TWI496611B - Centrifugal filter - Google Patents

Description

離心式過濾裝置

本發明是有關於一種離心式過濾裝置，特別是指一種應用於工業或環保業汙廢水的混合液分離成兩相，如過濾分離膜渣與藥液或其它固體與液體的離心式過濾裝置。

現有的印刷電路板(Printed circuit board，以下簡稱PCB)製程中，需要把貼覆在PCB的膜剝離。通常採用如下剝離方式：通過噴管噴灑藥液使PCB表面的膜剝離，膜渣和藥液的混合液通過剝膜膜渣過濾裝置，利用螺桿擠壓方式，使藥液流出。然而，此種機構設計，藥液和膜渣分離不夠完全，使得藥液要重覆利用回流至其它機台時，因膜渣會堵塞噴嘴，而導致製程的良率下降。再者，藥液和膜渣分離不夠完全使得化學需氧量(chemical oxygen demand,COD)值高，若將分離不夠完全的藥液排入河川，會造成河川生物死亡。

因此，本發明之目的，即在提供一種能混合液完全分離成固體與液體兩相的離心式過濾裝置。

於是，本發明離心式過濾裝置，適用於一含有 固體與液體的混合液，該離心式過濾裝置包含：一下殼單元，包括一桶體，及一流體上連通該桶體的排液管；一上蓋單元，包括一可脫離地蓋合於該桶體的上蓋，及一固定於該上蓋並自該上蓋向下延伸且用以注入混合液的入料管，該上蓋具有一出料口，該上蓋與該桶體共同界定一容置空間；一過濾單元，可脫離地設置於該容置空間，並包括一可供該混合液暫存的過濾籃，及多數片上刀片，該過濾籃具有一底壁、一自該底壁周緣向上延伸的濾網圍壁，及一形成於該濾網圍壁頂端的開口，該底壁直徑小於開口直徑，該等上刀片沿圓周排列於該濾網圍壁的上周緣且自該濾網圍壁的上周緣向上延伸，該濾網圍壁具有多數個彼此相間隔的網孔，各該網孔尺寸小於該固體的尺寸；及一旋轉馬達，插設於該底壁，並繞自身軸線轉動而帶動該過濾單元旋轉，使該混合液的固體沿該濾網圍壁向上旋動穿過該開口且經過其中一上刀片拍打該固體而至該出料口甩出，該混合液的液體穿透對應的網孔至該排液管流出。

較佳地，其中，該過濾單元還包括一自該底壁的外周緣沿徑向延伸的下刀片，該混合液的液體穿透該濾網圍壁的網孔經過該下刀片導引流向而流至該排液管。

較佳地，其中，該過濾單元還包括一設置在該濾網圍壁與該等上刀片之間的上束框，及多數個設置於該 上束框與該下刀片之間的支柱。

較佳地，其中，該過濾單元還包括一圍繞該等支柱外周緣的加強束框。

較佳地，其中，該上蓋單元還包括一自該上蓋外周緣向外延伸的對接板，該離心式過濾裝置還包含一固定單元，該固定單元包括多數個沿圓周排列且鎖固該對接板及該桶體的第一鎖固件。

較佳地，其中，該旋轉馬達包括一位於該容置空間且插設於該底壁的心軸，及一連接該心軸且設置於該桶體外的馬達本體，該下殼單元還包括一自該桶體的底部向上凸伸且供該心軸穿設的固接部，該固定單元還包括多數個沿圓周排列且鎖固該底壁及該固接部的第二鎖固件。

較佳地，其中，該下殼單元還包括一設置於該桶體且相反於該排液管的一側的集料通道，及一空間上連通該集料通道的集料盒，該集料通道空間上連通的該出料口。

較佳地，其中，該混合液儲存於一儲存槽，其中，該離心式過濾裝置還包含一輸液單元，該輸液單元包括一流體上連通該儲存槽的入液管、一流體上連通該入液管的抽水馬達，及一流體上連通該抽水馬達及該上蓋的出液管路，該排液管流體上連通該儲存槽。

