CN109745926A - 一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精密过滤领域，更具体地说，它涉及一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，旨在解决气液相反应前需要过滤，并在过滤中可能引入新杂质的问题，其技术方案要点是：包括壳体、沿壳体长度方向连接于壳体两端的液滤膜、沿壳体长度方向连接于壳体两端的气滤膜，其中壳体上开设有仅与液滤膜连通的进液口、出液口；仅与气滤膜连通的进气口、出气口；气滤膜与液滤膜之间围成反应区，壳体上还开设有仅与反应区连通的出料口。本发明通过气滤膜与液滤膜的设计，使得反应气与反应液能够在过滤后直接进行反应，从而避免运输过程中混入新的杂质。

Description

一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置

技术领域

本发明涉及精密过滤领域，更具体地说，它涉及一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置。

背景技术

气液相反应器广泛应用于石油、化工等生产过程中，。按气液相接触形态可分为：气体以气泡形态分散在液相中的鼓泡塔反应器、搅拌鼓泡釜式反应器和板式反应器；液体以液滴状分散在气相中的喷雾、喷射和文氏反应器等；液体以膜状运动与气相进行接触的填料塔反应器和降膜反应器等。

但是在气液相反应的反应前，需要先对气相、液相进行过滤，然后再将过滤后的气相、液相反应物的通入反应器中，这样操作不仅十分麻烦，还可能在运输中混入新的杂质。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，通过气滤膜与液滤膜的设计，使得反应气与反应液能够在过滤后直接进行反应，从而避免运输过程中混入新的杂质。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，包括壳体、沿壳体长度方向连接于壳体两端的液滤膜、沿壳体长度方向连接于壳体两端的气滤膜，其中壳体上开设有仅与液滤膜连通的进液口、出液口；仅与气滤膜连通的进气口、出气口；气滤膜与液滤膜之间围成反应区，壳体上还开设有仅与反应区连通的出料口。

反应液从进液口进液，并经过液滤膜过滤后进入反应区；反应气从进气口进气，并在经过气滤膜后进入反应区，此时反应区内反应气与反应液均为刚刚经过过滤的纯净反应物，从而进行更高效的反应，反应物的质量也更加优质。

本发明进一步设置为：所述进液口、进液口位于壳体的两端，且投影于液滤膜截面内；所述气滤膜与液滤膜同轴设置，且气滤膜套设于液滤膜外，进气口、出气口设于壳体的侧面；所述出料口与出液口设于壳体的同一端。

在进液和出液时，反应液沿壳体的轴向进出，并朝向壳体的径向方向过滤渗透；在进气和出气时，反应气沿壳体的径向进出，并朝向壳体的径向过滤渗透，最终反应液与反应气于反应区内混合进行反应，并在反应结束后从出料口流出，实现收集。

本发明进一步设置为：所述进气口、出气口处设有对应的气闭阀，所述进液口、出液口处设有对应的液闭阀；所述液滤膜的两侧设有第一压差开关、所述液滤膜的两侧设有同样的第二压差开关，出料口处连通有反冲洗泵；还包括根据第一压差开关、第二压差开关的信号控制反冲洗泵、液闭阀、气闭阀启闭的控制电路。

待过滤的反应液、反应气分别由进液口、进气口进入壳体，杂质逐渐堆积滤膜上，由此使滤膜内外产生压差，并随着杂质的增大，压差逐渐增大；

此处通过第一压差开关监测液滤膜两侧的压差变化，通过第二压差开关监测气滤膜两侧的压差变化，当压差达到设定值时，再进行反冲洗。

本发明进一步设置为：所述控制电路包括：

检测电路，耦接于第一压差开关、第二压差开关以接收感应信号，并发出检测信号；

比较电路，耦接于检测电路的输出端以接收检测信号并输出比较信号；

执行电路，耦接于比较电路并根据比较信号控制反冲洗阀、气闭阀、液闭阀是否封闭。

通过采用上述技术方案，使得检测电路能够对第一压差开关、第二压差开关的不同信号进行处理，从而实现对气闭阀、液闭阀的分别控制，

当第一压差开关检测到压差较大时，说明液滤膜需要清理，为了防止反冲洗气流从进气口或出气口散出，此时将气闭阀封闭，使反冲洗气流从进料口进入，并穿过液滤膜进行反冲洗，最后从进液口或出液口流出；

