CN2698435Y - 一种能自动再生滤网的过滤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能自动再生滤网的过滤器，该过滤器集旋流分离、液—固分离、污物流自动定时排放以及滤网自动再生功能于一体，是目前分离除去物流中少量微小粘性颗粒杂质，净化产品的最佳分离装置，它必将有力地推动过滤工程的技术进步。

Description

一种能自动再生滤网的过滤器

                           技术领域

本实用新型涉及一种机械过滤装置，特别是一种适用于过滤含有超细粘性微粒的流体过滤装置。

                            背景技术

目前工业上对于流体中含有超细微粒(粒径在5～40μm)均习惯地采用加压通过滤布层过滤的方法以除去，这种过滤方法看起来似乎很简单，不值得去研究，但是当它面对有粘性微粒的超细微粒时，其过滤运作就十分困难，因为粘性微粒很容易堵塞滤布的网眼，运作不久，随着微粒层的不断增厚，如液体中含有沥青、石蜡、焦油等一类粘性杂质颗粒时，滤布的网眼就很快被这些粘性微粒所堵塞，过滤过程将被迫中断，而且滤布再生亦十分困难，人们习惯使用加压反冲洗，面对被粘性物堵塞的滤布再生非常困难，这是由于加压冲洗再生法本来是利用滤布两边的压力差使流体通过滤布网眼将堵塞在网眼中的微粒洗掉，但对于粘性微粒来说，当一部分粘性微粒被冲掉后，滤布两边的压力差随之自动降低，其余的粘性微粒就冲不下来了，形成通则恒通，不通者继续不通的局面，嵌入网眼中的粘性微粒，既洗不掉、亦冲不掉，成了一个头痛的问题。所以目前生产上针对这样看似简单的难题，只好采用不断更换滤布的方法来维持生产过程，日积月累，这是一笔相当可观的经济损失，而且更麻烦的是经常更换过滤装置上的滤布，不仅增加操作工人的工作量，费时费力，并常常为此中断生产，进行抢修，久而久之，它已成了生产上的一大技术难题。所以产业部门，特别炼油工业部门殷切地期盼有关的科技工作者能够提供一种能克服上述缺点的、简单实用高效的过滤装置，以推动流体过滤技术的进步。

                          发明内容

为了克服现有技术存在问题，本发明设计了一种能自动再生滤网的过滤器，该过滤器至少具有四大功能：

①促使流体中所含有的粘性颗粒碰撞、团聚长大

流体中所含有的粘性超细微粒在旋流离心力场的作用下，碰撞团聚，逐渐长大。

②具有一定的自动防堵的功能

长大的杂质微粒，在离心力的作用下，不断地趋向并富集于过滤器筒体的内壁处，从而防止或减少滤布网眼的堵塞的机率，相对澄清的流体带压下可顺畅地通过滤布上的微孔进入过滤筒内，作为净化产品集中后由产品物流出口排出，过滤过程可长时间地持续进行。

③能方便地定时排放污物液

根据进口物流中所含的微粒浓度和过滤器的旋流空间中允许的或设计的污物流的微粒浓度，以及过滤器处理能力(主要由滤布的开孔率决定)，可定时开启污物流出口管线上的常闭电磁阀或电动阀，将过滤器的旋流空间中的污物流排除，一旦污物流排完就立即自动关闭该管线上的电磁阀或电动阀。

④滤布网眼万一出现堵塞，能迅速地自动再生

虽然过滤器设计时，已充分考虑了滤布的防堵塞问题，我们亦希望不出现滤布的堵塞现象，但事物总是有一定的偶然性，如果机械上的故障、操作上的失误等，均可能造成滤布的偶然堵塞，此时要求设有应急措施，能自动根据滤布两侧的压力差关闭进料物流管线上的常开电磁阀或电动阀，关闭产品物流出口管线上的常闭电磁阀或电动阀，开动电动机带动过滤筒旋转运动，在离心力的作用下和叶片所产生的压力作用下，使堵塞滤布网眼内的粘性物料自动清除，同时滤布外层与流体间的摩擦力也将黏附于滤布外层的粘性物料自动清除，使滤布获得再生，然后开启进料物流管线上的常开电磁阀或电动阀及污物流出口管线上的常闭电磁阀或电动阀将污物流排除干净后，再继续按正常的过滤过程操作。

