CN219002622U - 一种过滤装置及过滤控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种过滤装置及过滤控制系统，涉及化工设备技术领域。通过将过滤膜结构设置为包括自上而下的多孔层、通道层和挡水底层的三层结构，罐体内的液体透过多孔层上的滤过孔后进入通道层上的导流通道，由导流出口流出。通过空气反吹管路可以输入高压空气，为罐体内营造高压气氛，这样料液在自重和压力的双重作用下过滤后进入导流通道，通过导流出口进入排液管路进行收集。当过滤膜发生堵塞时，可以利用空气反吹管路提供高压空气反吹，实现解堵，之后可以继续过滤的操作。本实用新型提供的过滤装置，对于过滤的料液量没有特殊的要求，适合于某些附加值高、产量较低的物料的过滤操作。

Description

一种过滤装置及过滤控制系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及一种过滤装置及过滤控制系统。

背景技术

过滤是一种固液分离的手段，一般过滤设备都有一个最小循环体积，只有满足最小循环体积才能对料液进行过滤实验验证。

但是，对于一些附加值很高且产量较低的物料，采用现有的过滤装置并不合适，很多时候物料的量很少，不能满足过滤装置循环体积的要求。

此外，现有的过滤装置中滤膜堵塞后需要拆卸下来处理，使过滤操作更加繁琐，费时。

鉴于此，提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过滤装置及过滤控制系统，旨在更高效对高附加值的少量料液量进行过滤操作；再者，本实用新型可以解决滤膜堵塞问题，不需要使用清洗溶剂，就可以使被堵塞的膜孔能再次参与过滤。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种过滤装置，包括罐体，罐体上连接有用于向罐体内输入高压气体的输气管路，罐体的底部安装有过滤膜结构，过滤膜结构包括自上而下设置的多孔层、通道层和挡水底层，多孔层上设置有多个滤过孔，通道层上设置有至少一个导流通道，每个滤过孔的一端与罐体内腔连通，另一端与通道层上的导流通道连通，通道层的端部设置有至少一个导流出口；

还包括至少一个排液管路，每个导流出口均与一个排液管路连通。

在可选的实施方式中，还包括至少一个空气反吹管路，每个导流出口均与一个空气反吹管路和一个排液管路连通，每个空气反吹管路和每个排液管路上均设置有用于控制开关的阀门。

在可选的实施方式中，多孔层上的滤过孔呈矩阵排布，通道层上的导流通道为间隔设置的多个，每个导流通道均对应多孔层上的一排或多排滤过孔；

通道层上的导流出口为多个，每个导流出口均与一个空气反吹管路和一个排液管路连通。

在可选的实施方式中，还包括空心圆板和用于支撑过滤膜结构的支撑板，空心圆板的外径大于罐体的外径，空心圆板的内径小于罐体的内径，过滤膜结构的直径小于罐体的直径，空心圆板的底部通过密封结构与过滤膜结构顶部的边缘处连接，支撑板用于承接过滤膜结构的底部，且支撑板与空心圆板位于罐体外部的部分固定连接。

在可选的实施方式中，空心圆板的底壁上设置有凹槽，密封结构为密封圈，密封圈的顶部嵌入空心圆板上的凹槽中，密封圈的底部与过滤膜结构的顶部固定。

在可选的实施方式中，空心圆板位于罐体外部的部分设置有第一螺纹孔，支撑板的对应位置上设置有第二螺纹孔，空心圆板和支撑板通过螺钉和螺母进行固定。

在可选的实施方式中，罐体内还设置有搅拌叶片，罐体上还安装有用于驱动搅拌叶片转动的驱动电机，搅拌叶片位于过滤膜结构的上方。

在可选的实施方式中，罐体上还设置有用于测量启动液位的第一液位测量机构和用于测量上限液位的第二液位测量机构，第一液位测量机构的测量位点位于第二液位测量机构的测量位点的下方，罐体上还设置有压力测量机构。

