本发明专利技术公开了一种能够利用粉末原料中颗粒物粒径不均匀的客观现象并由此提高粉末烧结多孔过滤元件过滤性能的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，由该方法得到的产品以及为实施该方法而设计的设备。该方法的步骤包括：a.将该等静压成型模具安装到一旋转注料装置上；b.通过旋转注料装置向模具型腔内充填粉末原料并驱动等静压成型模具以其模具型腔的中心轴线为旋转轴按最高不低于50转/分的速度进行旋转；c.将填注好粉末原料的等静压成型模具进行封装后投入等静压成型机中进行成型，成型后从等静压成型模具中取出压制成型的过滤元件中间管坯；d.将过滤元件中间管坯置于烧结炉内，通过烧结使过滤元件中间管坯转变得到所述粉末烧结多孔过滤元件。
【技术实现步骤摘要】
粉末烧结多孔过滤元件的制备方法、设备及产品
本专利技术涉及粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，由该方法得到的产品以及为实施该方法而设计的设备。
技术介绍
目前使用十分普遍的粉末烧结多孔过滤元件是一种至少一端开口的管状过滤元件，其管壁的外侧面为过滤面，过滤时，待过滤介质(气体或液体)在压力作用下从管壁的外侧面向管壁的内侧面渗透，被过滤净化下来的已过滤介质进入过滤元件的管腔内并从此管腔流出，而截留下来的杂质大多附着在过滤面上，后续再通过在过滤元件上施加流向与上述过滤方向相反的反冲介质等方式将杂质从过滤面上除去，从而使过滤元件得以重复利用。上述这种管状过滤元件的现有制备方法一般包括备料、成型、烧结等几个主要步骤。所谓备料是指根据粉末烧结多孔过滤元件的材料要求准备一种以上的物质经过必要处理后形成粉末原料的步骤；成型是指将该粉末原料充填在一个用于制造过滤元件中间管坯的等静压成型模具中，然后将填注好粉末原料的等静压成型模具进行封装后投入等静压成型机中进行成型，最后从等静压成型模具中取出压制成型的过滤元件中间管坯的步骤；烧结是指将过滤元件中间管坯置于烧结炉内，通过烧结使过滤元件中间管坯转变得到所述粉末烧结多孔过滤元件的步骤。上述方法中涉及的等静压成型模具已在 申请人:申请的CN103009055A、CN201784027U、CN202200576U等多篇专利文件中公开，该模具的外形为一个长筒体，内部有一个用于填注粉末原料的模具型腔，等静压成型时该模具型腔在压力下发生收缩从而将粉末原料压制成过滤元件中间管坯。在向模具型腔内填注粉末原料时，要求模具型腔中各处粉末原料的化学成分尽可能均匀，否则烧结反应后制造出来的粉末烧结多孔过滤元件不同部位的物理化学性质就会有较大差异，从而影响后续使用。为了确保进入模具型腔中各处粉末原料的化学成分的均匀性，通常采取对粉末原料进行造粒，使造粒形成的颗粒物中包含尽可能一致的化学物质。但是，造粒难以确保颗粒物粒径十分的均匀。另外，在某些情况下，粉末原料只含有一种物质(例如某种合金粉)，此时，由于没有必要对其进行造粒的，因此粉末原料中的颗粒粒径往往分布范围较宽。根据粉末烧结多孔材料的烧结成孔机理，粉末原料中的颗粒粒径大小与烧结形成的多孔材料孔道的孔径大小存在正相关。而当粉末原料中的颗粒粒径不均匀性较大时，粉末烧结多孔过滤元件上不同部位的孔径差异也会较大，这时，粉末烧结多孔过滤元件上不同部位的过滤性能(主要是过滤精度)就会不一致，从而影响过滤元件的使用。目前，在面对粉末原料中颗粒物粒径不均匀的问题时，本领域往往采取加强原料选购限制或增加颗粒物筛分等方式，对实际生产造成了一定影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够利用粉末原料中颗粒物粒径不均匀的客观现象并由此提高粉末烧结多孔过滤元件过滤性能的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，由该方法得到的产品以及为实施该方法而设计的设备。本专利技术的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，由该方法制备得到的过滤元件是一个至少一端开口的管状结构，其管壁的外侧面为过滤面，该方法的步骤包括:a.