当第二压差开关检测到压差较大时，说明气滤膜需要清理，此时将液闭阀封闭，使反冲洗气流从进料口进入，并穿过滤气膜，从进气口或出气口流程。

本发明进一步设置为：所述比较电路，包括，

第一比较部，耦接于检测电路以接收检测信号，并将检测信号与第一预设值进行比较后输出第一控制信号；

第二比较部，耦接于检测电路以接收检测信号，并将检测信号与第二预设值进行比较后输出第二控制信号。

第一预设值为液滤膜两侧在正常工作时的预设压差值，在高于预设压差值时，气闭阀保持封闭；

第二预设值为气滤膜两侧在正常工作时的预设压差值，在高于预设压差值时，液闭阀保持封闭。

本发明进一步设置为：所述执行电路包括，

第一控制部，耦接于第一比较部以接收第一控制信号，当第一压差开关的感应信号高于第一预设值时，第一控制部使气闭阀封闭并保持封闭状态；

第二控制部，耦接于第二比较部以接收第二控制信号，当第二压差开关的感应信号高于第二预设值后，第二控制部使第一控制部断电并使液闭阀保持封闭状态。

在第一压差开关与第二压差开关同时发出信号时，气闭阀与液闭阀将同时处于封闭状态，此时如果反冲洗泵正常工作，将会导致壳体内气压持续升高，对壳体、滤膜都造成损坏，因此在此使第二控制部能够控制第一控制部断电，在第二控制部启动时，第一控制部不进行启动，即在对气滤膜清理时，不对液滤膜进行清理。

本发明进一步设置为：所述第一控制部包括：

第五电阻，一端耦接于第一比较部；

第一三极管，发射极接地，基极耦接于第五电阻的另一端；

第六电阻，一端耦接于第五电阻与第一三极管基极的连接点，另一端耦接于第一三极管与地的连接点；

第九电阻，一端耦接于电源，另一端耦接于第一三极管的集电极；

第一继电器，包括线圈、第一常开触点开关，线圈一端耦接于第九电阻与电源的连接点，线圈的另一端耦接于第九电阻与第一三极管的连接点，第一常开触点开关与气闭阀耦接。

通过采用上述技术方案，第一控制信号将第一继电器导通，从而使第一常开触点开关闭合，进而使得气闭阀封闭，进行反冲洗工作。

本发明进一步设置为：所述第二控制部包括，

第七电阻，耦接于第二比较部；

第二三极管，基极耦接于第七电阻，发射极接地；

第八电阻，一端耦接于第七电阻与第二三极管基极的连接点，另一端耦接于第二三极管与地的连接点；

第二继电器，包括第二常开触点开关、线圈、第一常闭触点开关，线圈的一端耦接于电源，线圈的另一端耦接于第二三极管的集电极，第二常开触点开关与液闭阀耦接,第一常闭触点开关耦接于第一常开开关与气闭阀之间。

通过采用上述技术方案，输出的第二控制信号将第二三极管导通，使第二继电器工作，第二继电器的第一常闭触点断开，使第一控制部不再启动气闭阀封闭；同时第二常开触点开关闭合，使液闭阀工作。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一，通过气滤膜与液滤膜的设计，使得反应气与反应液能够在过滤后直接进行反应，从而避免运输过程中混入新的杂质；

