CN1173162C - 过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置。该过滤装置包括两个过滤器部件(100、102)和在过滤器部件(100、102)之间的至少一个过滤缝隙(108)。过滤器部件(100、102)适合于被调整以相对彼此移动，使得当过滤器部件(100、102)相对彼此移动时，所述至少一个过滤缝隙(108)的宽度能改变。当从工艺过程中抽取试样时，所述过滤器部件(100、102)之间的过滤缝隙(108)达到最小，在被测量的液体物质从工艺过程流向测量装置时，过滤缝隙(108)被调整以适合于过滤试样。当逆着抽样方向清洗过滤装置时，过滤器部件(100、102)被调整以适合于彼此远离，因而过滤缝隙(108)变宽。
Description
发明领域
本发明涉及一种把固体物质颗粒从液体物质中过滤出来的过滤装置。
发明背景
在加工工业中，为了取样的目的，需要过滤含有液体及固体物质颗粒的悬浮液。例如在造纸和纸浆工业中，为了对生产进行监控和控制，从原料中抽取过滤试样。原料包含液体、少量气体、以及类似纤维及可能的碎渣这样的固体物质颗粒。当需要检测原料中液体的性质时，尽可能地从试样中过滤出固体物质颗粒。为此，已经开发出了不同的过滤装置，比如在公开的专利FI57663和SE511069中描述的那些，这里引用它们作为参考。
在FI57663公开的解决方案中，用具有狭窄缝隙的筛网过滤试样。当抽取试样时，缝隙阻止纤维状颗粒前进，而液体则流动到检测装置。当清洁筛网时，对着工艺过程吹送压缩空气，使粘在筛网上的纤维和碎渣返回工艺过程中。然而，一个大问题在于，纤维和碎渣往往紧紧地粘附在筛网的缝隙中，致使不能完全充分地清洁筛网。由于这个原因，筛网很快被堵塞而需要更换。堵塞了的筛网减慢了抽样过程。
SE511069公开了一种包括筛网的抽样器，该筛网具有用三角形线制成的网状表面。同样，在该筛网中，在液体流动到检测装置时，纤维和碎渣滞留在缝隙中。用刮除的方法清洁筛网。同样，该解决方案具有和上述方案相同的问题。清洁并不完全充分，筛网很快被纤维和碎渣堵塞而需要经常更换。堵塞了的筛网减慢了抽样过程。
发明简介
因而本发明的一个目的是提供一种过滤取样的过滤装置，它易于清洗并且不容易堵塞。该目的通过一种从含有固体颗粒的液体物质中过滤取样的过滤装置来实现。该过滤装置包括两个过滤器部件以及在过滤器部件之间的至少一个过滤缝隙；并且过滤部件至少在清洗过程中通过清洗压力被调整以移动而相互远离，增加过滤缝隙的宽度。
本发明具有优选实施例。
当从工艺过程中抽取试样时，过滤器部件之间的所述至少一个过滤缝隙达到最小，而在被测量的液体物质从工艺过程流向测量装置时，过滤器部件之间的所述至少一个过滤缝隙被调整以适合于过滤试样，以及当逆着抽样方向清洗过滤装置时，过滤器部件被调整以适合于彼此远离，因而所述至少一个过滤缝隙变宽。
各过滤器部件包括至少一个导向延伸件和导向槽，通过这种方式，过滤器部件被设置彼此对中。
过滤器部件的形状相互配合，使得当过滤器部件被紧紧按压彼此相靠时，在这种情况下在各导向延伸件按压进相应的导向槽中，在过滤器部件之间有所希望的过滤缝隙。
当从工艺过程中抽取试样时，工艺过程压力适合于使过滤器部件被朝向彼此按压，在这种情况下，过滤器部件之间的所述至少一个过滤缝隙达到最小，以及当逆着抽样方向清洗过滤装置时，由于清洗压力，过滤器部件适合于相对彼此远离。
过滤器部件被磁化以相互吸引，因而在过滤装置被清洗以外的时间，过滤器部件彼此尽可能保持靠近。
过滤缝隙沿试样的流动方向上变宽以助于过滤装置的清洗。
含有固体颗粒的液体物质是在生产纸和纸板中所用的原料。
本发明基于具有至少一个宽度可变的过滤缝隙的过滤装置。狭窄的过滤缝隙用于过滤试样，而在清洗过程中，过滤缝隙被打开变宽，以便粘附在过滤装置上的固体物质颗粒能从其上彻底分离。
本发明的过滤装置具有几个优点。因为过滤装置保持清洁，所以过滤装置的更换及维修间隔更长。保持清洁的过滤装置还允许试样的高流动率。
附图简介
下面将参照附图以优选实施例的方式对本发明作更详细的说明，在附图中：
图1表示过滤装置的分解图，
图2A表示试样过滤过程中的过滤装置的侧向投影图，
图2B表示清洁过程中的过滤装置的侧向投影图，
图2C表示过滤缝隙的横截面的视图，和
图3表示过滤装置与原料管的连接。
本发明的详细说明
本发明的解决方案适用于过滤含有液体及固体物质颗粒的悬浮液以生成液体试样的加工工业。本发明的解决方案特别适用于需要从原料中提取过滤试样的纸浆和造纸工业。但是，本发明的解决方案不限于这些应用。
