CN106693551A - 高密集开槽式陶瓷过滤器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高密集开槽式陶瓷过滤器及其制造方法，本发明的陶瓷过滤器通过挤压成型方式制造而成，所述陶瓷过滤器包括：中空杆形结构的本体部，剖面形状呈圆形、三角形、四角形、多边形；头部，形成于所述本体部的上端，直径大于所述本体部的剖面直径，形成有与所述本体部相同的中空；以及密封部，形成于所述本体部的下端，用于密封所述本体部的下端中空。本发明使得用户按所需的长度形成本体部，从而过滤器的长度不受限制，并且，形成直径大于本体部直径的头部，从而在密集多个陶瓷过滤器时，形成空气流路来得以密集，因此可以扩大过滤活性面积，使过滤效率极大化。

Description

高密集开槽式陶瓷过滤器及其制造方法
技术领域
本发明涉及陶瓷过滤器，更详细地，涉及通过挤压成型来可自由地选择长度，且为了扩大接触面积而构成为高密集开槽式的陶瓷过滤器及其制造方法。
背景技术
随着工业的发展，在各产业工艺中产生的粉尘、煤烟、废气、烟气、挥发性有机化合物(Volatile organic chemicals：VOC's)等有害物质的弊害正在逐渐扩大。因此，为了防止释放这种污染物质，在一部分领域中使用高分子过滤器，但就高分子过滤器而言，存在耐热性、耐化学性、耐磨损性及耐燃性不高的问题。
即，对于聚酯而言，在150℃条件下引起收缩，即使对于耐热性优秀的聚四氟乙烯(PTFE，铁氟龙)而言，也仅具有最高250℃左右的耐热性，而使用工业用过滤器的工艺的氛围是同时发生粉尘和多种废气、水分的恶劣环境，因此，就聚酯、聚丙烯、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺、玻璃纤维等大部分高分子材料的无纺布过滤器而言，若通过喷气脉冲等方法来抖落粘在过滤器表面的粉尘，则随着粉尘自上而下落下，基于粉尘的过滤器的表面磨损变得严重，从而不仅破损过滤器，而且缩短过滤器的使用周期，若在各工业的燃烧工艺中产生火花，使过滤器燃烧，则过滤器燃烧过程中产生的火花会引起更大的火灾或在过滤器烧出窟窿，而在垃圾焚烧炉、锅炉、煤炭火力发电厂、煤炭气体复合发电的情况下，由于存在向空气中排放废气的危险，因此，存在与强化的环保法规反其道而行的问题。
因此，为了解决这种问题，不断研发了陶瓷过滤器，而陶瓷过滤器与高分子过滤器相比，具有耐热性、耐化学性、耐磨损性更加优秀的特征，尤其，耐热性优秀而无需在排气装置内设置额外的冷却装置等，因而具有可以节省设置费用及维护费用的优点。
就以往所研发的陶瓷过滤器而言，最普遍的方法为通常对利用了陶瓷纤维(Fiber)的管形态进行真空成型或压缩成型来使用，这虽然在过滤效率和排压特性方面优秀，但制造费用昂贵，在长时间使用时，陶瓷纤维的劣化导致过滤器的耐久性下降，从而不仅减少过滤效率，而且在重启过滤器时，因逆向喷射压缩空气而在抖落外壁的粉尘时，使陶瓷纤维受损，而当进行正常运行时，排气中包括所受损的所述陶瓷纤维来排出，从而存在引起第二次公害的问题。
并且，在制造工艺方面，对以往的陶瓷过滤器而言，制造以陶瓷粉末作为主要材料的浆料，并在活性炭纤维无纺布或毛毡(felt)担载所制造的所述浆料来制造中空结构的柱型成型物，而后，对所述成型物进行干燥和烧结来完成陶瓷过滤器，而通过这种制造方式来制造的陶瓷过滤器，因并未利用高压来进行压缩而使气孔的大小相对变大，因此，不仅无法过滤微细物质，而且因在陶瓷粉末浆料中担载无纺布或毛毡来卷绕的方式而使过滤器的长度受限，并且，为了扩大过滤器的长度，需要使无纺布或毛毡的宽度变大，使得用于担载它们的浆料罐的大小也要相同地进行扩张，因此，存在制造成本提高并效率下降的问题。
【现有技术文献】
韩国(KR)公开专利公报10-2007-0099884A
韩国(KR)授权专利公报10-0690573B1
韩国(KR)授权专利公报10-0623362B1
发明内容
