体和固体小颗粒的冲刷，使用一段时间后，过滤介质的过滤性能往往会明显下降。因此，进一步提高过滤介质的可靠性和耐用性、降低成本是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种耐用性高和成本低的电磁控制导磁微球过滤部件及过滤装置。
一种电磁控制导磁微球过滤部件，包括管状壳体、进料部件和出料部件，所述进料部件和出料部件均连接于所述管状壳体的内部，所述进料部件、出料部件和所述管状壳体之间构成一半封闭空间；所述半封闭空间中填充有若干导磁微球，且所述管状壳体还设有电磁部件。
本电磁控制导磁微球过滤部件可用于过滤含有固体颗粒或沉淀的液体。过滤液体时，先给电磁部件通电，使其产生磁场，然后导磁微球在磁场的作用下被聚集在一起，形成导磁微球聚集层；导磁微球聚集层的导磁微球之间具有微小的缝隙，其可以阻挡尺寸大于缝隙的固体颗粒或沉淀，而让液体物质和其它小颗粒通过，因此本导磁微球聚集层能起到过滤液体的作用。无需过滤时，将电磁部件断电，由于没有磁场存在，导磁微球则会处于杂散状态，这便于用水冲洗导磁微球，避免了传统过滤介质的内部区域难以被冲洗干净的缺点。另外，每次给电磁部件通电，导磁微球都能重新紧密结合，导磁微球间的缝隙几乎不因本部件的使用次数和时间而明显改变，这避免了传统过滤介质因固体颗粒冲刷而导致的滤孔变大或者滤孔堵塞的缺点，因此提高了过滤介质的耐用性。此外，导磁微球和电磁部件的成本低廉，通过调节电磁部件导通电流的大小，便能对导磁微球聚集层的结合牢固程度进行调节，以承受不同流速液体的冲击。
进一步地，所述进料部件和出料部件可拆卸式连接于所述管状壳体。拆下进料部件或者出料部件后，可取出导磁微球，然后用化学(比如洗涤剂、酸、碱、有机溶剂等)、机械(比如搓揉等)、超声波等方法深度清洗导磁微球。
进一步地，所述导磁微球是由纯铁、硅钢或者坡莫合金材料等可磁化材料制成的微球；所述导磁微球的直径在1μm～3mm之间。由纯铁、硅钢或者坡莫合金等可磁化材料所制成的微球，在磁场作用下可被聚集在一起；所用导磁微球的直径越小，则导磁微球之间的缝隙越小，进而可滤掉的固体或沉淀的尺寸也越小，因此可根据所需的过滤条件选择相应直径的导磁微球。
进一步地，所述导磁微球外包覆有防腐保护层。防腐保护层能防止导磁微球被过滤原料所腐蚀，从而延长导磁微球的使用寿命。
进一步地，所述电磁部件包括电磁线圈和管状铁芯；所述电磁线圈绕制于所述管状铁芯，所述管状铁芯与所述管状壳体连接。管状铁芯能增强电磁线圈所产生的磁场，以便导磁微球结合得更加牢固，且电磁线圈和管状铁芯所构成的电磁部件结构简单、成本低廉。
进一步地，在所述管状壳体进料端的侧壁开设第一通孔，所述第一通孔处设有进料阀；在所述管状壳体的出料端的侧壁开设第二通孔，所述第二通孔处设有出料阀；所述管状壳体进料端的端口处还设置有排杂质阀。所述进料阀和出料阀开启后，液体能流过电磁控制导磁微球过滤部件，以进行过滤；所述进料阀和出料阀关闭后，液体不能流过电磁控制导磁微球过滤部件，以终止过滤。打开所述排杂质阀后，可将被导磁微球聚集层截留固体物质排出。
进一步地，所述进料阀、所述排杂质阀和所述出料阀均为电磁阀。将上述阀门设置为电磁阀，能便于阀门的打开和关闭，进而便于控制过滤的开始、终止以及被导磁微球聚集层截留固体物质的清理。
进一步地，所述管状壳体的出料端的侧壁开设第三通孔，所述第三通孔处设有反吹气嘴。给所述反吹气嘴通入压缩气体，能吹出被导磁微球聚集层截留固体物质，这有利于被截留固体的快速、高效清理。
