CN107344145B - 离心过滤机及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离心过滤机及其操作方法,所述离心过滤机包含一离心转筒以及一旋转过滤器。旋转过滤器是可转动地设置于容置空间中,并包含一过滤器本体以及一滤液排出管,过滤器本体具有一过滤筒,过滤筒围构出一滤液收集空间;滤液排出管是连通于滤液收集空间。其中,通过该离心转筒与该旋转过滤器其中至少一者转动,使该原料液受到带动而产生涡流,进而使该原料液因离心力而形成一甩向该离心转筒的重相流体与一逼近该过滤筒的轻相流体,并使该轻相流体经过该过滤筒的过滤而于该滤液收集空间产生一滤液,使该滤液经由该滤液排出管排出该离心过滤机。本发明利用颗粒与滤液运动方向相反的过滤方式,能有效达到较高的过滤速度,延缓滤材结垢。
Description
技术领域
本发明是关于一种离心过滤机,尤指一种利用离心转筒或旋转过滤器的转动来产生离心力,使原料液离心分离出轻相流体与重相流体的离心过滤机及其操作方法。
背景技术
离心及过滤技术广泛地应用在石化、冶金、化工、生物、食品、能源、机械、电力、煤炭、酒类、纺织、制药、卫生等产业领域中。常用的离心设备是对于固-液、液-液、液-液-固、固-液-液相进行分离(“液”在此广义地指流体,其包含液相及气相)的装置,其应用领域主要有脱水、澄清、分级、浓缩及分离等。
一般而言,离心过滤是使悬浮溶液在离心力作用下,通过滤材,使得固体颗粒截留在滤材上,不断堆积成滤饼,液体通过滤饼层和过滤材过滤成为滤液。此类常见的离心/过滤机有三足式、平板式、上悬式、旁滤式、刮刀卸料、活塞推料、螺旋卸料、离心力卸料、震动卸料、进动卸料、翻袋卸料等型式,这些离心机或过滤机的详细构造及原理可参考“工业离心机和过滤机选用手册”一书(ISBN 978-7-122-18787-1,其全文以参照方式在此并入)。
然而,对于粒子粒径较为严苛的工业标准中,欲分离出较小的粒子,往往需较大的离心力以及较密的滤材,而小粒子极易堵塞滤材造成后续离心分离、过滤的困难,因而须经常地暂停操作来清洗滤材及/或淘汰更换滤材,如此增加了时间及花费成本。因此,需要一种能够减缓结垢、简单操作、并能分离出颗粒、澄清液的离心分离设备。
请参阅图1,图1是为现有技术的离心分离器的结构示意图。如图所示,一种离心分离机PA100包含一离心机本体PA1、一转轴PA2以及一滤网组件PA3,而转轴PA2是可转动地设置于离心机本体PA1中,而滤网组件PA3是固定地穿设于转轴PA2,借以随着转轴PA2转动。其中,当转轴PA2旋转时,经由转轴PA2的一进料口PA21进入滤网组件PA3内的原料液PA300会被带动而旋转地流动,进而产生离心力以甩向滤网组件PA3进行过滤,并使原料液PA300所包含的颗粒在滤网组件PA3上堆积形成一固体滤饼PA200。
综上所述,由于转轴PA2的转动会带动原料液PA300旋转地流动,而原料液PA300所包含的颗粒自然会随着原料液PA300的流动方向移动,进而堆积在滤网组件PA3上,因此当离心分离机PA100使用一段时间之后,离心分离机PA100的过滤速度会因为固体滤饼PA200的厚度增加而降低,导致使用者需要停机进行固体滤饼PA200的清除,才能维持离心过滤机PA100的过滤速度。
发明内容
有鉴于在现有技术中,现有的离心分离器颗粒与滤液运动方向相同造成颗粒堆积于滤材上,因而滤速降低或需更换清洗滤材。缘此,本发明的主要目的是提供一种离心过滤机,利用离心力与质量平衡的原理,离心力造成颗粒受离心力方向运动,质量平衡迫使液体往另一方向(滤材)运动,使滤速高且稳定且不须常(甚至完全不需要)更换或清洗滤材。
