CN207887878U - 一种气体过滤装置以及催化脱脂炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及脱脂工艺领域，具体而言，提供了一种气体过滤装置，用于过滤催化脱脂炉中的气体，其包括过滤器、收集室及加热室，过滤器能够有效地将催化脱脂炉中产生的一些高分子的中间产物以及一些杂质物质过滤，将净化后的气体重新通过加热室加热通入催化脱脂炉中形成过滤循环，提高脱脂速率和产品良率。此外，本实用新型还提供一种催化脱脂炉，其安装有上述气体过滤装置，具有脱脂速率快，产品良率高的优点。

Description

一种气体过滤装置以及催化脱脂炉

技术领域

本实用新型涉及脱脂工艺领域，具体而言，涉及一种气体过滤装置以及催化脱脂炉。

背景技术

催化脱脂炉是金属粉末注射成形(MIM)技术中所需要用到的一种用于对产品进行脱脂的设备。其原理是利用硝酸作为催化剂并在特定的温度下，把有机载体分子聚甲醛解聚为可挥发的甲醛气体分子，这些气体分子能渐渐地从胚体内部散发出来，从而达到脱脂的目的。

然而，在这种脱脂工艺中，脱脂时间会随着产品装载量的提高和脱脂产品厚度和重量的增加而随之大大延长。并且对于一些个体比较重，厚度比较厚，金属粉末比较细小的产品就显得由为难脱。

究其主要原因是，随着催化脱脂的进行，产品中的甲醛气体散发出来，炉体内的甲醛气体浓度在脱脂阶段前期不断增高，并且产品越多越重，其散发出来的甲醛气体也就越多。且甲醛气体呈强还原性，会与硝酸发生还原反应，从而减低炉内的硝酸浓度，而当硝酸浓度相对较低时，催化分解聚甲醛时会出现聚甲醛分子链不完全裂解的情况，会产生气态大分子的中间产物，如二氧五环、三氧七环、三氧八环等，这些大分子产物中以二氧五环结构的分子为最多，由于它沸点较低，会随着催化脱脂的进行(脱脂温度一般为90℃～120℃)，从产品中散发出来，并随着炉内的气流循环运动，被带到炉体各个角落，而这些物质又会和硝酸发生化学反应，进一步降低了炉内的硝酸浓度，从而抑制了脱脂阶段的催化反应的进行，此外，由于炉内始终保持着高速的气流循环，一些高分子的中间产物气体可能会附着在产品表面，最终导致脱脂速率变慢。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体过滤装置，其能够提高催化脱脂炉的脱脂速率和产品质量，同时提高催化炉腔中的干净度，减少维护成本。

本实用新型的另一目的在于提供一种催化脱脂炉，其能够保持炉内循环气氛的纯净度，高效脱脂，提高产品质量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种气体过滤装置，用于过滤催化脱脂炉中的气体，其包括过滤器、收集室及加热室，过滤器内设有用于冷却催化脱脂炉中的气体的散热器，过滤器设有气体出口、过滤物质出口以及用于与催化脱脂炉连通的气体入口，过滤器的气体出口与加热室的进气端连通，过滤器的过滤物质出口与收集室连通，加热室设有与催化脱脂炉连通的出气端。

在本实用新型较佳的实施例中，上述过滤器为中空的柱状结构，优选地，过滤器的外管壁设有加热器。

在本实用新型较佳的实施例中，上述散热器连接有冷却装置，冷却装置包括有冷却水箱，冷却水箱设于过滤器的周围，冷却水箱的排水口与散热器的进水口连通，散热器的排水口与冷却水箱的进水口连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述过滤器倾斜设置，散热器为水冷器，且散热器的外管壁环设有多个用于散热片，优选地，散热片的下端开设有利于过滤物质流通的凹槽。

在本实用新型较佳的实施例中，上述过滤器倾斜设置，过滤器倾斜向上的一端为上端，倾斜向下的一端为下端，气体入口设于过滤器的上端，气体出口设于过滤器下端，过滤物质出口设于过滤器靠近下端向下的一侧。