为了解决如上所述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供可以选择挤压成型作为陶瓷过滤器的制造方式，来改善以往的纤维布方式中所存在的过滤器长度的局限性问题，使得用户可以制造所需长度的过滤器，并且，使陶瓷过滤器的形状呈能使与所要过滤的对象气体之间的接触面积最大化的高密集开槽式的形状，从而可以提高过滤效率的陶瓷过滤器及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明所提供的陶瓷过滤器是通过挤压成型方式制造而成，所述陶瓷过滤器包括：中空杆形结构的本体部100，剖面形状呈圆形、三角形、四角形、多边形；头部200，形成于所述本体部100的上端，直径大于所述本体部100的剖面直径，形成有与所述本体部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本体部100的下端，用于密封所述本体部100的下端中空。
并且，根据本发明的陶瓷过滤器的制造方法，其中所述陶瓷过滤器包括：中空杆形结构的本体部100，剖面形状呈圆形、三角形、四角形、多边形；头部200，形成于所述本体部100的上端，直径大于所述本体部100的剖面直径，形成有与所述本体部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本体部100的下端，用于密封所述本体部100的下端中空，其特征在于，所述陶瓷过滤器的制造方法包括：混合步骤S100，用于对陶瓷浆料进行混合；挤压成型步骤S200，以中空杆形的形状对经过所述混合步骤S100来混合的陶瓷浆料进行高压挤压成型；切割步骤S300，按所需的长度对通过所述挤压成型步骤S200被挤压成中空杆形的本体部100的形状物进行切割；第一次自然干燥步骤S400，对通过所述切割步骤S300被切割成所需长度的本体部100的形状物进行第一次自然干燥；第二次低温干燥步骤S500，利用选自100℃至200℃之间范围的温度对经过所述第一次自然干燥步骤S400来得到第一次自然干燥的本体部100的形状物进行第二次加热并实施干燥；第三次烧成步骤S600，在烧成炉中利用选自1100℃至1200℃之间范围的温度对经过所述第二次低温干燥步骤S500后得到干燥的本体部100的形状物进行烧成加工；组装步骤S700，利用陶瓷粘结剂，在经过所述第三次烧成步骤S600后得到烧成的本体部100的形状物接合头部200及密封部300；以及粘合加热步骤S800，在进行所述组装步骤S700后，为了增大陶瓷粘结剂的粘结性，利用选自100℃至200℃之间范围的温度进行追加性的加热。
如上所述的本发明具有如下效果：本发明的陶瓷过滤器适用挤压成型方式，使得用户按所需的长度形成所述本体部100，从而在过滤器的长度方面不受限制，并且，形成直径大于所述本体部100直径的头部200，从而在密集多个陶瓷过滤器时，形成空气流路来得以密集，而不是由各本体部100相紧贴，因此可以扩大过滤活性面积，使过滤效率极大化。
附图说明
图1为本发明实施例的高密集开槽式陶瓷过滤器的结构图。
图2为本发明实施例的高密集开槽式陶瓷过滤器的单一及多个密集使用示例图。
图3为放大示出本发明实施例的高密集开槽式陶瓷过滤器的空气流路及接触面积的示例图。
图4为示例性示出本发明实施例的高密集开槽式陶瓷过滤器的实际使用例的图。
图5为本发明实施例的陶瓷过滤器制造方法的顺序图。
具体实施方式
以下，参照本发明实施例的附图来进行说明，但这仅用于更加容易地理解本发明，本发明的范畴并不局限于此。
参照图1，本发明的陶瓷过滤器通过挤压成型方式制造而成，所述陶瓷过滤器的特征在于，包括：中空杆形结构的本体部100，剖面呈圆形、三角形、四角形、多边形的形状；头部200，形成于所述本体部100的上端，直径大于所述本体部100的剖面直径，形成有与所述本体部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本体部100的下端，用于密封所述本体部100的下端中空。
具体地，如图1所示，陶瓷过滤器大致包括本体部100、头部200及密封部300，对于所述本体部100而言，通过挤压成型方式形成为内部空心的中空杆形，并且，用户可以按所需的长度进行切割来使用。
这种按用户所需的长度所形成的本体部100，在上端和下端分别结合有头部200和密封部300，就所述头部200而言，具有直径大于所述本体部100的剖面直径的外周面，并形成与所述本体部的中空相一致的中空来与所述本体部100的上端相结合，就所述密封部300而言，具有与所述本体部100的剖面直径相同的直径，并与所述本体部100的下端相结合来密封处于开放状态的所述本体部100的下端。