组装一个用于制造过滤元件中间管坯的等静压成型模具，然后将该等静压成型模具安装到一旋转注料装置上；b.通过旋转注料装置向模具型腔内充填粉末原料并驱动等静压成型模具以其模具型腔的中心轴线为旋转轴按最高不低于50转/分的速度进行旋转；c.将填注好粉末原料的等静压成型模具进行封装后投入等静压成型机中进行成型，成型后从等静压成型模具中取出压制成型的过滤元件中间管坯；d.将过滤元件中间管坯置于烧结炉内，通过烧结使过滤元件中间管坯转变得到所述粉末烧结多孔过滤元件。由于本专利技术的上述制备方法中采取了驱动充填有粉末原料的等静压成型模具以其模具型腔的中心轴线为旋转轴按最高不低于50转/分的速度进行旋转的技术手段，在模具旋转过程中，充填于模具型腔内的粉末颗粒受到向外运动的离心力，这时，粒径越小的颗粒越容易通过粉末原料堆积的缝隙而向外扩散，因此，旋转后充填于模具型腔内的粉末颗粒中位于模具型腔外层的颗粒物粒径较小，位于模具型腔内层的颗粒物粒径较大，压制成型的过滤元件中间管坯保持了这样的颗粒物粒径分布方式，即构成该中间管坯管壁的粉末颗粒的平均粒径在其壁厚方向上由外向内变大，最终也就使得烧结得到的粉末烧结多孔过滤元件中构成其管壁的多孔材料的平均孔径在所述壁厚方向上由外向内增大，形成了材料孔径内外“非对称”的结构形态，利用平均孔径相对较小一侧(即管壁外侧的过滤面)来实现待过滤介质的分离而提高了过滤精度，随后已过滤介质进入平均孔径相对较大的孔道而提高了其渗透能力，后续反冲时也能够提高反冲净化效果。上述的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法中，其步骤b中等静压成型模具的最高转速最好控制在3000转/分以下，从而控制对旋转注料装置设计技术要求；另外从本专利技术实际需要出发，也没有将等静压成型模具的转速提高到3000转/分以上的必要。此外，步骤b中既可以在完成向模具型腔内充填粉末原料后再驱动等静压成型模具旋转，也可以在向模具型腔内充填粉末原料的同时即驱动等静压成型模具旋转。当然，当采取向模具型腔内充填粉末原料的同时即驱动等静压成型模具旋转时，可以利用旋转产生的振动从而有助于粉末原料充填的均质化。在此基础上进一步建议可在向模具型腔内充填粉末原料时先将等静压成型模具的转速保持在30 — 80转/分，充填完成后再将等静压成型模具的转速调整至300 - 1000转/分。向模具型腔内充填粉末原料时先将等静压成型模具的转速保持在30 — 80转/分，有助于粉末原料充填的均质化、致密化(因为转速太快会造成充填不充分)，充填完成后再将等静压成型模具的转速调整至300 - 1000转/分能够达到较为理想的分层效果。本专利技术的粉末烧结多孔过滤元件，该过滤元件是一个至少一端开口的管状结构，其管壁的外侧面为过滤面，管壁的外侧面与内侧面之间形成过滤元件的壁厚，该过滤元件中构成其管壁的多孔材料的平均孔径在所述壁厚方向上由外向内增大，并且该过滤元件是由上述粉末烧结多孔过滤元件的制备方法所制备得到的。由于该粉末烧结多孔过滤元件中构成其管壁的多孔材料的平均孔径在所述壁厚方向上由外向内增大，故形成了材料孔径内夕卜“非对称”的结构形态，利用平均孔径相对较小一侧(即管壁外侧的过滤面)来实现待过滤介质的分离而提高了过滤精度，随后已过滤介质进入平均孔径相对较大的孔道而提高了其渗透能力，后续反冲时也能够提高反冲净化效果。本专利技术还进一步提供了一种过滤元件中间管坯，该过滤元件中间管坯是由上述粉末烧结多孔过滤元件的制备方法中所得到的过滤元件中间管坯，构成该中间管坯管壁的粉末颗粒的平均粒径在其壁厚方向上由外向内变大。由于构成该中间管坯管壁的粉末颗粒的平均粒径在其壁厚方向上由外向内变大，从而也就使得烧结得到的粉末烧结多孔过滤元件中构成其管壁的多孔材料的平均孔径在所述壁厚方向上由外向内增大，从而既能够确保粉末烧结多孔过滤元件过滤精度，也能够保证其渗透能力和对粉末烧结多孔过滤元件的反冲净化效果。