在本实用新型较佳的实施例中，上述加热室为中空的管道结构且设有加热装置，加热装置包括加热圈及金属导热件；优选地，加热圈设于加热室的外壁，金属导热件设于加热室的管道中，进一步优选地，金属导热件为纯铝片。

在本实用新型较佳的实施例中，上述加热室包括有相互连通的第一加热室及第二加热室，进气端设于第一加热室远离第二加热室的一端，出气端设于第二加热室远离第一加热室的一端。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一加热室的进气端设有抽风机，抽风机与气体出口相对设置。

一种催化脱脂炉，其包括有催化脱脂炉与上述气体过滤装置，过滤器通过气体入口与催化脱脂炉连通，加热室通过出气端与催化脱脂炉连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述催化脱脂炉包括有炉体，炉体设有用于气体循环的驱动装置、硝酸入口、氮气入口、与气体过滤装置连通的出气口以及与加热室相连的入气口；其中，炉体内部设置有隔层内胆，隔层内胆内部设有摆盘内胆，摆盘内胆内部设有用于承载物料的摆盘，隔层内胆与炉体的内壁之间设有加热棒。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供的一种气体过滤装置，用于过滤催化脱脂炉中的气体，其包括过滤器、收集室及加热室，过滤器能够有效地将催化脱脂炉中产生的一些高分子的中间产物以及一些杂质物质过滤，将净化后的气体重新通过加热室加热通入催化脱脂炉中形成过滤循环，提高脱脂速率和产品良率。此外，本实用新型还提供一种催化脱脂炉，其安装有上述气体过滤装置，具有脱脂速率快，产品良率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的气体过滤装置在第一视角下的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的气体过滤装置的流程示意图；

图3为图1中的过滤器在第一视角下的结构示意图；

图4为图1中的过滤器在第二视角下的结构示意图；

图5为图1中的散热器在第一视角下的结构示意图；

图6为图1中的加热器在第一视角下的结构示意图；

图7为本实用新型第二实施例提供催化脱脂炉的结构示意图。

图中：10-气体过滤装置；20-催化脱脂炉；21-隔层内胆；23-摆盘内胆；25-硝酸入口；27-氮气入口；28-物料；29-驱动装置；100-过滤器；101-气体入口；102-气体出口；103-过滤物质出口；110-散热器；111-散热器的进水口；113-散热器的出水口；115-散热器的排水口；116-散热片；117-压缩空气对接口；118-凹槽；119-弯曲端；120-冷却装置；123-水泵；125-水流量计；127-气动球阀A；129-气动球阀B；200-收集室；300-加热室；301-抽风机；307-金属导热件；310-第一加热室；320-第二加热室。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

第一实施例

请参照附图1及附图2，本实用新型实施例提供了一种气体过滤装置10，用于过滤催化脱脂炉20中的气体，其包括有过滤器100、收集室200及加热室300。

进一步地，过滤器100能够将催化脱脂炉20中的浑浊气体冷却，使在脱脂阶段产生的高分子产物和其他杂质物质液化脱离，使氮气和少量干净的硝酸可以回到催化脱脂炉20进行循环使用。

具体地，请参照附图3及附图4，过滤器100为中空的柱状结构，其有一个内部的空腔，过滤器100设有气体出口102、过滤物质出口103以及用于与催化脱脂炉20连通的气体入口101，过滤器100的气体出口102与加热室300的进气端连通，过滤器100的过滤物质出口103与收集室200连通。

进一步地，请再次参照附图1及附图3，过滤器100内设有用于冷却催化脱脂炉20中的气体的散热器110，散热器110连接有冷却装置120，该冷却装置120包括冷却水箱，冷却水箱可以设于过滤器100的周围，进一步地，冷却水箱的排水口与散热器的进水口111连通，散热器的排水口115与冷却水箱的入水口连通，冷却水箱还可以包括一个水泵123。具体而言，冷却水箱中的冷却水与过滤器100不是直接接触，冷却水箱将冷却水通过水泵123供应给散热器110，冷却水从冷却水箱的排水口通至散热器的进水口111，在冷却水在散热器110中循环，降低过滤器100中的温度后，从散热器的排水口115通至冷却水箱的进水口回到冷却水箱中。这样设置能液化脱脂阶段产生的高分子产物和其他杂质物，且循环利用冷却水，不造成水污染。

