CN204767841U - 一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，为圆管状结构，包括从外至内依次烧结而成的金属网层和金属粉末层，所述金属网层包括外侧席型网、内侧席型网和若干平织网，所述外侧席型网和内侧席型网结构一致，所述外侧席型网和内侧席型网按照纹路垂直交叉叠加设置，所述内侧席型网的内表面与金属粉末层之间设置有若干平织网。其生产方法为步骤1)排列金属层；步骤2)烧结金属层；步骤3)制备悬浮液浆料；步骤4)制备金属粉末层；步骤5)半成品烧结；步骤6)压制成品。本实用新型具有过滤阻力小，流体通量高，再生能力强和使用周期长等优点，特别适合石油化工等需要连续作业的生产工艺过程中持续使用。

Description

一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯

技术领域

本实用新型涉及滤芯领域，具体涉及一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯。

背景技术

由于耐高温、耐低温和耐腐蚀等优点，金属过滤材料被广泛应用于石油化工和许多其他化工工艺过程中，其性能直接影响产品质量、生产效率和生产装置的安全，作用十分重要。例如，国内外的石油炼化厂普遍采用金属粉末烧结滤芯过滤油浆中的催化剂颗粒；S-Zorb汽柴油加氢脱硫生产工艺也是采用金属粉末烧结滤芯来分离吸附剂颗粒。目前，匀质金属粉末烧结滤芯大都采用冷等静压无缝管-烧结和粉末板卷管-焊接这两种生产工艺制作，这种匀质金属粉末滤芯的管壁从外到内在结构上均匀相同的。通常在石油化工等领域需要分离的催化剂和吸附剂颗粒非常细小，这就需要非常高的过滤精度。匀质金属粉末烧结滤芯的壁厚一般控制在1-5mm之间，在生产实践中所暴露出来的缺点主要是过滤阻力较大，过滤的流量小和导致装置的产能较小。同时，细小的颗粒进入滤芯的内部结构难以反吹再生，直接导致滤芯的失效。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，本实用新型具有过滤阻力小，流体通量高，再生能力强和使用周期长等优点，特别适合石油化工等需要连续作业的生产工艺过程中持续使用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，为圆管状结构，包括从外至内依次烧结而成的金属网层和金属粉末层，所述金属网层包括外侧席型网、内侧席型网和若干平织网，所述外侧席型网和内侧席型网结构一致，所述外侧席型网和内侧席型网按照纹路垂直交叉叠加设置，所述内侧席型网的内表面与金属粉末层之间设置有若干平织网，所述相邻的两个平织网中位于金属粉末层一侧的平织网目数大于位于金属网层一侧的平织网目数，所述金属粉末层的粒度目数大于相邻的平织网目数。

进一步的，所述平织网的数量为2，并且位于内侧席型网一侧的平织网目数为40目，位于金属粉末层一侧的平织网目数为100-500目。

进一步的，所述金属粉末层的粒度目数为100-800目。

进一步的，所述金属粉末层包括过滤控制层和过渡层，所述过渡层设置在平织网和过滤控制层之间，所述过滤控制层和过渡层的厚度范围均与0.1-1.0mm，所述过滤控制层的粒度目数为200-800目，所述过渡层的粒度目数为100-500目。

进一步的，所述金属网层的材质包括不锈钢、镍基高温合金、金属钛、镍和Fe-Cr-Al合金中的一种或多种。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型是一种过滤控制层很薄，结构支撑层流阻很小的复合滤芯结构。采用本实用新型将过滤板卷成圆筒使得金属粉末过滤控制层在圆管的内层，金属烧结网位于圆管的外侧，最后再中缝焊接成为过滤管。在石油炼化厂的油浆过滤、S-Zorb吸附剂过滤以及其他化工工艺过滤中，采用内进外出的过滤方式解决了滤饼不均匀、搭桥和形成短路通道等问题。本实用新型使用过滤时，会在滤芯的内部形成一层均匀的滤饼，有利于提高过滤的稳定性和在线反吹再生能力。另外，这种内进外出滤芯的设计方案可以使得滤芯在过滤器中设置得更加紧凑，从而可以减小过滤器的体积，节约成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的滤芯结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参照图1所示，一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，为圆管状结构，包括从外至内依次烧结而成的金属网层1和金属粉末层2，金属网层包括外侧席型网3、内侧席型网4和两个平织网5，其中席型网为12x64目，外侧席型网和内侧席型网结构一致，外侧席型网和内侧席型网按照纹路垂直交叉叠加设置，内侧席型网的内表面与金属粉末层之间设置有两个平织网，相邻的两个平织网中位于金属粉末层一侧的平织网目数大于位于金属网层一侧的平织网目数，即内侧席型网一侧的平织网目数为40目，位于金属粉末层一侧的平织网目数为100目，金属粉末层的粒度目数大于相邻的平织网目数，即金属粉末层的粒度目数为100-800目之间。

