CN109647048B - 一种化工用高效多级过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工用高效多级过滤装置，具有第一级滤体、第二级滤体和真空泵；所述第一级滤体，包括进液滤罩、陶瓷膜、上侧壁和分隔盖；所述第二级滤体，包括下侧壁、第一过滤结构、第二过滤结构和底盖；所述第一级滤体和所述第二级滤体之间可分离式连接，且在外力作用下第一级滤体相对于第二级滤体转动；所述第二级滤体底部设置有出液口和抽气口；所述真空泵与所述抽气口相连接；本发明涉及的高效多级过滤装置用于能够石油、化工、医药、环保等行业中固液混合、油液混合等的分离，具有分离效率高，性能稳定，组分损耗小，清洗周期长等优势。

Description

一种化工用高效多级过滤装置

技术领域

本发明涉及一种过滤装置，特别涉及一种化工用高效多级过滤装置。

背景技术

过滤作为一种流体工程中常见的单元操作，旨在将混合物中的杂质分离出来或者提纯目标产物。在化工生产过程中，过滤工艺被广泛应用于石油、制药、食品、环保等领域。过滤装置作为实现过滤操作的主要设备，能够达到分级、浓缩、脱泥、甄选和除杂等目的。

现有的过滤装置内部通常设置层层叠落的过滤网层，在过滤时利用重力作用使固液或油水分离，待分离混合物受过滤网层的阻隔，导致分离速率低下；混合物中的精细组分极易被过滤网层粘附或存留，致使精细组分的分离率降低，更进一步，现有的过滤装置中滤网容易被堵塞，滤网的清洗和更换十分麻烦，严重影响生产效率，难以满足现代工业生产中对过滤分离的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种新型的化工用高效多级过滤装置，以解决现有过滤分离装置分离速率低下、组分损耗大、不易清洗等问题。

本发明提供了一种化工用高效多级过滤装置，具有第一级滤体、第二级滤体和真空泵；

所述第一级滤体，包括进液滤罩、陶瓷膜、上侧壁和分隔盖；其中，所述陶瓷膜呈中折部凹陷结构，其与上侧壁围出的间隙构成第一储液腔；所述分隔盖位于第一级滤体的底部，呈双层结构，上层为折叠式阻挡板，下层为过滤板；所述上侧壁外侧设置有所述阻挡板的控制开关和所述第一储液腔的出液口；

所述第二级滤体，包括下侧壁、第一过滤结构、第二过滤结构和底盖；其中，第一过滤结构由母线顺次相接的两个倒锥体组成，上锥体的母线与竖直方向的夹角为40～60度，下锥体的母线与竖直方向的夹角为10～30度，下锥体的底部通过阻隔板与下侧壁接合；所述下侧壁与第一过滤结构之间形成第二储液腔；所述第二过滤结构与第一过滤结构的构造相同，所述下侧壁与第二过滤结构之间形成第三储液腔；所述第二储液腔和第三储液腔对应的下侧壁外侧均设置有出液口；

所述第一级滤体和所述第二级滤体之间可分离式连接，且在外力作用下第一级滤体相对于第二级滤体转动；所述第二级滤体底部设置有出液口和抽气口；

所述真空泵与所述抽气口相连接。

优选的是，所述第一级滤体通过分隔盖的下层过滤板与下侧壁内侧相旋合固定；所述分隔盖的上层折叠式阻挡板与上侧壁内侧卡合固定。

优选的是，所述分隔盖的上层折叠式阻挡板由若干片的扇页组成，所述折叠式阻挡板的圆心位置设有转轴；其中，不少于1片的扇页与上侧壁的内壁卡合固定，不少于1片的扇页通过绕所述转轴旋转与所述卡合固定的扇页重合以实现阻挡板的折叠。

优选的是，所述上侧壁的内壁与下侧壁的外壁部分相重合，并设套有密封圈；所述下侧壁的外壁上部设置有滑轨，所述上侧壁的内壁下部设置与所述滑轨相耦合的滑块。

优选的是，所述陶瓷膜的孔径小于1微米，用以分子级过滤。

优选的是，所述分隔盖的下层过滤板由夹有过滤材料的两层滤网组成。

优选的是，所述抽气口处设置有过滤网和海绵阻隔层。

优选的是，所述第一过滤结构或第二过滤结构中上椎体的母线与竖直方向的夹角为50～60度，下锥体的母线与竖直方向的夹角为25～30度。

优选的是，所述第一过滤结构或第二过滤结构中下椎体的底部开口半径小于上椎体的底部开口半径的二分之一。

本发明的有益效果：

1)本案涉及的高效多级过滤装置用于能够石油、化工、医药、环保等行业中固液混合、油液混合等的分离，适用于多种情形，应用范围广；

2)现有的过滤装置都是由大到小、由粗到精的过滤，会使小分子组分在层层过滤中损耗过大，回收率低下；本发明中改变传统的过滤次序，在将待分离混合物在异形陶瓷膜内部进行第一级过滤时，就实现了对精细小分子组分的过滤，有效避免了对小分子组分的损耗，提高了对精细产物的富集效率，而且还能减轻后期的分离压力；

