CN201168501Y - 自清洗连续微滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自清洗连续微滤装置。它包括多支管式过滤器，原液分配系统、清液汇聚系统、动力及控制系统、蓄能脉冲反冲洗系统、差压测量系统。该自清洗连续微滤装置采用了外压管式过滤系统——逆向流动及压缩空气辅助的蓄能脉冲反冲洗系统。管式过滤器的筒体内垂直安装有数支一端封闭、一端开口的圆柱形中空过滤元件。管式过滤器下端与原液分配系统连接，上端与清液汇聚系统连接。反吹气体管路由脉冲电磁阀控制，经出液管逆向清洗过滤元件后与排污管导通。差压测量系统监测过滤元件的堵塞及击穿状态。本实用新型自动控制多支管式过滤器交替运行、逐支清洗。实现不断流在线清洗并排除微粒杂质，显著提高过滤效率和清液产生率。

Description

自清洗连续微滤装置

技术领域

本实用新型涉及一种自清洗连续微滤装置，用于液体中微粒物料的过滤或回收，实现不断流在线方式下，利用过滤后清液逆向流动配合压缩空气辅助的蓄能脉冲清洗系统，清洗过滤元件使其恢复到清洁状态，并排除微粒杂质。

背景技术

在石油化工，印染、电镀、冶金、制药、轻工、食品、饮料、矿山等工业生产与三废处理中的固液分离，需大量使用微孔过滤设备。随着新型过滤元件的出现，解决以往过滤元件存在跑浑、击穿现象、过滤精度不高、刚性不足及机械加工性不强等缺点，具备了实现连续微滤工艺的能力。由于当前经济化运行的需要及资源节约的要求，现代工厂迫切需要实现自清洗连续微滤工艺。微滤又称精密过滤，其基本原理属于筛网过滤，过滤孔径的范围一般在50-0.3μm之间，在压力差作用下，小于过滤孔径的微粒通过，而大于过滤孔径的微粒则截留在过滤元件的表面上，并形成滤饼层，实际上该滤饼层可以进一步提高过滤精度，但当滤饼层达到一定厚度后，必须对其进行清洗，恢复正常过滤。目前所公知的连续微滤装置可以分为以下两类：一是采用圆柱型底部呈锥形的过滤罐，过滤罐由侧面的进液，中部花盘垂直安装多只过滤元件，花盘安装在上封头法兰和罐体法兰之间由胶圈密封，上部的出液口使澄清的滤液流出，罐体下部有排渣口，清洗废渣由此排出。此种过滤装置主要存在自动化程度低，使用一段时间后，过滤阻力增大生产滤清液量减少，必须周期性地停下来清洗过滤元件表面物料或更换处理，存在占地面积大，运行费用高，设备运行初期过滤效果不佳等缺点，更重要的是单罐体不能实现连续生产滤清液，必须依靠一用一备两个罐体的方式实现连续过滤。二是采用多滤罐结构，即带有一个或多个过滤元件的罐体，呈并联方式连接在进液管、出液管之间，利用阀门的通断，转换进液管、出液管、排污管、反冲洗管各通路。采用此种方式虽然能实现连续不间断供液，并能单独对每个罐体实现再生，但在每个罐体的入口、出口、反冲洗口及排污口均需设置多个阀门、执行机构、仪表、管路等。由此带来整个过滤装置结构繁杂，需要大量的阀门、自动执行机构、仪表、管路构成过滤管路系统及自清洗管路系统，存在占地面积大，投资费用高、控制系统复杂、运行维护困难等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高的自清洗连续微滤装置，解决现有技术中各类过滤装置中不能实现连续微滤，阀门切换装置过于繁琐，控制系统比较复杂，装置运行初期过滤效果不佳，过滤元件被击穿后检修困难等诸多缺点。本实用新型提供了一种结构简单，占地面积小的模块化结构设计的自清洗连续微滤装置，由呈环形围绕液体配流系统的多个管式过滤器为主体，并根据流量需求灵活调整管式过滤器的数量。与管式过滤器连接的阀门切换装置简约化为原液旋转分配器及清液旋转截留器，以简化过滤器结构，并提高装置的可靠性工作。

本实用新型的技术方案采用如下方式实现：

自清洗连续微滤装置包括：多支管式过滤器，及共用的液体配流系统即原液分配系统，清液汇聚系统、动力及控制系统、蓄能脉冲反冲洗系统、差压测量系统等组成。其特征在于单支管式过滤器成圆柱形，筒体内垂直安装有多支一端封闭，一端开口的圆柱形中空过滤元件，元件开口端向上，在开口端的端部用隔板将筒体分隔成上下两腔，下腔存蓄原液与过滤元件的外壁相通，上腔存蓄过滤后的清液，采用外压式过滤即使原液由过滤元件的管外壁向过滤元件中空部流动进行过滤，原液中的杂质由于截留，桥架、吸附等作用，在过滤元件的管外壁形成滤饼与过滤元件一起构成过滤介质，对原液进行精细过滤也就是“滤饼效应”。过滤后的清液向上汇集于隔板上腔后流出，这样形成一个独立的管式过滤器。将多支管式过滤器并联成环形布置，其支数随工况要求的流量而定，将所有管式过滤器的下部进口端汇集于原液分配室，由原液工作管路系统进入的原液，在原液分配室里等量地分配同时进入各管式过滤器，各管式过滤器过滤后的清液由顶部出口端流出，汇集于清液汇聚室，再一起流回到清洁的工作管路系统。