此时，所述本体部100、头部200及密封部300通过相互接合来相结合，可以采用基于相互对应的突起及槽的块结合或基于陶瓷用粘结剂的粘结结合或块结合及粘结结合的混合使用，而在粘结结合及混合使用的情况下，在进行粘结后，通过进一步加热来强化粘结。
即，在块结合方式的情况下，在所述本体部100、头部200及密封部300的各自结合面形成有为了进行结合而相互吻合的突起及槽，并使这种突起和槽相互吻合来进行插入，从而可以相结合，而且在这种块结合中附加使用陶瓷粘结剂来进行混合，从而可以体现更强的结合。
接着，参照图2，本发明的陶瓷过滤器可以进行单一或多个密集使用，在使用多个所述陶瓷过滤器的情况下，以使各个陶瓷过滤器的头部200的侧面相接触的方式进行接合，来实施密集，通过仅使具有大于所述本体部100的直径的头部200的侧面相接触，从而在使多个陶瓷过滤器密集时，在本体部100与本体部100之间产生空间，而并非使各本体部100相紧贴，由此形成空气流路，从而在进行密集时，也可以进行顺畅的过滤，并且，如图3所示，使各个过滤面积极大化，从而具有提高过滤效率的效果。
并且，在所述多个密集使用的情况下，以使陶瓷过滤器中的相邻的各头部200的侧面相互接合的方式，利用陶瓷用粘结剂进行粘结，或者如图2所示，向形成有与所述本体部100的外径相对应的多个槽的密集固定托架400，从所述陶瓷过滤器的下端进行插入而固定于头部200。
并且，如上所述，在多个密集使用的情况下，如图2及图3所示，从上部观察时，以形成圆形、四角形、多边形的形状的方式排列并构成各陶瓷过滤器的形状，从而能够以与多种现场情况相匹配地进行制造。
即，如图4所示，在以密集的方式排列于相同空间的情况下，就本发明而言，在内部形成空气流路，且接触面积显著增大，而且由多个形成一个圆柱形状，与此相比，以往的圆筒形过滤器，未形成空气流路，呈简单的圆柱形状，接触面积与本发明相比显著小，从而过滤效率低下。
尤其，在本发明中，剖面呈扇形的形状，各个扇形柱形状的过滤器密集而从上端观察时构成圆形，由此与相同外径的单一圆形管形状相比，过滤面积扩大，形成多个可以使空气在内部流经的空气流路，从而带来过滤效率的极大化。
因此，基本上从如图2及图3的下端所观察到的一样，若一个过滤器的剖面呈90°角的扇形形状，则由四个过滤器可以形成一个圆来进行密集，除此之外，通过使扇形的角度呈锐角，从而可以由如六个、八个等多个扇形剖面的过滤器以形成一个圆筒形的方式配置，以此增大过滤效率。
接着，参照如下的表，本发明陶瓷过滤器的特征在于，包含20至40重量份的硅藻土、30至50重量份的二氧化硅、2至10重量份的铝硅酸盐矿物群、1至5重量份的硅酸钠、15至40重量份的气孔剂、2至10重量份的纤维素、5至15重量份的沸石。并且，本发明的陶瓷过滤器还可以包含5至15重量份的Cagalmatolith(Al2Si4O1OCOH)2。
<本发明的陶瓷过滤器的成分表>
这种所述气孔剂选自木粉、谷壳、炭粉、棕榈果皮粉，可以使用木粉、谷壳、炭粉、棕榈果皮粉中的一种以上混合物或单一种。
接着，参照图1及图5，在本发明陶瓷过滤器的制造方法中，所述陶瓷过滤器包括：中空杆形结构的本体部100，剖面呈圆形、三角形、四角形、多边形等形状；头部200，形成于所述本体部100的上端，直径大于所述本体部100的剖面直径，形成有与所述本体部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本体部100的下端，用于密封所述本体部100的下端中空，所述陶瓷过滤器的制造方法的特征在于，包括：混合步骤S100，用于对陶瓷浆料进行混合；挤压成型步骤S200，以中空杆形的形状对经过所述混合步骤S100来混合的陶瓷浆料进行高压挤压成型；切割步骤S300，按所需的长度对通过所述挤压成型步骤S200来被挤压为中空杆形的本体部100的形状物进行切割；第一次自然干燥步骤S400，对通过所述切割步骤S300来被切割为所需长度的本体部100的形状物进行第一次自然干燥；第二次低温干燥步骤S500，利用选自100℃至200℃之间范围的温度对经过所述第一次自然干燥步骤S400来得到第一次自然干燥的本体部100的形状物进行第二次加热并实施干燥；第三次烧成步骤S600，在烧成炉中利用选自1100℃至1200℃之间范围的温度对经过所述第二次低温干燥步骤S500后得到干燥的本体部100的形状物进行烧成加工；组装步骤S700，
