CN112957794A - 一种混合流体内固态颗粒物自动分离装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了混合流体内固态颗粒物自动分离装置及方法。其中该装置包括入口部用于将混合流体通入分离部，出口部用于将经分离部过滤的混合流体排出；分离部包括过滤分离箱，其内沿混合流体的流动方向依次设有至少两级滤板，一级滤板与水平面的正方向间的倾斜角为钝角，一级滤板之后的其他级滤板均与水平面的正方向间的倾斜角为锐角，水平面的正方向为混合流体流动方向；过滤分离箱的两侧还置有侧滤板；收集箱与过滤分离箱的底部相连通；排料口与所述收集箱的下端相连通；过滤分离箱的顶部开设有第一开口，收集箱的一侧开设有第二开口，第二开口处设有盖板。其不借助额外动力装置，实现了固态颗粒物自动动态分离和自动收集。
Description
技术领域
本发明属于固液分离装置领域，尤其涉及一种混合流体内固态颗粒物自动分离装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
以液态肥为主的流体介质为例：由于成分复杂，其中包含的石子类硬颗粒物通常会对泵、阀等流体动力器件造成损害，形成随机性故障。
现有的固液分离装置需要借助额外动力装置来实现分离功能，存在结构复杂的问题；另外，目前固液分离装置大部分采用管内封闭式过滤的方式，而该种过滤方式普遍存在颗粒物积留在滤板上的问题，滤板上颗粒物的积存度越大越容易形成阻塞，并影响下一级滤板的过滤效果。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种混合流体内固态颗粒物自动分离装置及方法，其中该装置不借助额外动力装置，利用流体力学原理及复杂混合流体的自身特性进行固态颗粒物自动动态分离和自动收集。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其包括入口部、出口部和分离部；所述入口部用于将混合流体通入所述分离部，所述出口部用于将经所述分离部过滤的混合流体排出；
所述分离部包括过滤分离箱、收集箱、盖板和排料口；所述过滤分离箱内沿混合流体的流动方向依次设置有至少两级滤板，一级滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为钝角，一级滤板之后的其他级滤板均与水平面的正方向之间的倾斜角为锐角，所述水平面的正方向为混合流体流动方向；所述过滤分离箱的两侧还置有侧滤板；所述收集箱与所述过滤分离箱的底部相连通；所述排料口与所述收集箱的下端相连通；所述过滤分离箱的顶部开设有第一开口，所述收集箱的一侧开设有第二开口，所述第二开口处设有盖板，以用于封堵第二开口。
进一步地，在所述过滤分离箱内，各级滤板上的过滤孔沿混合流体的流动方向逐渐减小。
上述技术方案的优点在于，这样能够按照固态颗粒物的粒径大小进行沿程逐级过滤，避免滤板堵塞，提高混合流体的过滤效果。
进一步地，在所述过滤分离箱内，各级滤板及侧滤板的安装角度由过滤杂质比重决定。
上述技术方案的优点在于，根据过滤杂质比重来确定滤板的安装角度，能够使得滤板的效果达到较好的状态，保障过滤效果。
进一步地，所述过滤分离箱内各级滤板及侧滤板上的过滤孔均匀布设。
上述技术方案的优点在于，过滤孔均匀布设能够使得混合流体得到充分均匀过滤，避免出现大颗粒固态物质漏过滤，而影响后一级滤板的过滤效果。
进一步地，在所述过滤分离箱内，沿混合流体的流动方向的一级滤板包括倾斜滤板及沿倾斜滤板末端向外延伸的垂直滤板。
上述技术方案的优点在于，这样可以实现流体内的大比重颗粒物进行沿程过滤，颗粒物可以顺流到滤板末端方向实现较好的过滤效果。
进一步地，所述倾斜滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为135度。
上述技术方案的优点在于，该倾斜角能够对混合流体中的粒径大的固态颗粒物进行有效分离，而且能够使得分离的固态颗粒物的下落至收集箱的速度，与从排料口排出的速度相匹配，避免出现固态颗粒堆积在物排料口的现象。
此处可以理解的是，在其他实施例中，也可根据流体内颗粒物质量和含量差异，将倾斜滤板与水平面的正方向之间的倾斜角135度为基准，进行双向调整设定度数的调节，比如±15度调节。
进一步地，在所述过滤分离箱内，沿混合流体的流动方向的二级滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为45度。
上述技术方案的优点在于，这样可对一级滤板过滤后的小比重轻质颗粒进行反向倾角过滤，获得较好的过滤效果。
进一步地，所述侧滤板与所述过滤分离箱的侧壁夹角为15～20度。
上述技术方案的优点在于，该夹角能够对混合流体中的粒径大的固态颗粒物进行有效分离，而且能够使得分离的固态颗粒物的下落至收集箱的速度，与从排料口排出的速度相匹配，减少出现固态颗粒堆积在物排料口的现象。