另外，本发明还提供了一种过滤装置，包括料桶、位于料桶内的挤料螺杆、与所述挤料螺杆连接的传动支撑机构、与所述传动机支撑机构连接的驱动电机以及若干本发明所述的电磁控制导磁微球过滤部件；所述电磁控制导磁微球过滤部件的进料端与所述料桶连通。
本装置能用于液体的过滤处理，还能用于半固体(如泥浆等)的脱水处理。用于半固体的脱水处理时，先加入半固体原料，然后挤料螺杆的旋转推动半固体原料在料桶内移动，同时半固体原料会进入与料桶连通的导磁微球过滤部件内，进而被导磁微球过滤部件脱水。本过滤装置安装有本发明所述的电磁控制导磁微球过滤部件，因此本过滤装置有耐用性高、成本低廉的优势。
进一步地，所述料桶的两端分别设有进料口和出料口；所述过滤装置还设有进料斗，所述的进料斗与所述料桶的进料口连通；所述出料口还设有节流开口。待过滤原料从进料口进入，过滤后的固体从出料口排出，过滤后的液体从电磁控制导磁微球过滤部件的出料端排出；进料斗能便于使用者添加待过滤原料；将本装置用于半固体脱水时，节流开口可调控半固体被脱水的程度。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明的电磁控制导磁微球过滤部件的示意图。
图2是本发明的过滤装置的示意图。
符号说明
1：管状壳体；11：第一通孔；111：进料电磁阀；121：排杂质电磁阀
13：第二通孔；131：出料电磁阀；14：第三通孔；141：反吹气嘴
151：电磁阀；16：通孔；161：反吹气嘴；2：出料部件
3：进料部件；4：铁球；5：电磁线圈；10：料桶
20：进料口；201：进料斗；30：出料口；40：挤料螺杆
50：传动支撑机构；60：驱动电机
具体实施方式
实施例1
请参阅图1，图1为本实施例的电磁控制导磁微球过滤部件的示意图。本实施例的电磁控制导磁微球过滤部件，包括管状壳体1、出料部件2、进料部件3、若干直径为2mm的铁球4和电磁线圈5。所述出料部件2和进料部件3均可拆卸式连接于所述管状壳体1的内部，所述出料部件2、进料部件3和所述管状壳体1构成一半封闭空间。所述半封闭空间中填充有若干直径为2mm的铁球4，且所述管状壳体1还绕制电磁线圈5。
过滤时，先给电磁线圈5通电以产生磁场，磁场使得铁球4形成铁球聚集层，所述铁球聚集层的铁球4之间具有一定缝隙；然后让待过滤的液体流过铁球聚集层，即可实现液体的过滤。
所述管状壳体1的进料端的侧壁开设第一通孔11，所述第一通孔11处安装有进料电磁阀111。所述管状壳体1的进料端的端口处安装有排杂质电磁阀121。
所述管状壳体1的出料端的侧壁开设第二通孔13和第三通孔14。所述第二通孔13处安装有出料电磁阀131，所述第三通孔14处安装有反吹气嘴141，所述管状壳体1的出料端的端口被密封。
以下详细说明本电磁控制导磁微球过滤部件的工作原理：
过滤时，先给电磁线圈5通电以产生磁场，铁球4在磁场作用下形成铁球聚集层。关闭排杂质电磁阀121，打开进料电磁阀111和出料电磁阀131，将含固体颗粒的液体从进料电磁阀111通入本电磁控制导磁微球过滤部件，经铁球聚集层过滤后的液体从出料电磁阀131排出。
过滤一段时间后，将进料电磁阀111和出料电磁阀131关闭，打开排杂质电磁阀121，再将压缩空气由反吹气嘴141通入，从而将铁球聚集层拦截的固体杂质吹出，并通过排杂质电磁阀121排出外部。然后，关闭排杂质电磁阀121，打开进料电磁阀111和出料电磁阀131，继续过滤液体。
电磁控制导磁微球过滤部件使用一段时间后，导磁微球会附着一些顽垢，而通过反吹气嘴反吹气体不能起到清除顽垢的作用。这时须卸下出料部件或者进料部件，取出导磁微球，然后用化学(比如洗涤剂、酸、碱、有机溶剂等)、机械(比如搓揉等)、超声波等方法深度清洗。
