CN110433570A - 一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯 - Google Patents

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张立峰
杨占奇
王翠翠
李�荣
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赵晖
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Abstract

本发明公开了一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯，包括若干个依次相连的过滤单元，过滤单元包括过滤管段，过滤管段的两端分别连接外管接头和内管接头，端部过滤单元的内管接头连接堵头，过滤管段包括支撑管和套设在支撑管上的金属滤筒，支撑管上开设有孔。本发明一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯的有益效果，机械强度高，流通阻力小；在高反吹压力下的瞬间冲击和频繁反吹工况下，滤芯能够保证自身刚度和金属滤筒的完整性，增强了滤芯的结构强度及抗疲劳破损的能力；滤芯组装方便，有效降低了滤芯在生产运行中的维护维修频率，延长使用周期。

Description

一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯
技术领域
本发明属于滤芯技术领域，具体涉及一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯。
背景技术
用金属多孔材料制造的滤芯具有理想均匀的孔径分布和优异的流体渗透性能，强度高、能较好的承受热应力及冲击、可进行机械加工、焊接、清洗再生，尤其适用于高洁净度、高安全性的净化系统，越来越多地应用于高温、高压的过滤分离工艺中。当滤芯内部孔道发生颗粒堵塞或表面形成厚滤饼层时，需要用更高压力的气体通过瞬间释放产生强大的冲击力，逆向吹通滤芯孔道，恢复滤芯的过滤能力。
由于金属多孔材料内部存在大量孔隙，其强度和刚度都明显低于材料相同的致密材料，例如，当孔隙度为10～15％时，多孔材料的强度、塑性和弹性值仅为相应组分致密材料的1/6～1/2。单纯靠金属多孔材料焊接获得的滤芯整体难以克服工况下高压力、高频率反吹带来的破坏，滤芯在使用过程中容易压扁变形或破裂，使用周期短，将严重影响过滤器的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯，解决了现有技术中存在的滤芯在使用过程中的压扁变形或破裂和使用周期短问题。
本发明采用的技术方案是，一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，包括若干个依次相连的过滤单元，过滤单元包括过滤管段，过滤管段的两端分别连接外管接头和内管接头，端部过滤单元的内管接头连接堵头，过滤管段包括支撑管和套设在支撑管上的金属滤筒，支撑管上开设有孔。
本发明的特点还在于：
过滤单元有5～10个。
支撑管开孔率为30％～60％，孔均匀排布。
支撑管壁厚为2～5mm、公称直径为30～70mm、长度为200～1000mm。
金属滤筒为粉末烧结多孔材料、编织丝网烧结多孔材料、粉末烧结多孔复合材料、编织丝网烧结多孔复合材料中的一种。
金属滤筒公称直径为35～80mm、长度为200～1000mm、过滤精度为0.5～50μm。
过滤管段与外管接头、内管接头之间为焊接连接。
相邻的内管接头和外管接头之间、端部的堵头和内管接头之间焊接或螺纹连接。
相邻的内管接头和外管接头之间、端部的堵头和内管接头之间螺纹连接时螺纹采用标准60°圆锥管螺纹形式。
支撑管、金属滤筒、内管接头和外管接头的材料为304不锈钢或316L不锈钢。
本发明的有益效果是：将若干个过滤单元通过焊接或螺纹连接的形式组合成大长径比的滤芯，过滤单元整体机械强度高，流通阻力小，在高反吹压力下的瞬间冲击和频繁反吹工况下，滤芯能够保证自身刚度和金属滤筒的完整性，增强了滤芯的结构强度及抗疲劳破损的能力；滤芯组装方便，过滤单元又具有互换性，还解决了因局部破损造成整体报废的问题，有效降低了滤芯在生产运行中的维护维修频率，延长使用周期。
附图说明
图1是本发明一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯的结构示意图图；
图2是本发明一种组合式高强度、抗疲劳的金属复合滤芯的的过滤单元图。
图中，1.过滤单元，2.过滤管段，3.堵头，11.外管接头，12.金属滤筒，13.支撑管，14.内管接头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，如图1所示，包括若干个依次相连的过滤单元1，如图2所示，过滤单元1包括过滤管段2，过滤管段2的一端连接外管接头11，过滤管段2的另一端内管接头14，端部的过滤单元1的内管接头14连接堵头3，过滤管段2包括支撑管13和套设在支撑管13上的金属滤筒12，支撑管13上开设有孔。
相邻的内管接头14和外管接头11之间、端部的堵头3和内管接头14之间焊接或螺纹连接，连接方式根据滤芯所承受的载荷条件，选择焊接或者螺纹连接。若相邻的内管接头14和外管接头11之间、端部的堵头3和内管接头11之间采用螺纹连接，考虑到降低成本，保证互换性与配合，螺纹宜采用标准60°圆锥管螺纹形式，内外螺纹旋紧后螺纹副自身具有密封能力，选用不同硬度的材料时，该连接方式能够承受高压变载工况。
支撑管13为具有30％～60％开孔率的空心管，材质为304不锈钢或316L不锈钢，孔型可为多种形状，如圆孔、多边形孔和长圆孔等。为降低支撑管13的流体流通阻力，支撑管13开孔应按照一定的规律均匀排布，支撑管13的壁厚为2～5mm，公称直径为30～70mm，长度为200～1000mm。支撑管13作为滤芯的支撑骨架，对滤芯提供纵向支撑，可以有效提高滤芯的强度。
金属滤筒12，根据实际应用场合和过滤压降要求，可以是粉末烧结多孔材料、编织丝网烧结多孔材料中一种，也可以是在粉末或编织丝网烧结多孔材料表面涂覆一层薄膜的复合多孔材料。金属滤筒12的公称直径为35～80mm，长度为200～1000mm，过滤精度为0.5～50μm。金属滤筒12的材质可以304不锈钢、316L不锈钢，抗拉强度不低于110MPa。
过滤单元1的外管接头11先与支撑管13环焊接，金属滤筒12穿过支撑管13，在端面处与外管接头11环焊；装配内管接头14，金属滤筒12的另一端与内管接头14环焊，最后焊接内管接头14和支撑管13的内切环缝。氩弧焊焊接时，应使氩气在过滤单元1的内部形成完全保护的气氛，保证所有环焊缝全熔透，使得过滤单元整体形成坚固稳定的复合结构。试验证明，该结构在常温下能够承受不低于5MPa的内压工况，过滤单元1不发生任何破损。
若干个过滤单元1依次相连，最终组合成大长径比的滤芯，滤芯长度可达3m。
本发明一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其有益效果在于：组合后过滤单元整体机械强度高，流通阻力小；增强了滤芯的结构强度及抗疲劳破损的能力；滤芯组装方便，过滤单元又具有互换性，还解决了因局部破损造成整体报废的问题，降低了滤芯在生产运行中的维护维修频率，延长使用周期。