图1表示过滤装置的一种可能的结构。图1中的箭头表示试样从加工工艺过程流向检测装置的流向。例如，从含有碎渣及纤维的纸浆和纸原料中提取试样。两个过滤器部件100、102构成过滤装置的基本结构。过滤器部件100、102设置在把过滤装置安装到取样管120上的主体部件116中。主体部件116可以容易地打开以便维修。相互面对的过滤器部件100、102的末端相互装配，使得当过滤器部件100、102尽可能互相相对按压时，至少一个缝隙108保持在过滤器部件100、102的末端之间而作为试样过滤器。在过滤器部件100、102的内部有一个腔，来自主体部件116经过缝隙108过滤的试样流向这个腔。从过滤器部件100、102过滤的试样经过在末端部件110中的至少一个开口112并经过管接头118流到管子(图1中未示出)而流向试样检测装置。设计末端部件110中的开口112，使得能流经开口112的试样稍少于流经过滤缝隙108的试样。这减轻了在过滤缝隙108中固体物质的过紧的压实。
各过滤器部件100、102包括至少一个导向延伸件104和导向槽106，通过这种方式，过滤器部件100、102被设置以便互相对准中心。这样，在图1所示的结构中，由过滤器部件100、102的中心轴引起的支承及定中心的需要减小了。各导向延伸件104的顶端触及导向槽106的狭窄底部区域，但由于导向延伸件104最好是钝的，所以导向延伸件104不必触及在导向槽106的最尖的顶端的底部。即使过滤器部件100、102的之间的边界表面不是直的，各过滤缝隙也至少大约是直的并具有一致的宽度。然而，弯曲的边界表面确实形成长的过滤缝隙108，这允许试样高速流过滤缝隙108。所公开的解决方案从纸浆工业原料中提取多达10l/min的试样。在这种情况下，过滤器部件100、102之间的过滤缝隙108是0.5mm，过滤器部件100、102的直径是50mm，而末端部件110中开口的个数是4，各开口的直径是4mm。过滤器部件100、102由过滤器部件中间的轴支承，该轴由末端部件110的部件114保护。过滤器部件100、102在轴的方向上彼此相对移动，这使得当过滤器部件100、102彼此相对移动时过滤缝隙108的宽度可以改变，但移动的长度短于导向槽106的深度，以便维持过滤器部件100、102的自动导向。
图2A以侧向投影图的方式更详细地表示了过滤装置的结构。箭头表示试样的流动方向。在该图中过滤器部件100、102尽可能地彼此相对压紧，所以过滤器缝隙108达到最小。这对应于取样的状态。轴200安装在过滤器部件100上，但可以相对于过滤器部件102自由地移动，因为过滤器部件102包括管状结构202，而轴200就在该管状结构202内部。过滤器部件100最好不会密封在管状结构202上，所以，包含轴200的过滤器部件100是很易活动的。轴200最好是六角形的棒，使得能更容易地从管状结构202和轴200之间把颗粒清洗掉。过滤器部件100的移动长度受轴200中的限位槛的限制，它不会经过过滤器部件102中的管状结构202的末端而装配。轴200的限位槛与管状结构202的末端之间的距离L等于过滤器部件100和轴200最长的可能移动长度。当过滤纸浆工业原料时，例如，移动长度L可以是毫米量级(例如4mm)。包围轴200的管状结构202在两个末端都具有开口，以便进入管状结构202中的液体能高效地流出。当对一个加工工艺过程抽样时，工艺过程压力适于使过滤器部件100、102互相相对受按压，在这种情况下，过滤器部件100、102之间的至少一个过滤缝隙108达到最小。过滤器部件100的受压力下的表面面积必须足够大以便允许过滤器部件100上的压力差使过滤器部件100尽可能靠近过滤器部件102并使过滤缝隙108达到最小。
在图2B中，过滤器部件100和102彼此尽可能远离，过滤缝隙108达到最大。这相应于对过滤装置的聚积在过滤缝隙108中及其周围的固体物质进行清洁的状态。箭头表示朝向加工工艺过程冲洗的方向。当逆着取样方向清洗过滤装置时，过滤器部件100、102由于清洗压力而相互远离。如果朝着工艺过程进行冲洗，冲洗压力就必须大于工艺过程压力，以便冲洗压力能把过滤器部件100推离过滤器部件102。过滤器部件100的受压力的表面面积必须足够大以允许过滤器部件100上的压力差能使过滤器部件100尽可能远离过滤器部件102，并使过滤缝隙108的宽度达到最大。
图2C表示的是过滤缝隙的横截面的视图。过滤器部件100、102之间的过滤缝隙108最好沿试样的流动方向(由箭头表示)上变宽，这进一步促进了固体物质从过滤装置上的分离。
图3表示例如在纸浆蒸煮工序(pulp cooking process)中的过滤装置的优选位置。原料沿纸张表面法线(paper surface normal)的方向在管300中流动。在连续的工艺过程中，通常用过滤装置306周期地抽取试样，使得在抽样期之间，朝向工艺过程冲洗过滤装置。当需要从原料中抽取试样时，阀302、304和308被打开。然后原料从管300经过阀和过滤装置306向着试样检测装置流动。当试样已经被抽取并被分析过后，保持在管310和312及过滤装置306中的试样和原料被冲回加工工艺过程管300中。例如用比管300中的水的压力高的水进行清洗。如果阀304是在清洗过程中引导清洗液体流向管314的三通阀，也可以用更低的压力使保持在管312和过滤装置306中的试样和原料被冲洗到工艺过程以外的其它地方。也可以不用截止阀302而把过滤装置直接安装到工艺管上。不过，使用截止阀302允许在加工工艺过程中对过滤装置进行检修。