較佳地，其中，該出液管路包括一出液管，及一設置在該出液管的控制閥，及一可拆卸地連接該出液管與該入料管的接頭。

較佳地，該離心式過濾裝置，還包含一電連接該抽水馬達及該旋轉馬達的電控單元。

本發明之功效在於：透過該旋轉馬達的心軸可繞自身軸線轉動而帶動該過濾單元旋轉，使該混合液的固體沿該濾網圍壁向上旋動穿過該開口且經過其中一上刀片拍打該固體而至該出料口甩出，該混合液的液體穿透對應的網孔至該排液管流出，使混合液完全分離成固體與液體兩相。

1‧‧‧混合液

11‧‧‧固體

12‧‧‧液體

13‧‧‧儲存槽

2‧‧‧機箱

21‧‧‧箱體

22‧‧‧活動窗

23‧‧‧上開口

24‧‧‧下開口

3‧‧‧下殼單元

30‧‧‧容置空間

31‧‧‧桶體

32‧‧‧排液管

33‧‧‧集料通道

34‧‧‧集料盒

35‧‧‧固接部

4‧‧‧上蓋單元

41‧‧‧上蓋

411‧‧‧出料口

42‧‧‧入料管

43‧‧‧對接板

44‧‧‧握抦

5‧‧‧過濾單元

51‧‧‧過濾籃

511‧‧‧底壁

512‧‧‧濾網圍壁

513‧‧‧開口

514‧‧‧網孔

52‧‧‧上刀片

53‧‧‧下刀片

54‧‧‧上束框

55‧‧‧支柱

56‧‧‧加強束框

6‧‧‧旋轉馬達

61‧‧‧心軸

62‧‧‧馬達本體

7‧‧‧固定單元

71‧‧‧第一鎖固件

72‧‧‧第二鎖固件

8‧‧‧輸液單元

81‧‧‧入液管

82‧‧‧抽水馬達

83‧‧‧出液管路

831‧‧‧出液管

832‧‧‧控制閥

833‧‧‧接頭

9‧‧‧電控單元

91‧‧‧控制面板

911‧‧‧按鈕

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明離心式過濾裝置的一較佳實施例，且適用於一含有固體與液體的混合液；圖2是一示意圖，說明該較佳實施例的一控制面板設置於一機箱；圖3是一示意圖，說明該較佳實施例的一輸液單元、一上蓋單元、一下殼單元與一旋轉馬達的連接關係；圖4是一示意圖，說明該較佳實施例的該上蓋單元、該過濾單元與下殼單元的連接關係；圖5是對應圖4的分解示意圖；圖6是一示意圖，說明該較佳實施例的該上蓋單元、該下殼單元與一儲存槽的連接關係；圖7是一俯視示意圖，說明該較佳實施例的該過濾單元 圖8是一示意圖，說明該較佳實施例的該輸液單元、該上蓋單元、該下殼單元與該儲存槽的連接關係；圖9是一示意圖，說明該較佳實施例的該輸液單元與該儲存槽的連接關係；及圖10是一方塊圖，說明該較佳實施例的一電控單元、該旋轉馬達及一抽水馬達的電連接關係。

參閱圖1，本發明離心式過濾裝置之較佳實施例，適用於一含有固體11與液體12的混合液1，該混合液1儲存於一儲存槽13。該儲存槽13在工業如應用於PCB業、半導體業及光電業的原設備副槽，該混合液1為含有膜渣和藥液或是光阻乾膜。該儲存槽13在環保業的滯留槽，該混合液1為含有汙泥與汙廢水。在本實施例是以應用於PCB業的原設備副槽，該混合液1為含有膜渣和藥液。

參閱圖2、圖3與圖5，該離心式過濾裝置包含一機箱2、一下殼單元3、一上蓋單元4、一過濾單元5、一旋轉馬達6、一固定單元7、一輸液單元8，及一電控單元9。

參閱圖2及圖8，該機箱2具有一箱體21、一形成於該箱體21的一活動窗22、一上開口23，及一下開口24。

參閱圖4至圖6，該下殼單元3包括一位於該箱體21內的桶體31、一流體上連通該桶體31且部分位於箱體21內且該凸伸出該上開口23外的排液管32、一設置於 該桶體31並位於該箱體21內且相反於該排液管32的一側的集料通道33、一空間上連通該集料通道33並位於該箱體21內的集料盒34，及一供自該桶體31的底部向上凸伸的固接部35。