金属粉末层包括过滤控制层6和过渡层7，过渡层设置在平织网和过滤控制层之间，所述过滤控制层和过渡层的厚度范围均与0.1-1.0mm，过滤控制层的粒度目数为800目，过渡层的粒度目数为500目。此处的过渡层设置主要为了衔接平织网与过滤控制层，由于两者目数相差较大，为了保证其结合的牢固度以及制备良率，所以选用过渡层，如果两者目数相差在0-400目之间，可以选择不使用过渡层。

金属网层的材质包括不锈钢、镍基高温合金、金属钛、镍和Fe-Cr-Al合金中的一种或多种。

一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯的生产方法，包括以下步骤：

步骤1)排列金属层，把12*64目的席型网在两辊轧机上轧制平整，把两层12x64目金属网按照纹路垂直交叉叠加在一起，然后依次叠加40目和100目的平织网，得到金属层叠层；

步骤2)烧结金属层，将叠加好的金属层叠层放在真空烧结炉中烧结，烧结温度为1350℃，烧结时间为5小时，烧结结束后再利用两辊轧机轧制平整，得到金属网层；

步骤3)制备悬浮液浆料，悬浮液浆料为过滤控制层悬浮液和过渡层悬浮液，将固体金属粉末颗粒、液相载体、粘结剂和添加剂混合搅拌即可得到，过滤控制层悬浮液和过渡层悬浮液的主要区别在于其使用的固体金属粉末颗粒粒度不一致，材料可以根据需求选择，得到两种悬浮液浆料。其中固体金属粉末颗粒与液相载体的重量比为0.4:1，保证其粘度不会太高，在800mPa·s。

步骤4)制备金属粉末层，将金属网层的平织网一侧面朝上设置，然后将过渡层悬浮液倒入平织网表面，位于金属网层的席型网一侧启动真空，将悬浮液浆料中的液相慢慢地抽走，形成均匀的过渡层，然后参照制备过渡层的方式在过渡层上倒入制备好的过滤控制层悬浮液，并抽滤走液相，从而形成由过渡层和表面过滤控制层组成的金属粉末层结构；直接倾倒待液体由于粘度低，平稳后就会形成一层均匀的膜，并且厚度可以根据表面积计算，可以有效控制，误差率低。此处由于选择了较大目数差的平织网与过滤控制层，所以具有过渡层制备工艺，如没有过渡层，可以直接制备参照制备过渡层的方式直接制备过滤控制层。

步骤5)半成品烧结，经充分干燥后，放入真空烧结炉中烧结，烧结温度为1000℃，烧结1小时后结束，利用两辊轧机轧制平整，完成一次半成品烧结，由于烧结时间短，为了使得每层之间的结合力更强，所以需要再次烧结，两次烧结的效果能大大提高其结合力，并且耗能少，经得起反复使用而不脱落。其烧结时间根据固体金属粉末颗粒的耐高温性能选择。

步骤6)压制成品，将步骤5中的半成品裁剪，并用卷管机或成型模具制作成圆管形状，其中金属粉末层位于圆管形状的内侧，最后焊接中缝得到滤芯成品。根据设计的需要，还可以在过滤管的两端开口处焊接上管接头等硬件，从而制作完成一支内进外出的，由金属粉末层和金属网层组成的复合滤芯。焊接方式为等离子焊接、氩弧焊接或激光焊接。