综上所述,本发明为解决现有技术的问题所采用的必要技术手段是提供一种离心过滤机,是用于一原料液的过滤,该原料液包含复数个颗粒,该离心过滤机包含一离心转筒以及一旋转过滤器。离心转筒是具有一容置空间,该容置空间是用以容纳该原料液。旋转过滤器是可相对转动地设置于该容置空间中,并且包含一过滤器本体以及一滤液排出管,过滤器本体是具有一过滤筒,该过滤筒围构出一滤液收集空间;滤液排出管是连结于该过滤器本体,并连通于该滤液收集空间。其中,通过该离心转筒与该旋转过滤器其中至少一者转动,使该原料液受到带动而产生涡流,进而使该原料液因离心力而形成一甩向该离心转筒的重相流体与一逼近该过滤筒的轻相流体,而该些颗粒所受的离心力是自该重相流体朝该轻相流体逐渐递减,且该轻相流体是经过该过滤筒的过滤而于该滤液收集空间产生一滤液,使该滤液经由该滤液排出管排出该离心过滤机。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该过滤器本体还包含一底座与一顶盖,该底座与该顶盖是夹固地设置于该过滤筒的上下两端,并与该过滤筒围构出该滤液收集空间,且该滤液排出管是连结于该底座。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该旋转过滤器还包含一原料液进料管,该原料液进料管是连结于该过滤器本体,并可转动地穿设于该离心转筒,且该原料液进料管具有至少一出料口,该出料口是连通于该容置空间,借以使该原料液经由该原料液进料管进入该容置空间中。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该圆筒体是为一过滤圆筒体。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该滤液排出管是可转动地穿设于该离心转筒。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该离心转筒包含一下固定座、一圆筒体以及一上固定座,该下固定座开设有至少一连通于该容置空间的液体出口,该颗粒是由该液体出口排出该容置空间,该圆筒体是连结于该下固定座,该上固定座是连结于该圆筒体,该容置空间是由该下固定座、该圆筒体以及该上固定座所围构形成。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,离心过滤机还包含一液体收集槽,该离心转筒是可转动地设置于该液体收集槽中,且该离心转筒更开设有至少一连通于该容置空间的液体出口,该液体收集槽是用以收集自该液体出口排出的该重相流体。其中,该液体收集槽还设有一上液体收集槽,且该上固定座开设有至少一连通于容置空间的溢流口,该上液体收集槽是对应地设置于该液体收集槽的上方。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该离心转筒包含一过滤圆筒体,该过滤圆筒体是用以过滤该重相流体。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该旋转过滤器还包含一螺旋刮刀,是设置于该过滤筒。
由上述的必要技术手段所衍生的一附属技术手段为,该旋转过滤器本体还包含复数个碟盘,该些碟盘是连结于该过滤筒。
一种离心过滤机的操作方法,是用以操作所述的离心过滤机,该操作方法包含以下步骤:(a)建立一输送管路,使一储存有该原料液的原料液储存容器连通至该离心转筒的该容置空间;(b)利用一泵将储存于该原料液储存容器的该原料液送入并充满该容置空间;(c)驱动该离心转筒与该旋转过滤器其中至少一者转动,使容置于该容置空间的该原料液受到带动而产生涡流,进而形成该重相流体与该轻相流体,且该过滤筒是使该轻相流体过滤出该滤液。
如上所述,相较于现有技术的离心分离机在利用离心力将颗粒由原料液中分离出时,会因为颗粒与液体运动的方向一致而导致颗粒堆积在用以过滤液体的滤材上,进而造成滤速降低或需要清洗更换;然而,本发明通过将过滤器设置于离心转筒中,以及质量平衡的原理,当离心转筒转动时,原料液会因为离心力而区分成往离心转筒壁移动的重相流体以及朝向过滤筒移动的轻相流体,有效的避免颗粒堆积在过滤液体的路径上,故相较于现有技术而言,本发明利用颗粒与滤液运动方向相反的过滤方式,能有效达到较高的过滤速度,且能有效延缓滤材结垢。
本发明所采用的具体实施例,将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。
附图说明
图1是为现有技术的离心分离器的结构示意图;
图2是本发明第一较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图;