該上蓋單元4可脫離地位於該箱體21內，並包 括一可脫離地蓋合於該桶體31的上蓋41，及一固定於該上蓋41並自該上蓋41向下延伸且用以注入混合液1的入料管42，該上蓋41具有一空間上連通該集料通道33的出料口411，該上蓋41與該桶體31共同界定一容置空間30。

該過濾單元5可脫離地設置該容置空間30，並 包括一可供該混合液1暫存的過濾籃51，及多數片概呈狹長狀且為鈍刀設計的上刀片52(見圖7)。在本實施例中，該等上刀片52的數量為八片，上刀片52的數量可視實際需求，調整數量。該過濾籃51具有一底壁511、一自該底壁511周緣向上延伸的濾網圍壁512，及一形成於該濾網圍壁512頂端的開口513(見圖7)，該底壁511直徑小於開口513直徑，使得該濾網圍壁512呈現下窄上寬。該等上刀片52沿圓周排列於該濾網圍壁512的上周緣且自該濾網圍壁512的上周緣向上延伸。該濾網圍壁512具有多數個彼此相間隔的網孔514，各該網孔514尺寸小於該固體11(見圖1)的尺寸。

詳細來說，該過濾單元5還包括一自該底壁511 的外周緣沿徑向延伸的下刀片53、一設置在該濾網圍壁512與該等上刀片52之間的上束框54、多數個設置於該上束框 54與該下刀片53之間的支柱55，及一圍繞該等支柱55外周緣的加強束框56。該等支柱55與該加強束框56提供了強化的功能。

該旋轉馬達6位於該箱體21內，並包括一位於 該容置空間30且插設於該底壁511及該固接部35的心軸61，及一連接該心軸61且設置於該桶體31外的馬達本體62。

參閱圖5、圖7與圖8，由於該上蓋41可脫離 地蓋合於該桶體31，及該過濾單元5可脫離地設置於該容置空間30，使得該上蓋41及該過濾單元5易於清洗。該上蓋單元4還包括一自該上蓋41外周緣向外延伸的對接板43，及二個分別設置於該對接板43兩相反側的握抦44，該出料口411設置於該等握抦44之間。該固定單元7包括多數個沿圓周排列且鎖固該對接板43及該桶體31的第一鎖固件71，及多數個沿圓周排列且鎖固該底壁511及該固接部35的第二鎖固件72。在本實施例中，第一鎖固件71為手旋螺絲，第二鎖固件72為內六角螺絲，該等第一鎖固件71的數量為八個，該等第二鎖固件72的數量為三個，第一鎖固件71及第二鎖固件72的數量可視實際需求，調整數量。

參閱圖3、圖4、圖8與圖9，該輸液單元8包 括一流體上連通該儲存槽13底部且部分位於該箱體21內且凸伸該下開口24外的入液管81、一流體上連通該入液管81且位於該箱體21內的抽水馬達82，及一流體上連通該 抽水馬達82及該上蓋41且位於該箱體21內的出液管路83，該排液管32流體上連通該儲存槽13的頂部。該出液管路83包括一出液管831、一設置在該出液管831的控制閥832，及一可拆卸地連接該出液管831與該入料管42的接頭833。在本實施例中，該控制閥832為一球閥。

參閱圖2與圖10，該電控單元9位於該箱體21 且電連接該抽水馬達82及該旋轉馬達6，並包括一可供操作且設置於該箱體21的控制面板91，該控制面板91具有多數個按鈕911。透過操作該控制面板91的按鈕911使得該抽水馬達82啟動運轉或是停止運轉，及該旋轉馬達6啟動運轉或是停止運轉。