在可选的实施方式中，输气管路上设置有三通阀。

第二方面，本实用新型提供一种过滤控制系统，包括前述实施方式中任一项的过滤装置。

本实用新型实施例的有益效果是：通过将过滤膜结构设置为包括自上而下的多孔层、通道层和挡水底层的三层结构，罐体内的液体透过多孔层上的滤过孔后进入通道层上的导流通道，由导流出口流出。通过输气管路可以输入高压气体为罐体内营造高压气氛，这样料液在自重和压力的双重作用下过滤后进入导流通道，通过导流出口进入排液管路进行收集。本实用新型提供的过滤装置，由于过滤膜结构的改进配合输气管路的设置，对于过滤的料液量没有特殊的要求，适合于某些附加值很高、产量较低的物料的过滤操作。

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为本实用新型实施例提供的过滤装置的结构示意图；

图2为图1中过滤膜结构的俯视图；

图3为图1中过滤膜结构的纵剖结构示意图。

图标:100-过滤装置；001-一号阀门；002-二号阀门；003-螺钉；004-螺母；005-输气管路；006-进液管道；007-三通阀；110-罐体；120-过滤膜结构；121-多孔层；122-通道层；123-挡水底层；124-滤过孔；125-导流通道；126-导流出口；130-空气反吹管路；140-排液管路；150-空心圆板；160-支撑板；170-密封结构；181-搅拌叶片；182-驱动电机；191-第一液位测量机构；192-第二液位测量机构；193-压力测量机构。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种过滤装置100，请参照图1，包括罐体110，罐体110上连接有进液管道006，罐体110的底部安装有过滤膜结构120，从进液管道006将物料输入，经过过滤膜结构120过滤之后，液体从排液管路140排出。在罐体110上设置有输气管路005，可以向罐体内输入高压气体，在罐体110内形成高压气氛，为过滤提供动力，使物料在自重和压力作用下进行过滤。

具体地，高压气体的压力不限，可以根据需要进行调整，如控制大于0MPa且小于等于1.6MPa。

在一些实施例中，罐体110内还设置有搅拌叶片181，罐体110上还安装有用于驱动搅拌叶片181转动的驱动电机182，搅拌叶片181位于过滤膜结构120的上方。通过驱动电机182驱动搅拌叶片181转动，进而带动过滤膜结构120上的物料流动，一定程度上减少了对过滤膜结构120的堵塞。为适应小料液量的过滤要求，搅拌叶片181与过滤膜结构120的间距较小，加入少量料液后即可进行搅拌。

为了更好地检测罐体110内的液位，罐体110上还设置有用于测量启动液位的第一液位测量机构191和用于测量上限液位的第二液位测量机构192，第一液位测量机构191的测量位点位于第二液位测量机构192的测量位点的下方。当罐体110内的液位达到第一液位测量机构191的检测位点时，启动驱动电机182带动搅拌叶片181转动；当罐体110内的液位达到第二液位测量机构192的检测位点时，停止输入料液。

具体地，第一液位测量机构191和第二液位测量机构192可以但不限于液位传感器、液位计等结构。

在一些实施例中，罐体110上还设置有压力测量机构193，图1中包括了两种压力测量机构193，可以为压力表，也可以为压力传感器，也可以为二者组合，在此不做限定。

在一些实施例中，输气管路005上设置有三通阀007，通过三通阀007调节，可以实现进气和出气，以在罐体110内压力过大时释放气体进行泄压。

在一些实施例中，过滤装置100还包括空心圆板150和用于支撑过滤膜结构120的支撑板160，空心圆板150的外径大于罐体110的外径，空心圆板150的内径小于罐体110的内径，过滤膜结构120的直径小于罐体110的直径，空心圆板150的底部通过密封结构170与过滤膜结构120顶部的边缘处连接，支撑板160用于承接过滤膜结构120的底部，且支撑板160与空心圆板150位于罐体110外部的部分拆卸连接。通过空心圆板150和支撑板160的固定，实现了过滤膜结构120的固定安装。

具体地，空心圆板150是中间空心的圆形板，罐体110的底部可以与空心圆板150上端面一体成型连接且共中轴线，空心圆板150的空心部分位于罐体110内，使得液体从罐体110上部进入后经过空心圆板150上的空心部分落入过滤膜结构120上。空心圆板150的内径是指中间空心圆的直径，空心圆板150的底部通过密封结构170和过滤膜结构120顶部的边缘处密封连接。这样，罐体110内的物料就可以在罐体110、空心圆板150位于罐体110内的部分、过滤膜结构120的顶面所围成的空间内，经过过滤膜结构120过滤之后从排液管路140排出。