利用陶瓷粘结剂，向经过所述第三次烧成步骤S600后得到烧成的本体部100的形状物接合头部200及密封部300；以及粘合加热步骤S800，在进行所述组装步骤S700后，为了增大陶瓷粘结剂的粘结性，利用选自100℃至200℃之间范围的温度进行追加性的加热。
具体地，如图5所示，首先经过用于对陶瓷浆料进行混合的混合步骤S100，而这种陶瓷浆料的成分如前述表所示，包含20至40重量份的硅藻土、30至50重量份的二氧化硅、2至10重量份的铝硅酸盐矿物群、1至5重量份的硅酸钠、15至40重量份的气孔剂、2至10重量份的纤维素、5至15重量份的沸石、5至15重量份的Cagalmatolith(Al2Si4O1OCOH)2，此时，所述气孔剂选自木粉、谷壳、炭粉、棕榈果皮粉，可以使用木粉、谷壳、炭粉、棕榈果皮粉中的一种以上混合物或单一种。
然后，执行挤压成型步骤S200，利用高压方式对通过所述混合步骤S100来混合有如上所述成分的陶瓷浆料进行挤压，从而形成中空杆结构的形状物。
在这种挤压成型步骤S200中成型的成型物，对陶瓷浆料施加高压来实现成型，因此，具有因陶瓷分子的密集度变高而使陶瓷气孔的大小变得微小且均有的优点，并且，由于按中空杆形对所述本体部100进行成型，因而可以根据陶瓷浆料的量来随意增加所述本体部100的长度，从而可以自由地形成用户所需的长度。
即，若现有的陶瓷过滤器的长度为1m左右，则通过本发明的制造方法来制造的陶瓷过滤器可以自由地形成2m、3m、4m乃至更长的长度。
因此，若以所需的长度挤压出挤压成型形状物，则经过进行切割的切割步骤S300来获得本体部100的形状物。
然后，经过对通过所述切割步骤S300来被切割为所需长度的本体部100的形状物进行第一次自然干燥的第一次自然干燥步骤S400来进行第一次干燥，并通过第二次低温干燥步骤S500来去除本体部100形状物的水分，在所述第二次低温干燥步骤S500中，利用选自100℃至200℃之间范围的温度对经过所述第一次自然干燥步骤S400来得到第一次自然干燥的本体部100的形状物进行第二次加热并实施干燥。
接着，经过第三次烧成步骤S600，在所述第三次烧成步骤S600，于烧成炉中利用选自1100℃至1200℃之间范围的温度对经过所述第二次低温干燥步骤S500后得到干燥的本体部100的形状物进行烧成加工，随着利用高温来进行烧成，陶瓷过滤器的粒子得到排列，并通过内部气孔材料的燃烧来形成气孔。
即，通过所述高压挤压、第一次干燥步骤、第二次干燥步骤及烧成加工来形成均匀且微小的气孔，从而提高过滤器的过滤效果及对微小粒子的过滤性能。
然后，执行利用陶瓷粘结剂向所述第三次烧成步骤S600后得到烧成的本体部100的形状物接合头部200及密封部300的组装步骤S700，此时，所述本体部100、头部200及密封部300通过相互接合来相结合，可以采用基于相互对应的突起及槽的块结合或基于陶瓷用粘结剂的粘结结合或块结合及粘结结合的混合使用。
即，在块结合方式的情况下，在所述本体部100、头部200及密封部300的各个结合面形成为了进行结合而相互吻合的突起及槽，通过使这种突起和槽相互配合来进行插入，从而可以相结合，而且在这种块结合中附加使用陶瓷粘结剂来进行混合，以此可以实现更强的结合。
这种按用户所需的长度制造而成的本体部100，在上端和下端分别结合头部200和密封部300，对于所述头部200而言，具有直径大于所述本体部100的剖面直径的外周面，并形成有与所述本体部的中空相一致的中空，从而与所述本体部100的上端相结合，对于所述密封部300而言，具有与所述本体部100的剖面直径相同的直径，并与所述本体部100的下端相结合，从而密封处于开放状态的所述本体部100的下端。
之后，执行粘合加热步骤S800，来强化陶瓷粘结剂的粘结性，从而可以获得各本体部100、头部200及密封部300的强大的结合力，在所述粘合加热步骤S800中，为了增大陶瓷粘结剂的粘结性，利用选自100℃至200℃之间范围的温度进行追加性的加热。
以上，虽然参照本发明实施例的附图来进行了说明，但只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可以基于所述内容来在本发明的范畴内进行各种应用及变形。