进一步地，所述第一开口处也设置有盖板，用于在所述混合流体内固态颗粒物自动分离装置工作时封堵第一开口。
本发明的第二个方面提供一种采用如上述所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置的固态颗粒物自动分离方法，其包括：
密封第二开口；
混合流体经入口部进入过滤分离箱，依次将过滤分离箱内的各级滤板及侧滤板的联合过滤作用下，实现不同密度与粒度的固态颗粒物随流体的分离；
分离出来的固态颗粒物落入收集箱内，并经排料口排出；
当任一级滤板或侧滤板出现故障，暂停混合流体流入过滤分离箱，经第一开口检修各级滤板或侧滤板；
当排料口处出现固态颗粒物堆积时，暂停混合流体流入过滤分离箱，经第二开口清理堆积的固态颗粒物。
本发明的有益效果是：
本发明的过滤分离箱的顶部开设有第一开口，收集箱的一侧开设有第二开口，第二开口处设置有盖板，这样当过滤分离箱内的滤板故障或收集箱内的固体较多时，能够及时处理，提高过滤效果；
本发明的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，不借助额外动力装置，利用流体力学原理及复杂混合流体的自身特性进行固态颗粒物自动动态分离和自动收集。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的混合流体内固态颗粒物自动分离装置原理图；
图2是本发明实施例的混合流体内固态颗粒物自动分离装置的主视图；
图3是本发明实施例的混合流体内固态颗粒物自动分离装置的俯视图。
其中，1.入口部，2.第一开口，3.第二盖板，4.一级滤板，5.侧滤板，6.二级滤板，7.过滤分离箱，8.出口部，9.收集箱，10.排料口，11.第二开口，12.第一盖板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
如图1、图2和图3所示，本实施例的一种混合流体内固态颗粒物自动分离装置，包括入口部1、出口部8和分离部；所述入口1部用于将混合流体通入所述分离部，所述出口部8用于将经所述分离部过滤的混合流体排出。
所述分离部包括过滤分离箱7、收集箱9、盖板和排料口10；所述过滤分离箱7内沿混合流体的流动方向依次设置有有至少两级滤板，一级滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为钝角，一级滤板之后的其他级滤板均与水平面的正方向之间的倾斜角为锐角，所述水平面的正方向为混合流体流动方向。比如，本实施例包括一级滤板4和二级滤板6。
所述过滤分离箱7的两侧还设置有侧滤板5；所述收集箱9与所述过滤分离箱7的下端相连通；所述排料口10与所述收集箱9的下端相连通；所述过滤分离箱7的上端开设有第一开口2，所述收集箱9的一侧开设有第二开口11，所述第二开口11处设置有盖板，以用于封堵第二开口11。
在另一实施例中，该自动分离装置在过滤混合流体时，第二开口11处设置的盖板为第一盖板12，用封闭收集箱9。当收集箱9内的收集的固体颗粒较多，过滤分离箱7内不通入新的流体，在排料口10出现堆积时，可打开第一盖板12，清理固体颗粒。
在一些实施例中，过滤分离箱7的上端的第一开口2可设置有第二盖板3。第二盖板3，能够避免混合流体溢出过滤分离箱7。
在本实施例中，入口部1采用输入管道来实现。
出口部8采用输出管道来实现。
在本实施例中，为了达到避免滤板堵塞，提高混合流体的过滤效果的目的，按照固态颗粒物的粒径大小进行沿程逐级过滤，在所述过滤分离箱7内，各级滤板上的过滤孔沿混合流体的流动方向逐渐减小。
而且在所述过滤分离箱7内，各级滤板及侧滤板5的安装角度由过滤杂质比重决定。这样根据过滤杂质比重来确定滤板的安装角度，能够使得滤板的效果达到较好的状态，保障过滤效果。
在一些实施例中，过滤分离箱7内各级滤板及侧滤板上的过滤孔均匀布设。过滤孔均匀布设能够使得混合流体得到充分均匀过滤，避免出现大颗粒固态物质漏过滤，而影响后一级滤板的过滤效果。
其中，过滤孔最优的方案为圆形。本领域技术人员也可根据实际情况来设置其他形状，比如菱形等等。
需要说明的是，在其他实施例中，过滤孔也可根据实际情况来具体布局其在滤板上的分布。
在具体实施中，在所述过滤分离箱7内，沿混合流体的流动方向的一级滤板4包括倾斜滤板及沿倾斜滤板末端向外延伸的垂直滤板。这样可以实现流体内的大比重颗粒物进行沿程过滤，颗粒物可以顺流到滤板末端方向实现较好的过滤效果。
在一些实施例中，所述倾斜滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为135度。其中，该倾斜角能够对混合流体中的粒径大的固态颗粒物进行有效分离，而且能够使得分离的固态颗粒物的下落至收集箱的速度，与从排料口排出的速度相匹配，避免出现固态颗粒堆积在物排料口的现象。
此处可以理解的是，在其他实施例中，也可根据流体内颗粒物质量和含量差异，将倾斜滤板与水平面的正方向之间的倾斜角135度为基准，进行双向调整设定度数的调节，比如±15度调节。