具体地，支撑板160可以为直径大于罐体110外径的圆形板，支撑板160的顶壁贴合过滤膜结构120的底部，二者可以固定也可以紧密贴合。

在一些实施例中，空心圆板150的底壁上设置有凹槽(图未示)，密封结构170为密封圈，密封圈的顶部嵌入空心圆板150上的凹槽中，密封圈的底部与过滤膜结构120的顶部固定。密封圈的顶部嵌入凹槽中实现密封，密封圈的底部可以通过粘接等方式与过滤膜结构120的顶部固定，避免液体从缝隙中溢出。

在一些实施例中，空心圆板150位于罐体110外部的部分设置有第一螺纹孔(图未示)，支撑板160的对应位置上设置有第二螺纹孔，空心圆板150和支撑板160通过螺钉003和螺母004进行固定。空心圆板150和支撑板160通过螺钉003和螺母004进行固定，安装的稳定性较高，且拆卸方便。

具体地，螺钉003依次从支撑板160上的第二螺纹孔和空心圆板150上的第一螺纹孔穿过后，利用螺母004将支撑板160、空心圆板150和螺钉003锁紧固定，以通过螺钉003调节支撑板160与过滤膜结构120之间的位置。

在其他实施例中，空心圆板150和支撑板160的固定方式不限于图1中所示，可以采用其他常规的固定方式。

请参照图1、图2和图3，过滤膜结构120包括自上而下设置的多孔层121、通道层122和挡水底层123，多孔层121上设置有多个滤过孔124，通道层122上设置有至少一个导流通道125，每个滤过孔124的一端与罐体110内腔连通，另一端与通道层122上的导流通道125连通，通道层122的端部设置有至少一个导流出口126；每个导流出口126均与一个空气反吹管路130和一个排液管路140连通，每个空气反吹管路130和每个排液管路140上均设置有用于控制开关的阀门，如一号阀门001、二号阀门002。

需要说明的是，罐体110内的液体物料通过多孔层121上的多个滤过孔124之后，进入通道层122中的导流通道125，从导流出口126输出进入排液管路140，可以通过其他容器将液体物料收集。空气反吹管路130用于在过滤膜结构120发生堵塞时开启，通过向导流通道125内输入高压气体使滤过孔124内的堵塞物脱离过滤膜结构120。

具体地，导流通道125可以为一个也可以为多个，当导流通道125为一个时，则通道层122是一个顶部开口的空壳结构。导流出口126也可以为一个或多个，根据需要进行设计即可。同样，空气反吹管路130和每个排液管路140根据导流出口126的个数进行设计，通过一号阀门001、二号阀门002调节管路开关，以针对罐体内的压力情况做出调整，当压力过大时关闭输气管路005并通过控制三通阀007进行泄压，当过滤膜结构120出现堵塞时关闭一号阀门001并开启二号阀门002，使得反吹气体通过空气反吹管路130进入过滤膜结构120内以使得堵塞物脱离(此时，输气管路005关闭)。

具体地，多孔层121的材质不限，可以为碳化硅、氧化钛、氧化铝等，其多孔结构可以实现料液中杂质分离，过滤后的液体进入依次经过导流通道125、排液管路140后被收集。挡水底层123的材质为挡水材质，可以完全隔绝料液通过，可以为聚四氟乙烯板、PP板、PE板等。

在一些实施例中，多孔层121上的滤过孔124呈矩阵排布，呈间隔设置的多排多列结构；通道层122上的导流通道125为间隔设置的多个，每个导流通道125均对应多孔层121上的一排或多排滤过孔124。导流通道125可以为沿其横向方向平行设置的若干个，使得通孔内的液体在压力与自重的双重作用下过滤后进入导流通道125内，之后经导流通道125两端的出口进入排液管路140。

在一些实施例中，通道层122上的导流出口126为多个，每个导流出口126均与一个空气反吹管路130和一个排液管路140连通。如图中所示，每个导流通道125均与导流出口126连通，导流出口126可以设置在罐体的左右两侧，以使导流通道125内的液体可以从左右两侧输出。

本实用新型实施例提供一种过滤控制系统，包括上述过滤装置100，还可以包括控制系统，第一液位测量机构191、第二液位测量机构192、压力测量机构193可以均和控制系统通信连接，驱动电机182可以和控制系统电连接，以通过控制系统控制驱动电机182工作。