为实施上述粉末烧结多孔过滤元件的制备方法而设计的旋转注料装置，该装置包括底部支撑旋转机构、中部定心夹持机构和顶部加料机构，所述底部支撑旋转机构包括可旋转的模具安装座和与该模具安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，由该方法制备得到的过滤元件是一个至少一端开口的管状结构，其管壁的外侧面（110）为过滤面，该方法的步骤包括：a.组装一个用于制造过滤元件中间管坯的等静压成型模具（200），然后将该等静压成型模具（200）安装到一旋转注料装置（300）上；b.通过旋转注料装置（300）向模具型腔（210）内充填粉末原料并驱动等静压成型模具（200）以其模具型腔（210）的中心轴线（220）为旋转轴按最高不低于50转/分的速度进行旋转；c.将填注好粉末原料的等静压成型模具（200）进行封装后投入等静压成型机中进行成型，成型后从等静压成型模具（200）中取出压制成型的过滤元件中间管坯；d.将过滤元件中间管坯置于烧结炉内，通过烧结使过滤元件中间管坯转变得到所述粉末烧结多孔过滤元件（100）。
【技术特征摘要】
1.粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，由该方法制备得到的过滤元件是一个至少一端开口的管状结构，其管壁的外侧面(Iio)为过滤面，该方法的步骤包括:a.组装一个用于制造过滤元件中间管坯的等静压成型模具(200)，然后将该等静压成型模具(200)安装到一旋转注料装置(300)上；b.通过旋转注料装置(300)向模具型腔(210)内充填粉末原料并驱动等静压成型模具(200)以其模具型腔(210)的中心轴线(220)为旋转轴按最高不低于50转/分的速度进行旋转；c.将填注好粉末原料的等静压成型模具(200)进行封装后投入等静压成型机中进行成型，成型后从等静压成型模具(200)中取出压制成型的过滤元件中间管坯；d.将过滤元件中间管坯置于烧结炉内，通过烧结使过滤元件中间管坯转变得到所述粉末烧结多孔过滤元件(100)。2.如权利要求1所述的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，其特征在于:步骤b中等静压成型模具(200)的最高转速控制在3000转/分以下。3.如权利要求1或2所述的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，其特征在于:步骤b中在完成向模具型腔(210)内充填粉末原料后再驱动等静压成型模具(200)旋转。4.如权利要求1或2所述的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，其特征在于:步骤b中在向模具型腔(210)内充填粉末原料的同时即驱动等静压成型模具(200)旋转。5.如权利要求4所述的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法，其特征在于:步骤b中在向模具型腔(210)内充填粉末原料时将等静压成型模具(200)的转速保持在30 — 80转/分，充填完成后再将等静压成型模具(200)的转速调整至300 - 1000转/分。6.粉末烧结多孔过滤元件，该过 滤元件是一个至少一端开口的管状结构，其管壁的外侧面(110 )为过滤面，管壁的外侧面(110 )与内侧面(120 )之间形成过滤元件的壁厚(t)，其特征在于:该过滤元件中构成其管壁的多孔材料的平均孔径在所述壁厚(t)方向上由外向内增大，并且该过滤元件是由权利要求1至5中任意一项权利要求所述的粉末烧结多孔过滤元件的制备方法所制备得到的。7.过滤元件中间管坯，其特征在于:该过滤元件中间管坯是由权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，汪涛，曾伍祥，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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