Claims (8)

1.一种陶瓷过滤器，通过挤压成型方式制造而成，所述陶瓷过滤器包括：
中空杆形结构的本体部(100)，剖面形状呈圆形、三角形、四角形或多边形；
头部(200)，形成于所述本体部(100)的上端，直径大于所述本体部(100)的剖面直径，形成有与所述本体部(100)相同的中空；以及
密封部(300)，形成于所述本体部(100)的下端，用于密封所述本体部(100)的下端中空。
2.根据权利要求1所述的陶瓷过滤器，其特征在于，所述陶瓷过滤器能够单个使用或多个密集使用，在使用多个所述陶瓷过滤器时，以使各个陶瓷过滤器的头部(200)的侧面相接触的方式进行接合而实施密集。
3.根据权利要求2所述的陶瓷过滤器，其特征在于，在密集使用多个所述陶瓷过滤器时，以使陶瓷过滤器中的各个相邻的头部(200)的侧面相互接合的方式利用陶瓷用粘结剂进行粘结，或者向形成有与所述本体部(100)的外径相匹配的多个槽的密集固定托架(400)，将所述陶瓷过滤器从其下端进行插入，从而使所述头部(200)固定于所述密集固定托架(400)。
4.根据权利要求1所述的陶瓷过滤器，其特征在于，所述本体部(100)、头部(200)和密封部(300)通过相互接合来相结合，能够采用基于相互对应的突起及槽的块结合或基于陶瓷用粘结剂的粘结结合或块结合及粘结结合的混合使用，当采用粘结结合及混合使用时，在进行粘结后，通过进一步施加热量来强化粘结。
5.根据权利要求1所述的陶瓷过滤器，其特征在于，所述本体部(100)、头部(200)和密封部(300)的剖面呈扇形形状，多个扇形柱形状的过滤器密集而从上端观察时构成圆形，由此与相同外径的单一圆形管形状相比，过滤面积扩大，形成多个能够使空气在内部流经的空气流路。
6.根据权利要求1所述的陶瓷过滤器，其特征在于，所述本体部(100)、头部(200)和密封部(300)通过如下混合物的烧成加工来形成，所述混合物包含20至40重量份的硅藻土、30至50重量份的二氧化硅、2至10重量份的铝硅酸盐矿物群、1至5重量份的硅酸钠、15至40重量份的气孔剂、2至10重量份的纤维素、5至15重量份的沸石以及5至15重量份的Cagalmatolith(Al2Si4O1OCOH)2。
7.根据权利要求6所述的陶瓷过滤器，其特征在于，所述气孔剂选自木粉、谷壳、炭粉、棕榈果皮粉，使用木粉、谷壳、炭粉、棕榈果皮粉中的一种以上混合物或单一种。
8.一种陶瓷过滤器的制造方法，
其中，所述陶瓷过滤器包括：
中空杆形结构的本体部(100)，剖面形状呈圆形、三角形、四角形或多边形；
头部(200)，形成于所述本体部(100)的上端，直径大于所述本体部(100)的剖面直径，形成有与所述本体部(100)相同的中空；以及
密封部(300)，形成于所述本体部(100)的下端，用于密封所述本体部(100)的下端中空，
其特征在于，所述陶瓷过滤器的制造方法包括：
混合步骤(S100)，用于对陶瓷浆料进行混合；
挤压成型步骤(S200)，以中空杆形的形状对经过所述混合步骤(S100)来混合的陶瓷浆料进行高压挤压成型；
切割步骤(S300)，按所需的长度对通过所述挤压成型步骤(S200)被挤压成中空杆形的本体部(100)的形状物进行切割；
第一次自然干燥步骤(S400)，对通过所述切割步骤(S300)被切割成所需长度的本体部(100)的形状物进行第一次自然干燥；
第二次低温干燥步骤(S500)，利用选自100℃至200℃之间范围的温度对经过所述第一次自然干燥步骤(S400)来得到第一次自然干燥的本体部(100)的形状物进行第二次加热并实施干燥；
第三次烧成步骤(S600)，在烧成炉中利用选自1100℃至1200℃之间范围的温度对经过所述第二次低温干燥步骤(S500)后得到干燥的本体部(100)的形状物进行烧成加工；
组装步骤(S700)，利用陶瓷粘结剂，在经过所述第三次烧成步骤(S600)后得到烧成的本体部(100)的形状物接合头部(200)及密封部(300)；以及
粘合加热步骤(S800)，在进行所述组装步骤(S700)后，为了增大陶瓷粘结剂的粘结性，利用选自100℃至200℃之间范围的温度进行进一步加热。
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