强化反洗过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种强化反洗过滤器，该过滤器包括壳体(1)、进料口(2)、排渣口(3)、出料口(4)、隔板(5)、滤芯(6)、活塞缸(7)、弹簧(8)、导向杆(9)和滤饼刮除器(10)。在过滤压力和反洗压力驱动下，活塞(11)带动滤饼刮除器(10)沿着导向杆(9)往复运动；滤饼刮除器的运动方向平行于滤芯(6)；弹簧(8)用于全部或部分抵消滤饼刮除器(10)的重量。刮板(12)在运动过程中与滤芯(6)从不直接接触，但刮板(12)会使过滤物料对滤芯剧烈冲刷，从而增强了滤饼的清除效果。滤饼刮除系统全部位于过滤器内部，无需增加驱动电机即可以自动运行，结构简单，易于操作，不影响过滤器的安全性。

Enhanced backwash filter

The invention relates to a reinforced backwash filter, which includes a shell (1), a feeding port (2), a slag discharge port (3), a feed outlet (4), a baffle (5), a filter core (6), a piston cylinder (7), a spring (8), a guide rod (9) and a filter cake scraper (10). Driven by filter pressure and backwash pressure, the piston (11) drives the filter cake cureper (10) to reciprocate along the guide rod (9), and the movement direction of the filter cake cureper is parallel to the filter core (6), and the spring (8) is used to completely or partially counteract the weight of the filter cake curever (10). The scraper (12) has no direct contact with the filter core (6) during the movement, but the scraper (12) will make the filter material drastically scour the filter core, thereby enhancing the removal effect of the filter cake. The filter cake scraping system is all inside the filter, without the need to increase the drive motor, it can run automatically, the structure is simple, easy to operate, does not affect the safety of the filter.