在本实施例中，散热器110为水冷器。水冷器包括一个进水口及一个排水口，水冷器内部有一条或多条回路水道，优选为一条回路水道，这样可以充分发挥水冷的优势，带走更多的热量。

水冷器分为内置水冷和外置水冷两种，对于内置水冷而言，水管、水泵、足够的水源都要设置在散热器110中，这就需要散热其有足够大的体积。在本实施例提供的外置水冷，冷却水箱为散热器110的供应水源，其设于过滤器100的周围，减少了散热器110的空间占用，能够获得更好的散热效果。

进一步地，请参照附图5，在本实施例中，散热器110的外管壁环设有用于捕捉热量的散热片116，具体地，散热片116为中空的环形片状结构，散热片116的散热面与散热器110的管道近乎垂直，散热片116的外径小于或等于过滤器100管道内径，在本实施例中，散热片116的外径近乎等于过滤器100管道内径，这样能使通过过滤器100管道的气体的热量能够充分被散热片116捕捉，充分过滤杂质，优选地，散热器110的外管壁上均匀地环设有多个散热片116，多个散热片116叶片的一端沿着过滤器100管道的方向弯曲，以使气体能够在过滤器100管道中流通，相邻散热片116叶片的弯曲端119设置在散热片116不同的端部，以防包含杂质的气体通过多个散热片116叶片弯曲端119形成的通道直接通过，这样设置能充分捕捉气体中杂质的热量，进一步优选地，散热片116的下端开设有利于上述过滤物质流通的凹槽118。

在过滤器100中的散热器110与冷却水箱相连通的回路水道位于过滤器100管道中央，通入过滤器100中的催化脱脂炉20的气体的热量被散热片116捕捉并传导到散热器110的回路水道上，热量被循环的水流带走，气体中的杂质物质被降温液化，顺着散热片116在重力的作用下流到过滤器100的内管壁，通过散热片116下端的凹槽118，顺着过滤器100的内管壁流入至收集室200中。

在本实施例中，冷却水箱还设有一个水流量计125，其能够使使用者了解水的使用量，同时，使用者可以通过水流量计125来调节水量大小。

进一步地，过滤器100的外管壁的还可以设有加热器。在本实施例中，加热器为陶瓷加热套，陶瓷加热圈具有安装灵便、耐高温、传热快绝缘良好等优点。

加热器，是用于将附着在散热器110及过滤器100内壁上残留的高分子物质和其他杂质物质高温气化，并重新带入催化脱脂炉20，后期，冲洗流程时，产品已经完成脱脂，不需要担心这些物质对产品的脱脂造成影响，重新气化后的气体循环排放至废气燃烧室，燃烧分解。因此，加热套还具有清洗过滤器100的功效，大大减少了清洗维护成本，增加过滤器100的使用寿命。

进一步地，过滤器100倾斜设置，过滤器100倾斜向上的一端为上端，倾斜向下的一端为下端，气体入口101设于过滤器100的上端的位置且开口朝上，气体出口102设于过滤器100的下端，过滤物质出口103设于过滤器100的靠近下端向下的一侧。

在本实用新型实施例中，过滤器100是通过将脱脂阶段产生的高分子产物和其他杂质物质液化脱离，气体入口101设置在上端，气体出口102及过滤物质出口103设置在下，以便杂质液化后的过滤物质能够在重力作用下，流入至过滤器100下方的收集室200中。

在本实施例中，过滤器100倾斜设置的倾斜角度为15°，这样设置能够使气体能够充分地被散热器110冷却，过滤掉杂质，同时也能让液化的杂质可以通过重力流入收集室200中，需要说明的是，在其他实施例中，倾斜角度可以在10°～90°之间选择性设置。

进一步地，由于产品内部的聚甲醛在进行催化化学反应时，温度对其的影响是及其关键的，因此，在过滤器100中被冷却的气体需要通过加热室300重新升温至要求温度才可通入至脱脂炉中去。