总之，本实用新型所说的过滤器，能大大地推动过滤技术的进步。

本实用新型过滤器的构思是这样的：

发明人通过大量的实验发现：当含量为1～3‰粒度为5～40μm粘性颗粒的物流，在压力下通过网眼尺度≤5μm的滤布进行过滤时，粘性颗粒确实非常容易堵塞滤布的网眼，过滤过程运作不了多长时间，就要更换滤布，确实给流体的过滤操作增加不少麻烦。为此，发明人构思了一种过滤器，使含固物流带压下准确地沿切线方向进入过滤器筒体内，物流中所含的粘性颗粒在离心力的作用下，加速碰撞与团聚长大，并自动趋向过滤器筒体的壁面，这样大大地减少或避免粘性颗粒随液体通过滤布网眼的可能性；相对澄清的带压液体则通过滤布进入过滤筒内，集中后沿多孔的空心轴内的通道由底部产品流出口排出；在过滤筒外面的旋流区内，当液体中粘性颗粒聚集至一定浓度时，作为污物流定时由污物流出口排出，污物流排出口管线上设有常闭电磁阀或电动阀，当污物流达到设计的浓度时或原料进口与已被过滤的物料间压差达到设定值时，它就自动开启，排放完后它就立即恢复常闭态；为了清除由于偶然事故引起滤布网眼堵塞现象，发明人构思了一种可靠的滤布再生技术，它籍助附设的电动机带动过滤筒体作旋转运动，在离心力的作用下和叶片所产生的压力作用下，迫使嵌入滤布网眼的粘性颗粒物料被甩出网眼，同时滤布外层的粘附物也被冲刷掉，滤布在短时间内获得了再生，然后污物流从污物出口排除后，重新继续进行过滤运作。

按照上述构思，本实用新型是这样设计的：

首先，根据被处理物流对象的具体要求，如物流中含有1-3‰的粘性颗粒，其粒径为5～40μm，通过过滤处理全部清除物流中的粘性颗粒，本发明按照旋流分离原理，设计一个带旋流功能的过滤器，使带压物流沿过滤器内壳的切线方向进入过滤器的环形空间内进行强烈的旋转运动，物料中所含的粘性微粒在旋转力的作用下相互碰撞、凝聚成较大的颗粒，其粒径可达数百个微米，并在离心力的作用下，自动趋向过滤器外壳壁面(或如下所述说的过滤器的筒体内壁处)，如需要还可在过滤器环形空间中设置螺旋带式导流板，它有利于粘性颗粒加速团聚、长大，从而大幅度地减少物流中的粘性微粒向过滤器中心运动的能力。

其次，在过滤器的中心区域，设置一过滤筒，在过滤筒筒体外侧覆盖固接有不锈钢丝制作的滤布，它可以拦截粒径为5μm以上的颗粒，让带压的澄清物流自由地渗透入过滤筒内，集中后再沿中心的“多孔空心轴”由底部的产品流出口排出，达到除去物流中的粘性颗粒杂质的目的。

第三，在污物流出口的管道上设置定时开启与关闭电磁阀或电动阀及控制系统，在正常运作的情况下，可根据过滤筒的处理能力、初始物流中的所含杂质的浓度以及过滤筒外旋流空间中污物流限定的设计浓度[如物流的原始杂质浓度为3/1000(wt)污物流限定的杂质浓度为5％(wt)]，就可设定操作周期，定时开启设在污物流出口管道上的常闭电磁阀或电动阀，待污物流排除后，立即自动地关闭电磁阀，继续进行过滤操作。