需指出的是，实际使用本电磁控制导磁微球过滤部件进行过滤时，可采取分级过滤的方式，即让待过滤的液体依次通过多个本过滤部件进行过滤，且每个电磁控制导磁微球过滤部件的导磁微球的直径依次减小。比如，让待过滤液体依次通过导磁微球直径为2mm、1mm、0.5mm和0.1mm的电磁控制导磁微球过滤部件。将带过滤液体进行分级过滤，可提高过滤的效率。
相对于现有技术，本电磁控制导磁微球过滤部件的成本低廉，简单控制电磁线圈的通电、断电便可控制铁球的聚集、散开；通过调节电磁线圈导通电流的大小，便能对导磁微球聚集层的结合牢固程度进行调节，以承受不同流速液体的冲击。每次通电，铁球都能重新紧密结合，因此铁球聚集层的缝隙几乎不受使用次数和时间的影响，这提高了过滤介质的可靠性高和耐用性高。此外，电磁线圈断电后，铁球处于分散状态，这便于对各个铁球进行全方位冲洗；进而还可取出导磁微球，用化学(比如洗涤剂、酸、碱、有机溶剂等)、机械(比如搓揉等)、超声波等方法深度清洗导磁微球。
实施例2
请参阅图2，图2为本实施例的过滤装置示意图。本实施例的过滤装置，包括料桶10、分别位于所述料桶10两端的进料口20和出料口30、与所述进料口20连通的进料斗201，位于所述料桶10内的挤料螺杆40、与所述挤料螺杆40连接的传动支撑机构50、与所述传动机支撑机构50连接的驱动电机60以及若干本发明的电磁控制导磁微球过滤部件；所述电磁控制导磁微球过滤部件的进料端与所述料桶10连通。
本装置能用于液体的过滤处理，还能用于半固体(如泥浆等)的脱水处理。用于半固体的脱水处理时，先给电磁线圈5和减速电机60通电，然后挤料螺杆40旋转迫使半固体原料不断往出料口30运动，在该运动过程中，半固体原料被电磁控制导磁微球过滤部件脱水。
本实施例中电磁控制导磁微球过滤部件，包括管状壳体1、出料部件2、进料部件3、若干直径为1mm的铁球4和电磁线圈5。所述出料部件2和进料部件3均可拆卸式连接于所述管状壳体1的内部，所述出料部件2、进料部件3和所述管状壳体1构成一半封闭空间。所述半封闭空间中填充有直径为1mm的铁球4，且所述管状壳体1还绕制电磁线圈5。
另外，本实施例中电磁控制导磁微球过滤部件的出料端设有电磁阀151。电磁控制导磁微球过滤部件的出料端的侧壁开设一通孔16，所述通孔16处设有反吹气嘴161。
以下详细说明本过滤装置用于半固体脱水时的工作原理：
首先依次给电磁线圈5通电、打开电磁阀151、给减速电机60通电，然后从进料斗201加入半固体原料。半固体原料在挤料螺杆40旋转的作用下，被不断挤往出料口30，在该过程中，半固体原料同时被铁球聚集层脱水。脱水后的固体经出料口30排出，水分经电磁阀151排出。
每隔一定时间，关闭电磁阀151数秒，然后从反吹气嘴161通入压缩空气，将堵塞在铁球聚集层的固体吹出，以保障铁球聚集层的脱水能力。然后再打开电磁阀151，以继续给半固体原料脱水。
本过滤装置使用一段时间后，导磁微球会附着一些顽垢，而通过反吹气嘴反吹气体不能起到清除顽垢的作用。这时须卸下出料部件或者进料部件，取出导磁微球，然后用化学(比如洗涤剂、酸、碱、有机溶剂等)、机械(比如搓揉等)、超声波等方法深度清洗。