需要说明的是，过滤控制系统的整体工作过程如下：

将待压缩液经进液管道006泵入罐体内，当罐体内的液面达到第一液位测量机构191位置时，开启驱动电机182，使得搅拌叶片181工作，同时开启高压空气，使得高压空气通过输气管路005进入罐体内以给罐体内液体提供压力；开启位于排液管路140上的一号阀门001，使得液体经过膜片的通过后在高压空气的作用下向膜片内的导流通道内渗入(此时流入的液体为透过液)，再经过导流通道125两端的导流出口126进入排液管路140内储存至容器；

当罐体110上的压力测量机构193监测到罐体内压力过大时，则停止高压空气向罐体内输送，利用三通阀007进行泄压；当罐体内液位高于第二液位测量机构192时，则停止向罐体内输入液体；当过滤膜结构120上的滤过孔124被堵塞(显示透过液流出慢)则关闭一号阀门001，开启二号阀门002，使得高压空气反吹进入过滤膜结构120的导流通道125，以将过滤膜结构120上滤过孔124上堵塞的物质清理。

以上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 (10)

1.一种过滤装置，其特征在于，包括罐体，所述罐体上连接有用于向罐体内输入高压气体的输气管路，所述罐体的底部安装有过滤膜结构，所述过滤膜结构包括自上而下设置的多孔层、通道层和挡水底层，所述多孔层上设置有多个滤过孔，所述通道层上设置有至少一个导流通道，每个所述滤过孔的一端与所述罐体内腔连通，另一端与所述通道层上的所述导流通道连通，所述通道层的端部设置有至少一个导流出口；

还包括至少一个排液管路，每个所述导流出口均与一个所述排液管路连通。

2.根据权利要求1所述一种过滤装置，其特征在于，还包括至少一个空气反吹管路，每个所述导流出口均与一个所述空气反吹管路和一个所述排液管路连通，每个所述空气反吹管路和每个所述排液管路上均设置有用于控制开关的阀门。

3.根据权利要求2所述一种过滤装置，其特征在于，所述多孔层上的所述滤过孔呈矩阵排布，所述通道层上的所述导流通道为间隔设置的多个，每个所述导流通道均对应所述多孔层上的一排或多排所述滤过孔；

所述通道层上的所述导流出口为多个，每个所述导流出口均与一个所述空气反吹管路和一个所述排液管路连通。

4.根据权利要求1所述一种过滤装置，其特征在于，还包括空心圆板和用于支撑所述过滤膜结构的支撑板，所述空心圆板的外径大于所述罐体的外径，所述空心圆板的内径小于所述罐体的内径，所述过滤膜结构的直径小于所述罐体的直径，所述空心圆板的底部通过密封结构与所述过滤膜结构顶部的边缘处连接，所述支撑板用于承接所述过滤膜结构的底部，且所述支撑板与所述空心圆板位于所述罐体外部的部分固定连接。

5.根据权利要求4所述一种过滤装置，其特征在于，所述空心圆板的底壁上设置有凹槽，所述密封结构为密封圈，所述密封圈的顶部嵌入所述空心圆板上的凹槽中，所述密封圈的底部与所述过滤膜结构的顶部固定。

6.根据权利要求4所述一种过滤装置，其特征在于，所述空心圆板位于所述罐体外部的部分设置有第一螺纹孔，所述支撑板的对应位置上设置有第二螺纹孔，所述空心圆板和所述支撑板通过螺钉和螺母进行固定。

7.根据权利要求1所述一种过滤装置，其特征在于，所述罐体内还设置有搅拌叶片，所述罐体上还安装有用于驱动所述搅拌叶片转动的驱动电机，所述搅拌叶片位于所述过滤膜结构的上方。

8.根据权利要求1所述一种过滤装置，其特征在于，所述罐体上还设置有用于测量启动液位的第一液位测量机构和用于测量上限液位的第二液位测量机构，所述第一液位测量机构的测量位点位于所述第二液位测量机构的测量位点的下方；

所述罐体上还设置有压力测量机构。

9.根据权利要求1所述一种过滤装置，其特征在于，所述输气管路上设置有三通阀。

10.一种过滤控制系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述一种过滤装置。

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