当杂质堆积达到一定量时，出口的流量减少，原液分配室与清液汇聚室之间的压力差增大，达到设定值，即表示过滤元件堵塞，系统流量减少，必须对过滤元件进行清洗。正常运行时全部管式过滤器均参与过滤工作，当进出口差压升高，控制系统开始执行清洗程序，此时只对其中一支管式过滤器进行清洗，其余各支管式过滤器均仍处于正常过滤运行状态，动力控制系统之减速步进电机启动，主轴回转带动固结其上的原液旋转分配器盖住这支管式过滤器的进液口，阻止原液流入管式过滤器，同时接通排污管道。而清液旋转截留器盖住同一支管式过滤器的出液口，阻止过滤器中的清液流出或清液汇聚室中的清液回流，有效的阻断工作由补偿式机械密封实现。脉冲反冲洗系统开始工作，脉冲电磁阀瞬间开闭数次，在开启的瞬间蓄能器的高压气体，对充满液体的管式过滤器的过滤元件表面的过滤孔径通道都产生一个瞬间反向高压，在瞬间冲击及爆炸式液流条件下，使附着于过滤元件外表面的滤饼被粉碎。此时排污阀门呈开启状态，使物料和过滤元件中液体一起顺排污通道排出，再用压缩空气吹扫一遍，这支管式过滤器的清洗工作结束。反冲洗工作移至下一支管式过滤器，对其重复上述清洗过程。当所有的管式过滤器清洗完成后，即完成了一个清洗工作循环，系统恢复正常过滤运行。

差压测量系统为进出口压力差的连续测量，当某支管式过滤器被隔离为清洗状态时，自清洗连续微滤装置的进出口压力差值比未隔离该支管式过滤器的压力差陡然升高，可确定这支过滤器有过滤元件被击穿，应与检修更换。

系统差压值，原液旋转分配器，清液旋转截留器的精确位置数据，均输入可编程控制器对数据进行处理，并输出控制信号对自清洗连续微滤装置进行自动控制。

自清洗连续微滤装置预留有化学再生接口，可采用化学再生方式。

本实用新型由于采用了以上的结构及清洗方式具有以下优点：自清洗连续微滤装置连续供液，并根据工况自动清洗。不但可以减少占地面积，减少投资费用，减轻操作人员的劳动强度，而且更重要的是可以确保出液质量，监控了过滤元件击穿，并在过滤的初期减少了滤饼形成的时间，使初期过滤也能生产出正常的滤清液。本微滤装置具有合理的过滤元件再生工艺，利用装置运行时间、装置的差压控制反洗工序，在瞬间冲击及爆炸式液流条件下保证反洗效果，最少的反洗液量。还可以定期进行化学清洗对过滤元件进行彻底的再生清洗。

本实用新型可用于过滤水及类似水的流体中悬浮物去除，也可用于超细微粒物料的回收，过滤孔径可达到0.3μm，过滤效率达到99％。同现有技术相比，具有结构设计合理，操作维修简单，适用范围广的特点。

附图说明

图1是本实用新型2个管式过滤器1运行1清洗的原理示意图；

图2是本实用新型9个管式过滤器8运行1清洗的结构示意图；

图3是本实用新型9个管式过滤器外观俯视示意图；

下面结合附图及具体的实施方式对本实用新型做进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：由于本实用新型的管式过滤器作为标准模块过滤组件，可在设计中根据实际流量、过滤孔径、含固量调整过滤面积，增加或减少环形布置的管式过滤器支数，本实施例采用1运行1清洗的方式即一支管式过滤器处于运行状态，另一支管式过滤器正处于清洗再生状态，但在正常运行时两个管式过滤器同时处于运行状态。

参看图1，1、进液口，2、原液分液室，3、1号原液分液口，4、1号管式过滤器进液管，5、1号管式过滤器，6、过滤元件，7、花板，8、1号管式过滤器上下法兰，9、布气器，10、1号管式过滤器出液管，11、蓄能器进气口，12、1号脉冲电磁阀，13、蓄能器，14、清液汇聚室，15、出液口，16、2号脉冲电磁阀，17、2号管式过滤器出液管，18、2号清液分液口，19、清液旋转截流器补偿式机械密封，20、1号清液分液口，21清液旋转截流器，22、清液旋转截流器主轴，23、减速步进驱动电机，24、原液旋转分液器主轴，25、2号管式过滤器进液管，26、2号原液分液口，27、原液旋转分液器补偿式机械密封，28、原液旋转分液器，29、排污管，30、排污口，31、2号管式过滤器，32、过滤元件，33、差压测量装置，34、1号管式过滤器原液腔，35、1号管式过滤器清液腔