图3是显示本发明第二较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图;
图4是显示本发明第三较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图;
图5是显示本发明第四较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图;
图6是显示本发明第五较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图;
图7是显示本发明第一较佳实施例所提供的离心过滤机实际运用的系统示意图;
图8是显示现有技术的一般离心分离器与本发明的离心过滤机实际测试的时间与过滤量的数据分布示意图。
附图标记说明:
PA100 离心分离机;
PA1 离心机本体;
PA2 转轴;
PA21 进料口;
PA3 滤网组件;
PA200 固体滤饼;
PA300 原料液;
100 离心过滤机;
1 离心转筒;
11 下固定座;
111 液体出口;
12 圆筒体;
13 上固定座;
2 旋转过滤器;
21 过滤器本体;
211 过滤筒;
212 底座;
213 顶盖;
22 滤液排出管;
23 原料液进料管;
231 出料口;
3 液体收集槽;
S1 容置空间;
S2 滤液收集空间;
100a 离心过滤机;
1a 离心转筒;
13a 上固定座;
131a 溢流口;
3a 液体收集槽;
31a 液体排放管;
32a 上液体收集槽;
321a 排放阀;
4a 支架;
100b 离心过滤机;
1b 离心转筒;
12b 圆筒体;
211b 过滤筒;
24b 螺旋刮刀;
100c 离心过滤机;
2c 旋转过滤器;
211c 过滤筒;
214c 碟盘;
100d 离心过滤机;
1d 离心转筒;
11d 下固定座;
12d 圆筒体;
13d 上固定座;
200 输送管路;
201 入口端;
202 出口端;
203 第一回流端;
204 第二回流端;
300 原料液储存容器;
C1、C2、C3 曲线;
FC 滤饼;
P 泵;
P1、P2 压力计;
V1 第一回流阀;
V2 流量控制阀;
V3 第二回流阀。
具体实施方式
请参阅图2,图2是本发明第一较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图。如图所示,一种离心过滤机100,是用于一原料液的过滤,原料液可包含复数种颗粒(图未标示),且离心过滤机100包含一离心转筒1、一旋转过滤器2以及一液体收集槽3。离心转筒1是包含一下固定座11、一圆筒体12以及一上固定座13,下固定座11开设有复数个液体出口111(图中仅标示一个),圆筒体12是连结于下固定座11,上固定座13是连结于圆筒体12,其中,下固定座11、圆筒体12以及上固定座13是围构形成一容置空间S1。容置空间S1即为一般离心机的槽体,故其形状可以为筒状、槽状、锥状,或例如现有的偏心离心机、或旋风分离器的形状,但不限于此,在实际运用上,下固定座11、圆筒体12以及上固定座13的材质例如为亚克力等质轻且硬的材质,但不限于此,而下固定座11与上固定座13之间例如是通过螺杆锁固的方式进行连结固定(但不限于此,亦可以其他固定方式进行锁固),进而将圆筒体12固定于下固定座11与上固定座13之间,且液体出口111实际上是设置阀来控制排出的流量。
旋转过滤器2是可相对转动地设置于容置空间S1中,且旋转过滤器2包含一过滤器本体21、一滤液排出管22以及一原料液进料管23,过滤器本体21包含有一过滤筒211、一底座212以及一顶盖213,而在实际运用上,过滤筒211是由过滤材质所构成的圆筒状结构,但不限于此,过滤筒211亦可以为折叠式的滤材,或是广义的滤材。底座212是卡设于过滤筒211的底端,而顶盖213是卡设于过滤筒211的顶端,借以使过滤筒211的上下两端受到底座212与顶盖213的夹持固定,且过滤筒211并与底座212以及顶盖213围构出一滤液收集空间S2。