其二，通过控制电路的设计，使得液滤膜与气滤膜能够被反冲洗，从而进行重复使用。

附图说明

图1为本实施例一的结构示意图；

图2为本实施例一的剖视图；

图3为控制电路的电路图。

图中：1、壳体；2、液滤膜；21、进液口；22、出液口；23、液闭阀；3、气滤膜；31、进气口；32、出气口；33、气闭阀；4、反应区；41、出料口；5、第一压差开关；6、第二压差开关；7、反冲洗泵；1000、控制电路；100、检测电路；200、比较电路；201、第一比较部；202、第二比较部；300、执行电路；301、第一控制部；302、第二控制部；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；A、第一比较器；B、第二比较器；Q1、第一三极管；Q2、第二三极管；KM2、第二继电器；KM1、第一继电器；KM2-1、第二常开触点开关；KM2-2、第一常闭触点开关；KM1-1、第一常开触点开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一：一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，如图1、图2所示，包括壳体1、沿壳体1轴向延伸且连接于壳体1两端的液滤膜2、沿壳体1轴向延伸且位于液滤膜2外的气滤膜3，气滤膜3与液滤膜2之间围成反应区4，从而使得反应区4内的反应液、反应气均呈过滤后的洁净状态。壳体1还开设有连通反应区4的出料口41，反应后的气液混合物从出料口41出料。

壳体1上开设有仅与液滤膜2连通的进液口21、出液口22，进液口21、进液口21位于壳体1的两端，且皆投影于液滤膜2截面内，出料口41与出液口22设于壳体1的同一端。壳体1上还开设有仅与气滤膜3连通的进气口31、出气口32，进气口31、出气口32设于壳体1的侧面。在进液和出液时，反应液沿壳体1的轴向进出，并朝向壳体1的径向方向过滤渗透；在进气和出气时，反应气沿壳体1的径向进出，并朝向壳体1的径向过滤渗透，最终反应液与反应气于反应区4内混合进行反应，并在反应结束后从出料口41流出，实现收集。

为了对液滤膜2进行反冲洗，在进气口31、出气口32处设有对应的气闭阀33，进液口21、出液口22处设有对应的液闭阀23；液滤膜2的两侧设有第一压差开关5、液滤膜2的两侧设有同样的第二压差开关6，出料口41处连通有根据第一压差开关5与第二压差开关6的压差值进行启闭的反冲洗泵7。

待过滤的反应液、反应气分别由进液口21、进气口31进入壳体1，在过滤的过程中，杂质逐渐堆积滤膜上，由此使滤膜内外产生压差，并随着杂质的增多，压差逐渐增大；

所以能够通过第一压差开关5监测液滤膜2两侧的压差变化，通过第二压差开关6监测气滤膜3两侧的压差变化，当压差达到预设值时，再进行反冲洗。

实施例二：一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：还包括根据第一压差开关5、第二压差开关6的信号控制反冲洗泵7、液闭阀23、气闭阀33启闭的控制电路1000。控制电路1000包括耦接于第一压差开关5、第二压差开关6以接收感应信号并发出检测信号的检测电路100、耦接于检测电路100的比较电路200、耦接于比较电路200的执行电路300。

比较电路200包括第一比较部201、第二比较部202。

第一比较部201包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一比较器A，第一电阻R1一端耦接于电源，第一电阻R1另一端耦接于第二电阻R2一端，第二电阻R2另一端接地，第一比较器A反相端耦接于第一电阻R1与第二电阻R2的连接点以接收第一预设值，第一预设值为液滤膜2的预设压差值，在高于预设压差值时，气闭阀33保持封闭；第一比较器A正相端耦接于第一压差开关5以接收检测信号。

第二比较部202包括第三电阻R3、第四电阻R4、第二比较器B，第三电阻R3一端耦接于电源，第三电阻R3另一端耦接于第四电阻R4一端，第四电阻R4另一端接地，第二比较器B反相端耦接于第三电阻R3与第四电阻R4的连接点以接收第二预设值，第二预设值为气滤膜3的预设压差值，在高于预设压差值时，液闭阀23保持封闭；第二比较器B正相端耦接于第二压差开关6以接收检测信号。