请参照附图6，加热室300为中空的管道结构且设有加热装置，加热装置包括加热圈及金属导热件307。优选地，加热圈为陶瓷加热圈，其设于加热室300的外壁，加热室300的管道采用不锈钢材质，不锈钢的使用寿命较长，且金属导热件307设于加热室300的管道中，进一步优选地，金属导热件307为纯铝片，因为气体中含有少量的硝酸气体，硝酸会使纯铝表面钝化，防止铝片被腐蚀，此外，铝的导热系数也比较高，可以起到充分加热气体的作用。

进一步地，加热室300包括有相互连通的第一加热室310及第二加热室320，加热室300的进气端设于第一加热室310远离第二加热室320的一端，加热室300的出气端设于第二加热室320远离第一加热室310的一端。气体的加热需要时间，设置第一加热室310及第二加热室320以增加气体加热室300的长度可以使气体得到有效充分的升温，避免出现因气体的升温不足，将其重新循环至催化脱脂炉20中循环时，对产品的脱脂率造成影响。

进一步地，第一加热室310还设有抽风机301，抽风机301与气体出口102相对设置。抽风机301的作用是将过滤器100中的气体引入至加热室300中，是气体过滤装置10的气体流动的动力源。

进一步地，再次参照附图1，冷却水箱还设有气动球阀A 127及气动球阀B 129，当催化脱脂炉20运行至脱脂阶段时，气动球阀A 127打开，气动球阀B 129关闭，冷却水箱内的水由水泵123持续供入散热器110中，以冷却过滤器100中的包含杂质的气体，气体降温后，液化的杂质从过滤器100的内管道流入至收集室200内，而净化后的气体通过加热室300重新加热回到炉体循环使用。

以上气体循环在脱脂阶段是连续不间断地进行，确保催化脱脂炉20中浑浊气体可以被充分的过滤净化。

当设置脱脂阶段运行完毕后，进入到后期冲洗流程时，水泵123停止运作，气动球阀A 127关闭，气动球阀B 129打开，在散热器110的压缩空气对接口117处通入压缩空气，将散热器110内部的水通过散热器的出水口113排干，目的是为了在开启过滤器100外壁的加热器之前，通过高压空气的压力将散热器110中的水排走，以免散热器110内部的水因为高温而沸腾。

第二实施例

请参照附图7，本实用新型提供一种催化脱脂炉20，其包括催化脱脂炉20和上述气体过滤装置10。

催化脱脂炉20是金属粉末注射成形技术中所需要用到的一种对产品进行脱脂的设备，其原理是利用硝酸最为催化剂并在特定的温度下，将有机载体分子聚甲醛解聚成可挥发的甲醛气体分子，这些气体分子能渐渐地从胚体内部散发出来，从而达到产品脱脂的目的。

进一步地，催化脱脂炉20通过上述气体入口101与过滤器100连通，催化脱脂炉20通过出气端与加热室300连通。

进一步地，催化脱脂炉20包括有炉体及用于气体循环的驱动装置29，炉体设有硝酸入口25、氮气入口27、与气体过滤装置10连通的出气口以及与加热室300相连的入气口，炉体内部设置有隔层内胆21，隔层内胆21内部设有摆盘内胆23，摆盘内胆23内部设有用于承载物料28的摆盘，隔层内胆21与炉体内壁之间设有加热棒。

当催化脱脂炉20运行至脱脂阶段时，硝酸及氮气通入到炉内，被驱动装置29产生的气流，从隔层内胆21外壁循环至装有物料28的摆盘内胆23，从而对物料28进行脱脂，装置随着催化脱脂的进行，产品内部散发出来的高分子产物和其他杂质物质会通入至气体过滤装置10中进行过滤，以免其与循环气流中的硝酸气体产生反应，使硝酸能够渗透到产品的内部进行脱脂。