如图1所示，一种自清洗连续微滤装置，其主要构成部分包括2个管式过滤器、原液分配系统、清液汇聚系统、蓄能脉冲清洗系统、压差测量系统、动力及控制系统等组成。

过滤时，原液由下部进液口1进入原液分液室2，通过1号原液分液口3、1号管式过滤器进液管4向过滤状态1号管式过滤器5分配原液，1号管式过滤器5中过滤元件6、花板7将1号管式过滤器5分隔为1号管式过滤器原液腔34和1号管式过滤器清液腔35，与1号管式过滤器进液管相连的为1号管式过滤器原液腔34，与1号管式过滤器出液管相连的为1号管式过滤器清液腔35。进入1号管式过滤器原液腔34的液体，经过中空型过滤元件6由外向内过滤，杂质由于截留、桥架、吸附等原理，在过滤元件的外表面形成滤饼，与过滤元件6一块构成过滤介质，对原液进行精细过滤。过滤后的清液从1号管式过滤器清液腔35经1号管式过滤器出液管10，进入清液汇聚室14，从出液口15排出。

清洗时，减速步进驱动电机23驱动原液旋转分液器主轴24转动，并带动原液旋转分液器28，同时清液旋转截流器主轴22带动清液旋转截流器21同步转动。原液旋转分液器28上的原液旋转分液器补偿式机械密封27的端部沿原液分液室2的内壁滑动，当原液旋转分液器补偿式机械密封27滑动至原液分液口26，关断2号管式过滤器31的进液，并接通排污通道，由于清液旋转截流器21与原液旋转分液器28同步运行，清液旋转截流器补偿式机械密封19端部沿内壁滑动堵住2号管式过滤器出液管17。压缩空气由蓄能器13中经脉冲电磁阀16向2号管式过滤器31送入压缩空气，经过布气器分配，压缩空气与水在过滤元件32内表面充分混合后，由过滤元件沿内到外从滤孔均匀喷出，对过滤元件32外壁产生爆炸性冲击，使附在微管式过滤器外壁的滤饼脱落，随滤罐内的液体一起由排污口30排出，随后蓄能器13中的压缩空气对过滤元件32进行气体反冲一段时间后，关闭2号脉冲电磁阀16。随后减速步进驱动电机23再次启动带动原液旋转分液器28和清液旋转截流器21转动，并盖住原液分液口3和清液分液口20，完成2号管式过滤器31的清洗，2号管式过滤器31由清洗转为过滤运行。1号管式过滤器5由过滤转为清洗。当减速步进驱动电机23再次启动带动原液旋转分液器28和清液旋转截流器21，转动至分液口中间位置，不对任何分液口产生作用时，1号过滤器5，2号过滤器31均处于过滤状态时。等待下一次清洗过程开始。

参看图2，本图为9个管式过滤器8运行1清洗的原理示意图与图1的技术方案基本相同，仅是技术特征的组合关系略变，相同部分不再赘述，所不同的是根据运行工况，将图1中的两个管式过滤器增加为9个管式过滤器，其中9个全部处于运行或8个运行1个清洗。当开始清洗工序时，由控制系统指令其它管式过滤器逐只清洗，直至所有管式过滤器完成清洗。

参看图3，本图为9个管式过滤器的外观俯视示意图；9个管式过滤器围绕液流分液系统呈环形布置。

Claims (5)

1、一种自清洗连续微滤装置，它包括多支管式过滤器、原液分配系统、清液汇聚系统、动力及控制系统、蓄能脉冲反冲洗系统、差压测量系统等组成；其特征在于管式过滤器围绕共用的原液分配系统、清液汇聚系统环形布置；管式过滤器内垂直安装有多根一端封闭，一端开口的圆柱形中空过滤元件，元件开口端向上，在开口端的端部用隔板将管式过滤器筒体分隔成上、下两腔，下腔与原液分配系统相连接，上腔与清液汇聚系统相连接；反吹气体管路设有脉冲电磁阀，反吹气体经出液管与过滤元件、排污管导通。

2、根据权利要求1所述自清洗连续微滤装置，其特征在于原液分配系统由原液分配室和原液旋转分液器构成；清液汇聚系统由清液汇聚室和清液旋转截流器构成；原液旋转分液器、清液旋转截流器与主轴固结成一体，由同一动力系统驱动。

3、根据权利要求2所述原液旋转分液器，其特征在于原液旋转分液器设在原液分配室内；端部设补偿式机械密封件，为中空结构；管式过滤器进液管、排污管经原液旋转分液器连接为通路。

4、根据权利要求2所述清液旋转截流器，其特征在于清液旋转截留器设在清液汇聚室内；端部设补偿式机械密封件，为实体结构；管式过滤器出液管与反吹气体管路，配合清液旋转截流器构成通路。

5、根据权利要求1所述自清洗连续微滤装置，其特征在于所述差压测量系统分别通过管道与进液口和出液口连通。

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