第四，设有离心式滤布自动再生系统

在带有旋流功能的过滤器长期运作过程中，不可避免地会出现偶然事件，少量粘性杂质颗粒随带压的物流进入滤布，嵌入滤布的网眼中，此种情况可由设置的进出口压力传感器来监察，此时可暂时中断过滤过程，“关闭物流进口管路和出口管路上的常开电磁阀或电动阀，然后启动电动机带动过滤筒作旋转运动，在离心力的作用下，堵塞于滤布网眼中的粘性颗粒自动地甩出来，迅速达到滤布再生的目的，一般只要过滤筒稳定旋转运作数分钟，就可完成滤布的再生。关闭电动机停止过滤筒的旋转运作后，立即开启污物流出口管线上的电磁阀(或电动阀)，将清除下来的污物流排至污物槽中，完成上述操作后，就可重新启动过滤过程。污物槽中物流通过沉降或过滤，将回收的物流返回储料槽中循环处理。

下面将结合附图进一步描述本实用新型的结构特征：

                              附图说明

图1一种能自动再生滤网的过滤器结构示意图

其中：

1——电动机

2——支架

3——连轴器

4——密封装置

5——多孔空心轴

6——原料物流进口

7a——叶片(每个隔板上设置4～8个叶片)

7b——隔板(盘式隔板)；叶片7a固接在上；

8——多孔滤筒；

9——筒体(过滤器外壳之简称)；

9a——上端盖；

9b——下端盖；

9c——环形空间；

10——过滤筒；

10a——旋转轴；

10b——上盖板；

10c——下端板；

11——滤液物流出口；

12——支脚；

13——污物流出口

14——轴承；

15——滤布，它覆盖固接定位在多孔滤筒8上；

E1——原料物流进口管线上设置常开电磁阀或电动阀；

E2——滤液物流出口管线上设置常闭电磁阀或电动阀；

E3——污物流出口管线上设置常闭电磁阀或电动阀。

由图1可见：所说的一种能自动再生滤网的过滤器是由带旋流分离功能以及籍助定时器控制的带有污物流自动排放功能的过滤器壳体和具有液-固分离功能以及籍助压力传感器监控的带有自动再生滤网功能的过滤筒两部件构成。

其中：

过滤器壳体系由筒体(9)、上端盖(9a)、下端盖(9b)组装固接而成；其上部左侧面筒体(9)上设有切向固接的原料物流进口(6)，上端盖(9a)的中心开有与旋转轴(10a)相配合的孔(未编号)，其上固接有密封装置(4)；下端盖(9b)的中心紧配合定位有轴承(14)，中心底部固接有产品滤液物流出口(11)，右侧底部还设有污物流出口(13)；

过滤筒(10)系由多空滤筒(8)、上盖板(10b)、下盖板(10c)以及多孔空心轴(5)组装固接而成；多孔滤筒(8)外侧覆盖固接有滤布(15)；在多孔滤筒(8)的内部沿轴向均布设有若干隔板(7b)，在隔板(7b)上还均布固接有叶片(7a)，隔板(7b)的数量视多孔滤筒(8)或过滤筒(10)的长度而变化；在同一截面的隔板(7b)上均布固接有4-8个叶片(7a)，隔板(7b)的内外缘分别与多孔空心轴(5)的外侧和多孔滤筒(8)的内侧相配合固接，以增加过滤筒的刚度；多孔空心轴(5)的下端不仅与下盖板(10c)同心固接，而且与轴承(14)相配合固接并通过轴承(14)定位于下端盖(9b)的中心，多孔空心轴(5)的上端与上盖板(10b)同心固接；总之由多孔滤筒(8)与上盖板(10b)、下盖板(10c)同心固接成过滤筒(10)的外壳构件；上盖板(10b)中心的上端面上还同心定位固接有旋转轴(10a)，通过它与密封装置(4)相配合，并与联轴器(3)相连接，并助固定在支架(2)上的电动机(1)带动过滤筒(10)作旋转运动；支架(2)安装定位固定在过滤器上端盖(9a)上。