3)第一级过滤体相对于第二级过滤体旋转，能够利用离心力加快对小分子组分的过滤，提高效率；同时对陶瓷膜采用中部凹陷的异形设计，能够有效配合第一级过滤体的旋转，进一步保障过滤的充分和高效；

4)第一级过滤体与第二级过滤体可分离的设计，便于将两者分开清洁或更换维修；

5)第一过滤结构和第一过滤结构可以根据的过滤目标选择过滤层，根据过滤层的材质、分离液体的种类，在区间范围内调整找出上下锥体的母线倾斜最佳角度，以得到最佳分离效果，同时能避免污染物在过滤层上的富集、延长过滤层的清洗周期和使用寿命；

6)第二级过滤体的底部设置抽气口与真空泵相连接，抽气能使第二级过滤体有一定负压，能够有效加快过滤；在抽气口设置过滤结构，防止残留物堵塞。

附图说明

图1为本发明实施例中过滤装置的截面图。

其中：1-第一级过滤体、11-进液滤罩、12-陶瓷膜、13-上侧壁、14-分隔盖、141-折叠式阻挡板、142-转轴、143-过滤板、15-第一储液腔、16-第一储液腔的出液口、17-折叠式阻挡板的控制开关；

2-第二级过滤体、21-第一过滤结构、211-上锥体、212-下锥体、a-上锥体母线与竖直方向的夹角、b-下锥体的母线与竖直方向的夹角、22-第二过滤结构、23-下侧壁、24-第二储液腔、25-第二储液腔的出液口、26-第三储液腔、27-第三储液腔的出液口、28-第二级过滤体的出液口、29-抽气口；

3-真空泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

一种化工用高效多级过滤装置，具有第一级滤体1、第二级滤体2和真空泵3；

具体地，第一级滤体1包括进液滤罩11、陶瓷膜12、上侧壁13和分隔盖14；

进一步地，进液滤罩11由多层过滤网组成，空隙较大，用于阻隔石粒、杂草等大体积杂质进入过滤装置；陶瓷膜12中部凹陷，截面呈圆弧或者梯形，其与上侧壁13之间包围出的间隙构成了第一储液腔15；分隔盖14位于第一级滤体1的底部，为双层结构，包括上层的折叠式阻挡板141、转轴142、下层的过滤板143，以及位于上侧壁13外壁的折叠式阻挡板的控制开关17；在第一储液腔15对应的上侧壁13下部设置有第一储液腔的出液口16；

更进一步地，分隔盖14的上层折叠式阻挡板141由弧度均为30度的十二片扇页组成，并在中心位置设有转轴142；其中等间隔的四片扇页与上侧壁13的内壁卡合固定，其余八片扇页通过绕转轴142旋转，相邻扇页能与临近的固定扇页上下重合，以实现阻挡板141的折叠。

第二级滤体2，包括下侧壁23、第一过滤结构21、第二过滤结构22和底盖；

进一步地，第一过滤结构21由母线顺次相接的两个倒锥体组成，上锥体211的母线与竖直方向的夹角a为50度，下锥体212的母线与竖直方向的夹角b为25度，下锥体212的底部通过阻隔板213与下侧壁23接合，下椎体212的底部开口半径约为上椎体211的底部开口半径的五分之二；下侧壁23与第一过滤结构21之间形成第二储液腔24；第二过滤结构22与第一过滤结构21的构造相同，下侧壁23与第二过滤结构22之间形成第三储液腔26；第二储液腔24和第三储液腔26对应的下侧壁23外侧均设置有出液口，即第二储液腔的出液口25和第三储液腔的出液口27；

第一级滤体1和第二级滤体2之间可分离式连接，具体方式为，第一级滤体1中分隔盖14的上层折叠式阻挡板141通过等间隔的四片扇页与上侧壁13内侧卡合固定；分隔盖14的下层过滤板143与下侧壁23内侧相旋合固定；

进一步地，上侧壁13的内壁与下侧壁23的外壁部分相重合，并设套有密封圈，并且下侧壁23的外壁上部设置有滑轨，上侧壁13的内壁下部设置与滑轨相耦合的滑块；在外力作用下，第一级过滤体1绕可以绕转轴142相对于第二级过滤体2转动，此时，分隔盖14的下层的过滤板143与下侧壁23内侧固定连接而不转动；