第一预设值与第二预设值皆为过滤速度不够满足需求时的数值，当第一压差开关5、第二压差开关6连接位置有所变化、或者滤膜有进行更换时进行模拟预测试，随后再将模拟测试得到的第一预设值、第二预设值输入控制电路1000作为检测标准。

执行电路300包括第一控制部301、第二控制部302，反冲洗泵7耦接于执行电路300。

第一控制部301包括第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1、第九电阻R9、第一继电器KM1，第五电阻R5的一端耦接于第一比较器A输出端，第五电阻R5的另一端耦接于第一三极管Q1基极；第一三极管Q1的集电极耦接于第二继电器KM2，第一三极管Q1的发射极接地。

第六电阻R6一端耦接于第五电阻R5与第一三极管Q1基极的连接点，第六电阻R6另一端耦接于第一三极管Q1与地的连接点。

第九电阻R9，一端耦接于电源，另一端耦接于第一三极管Q1的集电极。

第一继电器KM1，包括线圈、第一常开触点开关KM1-1，线圈一端耦接于第九电阻R9与电源的连接点，线圈的另一端耦接于第九电阻R9与第一三极管Q1的连接点，第一常开触点开关KM1-1与气闭阀33耦接。

第二控制部302包括第七电阻R7、第八电阻R8、第二三极管Q2、第二继电器KM2、续流二极管，第七电阻R7一端耦接于一端耦接于第二比较器B输出端，第七电阻R7另一端耦接于第二三极管Q2基极；第二三极管Q2的集电极耦接于第二继电器KM2，第二三极管Q2的发射极接地。

第八电阻R8一端耦接于第七电阻R7与第二三极管Q2基极的连接点，另一端耦接于第二三极管Q2与地的连接点；第二继电器KM2耦接于电源，第二继电器KM2包括耦接于液闭阀23的第二常开触点开关KM2-1，第二常开触点开关KM2-1连接于地；第二继电器KM2还包括耦接于第一常开触点开关KM1-1与气闭阀33之间的第一常闭触点开关KM2-2。续流二极管一端耦接于第二继电器KM2与第二三极管Q2集电极的连接点，续流二极管另一端耦接于第二继电器KM2与地的连接点。

工作过程：通过第一压差开关5检测液滤膜2的压差值，通过第二压差开关6检测气滤膜3的压差值；

当第一压差开关5的压差值高于第一预设值时，通过对第一压差开关5的信号处理，在第一比较部201发射第一控制信号，第一继电器KM1将第一常开触点开关KM1-1闭合，从而使电源、反冲洗泵7、第一常开触点开关KM1-1、气闭阀33、第一常闭触点开关KM2-2电连，最后接地，使得反冲洗泵7工作得电进行冲洗，同时使气闭阀33封闭进气口31、出气口32进行阻断；

当第二压差开关6的压差值高于第二预设值时，第二比较部202发射第二控制信号，使得第二继电器KM2启动，此时第一常闭触点开关KM2-2断开，使气闭阀33保持打开，防止气闭阀33与液闭阀23同时关闭导致壳体1被持续充气损坏；

同时，第二常开触点开关KM2-1闭合，使得电源、反冲洗泵7、第二常开触点开关KM2-1、液闭阀23电连，最后接地，使得反冲洗泵7得电进行冲洗，同时也使得液闭阀23封闭进液口21、出液口22。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：包括壳体（1）、沿壳体（1）长度方向连接于壳体（1）两端的液滤膜（2）、沿壳体（1）长度方向连接于壳体（1）两端的气滤膜（3），其中壳体（1）上开设有仅与液滤膜（2）连通的进液口（21）、出液口（22）；仅与气滤膜（3）连通的进气口（31）、出气口（32）；气滤膜（3）与液滤膜（2）之间围成反应区（4），壳体（1）上还开设有仅与反应区（4）连通的出料口（41）。