所说的滤布(15)为一种开孔率或通孔率10％左右的由不锈钢丝编织而成的席型市售滤布，它可以拦截粒径≥5μm的杂质微粒。

此外，在原料物流进口(6)的管线上设有常开的电磁阀或电动阀E1；在滤液物流出口(11)管线上设有常闭电磁阀或电动阀E2；在污物流出口(13)的管线上设有常闭电磁阀或电动阀E3；这些电磁阀或电动阀均通过控制系统按工艺要求自动启闭。

下面结合具体实施方式进一步描述本实用新型的结构特征

                           具体实施方式

实施例1

按照本实用新型的构思及附图1展示的结构设计的每小时处理含粘性杂质(粒径≥5μm，含量为1‰)物流5m³/小时的一种能自动再生滤网的过滤器，其中：

①过滤器的筒体(9)的内径为0.38m，有效高度为0.36m，环形空间(9c)的截面积0.112m²，环形空间(9c)的体积为0.039m³。

②过滤筒(10)上的多孔滤筒(8)的外径为0.18m，有效高度为0.35m，固接在多孔滤筒(8)上的滤布(15)面积为0.2m²，根据工艺要求，选择由不锈钢丝编织的席型网，其网孔能阻拦粒径≥5μm的杂质微粒，有效通孔面积为10％，滤布的通孔面积为原料物流进口面积的25倍。

③原料物流进口有效当量直径为30mm、面积为0.0008m²，当过滤器的处理能力为5m³/h时，则物流进口速度为1.8m/秒，符合合理流速要求；多孔空心轴(5)外径为40mm，有效长度为0.35m，开孔率为20％，为原料物流进口面积的10倍；出口速度≤0.8m/秒，滤液物流出口面积为0.0018m².

④按环形空间(9c)中的物流杂质浓度由1‰增至10％来推算，至少每隔1小时需要自动排放一次，且污物流出口管线上的电磁阀或电动阀(E3)至少需要开启30秒，如果定时排放设定在每隔半小时自动排放一次，那么这样操作必然能大大减少固接在多孔滤筒(8)的滤布(15)的堵塞机率，使过滤器能长期的运作。

⑤过滤器经过长期运作后，日积月累当然不可避免地会发生滤布(15)堵塞的情况，此时根据滤布两侧压力差，控制系统能自动关闭原料物流进口电磁阀或电动阀(E1)，关闭滤液物流出口(11)管线上的电磁阀或电动阀(E2)，并启动电机(1)，通过联轴器(3)带动过滤筒(10)旋转，在2900转/分的工作下，产生足够的离心力将堵塞在滤布网眼中的粘性杂质全部甩去，同时借助叶片(7a)产生0.4MPa/cm2液流冲洗滤布网眼，使滤布变得洁净如新，实验证明这样自动再生“滤网”的过程仅需要数分钟就可圆满完成。

实施例2

按照本实用新型的构思及附图1展示的结构特征设计的处理含粘性杂质(粒径≥20μm，含量为1‰)物流50M³/小时的一种能自动再生滤网的过滤器。其中：

①过滤器的筒体(9)的内径为1m，有效高度为0.81m，环形空间(9c)的截面积为0.738m²，环形空间(9c)的体积为0.598m³。

②过滤筒(10)上的多孔滤筒(8)的外径设为0.4m，有效高度为0.80m，固接在多孔滤筒(8)上的滤布(15)的面积为1.0m²，根据工艺要求，选择由不锈钢丝编织的席型网布型号MPW(630)做滤布，它可通过粒度≤15μm的微粒，足够拦截粒径≥20μm的微粒，滤布的通孔率为12％，滤布的通孔面积为原料物流进口面积的24倍。