在一些实施例中，在所述过滤分离箱7内，沿混合流体的流动方向的二级滤板6与水平面的正方向之间的倾斜角为45度。这样可对一级滤板过滤后的小比重轻质颗粒进行反向倾角过滤，获得较好的过滤效果。
所述侧滤板5与所述过滤分离箱7的侧壁夹角为15～20度。该夹角能够对混合流体中的粒径大的固态颗粒物进行有效分离，而且能够使得分离的固态颗粒物的下落至收集箱9的速度，与从排料口10排出的速度相匹配，减少出现固态颗粒堆积在物排料口10的现象。
以过滤分离箱体7包含两级滤板为例：
混合流体内固态颗粒物自动分离装置的工作原理为：
混合流体通过入口部1(比如：输入管道)进入过滤分离箱体7，经过一级滤板4和两侧滤板5联合作用，实现固态大颗粒物及大体积混悬杂志隔离与初步分离并部分进入收集箱9。部分不同密度与粒度的固态物随流体前进方向进入过滤分离箱体7后部区域，经过两侧滤板5和二级滤板6联合作用下，实现中小颗粒的固态物分离并进入收集箱9。分离后的低杂质流体经出口部8(比如：输出管道)流出分离装置，分离后的固态颗粒物经排料口10通过管路排出，实现分离与收集功能。
本实施例的混合流体内固态颗粒物自动分离装置的特点是：四面围挡式过滤板形成开方式过滤装置，下方是开口的。开放式滤板结构使超出过滤直径的颗粒物均形成有效过滤并不积存在过滤板上形成阻塞。随流体冲击和波动，滤板遮挡下的颗粒物可沿着倾斜板面下沉到收集箱内，不会形成封闭式过滤的阻塞问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，包括入口部、出口部和分离部；所述入口部用于将混合流体通入所述分离部，所述出口部用于将经所述分离部过滤的混合流体排出；
所述分离部包括过滤分离箱、收集箱、盖板和排料口；所述过滤分离箱内沿混合流体的流动方向依次设置有至少两级滤板，一级滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为钝角，一级滤板之后的其他级滤板均与水平面的正方向之间的倾斜角为锐角，所述水平面的正方向为混合流体流动方向；所述过滤分离箱的两侧还置有侧滤板；所述收集箱与所述过滤分离箱的底部相连通；所述排料口与所述收集箱的下端相连通；所述过滤分离箱的顶部开设有第一开口，所述收集箱的一侧开设有第二开口，所述第二开口处设有盖板，以用于封堵第二开口。
2.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，在所述过滤分离箱内，各级滤板上的过滤孔沿混合流体的流动方向逐渐减小。
3.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，在所述过滤分离箱内，各级滤板及侧滤板的安装角度由过滤杂质比重决定。
4.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，所述过滤分离箱内各级滤板及侧滤板上的过滤孔均匀布设。
5.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，在所述过滤分离箱内，沿混合流体的流动方向的一级滤板包括倾斜滤板及沿倾斜滤板末端向外延伸的垂直滤板。
6.如权利要求5所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，所述倾斜滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为135度。
7.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，在所述过滤分离箱内，沿混合流体的流动方向的二级滤板与水平面的正方向之间的倾斜角为45度。
8.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，所述侧滤板与所述过滤分离箱的侧壁夹角为15～20度。
9.如权利要求1所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置，其特征在于，所述第一开口处也设置有盖板，用于在所述混合流体内固态颗粒物自动分离装置工作时封堵第一开口。
10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的混合流体内固态颗粒物自动分离装置的固态颗粒物自动分离方法，其特征在于，包括：
密封第二开口；
混合流体经入口部进入过滤分离箱，依次将过滤分离箱内的各级滤板及侧滤板的联合过滤作用下，实现不同密度与粒度的固态颗粒物随流体的分离；
分离出来的固态颗粒物落入收集箱内，并经排料口排出；
当任一级滤板或侧滤板出现故障，暂停混合流体流入过滤分离箱，经第一开口检修各级滤板或侧滤板；
当排料口处出现固态颗粒物堆积时，暂停混合流体流入过滤分离箱，经第二开口清理堆积的固态颗粒物。
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