上述步骤中两辊轧机的使用给制备提供了均匀的载体平台，保证制作后的滤芯厚度均匀，过滤效果均匀，即不会出现部分过滤效果好，部分差，导致过滤不均匀，影响使用寿命。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于，位于金属粉末层一侧的平织网目数为200目，金属粉末层包括过滤控制层，过滤控制层的粒度目数为300目，由于过滤控制层与平织网的目数差别不大，所以可以省略过渡层，但是固体金属粉末颗粒与液相载体的重量比为0.8:1，保证其粘度在1500mPa·s，在制备金属粉末层时，此粘度的配比能够保证倾倒的液体中的液相载体不会第一时间就漏下，保证其均匀流动，起到良好的表面平铺控制效果。

优选生产备方法中，步骤2中真空烧结炉的设定温度为1400℃，烧结时间为5小时。

步骤5中真空烧结炉的设定温度为1380℃，烧结时间为5小时，步骤5中半成品烧结次数为1。

实施例三

实施例三与实施例一的区别在于，位于金属粉末层一侧的平织网目数为500目，金属粉末层包括过滤控制层，过滤控制层的粒度目数为800目，由于过滤控制层与平织网的目数差别不大，所以可以省略过渡层，但是固体金属粉末颗粒与液相载体的比重为0.8:1，保证其粘度在1500mPa·s，在制备金属粉末层时，此粘度的配比能够保证倾倒的液体中的液相载体不会第一时间就漏下，保证其均匀流动，起到良好的表面平铺控制效果。

优选生产备方法中，步骤2中真空烧结炉的设定温度为1200℃，烧结时间为10小时。

步骤5中真空烧结炉的设定温度为1200℃，烧结时间为10小时，步骤5中半成品烧结次数为1。

实施例四

实施例四与实施例一的区别在于，所述生产方法中，步骤2的烧结次数为2次，步骤5中的烧结次数也为2次，重复烧结工序利于提高相邻两层材料之间的牢固度，强度高，提高使用寿命。

实施例五

实施例五与实施例一的区别在于，所述生产方法中，步骤4中采用将悬浮液浆料加入喷枪中，然后将悬浮液浆料均匀喷涂在平织网表面，直接形成均匀的金属粉末层。其工作效率得到提高。

本实用新型能生产出很薄滤芯，并且具有良好的支撑强度，在石油炼化厂的油浆过滤、S-Zorb吸附剂过滤以及其他化工工艺过滤中，采用内进外出的过滤方式解决了滤饼不均匀、搭桥和形成短路通道等问题。本实用新型使用过滤时，会在滤芯的内部形成一层均匀的滤饼，有利于提高过滤的稳定性和在线反吹再生能力。另外，这种内进外出滤芯的设计方案可以使得滤芯在过滤器中设置得更加紧凑，从而可以减小过滤器的体积，节约成本，并且生产质量和生产效率得到了大幅度提升。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，为圆管状结构，其特征在于：包括从外至内依次烧结而成的金属网层和金属粉末层，所述金属网层包括外侧席型网、内侧席型网和若干平织网，所述外侧席型网和内侧席型网结构一致，所述外侧席型网和内侧席型网按照纹路垂直交叉叠加设置，所述内侧席型网的内表面与金属粉末层之间设置有若干平织网，所述相邻的两个平织网中位于金属粉末层一侧的平织网目数大于位于金属网层一侧的平织网目数，所述金属粉末层的粒度目数大于相邻的平织网目数。

2.根据权利要求1所述的一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，其特征在于：所述平织网的数量为2，并且位于内侧席型网一侧的平织网目数为40目，位于金属粉末层一侧的平织网目数为100-500目。

3.根据权利要求2所述的一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，其特征在于：所述金属粉末层的粒度目数为100-800目。

4.根据权利要求1所述的一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，其特征在于：所述金属粉末层包括过滤控制层和过渡层，所述过渡层设置在平织网和过滤控制层之间，所述过滤控制层和过渡层的厚度范围均与0.1-1.0mm，所述过滤控制层的粒度目数为200-800目，所述过渡层的粒度目数为100-500目。

5.根据权利要求1所述的一种金属粉末和金属烧结网复合滤芯，其特征在于：所述金属网层的材质包括不锈钢、镍基高温合金、金属钛、镍和Fe-Cr-Al合金中的一种或多种。