Claims (10)

1.一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于，包括若干个依次相连的过滤单元(1)，所述过滤单元(1)包括过滤管段(2)，过滤管段(2)的两端分别连接外管接头(11)和内管接头(14)，端部过滤单元(1)的内管接头(14)连接堵头(3)，所述过滤管段(2)包括支撑管(13)和套设在支撑管(13)上的金属滤筒(12)，支撑管(13)上开设有孔。
2.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于，所述过滤单元(1)有5～10个。
3.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于，所述支撑管(13)开孔率为30％～60％，孔均匀排布。
4.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于，所述支撑管(13)壁厚为2～5mm、公称直径为30～70mm、长度为200～1000mm。
5.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于：所述金属滤筒(12)为粉末烧结多孔材料、编织丝网烧结多孔材料、粉末烧结多孔复合材料、编织丝网烧结多孔复合材料中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于：所述金属滤筒(12)公称直径为35～80mm、长度为200～1000mm、过滤精度为0.5～50μm。
7.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于：所述过滤管段(2)与外管接头(11)、内管接头(14)之间为焊接连接。
8.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于：所述相邻的内管接头(14)和外管接头(11)之间、端部的堵头(3)和内管接头(14)之间焊接或螺纹连接。
9.根据权利要求8所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于：所述相邻的内管接头(14)和外管接头(11)之间、端部的堵头(3)和内管接头(11)之间螺纹连接时螺纹采用标准60°圆锥管螺纹形式。
10.根据权利要求1所述的一种组合式高强度、抗疲劳金属复合滤芯，其特征在于：所述支撑管(13)、金属滤筒(12)、内管接头(14)和外管接头(11)的材料为304不锈钢或316L不锈钢。
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