滤液排出管22是可转动地穿设于离心转筒1的下固定座11,并连结于过滤器本体21的底座212,且滤液排出管22更连通于滤液收集空间S2。其中,滤液排出管22与下固定座11之间是通过轴承进行枢接,借以使滤液排出管22与下固定座11之间可相对地转动。
原料液进料管23是可转动地穿设于离心转筒1的上固定座13,并连结于顶盖213,且原料液进料管23具有复数个出料口231(图中仅标示一个),而出料口231是连通于容置空间S1,借以使原料液可经由原料液进料管23进入容置空间S1中。其中,原料液进料管23与上固定座13之间是通过轴承进行枢接,借以使原料液进料管23与上固定座13之间可相对地转动。
液体收集槽3是套设于离心转筒1外,而离心转筒1是可转动地设置于液体收集槽3中。
如上所述,在实际运用上,当原料液由原料液进料管23持续经由出料口231进入容置空间S1时,且控制进料量稍大于由过滤筒211滤出的液体量,使用者可以通过离心转筒1或旋转过滤器2的转动,带动容置于容置空间S1内的原料液转动而产生涡流,此时原料液会因为离心力的产生而大致形成一甩向离心转筒1的重相流体与一逼近过滤筒211的轻相流体,而重相流体即为受离心力影响较大的流体(含颗粒),轻相流体则为受离心力影响较小的流体,而被甩向圆筒体12的重相流体会往下沉降而由下固定座11的液体出口111以液体的形式排出至液体收集槽3中,即形成含有大量重颗粒的混浊液体,液体出口111可设定为操作达一定时间才开启;此外,当原料液进入容置空间S1的流量大于等于滤液自滤液排出管22排出的流量时,会使轻相流体逼近过滤筒211,进而迫使轻相流体通过过滤筒211而在滤液收集空间S2中产生澄清的滤液,而滤液更可由滤液排出管22排出。当然也可设定为当原料液进入容置空间S1的流量大于等于液体自液体出口111排出的流量以及由过滤筒211滤出的液体量的总和时,会使轻相流体逼近过滤筒211,进而迫使轻相流体通过过滤筒211而在滤液收集空间S2中产生澄清的滤液,而滤液更可由滤液排出管22排出。
此外,关于上述的离心转筒1或旋转过滤器2的转动,由于旋转过滤器2分别连接有滤液排出管22与原料液进料管23,因此可以通过滤液排出管22与原料液进料管23连结驱动马达来带动旋转过滤器2转动,或者将离心转筒1直接连结于驱动马达来驱使离心转筒1转动;其中,使用者可以依据实际上的需求去控制离心转筒1或旋转过滤器2是否为相对同向转动或相对反向转动等,进而使原料液在容置空间S1内的涡流流速增加,相对的增加过滤的效率,旋转过滤器2的转动当然带动过滤筒211的转动,此转动造成的剪力,可使粒子不易附着在过滤筒211的表面,而延缓结垢,进而提升滤速。
请参阅图3,图3是显示本发明第二较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图。如图所示,一离心过滤机100a与上述的离心过滤机100相似,其差异主要在于,离心过滤机100a还包含一支架4a,而支架4a是用以支撑一与上述液体收集槽3相似的液体收集槽3a,且液体收集槽3a还包含一液体排放管31a与一上液体收集槽32a,其中,当液体收集槽3a收集到由离心转筒1a所离心分离出的液体时,是通过液体排放管31a将液体引流出。另外,上液体收集槽32a是设置于上固定座13a,且上固定座13a开设有复数个连通于容置空间(图未标示)的溢流口131a,上液体收集槽32a是用以收集由溢流口131a所溢流出的次轻流体,且上液体收集槽32a更设有一排放阀321a,用以控制次轻液体的排放量。
请参阅图2与图4,图4是显示本发明第三较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图。如图所示,一离心过滤机100b与上述的离心过滤机100相似,其差异仅在于,一离心转筒1b还包含有一螺旋刮刀24b,而螺旋刮刀24b是在其所包含的一过滤筒211b外,借以在过滤筒211b转动时,通过设置于其外的螺旋刮刀24b来刮除堆积于圆筒体12b内壁的颗粒。