以下說明本發明離心式過濾裝置的運作過程。

參閱圖1至圖4，首先，將該混合液1儲存於該儲存槽13，且透過操作該控制面板91的按鈕911使得該抽水馬達82啟動運轉。使得該混合液1輸送至該出液管831，並藉由該控制閥832控制該混合液1的流進該入料管42的流量。

接著，該混合液1暫存於該過濾籃51時，透過操作該控制面板91的按鈕911使得該旋轉馬達6啟動運轉，在本實施中該旋轉馬達6為高速旋轉，該心軸61可繞自身軸線轉動而帶動該過濾單元5為360度旋轉。該混合液1經過旋轉而使該液體12如氫氧化鈉、碳酸鈉等活化或是空氣溶入該混合液1產生汽泡。

因為該過濾籃51利用離心力將固體11與液體 12分離，以及該混合液1的固體11與液體12的比重不同。該液體12的比重較重，該混合液1的液體12穿透對應的網孔514(見圖5)往下或是往側邊流出，部分該混合液1撞擊該桶體31而產生滅泡效果，部分該混合液1積在該桶體31的底部，經過該下刀片53轉動導引液體12流動並且產生滅泡效果而該液體12順著該流向流至該排液管32。最後，液體12而回到儲存槽13，而重覆利用回流至其它機台(圖未示)。

該固體11的比重較輕，又因該固體11的水份 脫乾，變得更乾，且該等上刀片52及濾網圍壁512二者相配合轉動導引風向，使該混合液1的固體11沿該濾網圍壁512向上旋動穿過該開口513(見圖7)，該固體11經過其中一上刀片52拍打該固體11並且產生滅泡效果而該固體11順著該風向至該出料口411甩出，該固體11經過該集料通道33而掉落至該集料盒34，該集料盒34可裝設一袋子(圖未示)，待該袋子收集裝滿該固體11，而拖出該袋子即可回收該固體11。

若要停止該離心式過濾裝置的運作，須透過操 作該控制面板91的按鈕911使得該抽水馬達82停止運轉而停止抽取該混合液1，及該旋轉馬達6停止運轉而停止分離固體11與液體12。

透過該離心式過濾裝置過濾該混合液1，不易產 生汽泡，不須加入消泡劑去消除汽泡，不易讓該液體12的藥性裂解，而延長該液體12使用次數，更能節省該液體12 成本。再者，該固體11與該液體12分離相當完全，回收再利用的該液體12，没有該固體11存在，因此該液體12通過噴嘴(圖未示)，不易堵塞噴嘴，而提升製程的良率。再者，處理後該液體12的COD值低，對環境相當友善。

另一方面，應用於環保業處理汙廢水的混合液 1，透過本發明離心式過濾裝置過濾該混合液1完全分離成兩相，使得該固體11可另外處理，不需要利用好氧微生物對處理後該液體12進行好氧微生物處理(aerobic biological treatment)，大幅降低該液體12的後續處理時間及成本。

參閱圖1與圖5，由於該旋轉馬達6是採用高速 旋轉，也帶動該過濾單元5高速旋轉，使卡在濾網圍壁512及上蓋41的固體11的量是較為輕微，使用過了一段時間後，該離心式過濾裝置須要清洗保養。

參閱圖1、圖3、圖5與圖7，保養方式為將該 接頭833旋鬆，解除該出液管831與該入料管42的連接關係，再將該等第一鎖固件71卸下，握持該等握抦44，使該上蓋單元4自該活動窗22(見圖2)移出，即可清洗上蓋單元4，移除卡在該上蓋41的固體11。接著，將該等第二鎖固件72卸下，使該過濾單元5自該活動窗22移出，即可清洗該過濾單元5，移除卡在該過濾籃51的固體11。待保養結束，依前述方式反向操作即可恢復原狀，相當方便。

綜上所述，透過該旋轉馬達6的心軸61可繞自 身軸線轉動而帶動該過濾單元5旋轉，使該混合液1的固體11沿該濾網圍壁512向上旋動穿過該開口513且經過其 中一上刀片52拍打該固體11而至該出料口411甩出，該混合液1的液體12穿透對應的網孔514至該排液管32流出，使混合液1完全分離成固體11與液體12兩相；再者，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已 ，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧混合液