在所述的解决方案中，尽管也可以用宽度不同的弯曲的过滤缝隙来实现本发明的解决方案，但过滤缝隙最好在其整个长度上是直的并具有一致的宽度。可以按需要对过滤缝隙的宽度进行调整。当从原料中过滤出粗糙的碎渣时(蒸煮器(digester)的前端)，过滤装置的过滤缝隙可以大于当从含有大量纤维但只含有少量碎渣的原料中抽取试样(蒸煮器的尾端)时的过滤缝隙。
过滤装置使得能在造纸和纸板原料的所有生产阶段中抽取试样，从蒸煮阶段(cooking stage)到流浆箱(headbox)。过滤装置还可以被用于过滤纸浆、磨木浆以及精磨浆料。总之，该过滤装置适于过滤所有的造纸工业原料。
可以用任何对被测量的物质的属性及条件(酸性、温度、压力等)具有耐受性的材料来制造过滤装置。特别地，可以用例如不锈钢或钛这样的抗腐蚀金属来制造过滤装置，但并不限于这些材料。
过滤器部件100、102也可以被磁化以彼此吸引，从而在清洗压力使过滤器部件彼此分开、清洗过滤装置以外的其它时间，过滤器部件100、102彼此尽可能地保持靠近。也可以用把过滤器部件拉到一起的弹簧或其它方法而使过滤器部件被制得彼此尽可能保持靠近。
所述的过滤装置不需要被按压到试样中，而是试样通过阀门流动到过滤装置中并流动到试样检测装置上。这样，避免了很多问题。在原料流动于管中的情况下，把过滤装置按压到试样中会阻碍原料流动且强大的压力会使过滤装置不堪重负。严重时，设置在流动原料中的过滤装置可能会弯曲或甚至于破裂。
虽然上面已经结合附图参照例子对本发明进行了说明，但显而易见，本发明不限于此，而是可以在所附的权利要求中公开的发明构想的范围内以很多方法进行改进。
Claims (8)
1.一种从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：
该过滤装置包括两个过滤器部件(100、102)和在过滤器部件(100、102)之间的至少一个过滤缝隙(108)，以及
过滤器部件(100、102)至少在清洗过程中通过清洗压力而被调整以移动而彼此远离，增加过滤缝隙(108)的宽度。
2.一种如权利要求1所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：当从工艺过程中抽取试样时，过滤器部件(100、102)之间的所述至少一个过滤缝隙(108)达到最小，而在被测量的液体物质从工艺过程流向测量装置时，过滤器部件(100、102)之间的所述至少一个过滤缝隙(108)被调整以适合于过滤试样，以及
当逆着抽样方向清洗过滤装置时，过滤器部件(100、102)被调整以适合于彼此远离，因而所述至少一个过滤缝隙(108)变宽。
3.一种如权利要求1所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：各过滤器部件(100、102)包括至少一个导向延伸件(104)和导向槽(106)，通过这种方式，过滤器部件(100、102)被设置彼此对中。
4.一种如权利要求3所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：过滤器部件(100、102)的形状相互配合，使得当过滤器部件被紧紧按压彼此相靠时，在这种情况下在各导向延伸件(104)按压进相应的导向槽(106)中，在过滤器部件(100、102)之间有所述的至少一个过滤缝隙(108)。
5.一种如权利要求2所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：当从工艺过程中抽取试样时，工艺过程压力适合于使过滤器部件(100、102)被朝向彼此按压，在这种情况下，过滤器部件(100、102)之间的所述至少一个过滤缝隙(108)达到最小，以及
当逆着抽样方向清洗过滤装置时，由于清洗压力，过滤器部件(100、102)适合于相对彼此远离。
6.如权利要求2所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：过滤器部件(100、102)被磁化以相互吸引，因而在过滤装置被清洗以外的时间，过滤器部件(100、102)彼此尽可能保持靠近。
7.如权利要求1所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：过滤缝隙(108)沿试样的流动方向上变宽以助于过滤装置的清洗。
8.如权利要求1所述的从含有固体颗粒的液体物质中提取过滤试样的过滤装置，其特征在于：含有固体颗粒的液体物质是在生产纸和纸板中所用的原料。
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