第二级滤体底部设置有出液口28和抽气口29；真空泵3与抽气口29相连接；

进一步地，陶瓷膜12的孔径为0.4微米，用以分子级过滤；分隔盖14的下层过滤板143由夹有过滤纤维或者活性炭布的两层滤网组成；上锥体211和下锥体212为陶瓷过滤结构，孔径为0.8～1微米。

本实施例的操作过程如下：

1)首先调控折叠式阻挡板的控制开关使分隔盖的扇页均展开，将待分离混合物从进液滤罩注入陶瓷膜中，外力作用于第一级滤体使其旋转，加速小分子组分过滤，如水、乙醇、甲醇等均过滤进入第一储液腔，实现第一级分离，第一级分离为最高纯度的分离；

2)一定时间后，撤去外力，停止旋转，收缩分隔盖的阻挡板的扇页，使陶瓷膜中部剩余的混合组分经过分隔盖的下层过滤板，杂质被阻隔在过滤板上，剩余的混合物经过分隔板后依次流经第二级滤体中的第一过滤结构和第二过滤结构，实现第二级分离和第三级分离，第一过滤结构和第二过滤结构的特殊设计能避免污染物在过滤层上的富集，可以延长过滤层的清洗周期和使用寿命；最终的残留物从底部出液口留出；

3)采用真空泵对第二级滤体抽真空，使其具有可控的真空度，能够加速过滤；使用一段时间之后，将第一级滤体和第二级滤体分离，清洗或者更换各过滤装置后再组合安装。

为了对实施例中多级过滤分离装置的分离效果进行测试，对一定量已知组成的混合物进行分离测试，在连续分离的情况下分离装置对小分子组分的过滤回收率、过滤时间等数据记录于表1。根据测试数据，实施例中的化工用高效多级过滤装置在使用过程中，在最初5次过滤中均能获得不低于90％的小分子组分过滤回收率，而市场中现有的过滤装置对相同混合物的分离效率通常只能达到80％左右；进一步基于特殊的过滤结构设计，能够使过滤器在长时间的使用过程中性能减损缓慢，稳定性能好，并且在清洗后就能够达到初次过滤的水平。

表1

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种化工用高效多级过滤装置，其特征在于，具有第一级滤体、第二级滤体和真空泵；

所述第一级滤体，包括进液滤罩、陶瓷膜、上侧壁和分隔盖；其中，所述陶瓷膜呈中折部凹陷结构，其与上侧壁围出的间隙构成第一储液腔；所述分隔盖位于第一级滤体的底部，呈双层结构，上层为折叠式阻挡板，下层为过滤板；所述上侧壁外侧设置有所述阻挡板的控制开关和所述第一储液腔的出液口；

所述第二级滤体，包括下侧壁、第一过滤结构、第二过滤结构和底盖；其中，第一过滤结构由母线顺次相接的两个倒锥体组成，上锥体的母线与竖直方向的夹角为40～60度，下锥体的母线与竖直方向的夹角为10～30度，下锥体的底部通过阻隔板与下侧壁接合；所述下侧壁与第一过滤结构之间形成第二储液腔；所述第二过滤结构与第一过滤结构的构造相同，所述下侧壁与第二过滤结构之间形成第三储液腔；所述第二储液腔和第三储液腔对应的下侧壁外侧均设置有出液口；

所述第一级滤体和所述第二级滤体之间可分离式连接，且在外力作用下第一级滤体相对于第二级滤体转动；所述第二级滤体底部设置有出液口和抽气口；

所述真空泵与所述抽气口相连接。

2.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述第一级滤体通过分隔盖的下层过滤板与下侧壁内侧相旋合固定；所述分隔盖的上层折叠式阻挡板与上侧壁内侧卡合固定。

3.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述分隔盖的上层折叠式阻挡板由若干片的扇页组成，所述折叠式阻挡板的圆心位置设有转轴；其中，不少于1片的扇页与上侧壁的内壁卡合固定，不少于1片的扇页通过绕所述转轴旋转与所述卡合固定的扇页重合以实现阻挡板的折叠。

4.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述上侧壁的内壁与下侧壁的外壁部分相重合，并设套有密封圈；所述下侧壁的外壁上部设置有滑轨，所述上侧壁的内壁下部设置与所述滑轨相耦合的滑块。

5.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述陶瓷膜的孔径小于1微米，用以分子级过滤。

6.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述分隔盖的下层过滤板由夹有过滤材料的两层滤网组成。

7.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述抽气口处设置有过滤网和海绵阻隔层。

8.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述第一过滤结构或第二过滤结构中上椎体的母线与竖直方向的夹角为50～60度，下锥体的母线与竖直方向的夹角为25～30度。

9.根据权利要求1所述的多级过滤装置，其特征在于，所述第一过滤结构或第二过滤结构中下椎体的底部开口半径小于上椎体的底部开口半径的二分之一。

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