③原料物流进口面积为0.005m²，有效当量直径为80mm，当过滤器的处理能力为50m³/h时，则物流的进口速度为3.0m/秒，符合合理流速的要求；滤液物流的出口速度宜≤0.8m/秒，故滤液物流出口有效面积为0.0188m²；出口管的有效直径为φ155mm；多孔空心轴(5)的直径为φ90mm，有效高度为0.80m，开孔率为20％，为原料物流进口面积的9倍。

④按环形空间(9c)中的物流杂质浓度由1‰增至10％来推算，至少每隔1小时需要自动排放一次，且污物流出口管线上的电磁阀或电动阀(E3)至少需要开启45秒，如果定时排放设定在每隔半小时自动排放一次，那么这样操作必然能大大减少固接在多孔滤筒(8)的滤布(15)的堵塞几率，使过滤器能长期的运作。

⑤过滤器经过长期运作后、日积月累，当然不可避免地会发生滤布(15)的堵塞情况，此时根据滤布两侧的压力差，控制系统就会自动的关闭滤液物流出口(11)管线上的电磁阀或电动阀(E2)、关闭原料物流进口(6)管线上的电磁阀或电动阀(E1)，并同时开启电动机(1)、通过联轴器(3)带动过滤筒(10)旋转，在1450转/分的工况下，产生足够离心力将堵塞在滤布(15)网眼中粘性杂质全部甩去，同时借助叶片(7a)产生的0.3MPa液压流冲洗滤布网眼，使滤布变得洁净如新，实验证明这样的自动再生滤网的过程仅需要数分钟就可以圆满完成。

由上可见，本发明的技术方案比较理想地解决了滤网再生的难题，有效地推动了过滤工程的技术进步。

Claims (1)

1.一种能自动再生滤网的过滤器，是由具有旋流分离功能以及籍助定时器控制的带有污物流自动排放功能的过滤器壳体和具有液-固分离功能以及籍助压力传感器监控的带有自动再生滤网功能的过滤筒(10)两部件构成，其特征在于：

所说的过滤器壳体系由筒体(9)、上端盖(9a)、下端盖(9b)组装固接而成；其上部左侧面筒体(9)上设有切向固接的原料物流进口(6)；上端盖(9a)的中心开有与旋转轴(10a)相配合的孔(未编号)，其上固接有密封装置(4)；下端盖(9b)的中心紧配合定位有轴承(14)，中心底部固接有产品滤液物流出口(11)，右侧底部还设有污物出口(13)；

所说的过滤筒(10)系由多孔过滤筒(8)、上盖板(10b)、下盖板(10c)以及多孔空心轴(5)组装固接而成；多孔滤筒(8)的外侧覆盖固接有滤布(15)；在多孔滤筒(8)的内部沿轴向均布设有若干隔板(7b)，在隔板(7b)上固接有叶片(7a)，隔板(7b)的数量视多孔滤筒(8)或过滤筒的长度而变化，在同一截面的隔板(7b)上均布固接有4～8个叶片(7a)，隔板(7b)的内外缘分别与多孔空心轴(5)的外侧和多孔滤筒(8)的内侧相固接；多孔空心轴(5)的下端不仅与下盖板(10c)同心固接，而且与轴承(14)相配合固接，并通过轴承(14)定位于下端盖(9b)的中心，多孔空心轴(5)的上端与上盖板(10b)同心固接，总之由多孔滤筒(8)与上盖板(10b)、下盖板(10c)同心固接成过滤筒(10)的外壳构件；上盖板(10b)中心的上端面上还同心定位固接有旋转轴(10a)，通过它与密封装置(4)相配合，并与联轴器(3)相连接，并籍助固定在支架(2)上的电动机(1)带动过滤筒(10)作旋转运动；支架(2)安装定位固定在过滤器上端盖(9a)上；所说的滤布(15)为一种开孔率或通孔率10％左右的市售的不锈钢丝编织的席型滤布，能拦截粒径≥5μm的杂质微粒。

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