综上所述，本实用新型提供的一种气体过滤装置，用于过滤催化脱脂炉中的气体，其包括过滤器、收集室及加热室，过滤器内设有用于冷却滤催化脱脂炉中的气体的散热器，过滤器设有气体出口、过滤物质出口以及用于与催化脱脂炉连通的气体入口，过滤器的气体出口与加热室的进气端连通，过滤器的过滤物质出口与收集室连通，加热室具有与催化脱脂炉连通的出气端。过滤器能够有效的将催化脱脂炉中产生的一些高分子的中间产物以及一些杂质物质过滤，将净化后的气体重新通过加热室加热循环至催化脱脂炉中，提高脱脂速率和产品良率。

本实用新型还提供一种催化脱脂炉，其包括有催化脱脂炉与上述的气体过滤装置，催化脱脂炉通过气体入口与过滤器连通，催化脱脂炉通过出气端与加热室连通。其具有脱脂率高，产品良率好的优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种气体过滤装置，用于过滤催化脱脂炉中的气体，其特征在于，其包括过滤器、收集室及加热室，所述过滤器内设有用于冷却所述催化脱脂炉中的所述气体的散热器，所述过滤器设有气体出口、过滤物质出口以及用于与所述催化脱脂炉连通的气体入口，所述过滤器的所述气体出口与所述加热室的进气端连通，所述过滤器的所述过滤物质出口与所述收集室连通，所述加热室设有与所述催化脱脂炉连通的出气端。

2.根据权利要求1所述的气体过滤装置，其特征在于，所述过滤器为中空的柱状结构。

3.根据权利要求2所述的气体过滤装置，其特征在于，所述过滤器的外管壁设有加热器。

4.根据权利要求1所述的气体过滤装置，其特征在于，所述散热器连接有冷却装置，所述冷却装置包括有冷却水箱，所述冷却水箱设于所述过滤器的周围，所述冷却水箱的排水口与所述散热器的进水口连通，所述散热器的排水口与所述冷却水箱的进水口连通。

5.根据权利要求4所述的气体过滤装置，其特征在于，所述散热器为水冷器，且所述散热器的外管壁环设有多个用于捕捉热量的散热片。

6.根据权利要求5所述的气体过滤装置，其特征在于，所述散热片的下端开设有利于所述过滤物质流通的凹槽。

7.根据权利要求1所述的气体过滤装置，其特征在于，所述过滤器倾斜设置，所述过滤器倾斜向上的一端为上端，倾斜向下的一端为下端，所述气体入口设于所述过滤器的所述上端，所述气体出口设于所述过滤器所述下端，所述过滤物质出口设于所述过滤器靠近所述下端向下的一侧。

8.根据权利要求1所述的气体过滤装置，其特征在于，所述加热室为中空的管道结构且设有加热装置，所述加热装置包括加热圈及金属导热件。

9.根据权利要求8所述的气体过滤装置，其特征在于，所述加热圈设于所述加热室的外壁，所述金属导热件设于所述加热室的管道中。

10.根据权利要求9所述的气体过滤装置，其特征在于，所述金属导热件为纯铝片。

11.根据权利要求1所述的气体过滤装置，其特征在于，所述加热室包括有相互连通的第一加热室及第二加热室，所述进气端设于所述第一加热室远离所述第二加热室的一端，所述出气端设于所述第二加热室远离所述第一加热室的一端。

12.根据权利要求11所述的气体过滤装置，其特征在于，所述第一加热室的所述进气端设有抽风机，所述抽风机与所述气体出口相对设置。

13.一种催化脱脂炉，其特征在于，其包括有催化脱脂炉与如权利要求1～12任一项所述的气体过滤装置，所述过滤器通过所述气体入口与所述催化脱脂炉连通，所述加热室通过所述出气端与所述催化脱脂炉连通。

14.根据权利要求13所述的催化脱脂炉，其特征在于，所述催化脱脂炉包括有炉体，所述炉体设有用于气体循环的驱动装置、硝酸入口、氮气入口、与所述气体过滤装置连通的出气口以及与所述加热室相连的入气口；其中，所述炉体内部设置有隔层内胆，所述隔层内胆内部设有摆盘内胆，所述摆盘内胆内部设有用于承载物料的摆盘，所述隔层内胆与所述炉体的内壁之间设有加热棒。