11‧‧‧固體

12‧‧‧液體

13‧‧‧儲存槽

32‧‧‧排液管

33‧‧‧集料通道

34‧‧‧集料盒

35‧‧‧固接部

4‧‧‧上蓋單元

411‧‧‧出料口

42‧‧‧入料管

51‧‧‧過濾籃

52‧‧‧上刀片

53‧‧‧下刀片

6‧‧‧旋轉馬達

61‧‧‧心軸

62‧‧‧馬達本體

81‧‧‧入液管

833‧‧‧接頭

Claims (10)

1. 一種離心式過濾裝置，適用於一含有固體與液體的混合液，該離心式過濾裝置包含：一下殼單元，包括一桶體，及一流體上連通該桶體的排液管；一上蓋單元，包括一可脫離地蓋合於該桶體的上蓋，及一固定於該上蓋並自該上蓋向下延伸且用以注入混合液的入料管，該上蓋具有一出料口，該上蓋與該桶體共同界定一容置空間；一過濾單元，可脫離地設置於該容置空間，並包括一可供該混合液暫存的過濾籃，及多數片上刀片，該過濾籃具有一底壁、一自該底壁周緣向上延伸的濾網圍壁，及一形成於該濾網圍壁頂端的開口，該底壁直徑小於開口直徑，該等上刀片沿圓周排列於該濾網圍壁的上周緣且自該濾網圍壁的上周緣向上延伸，該濾網圍壁具有多數個彼此相間隔的網孔，各該網孔尺寸小於該固體的尺寸；及一旋轉馬達，插設於該底壁，並繞自身軸線轉動而帶動該過濾單元旋轉，使該混合液的固體沿該濾網圍壁向上旋動穿過該開口且經過其中一上刀片拍打該固體而至該出料口甩出，該混合液的液體穿透對應的網孔至該排液管流出。
2. 如請求項1所述離心式過濾裝置，其中，該過濾單元還包括一自該底壁的外周緣沿徑向延伸的下刀片，該混合 液的液體穿透該濾網圍壁的網孔經過該下刀片導引流向而流至該排液管。
3. 如請求項2所述離心式過濾裝置，其中，該過濾單元還包括一設置在該濾網圍壁與該等上刀片之間的上束框，及多數個設置於該上束框與該下刀片之間的支柱。
4. 如請求項3所述離心式過濾裝置，其中，該過濾單元還包括一圍繞該等支柱外周緣的加強束框。
5. 如請求項1所述離心式過濾裝置，其中，該上蓋單元還包括一自該上蓋外周緣向外延伸的對接板，該離心式過濾裝置還包含一固定單元，該固定單元包括多數個沿圓周排列且鎖固該對接板及該桶體的第一鎖固件。
6. 如請求項5所述離心式過濾裝置，其中，該旋轉馬達包括一位於該容置空間且插設於該底壁的心軸，及一連接該心軸且設置於該桶體外的馬達本體，該下殼單元還包括一自該桶體的底部向上凸伸且供該心軸穿設的固接部，該固定單元還包括多數個沿圓周排列且鎖固該底壁及該固接部的第二鎖固件。
7. 如請求項1所述離心式過濾裝置，其中，該下殼單元還包括一設置於該桶體且相反於該排液管的一側的集料通道，及一空間上連通該集料通道的集料盒，該集料通道空間上連通的該出料口。
8. 如請求項1所述離心式過濾裝置，其中，該混合液儲存於一儲存槽，其中，該離心式過濾裝置還包含一輸液單元，該輸液單元包括一流體上連通該儲存槽的入液管、 一流體上連通該入液管的抽水馬達，及一流體上連通該抽水馬達及該上蓋的出液管路，該排液管流體上連通該儲存槽。
9. 如請求項8所述離心式過濾裝置，其中，該出液管路包括一出液管、一設置在該出液管的控制閥，及一可拆卸地連接該出液管與該入料管的接頭。
10. 如請求項8所述離心式過濾裝置，還包含一電連接該抽水馬達及該旋轉馬達的電控單元。