相对于现有技术，本过滤装置配备有本发明所述的电磁控制导磁微球过滤部件，因此本过滤装置有耐用性高、成本低廉的优势。另外，反吹气嘴能吹出堵塞在铁球聚集层的固体，进而还可取出导磁微球，用化学(比如洗涤剂、酸、碱、有机溶剂等)、机械(比如搓揉等)、超声波等方法深度清洗导磁微球，以保障过滤装置的脱水效率。本实施例还可在出料口设置节流部件，比如节流开口，通过调节节流开口的大小，可调控半固体被脱水的程度。节流开口开启越小，则料桶内的半固体产生的压力越大，半固体因此受到的挤压也越严重，进而被固体被脱水的程度越高，但相应地装置的机械损耗也越大。
需指出的是，实施例1和实施例2中的电磁线圈也可绕制于管状铁芯，管状铁芯与管状壳体连接，管状铁芯能使电磁线圈所产生的磁场增强，以便导磁微球结合得更加牢固。另外，铁球也可用其它材质的导磁微球代替，比如硅钢球或者坡莫合金球等。此外，为了防止导磁微球被所过滤的液体所腐蚀，可以给磁微球包覆防腐保护层，比如给导磁微球电镀金等。根据所需过滤固体颗粒的大小，导磁微球的直径可在1μm～3mm之间选择。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电磁控制导磁微球过滤部件，包括管状壳体、进料部件和出料部件，所述进料部件和所述出料部件均连接于所述管状壳体的内部，所述进料部件、出料部件和所述管状壳体之间构成一半封闭空间，其特征在于：所述半封闭空间中填充有若干导磁微球，且所述管状壳体还设有电磁部件。
2.根据权利要求1所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：所述进料部件和所述出料部件可拆卸式连接于所述管状壳体。
3.根据权利要求1所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：所述导磁微球是由纯铁、硅钢或者坡莫合金材料制成的微球；所述导磁微球的直径在1μm～3mm之间。
4.根据权利要求1所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：所述导磁微球外包覆有防腐保护层。
5.根据权利要求1所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：所述电磁部件包括电磁线圈和管状铁芯；所述电磁线圈绕制于所述管状铁芯，所述管状铁芯与所述管状壳体连接。
6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：在所述管状壳体进料端的侧壁开设第一通孔，所述第一通孔处设有进料阀；在所述管状壳体的出料端的侧壁开设第二通孔，所述第二通孔处设有出料阀；所述管状壳体进料端的端口处还设置有排杂质阀。
7.根据权利要求6所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：所述进料阀、所述排杂质阀和所述出料阀均为电磁阀。
8.根据权利要求6所述的电磁控制导磁微球过滤部件，其特征在于：所述管状壳体的出料端的侧壁开设第三通孔，所述第三通孔处设有反吹气嘴。
9.一种过滤装置，其特征在于：包括料桶、位于所述料桶内的挤料螺杆、与所述挤料螺杆连接的传动支撑机构、与所述传动机支撑机构连接的驱动电机以及若干个权利要求1-8中任意一项权利要求所述的电磁控制导磁微球过滤部件，所述电磁控制导磁微球过滤部件的进料端与所述料桶连通。
10.根据权利要求9所述的过滤装置，其特征在于：所述料桶的两端分别设有进料口和出料口；所述过滤装置还设有进料斗，所述进料斗与所述料桶的进料口连通；所述出料口还设有节流开口。
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