请参阅图2与图5,图5是显示本发明第四较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图。如图所示,一离心过滤机100c与上述的离心过滤机100相似,其差异仅在于,一旋转过滤器2c的过滤器本体(图未标示)相较于上述的过滤器本体21还包含复数个碟盘214c,而碟盘214c是分别由过滤筒211c一体成型地向外向下延伸出,意即碟盘214c与过滤筒211c同样为滤材,借此,当过滤器本体转动时,会带动碟盘214c转动,进而加速原料液的过滤。
请参阅图6,图6是显示本发明第五较佳实施例所提供的离心过滤机的结构示意图。如图所示,一种离心过滤机100d包含一离心转筒1d、旋转过滤器2以及液体收集槽3。其中,离心过滤机100d与上述的离心过滤机100相似,其差异主要在于离心过滤机100d是以离心转筒1d取代上述的离心转筒1,而离心转筒1d包含一下固定座11d、一圆筒体12d以及一上固定座13d,圆筒体12d是固设于下固定座11d与上固定座13d之间,且在本实施例中,圆筒体12d是具有过滤功能的过滤圆筒体。在实际运用上,圆筒体12d可以是含有过滤材质的结构,或是由过滤材质所构成的结构。
综上所述,在原料液经由原料液进料管23进入下固定座11d、圆筒体12d与上固定座13d所围构出的容置空间(图未标示)后,当离心转筒1d或旋转过滤器2因转动而带动原料液转动并因为离心力产生甩向圆筒体12d的重相流体与逼近过滤筒211的轻相流体时,除了轻相流体会因为通过过滤筒211而过滤出滤液,甩向圆筒体12d的重相流体也会因为圆筒体12d为具有过滤功能的过滤圆筒体而滤出滤液至液体收集槽3中,且重相流体所含有的颗粒也会在圆筒体12d的内壁上堆积形成一滤饼FC,如此一来,本实施例所提供的离心过滤机100d不仅可以通过旋转过滤器2的过滤筒211来使滤液稳定的产出,还可通过具有过滤功能的圆筒体12d来增加滤液的产出量,且能有效的收集滤饼FC,且该滤饼因受离心力作用时间较久其固含量较高。
请参阅图2与图7,图7是显示本发明第一较佳实施例所提供的离心过滤机实际运用的系统示意图。如图所示,本发明的离心过滤机100的操作方法首先是建立一输送管路200,使一储存有原料液的原料液储存容器300可经由输送管路200连通至离心转筒1的容置空间S1。其中,输送管路200具有连通的一入口端201、一出口端202、一第一回流端203与一第二回流端204,入口端201是连通于原料液储存容器300的底部,而出口端202是连通于离心过滤机100的原料液进料管23,第一回流端203与第二回流端204是连通于原料液储存容器300的顶部。
利用一泵P将储存于原料液储存容器300的原料液送入并充满容置空间S1;其中,泵P是邻近于入口端201地设置于输送管路200的入口端201与出口端202之间,且入口端201与第一回流端203之间更设有一第一回流阀V1,入口端201与出口端202之间更设有一流量控制阀V2,入口端201与第二回流端204之间更设有一第二回流阀V3,而流量控制阀V2的两侧更设有二压力计P1与P2。
容置空间S1充满原料液并驱动离心转筒1与旋转过滤器2其中至少一者转动,使容置于容置空间S1的原料液受到带动而产生涡流,进而形成重相流体与轻相流体,使轻相流体经过过滤筒211过滤出滤液;其中,使用者更可以记录滤液的滤出流量,并在液体出口111开启的连续操作时,控制原料液进入容置空间S1的流量大于滤液滤出流量与液体排出量的和,而在液体出口111关闭的批次操作时,控制原料液进入容置空间S1的流量大于滤液滤出流量。
综上所述,在实际操作的一开始时,第一回流阀V1、流量控制阀V2与第二回流阀V3皆保持全开;而当离心转筒1与旋转过滤器2其中至少一者转动开始时,使用者还可以调整第一回流阀V1的流量,并观察压力计P1的压力值,使原料液进入容置空间S1的压力达到预设的压力值,而此压力值主要是与离心过滤机100的过滤速度有关,在一定的压力控制范围内,当压力增加时,可以加速离心过滤机100的过滤速度。此外,在容置空间S1充满原料液后,使用者更可以通过第二回流阀V3的开通控制来使容置空间S1内残余的空气排出。