2.根据权利要求1所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述进液口（21）、进液口（21）位于壳体（1）的两端，且投影于液滤膜（2）截面内；所述气滤膜（3）与液滤膜（2）同轴设置，且气滤膜（3）套设于液滤膜（2）外，进气口（31）、出气口（32）设于壳体（1）的侧面；所述出料口（41）与出液口（22）设于壳体（1）的同一端。

3.根据权利要求1所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述进气口（31）、出气口（32）处设有对应的气闭阀（33），所述进液口（21）、出液口（22）处设有对应的液闭阀（23）；所述液滤膜（2）的两侧设有第一压差开关（5）、所述液滤膜（2）的两侧设有同样的第二压差开关（6），出料口（41）处连通有反冲洗泵（7）；还包括根据第一压差开关（5）、第二压差开关（6）的信号控制反冲洗泵（7）、液闭阀（23）、气闭阀（33）启闭的控制电路（1000）。

4.根据权利要求3所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述控制电路（1000）包括：

检测电路（100），耦接于第一压差开关（5）、第二压差开关（6）以接收感应信号，并发出检测信号；

比较电路（200），耦接于检测电路（100）的输出端以接收检测信号并输出比较信号；

执行电路（300），耦接于比较电路（200）并根据比较信号控制反冲洗泵（7）、气闭阀（33）、液闭阀（23）是否封闭。

5.根据权利要求4所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述比较电路（200），包括，

第一比较部（201），耦接于检测电路（100）以接收检测信号，并将检测信号与第一预设值进行比较后输出第一控制信号；

第二比较部（202），耦接于检测电路（100）以接收检测信号，并将检测信号与第二预设值进行比较后输出第二控制信号。

6.根据权利要求4所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述执行电路（300）包括，

第一控制部（301），耦接于第一比较部（201）以接收第一控制信号，当第一压差开关（5）的感应信号高于第一预设值时，第一控制部（301）使气闭阀（33）封闭并保持封闭状态；

第二控制部（302），耦接于第二比较部（202）以接收第二控制信号，当第二压差开关（6）的感应信号高于第二预设值后，第二控制部（302）使第一控制部（301）断电并使液闭阀（23）保持封闭状态。

7.根据权利要求6所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述第一控制部（301）包括：

第五电阻（R5），一端耦接于第一比较部（201）；

第一三极管（Q1），发射极接地，基极耦接于第五电阻（R5）的另一端；

第六电阻（R6），一端耦接于第五电阻（R5）与第一三极管（Q1）基极的连接点，另一端耦接于第一三极管（Q1）与地的连接点；

第九电阻（R9），一端耦接于电源，另一端耦接于第一三极管（Q1）的集电极；

第一继电器（KM1），包括线圈、第一常开触点开关（KM1-1），线圈一端耦接于第九电阻（R9）与电源的连接点，线圈的另一端耦接于第九电阻（R9）与第一三极管（Q1）的连接点，第一常开触点开关（KM1-1）与气闭阀（33）耦接。

8.根据权利要求6所述的一种小型气相液相混合反应的精密过滤装置，其特征在于：所述第二控制部（302）包括，

第七电阻（R7），耦接于第二比较部（202）；

第二三极管（Q2），基极耦接于第七电阻（R7），发射极接地；

第八电阻（R8），一端耦接于第七电阻（R7）与第二三极管（Q2）基极的连接点，另一端耦接于第二三极管（Q2）与地的连接点；

第二继电器（KM2），包括第二常开触点开关（KM2-1）、线圈、第一常闭触点开关（KM2-2），线圈的一端耦接于电源，线圈的另一端耦接于第二三极管（Q2）的集电极，第二常开触点开关（KM2-1）与液闭阀（23）耦接,第一常闭触点开关（KM2-2）耦接于第一常开开关与气闭阀（33）之间。