请参阅图8,图8是显示现有技术的一般过滤器与本发明的离心过滤机实际测试的时间与滤通量的数据分布示意图。如图所示,现有技术的一般过滤器与本发明的离心过滤机(如上述第一较佳实施例所提供的离心过滤机100),在滤材与原料液(含0.3wt%,37-44微米的碳化硅颗粒)相同的情况下进行实验测试约一小时,可以得到如图8所示的数据分布,其中曲线C3表示为使用现有技术的一般过滤器进行测试后所得到的滤通量数据分布,而曲线C2表示为使用本发明的离心过滤机进行测试后所得到的滤通量数据分布;此外,曲线C1是表示使用清水进行过滤测试所得的滤通量数据分布。
综上所述,在对清水进行过滤测试一小时后,可以由曲线C1得知其滤通量(Filtrate Flux)约为200LPH(L/m2-hr-bar),此为使用该滤材的最大通量,因为是对清水进行过滤,而现有技术的一般过滤器在对原料液进行过滤测试一小时后,可以由曲线C3得知其过滤通量降为约75LPH,此乃因颗粒开始堆积于滤材上,相较于此,以本发明的离心过滤机100在对原料液进行过滤测试一小时后,可以由曲线C2得知其过滤通量约为150LPH,由此可以明显得知,在相同滤材与相同的操作条件下,本发明的离心过滤机的滤速约为一般过滤器滤速的两倍。此外,当操作的时间再增加时,现有技术的一般过滤器更有可能因为滤饼厚度的增加而需要停机清除,然而本发明的离心过滤机的过滤不仅可以极大程度减少滤饼的影响,更可以通过将滤渣排出而连续操作不需停机。
综上所述,相较于现有技术的离心分离机是利用离心力来使颗粒等杂质由原料液中分离出,然而基本上颗粒与液体运动的方向是一致的,导致颗粒堆积在离心滤材上,因此造成滤速降低或需要清洗更换;然而,本发明是通过将过滤器设置于离心转筒中,甚至让过滤器可以转动,通过离心转筒的转动产生离心力让重相流体(含颗粒)往离心转筒壁运动,而通过进料量稍大于或等于出料量的操作,让轻相流体(甚至几乎不含颗粒)往相反方向,亦即过滤筒运动,通过过滤筒的过滤而于滤液收集空间滤出一滤液,使滤液经由滤液排出管排出离心过滤机,故相较于现有技术而言,本发明的主要技术特征与传统过滤技术相比,既不是dead end过滤(滤饼过滤),亦非扫流过滤,乃是颗粒与滤液运动方向相反的过滤方式,因而能达成较高滤速与延缓滤材结垢的要求。
此外,由于本发明是将旋转过滤器设置于离心转筒中,因此配合离心转筒或旋转过滤器的转动而产生的涡流时,粒径较大且较重的颗粒会因为离心力的关系而往离心转筒的内壁移动,而不会阻塞在旋转过滤器表面上,使得原料液可以有效的持续通过旋转过滤器进行过滤,也因此可以有效的增加使用时间,而不需经常清洗或淘汰更换旋转过滤器的过滤筒,有效的维持最大的过滤速度,致使本发明不仅可以应用于批式操作,更可应用于连续操作。
再者,由于本发明更设有液体收集槽,因此可以用来收集自液体出口排出而富含颗粒的液体,甚至设有上液体收集槽来使原料液可分级分离过滤。
此外,现有的离心分离机在进行过滤时,容易因颗粒堆积于滤材上而导致滤速降低,然而本发明的离心过滤机在进行离心过滤时,由以上叙述可知,最完美的情况是离心力足够大,所有颗粒均向离心转筒的圆筒体的筒壁移动;然而若离心力不足,仍会有少数颗粒堆积于过滤器本体上,而此时滤速仍会缓慢降低,因此使用者还可在滤液排出管的滤液出口处设一流量感测器,以随着滤液流量的减少来相对应的减少原料液的进料通量。例如以图8的曲线C2为例,操作至2000秒时,滤速约为200LPH,操作至3000秒时,滤速约为170LPH,降了30LPH,故可于3000秒时将进料量调低30LPH。
在实际运用上,本发明例如可以应用于晶圆切削研磨等程序,由于晶圆主要构成元素为Si,因此常使用SiC作为研磨砥粒,并使用如PEG(聚乙二醇)等有机溶剂,而为了节省成本,通常会回收有机溶剂,因此当含有SiC与Si的PEG进入本发明的离心过滤机时,最重的SiC粒子会因为离心力而甩至圆筒体的内壁,并由液体出口排出,而次重的Si粒子而会由溢流出口排出,而最轻的有机溶剂PEG则会经由过滤筒的过滤而在滤液收集空间中得到澄清的滤液,有效的回收有机溶剂,进而大幅的降低成本;其中,为了避免SiC粒子堆积在圆筒体的内壁上,还可将螺旋刮刀设置于旋转过滤器上,进而通过旋转刮刀将堆积于圆筒体的内壁上的SiC粒子刮除而排出。
以上叙述虽是针对液体过滤,然本领域技术人员可轻易应用上述揭示的技术于气体过滤的应用。
通过以上较佳具体实施例的详述,是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神,而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地,其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求书的范畴内。
Claims (10)
1.一种离心过滤机,是用以离心过滤一原料液,所述原料液包含有复数个颗粒,所述离心过滤机包含:
一离心转筒,是具有一容置空间,所述容置空间是用以容纳所述原料液;以及
一旋转过滤器,是可相对转动地设置于所述容置空间中,并且包含:
一过滤器本体,是具有一过滤筒,所述过滤筒围构出一滤液收集空间;以及
一滤液排出管,是连结于所述过滤器本体,并连通于所述滤液收集空间;
其中,利用离心力与质量平衡的方法,通过所述离心转筒转动,使所述原料液受到带动而产生涡流,进而使所述原料液因离心力而形成一甩向所述离心转筒的重相流体,质量平衡则迫使液体往所述过滤筒运动,成为一逼近所述过滤筒的轻相流体,而所述多个颗粒的重量是自所述重相流体朝所述轻相流体逐渐递减,且所述轻相流体是经过所述过滤筒的过滤而于所述滤液收集空间产生一滤液,使所述滤液经由所述滤液排出管排出所述离心过滤机。
2.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述过滤器本体还包含一底座与一顶盖,所述底座与所述顶盖是夹固地设置于所述过滤筒的上下两端,并与所述过滤筒围构出所述滤液收集空间,且所述滤液排出管是连结于所述底座。
3.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述旋转过滤器还包含一原料液进料管,所述原料液进料管是连结于所述过滤器本体,并可转动地穿设于所述离心转筒,且所述原料液进料管具有至少一出料口,所述出料口是连通于所述容置空间,借以使所述原料液经由所述原料液进料管进入所述容置空间中。
4.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述滤液排出管是可转动地穿设于所述离心转筒。
5.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述离心转筒包含一下固定座、一圆筒体以及一上固定座,所述下固定座开设有至少一连通于所述容置空间的液体出口,所述重相流体是由所述液体出口排出所述容置空间,所述圆筒体是连结于所述下固定座,所述上固定座是连结于所述圆筒体,所述容置空间是由所述下固定座、所述圆筒体以及所述上固定座所围构形成。
6.根据权利要求1所述的离心过滤机,还包含一液体收集槽,所述离心转筒是可转动地设置于所述液体收集槽中,且所述离心转筒还开设有至少一连通于所述容置空间的液体出口,所述液体收集槽是用以收集自所述液体出口排出的所述重相流体。
7.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述离心转筒包含一过滤圆筒体,所述过滤圆筒体是用以过滤所述重相流体。
8.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述旋转过滤器还包含一螺旋刮刀,是设置于所述过滤筒。
9.根据权利要求1所述的离心过滤机,其中,所述过滤器本体还包含复数个碟盘,所述多个碟盘是连结于所述过滤筒。
10.一种离心过滤机的操作方法,是用以操作如权利要求1所述的离心过滤机,所述操作方法包含以下步骤:
(a)建立一输送管路,使一储存有所述原料液的原料液储存容器连通至所述离心转筒的所述容置空间;
(b)利用一泵将储存于所述原料液储存容器的所述原料液送入并充满所述容置空间;以及
(c)驱动所述离心转筒与所述旋转过滤器其中至少一者转动,使容置于所述容置空间的所述原料液受到带动而产生涡流,进而形成所述重相流体与所述轻相流体,且所述过滤筒是使所述轻相流体过滤出所述滤液。
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