【技术实现步骤摘要】
强化反洗过滤器
本专利技术涉及过滤与分离领域，特别是涉及过滤过程中管式滤芯表面滤饼的自动刮除技术以及更高效的过滤器。
技术介绍
许多工业和民用领域都离不开过滤，它可以方便地去除液体中的悬浮物以及气体中的烟尘。虽然市面上的过滤器琳琅满目，但其基本工作原理都是利用过滤材料的孔径筛分作用截留悬浮粒子(包括胶体和液珠)。过滤材料的材质主要有高分子、陶瓷、金属以及复合材料，滤材的形状有H式、管式、折叠式、中空纤维式等。在过滤过程中，滤材表面会形成滤饼层而且会越积越厚，导致过滤阻力越来越大。当液体或气体中的悬浮物含量较高时，如采用死端过滤方式则滤饼厚度和过滤阻力增加很快，严重影响过滤效率。错流过滤方式能够通过料液或气流在滤材表面的流动对滤饼形成冲刷作用，从而抑制滤饼的厚度。但是，只有当料液或气流的线速度足够高时才能对滤饼有较好的冲刷作用，而这又导致能耗的增加。不管选择死端还是错流过滤方式，反冲洗操作对消除滤材表面滤饼和孔道内的堵塞都是十分必要的。反冲洗效果除取决于滤材和料液性质之外，还取决于操作工况，如反冲洗介质、压力、持续时间、加压方式等等。反冲洗效果的均匀性也是一大难题，而且随着滤材使用时间的延长，反冲洗效果会逐渐衰减。在化工、制药等领域，许多液相催化反应都含有固体催化剂，反应后将催化剂过滤分离并回用，或者将过滤器直接设在反应釜内，把间歇釜式反应变成连续反应。随着催化剂反复、长时间地使用，催化剂会粉化，表面也会因某些物质的吸附而更容易在滤材上积聚结块，也极大地限制了反冲洗效果。当滤材表面易于形成较厚的滤饼并且难以除去时，如果能够通过一定的机械装置将滤材表面的滤饼及时刮除，则不啻为一种有效手段。专利201510016577.6公开了一种“自清洗刮板排渣过滤器”，用于甘蔗糖厂蔗汁的除渣。该装置过滤材料为楔形筛网，筛网上的除渣器由电机和固定于轮式传送带上的一些刮板构成，在电机的带动下刮板将沿固定方向刮过筛网表面，从而能够不断地除去筛网上的蔗渣。该过滤器适用于过滤精度要求不高、杂质颗粒较大的场合。专利201210509901.4公开了一种“过滤筒刮板”用于去除切削液中的铁屑，所报道的装置主要由电磁刮板和磁力过滤滚筒构成。其中，电磁刮板内侧设有电磁层，当有电流通过时将产生磁力；磁力过滤筒表面含有磁铁，并能够通过磁力收集铁屑。刮板可通过磁力与滚筒相互吸引，从而使刮板紧靠在过滤滚筒表面。当磁力过滤筒转动时，表面的吸附铁屑将被刮板刮下。该装置虽然被称为过滤器，但是它并没有过滤材料，而且只能用于分离含有磁性或能够被磁力吸引的物质。专利201410752392.7公开了“一种刮板过滤装置”，用于去除浮在液体表面的固体悬浮物，该装置由“过滤箱、废渣槽和水刮板机构”组成，其中水刮板机构由转轴、皮带、电机和刮板构成，在转动时能够不断地将浮于水面的固体物质刮到废渣槽中。该装置也没有过滤材料，只能用于液面漂浮物的打捞。在实际过滤工业中的过滤操作工况往往比较复杂，经常涉及高温、高压、易燃、易爆等条件。如果要将刮板装置与过滤材料相结合，则刮板系统必须满足过滤工况要求，这就需要解决整个刮板系统的驱动、体积、能耗、防爆、防腐、刮板磨损、滤材磨损等一系列问题。另外，如果刮板与过滤材料反复、频繁地接触摩擦，势必会导致彼此的表面损伤。从金属过滤材料的形状来看，平面或板式过滤材料更容易与刮板相结合，例如专利201510016577.6报道的“自清洗刮板排渣过滤器”。但是，平板式滤材的应用远不如管式过滤材料更为广泛，因后者更容易放大和安装，因此，通过常规刮板来刮除滤饼的方式在过滤工业中的应用受到了极大限制。众所周知，滤材孔径越小则过滤精度越高，但滤材的过滤层强度和稳定性越低，现有的刮板设计完全不适用于高精度过滤材料，而高精度的过滤材料恰恰更需要设置滤饼刮除系统，因为高精度过滤材料往往被用于过滤更小的颗粒，所形成的滤饼扩散阻力也更大。另外，小颗粒物形成的滤饼本身易团聚结块，在滤材表面的粘附力会越来越强。相对而言，像蔗渣这样的大颗粒杂质，即使滤饼厚度较大也不足为虑，而且大颗粒物形成的滤饼一般不会团聚，即使团聚结块也很容易散开。由于滤饼刮除设计在高精度、管式过滤材料上的应用仍是空白，本专利技术提供了一种新的滤饼刮除系统设计和自动操作工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是将滤饼的机械刮除与过滤材料的反冲洗相结合，针对管式、高精度滤芯开发一种无需电机直接驱动、能够自动操作、更适合复杂工况的滤饼刮除系统，获得更高效的强化过滤器。本专利技术的技术方案：以过滤工作压力和反方向的反冲洗压力作为驱动力，推动活塞作往复运动，进而带动滤饼刮除器沿着固定的轨道在过滤材料表面作往复运动；滤饼刮除器能够有效去除滤饼但又与过滤材料完全不接触。本专利所述强化反洗过滤器结构如图1所示，主要包括壳体(1)、进料口(2)、排渣口(3)、出料口(4)、隔板(5)、滤芯(6)、活塞缸(7)、弹簧(8)、导向杆(9)和滤饼刮除器(10)。隔板(5)将壳体(1)隔成两部分，一侧是出料侧，另一侧是进料侧。滤芯(6)、活塞缸(7)、弹簧(8)和导向杆(9)安装在隔板(5)上。活塞缸(7)的缸体一端与出料侧连通，另一端与进料侧连通，而活塞缸(7)的活塞(11)与滤饼刮除器(10)相连，活塞缸(7)的缸体两端均设置活塞的防脱限位，以防止活塞(11)从活塞缸(7)中脱出。活塞缸(7)的活塞(11)能够在进料侧和出料侧的压差驱动下进行往复运动，从而带动滤饼刮除器(10)的沿着导向杆(9)作往复运动。例如，在进行过滤操作时，进料侧的压力高于出料侧，此时活塞(11)向出料侧运动；当进行反冲洗操作时，出料侧的压力高于进料侧，活塞(11)带动滤饼刮除器(10)则向进料侧运动。导向杆(9)与滤芯(6)平行，从而使滤饼刮除器(10)的运动方向平行于滤芯(6)。滤饼刮除器(10)含有多层刮板(12)，每层刮板(12)都有一些圆孔，而每个滤芯(6)都套在圆孔上。圆孔的直径比滤芯(6)的直径大4-20mm。当活塞(11)带动滤饼刮除器(10)进行往复运动时，为避免刮板(12)对滤芯(6)的刮擦损伤，二者在操作过程中从不直接接触。一方面，滤芯(6)之间互相平行并妥善固定；另一方面，每个滤芯都垂直于刮板(12)且滤芯位于刮板圆孔的中心。滤饼刮除器(10)的往复运动由活塞(11)带动。活塞(11)提供的带动力主要取决于过滤压力、反冲洗压力、活塞摩擦力和活塞的直径d。众所周知，活塞的理论推动力F等于活塞两侧压差ΔP乘以活塞面积S，即：F＝S·ΔP＝π·d2·ΔP。例如：当过滤压力和滤液压力分别为1.8和0.5kg/cm2、活塞直径为3.0cm时，每个活塞(11)对滤饼刮除器(10)能够提供的带动力为36.8kg。在进行液体物料过滤时，滤饼刮除器(11)的受力情况还需要考虑液体对滤饼刮除器(10)的浮力、弹簧(8)的拉力、活塞(11)的摩擦阻力、滤饼刮除器(11)的摩擦阻力、液体物料的动力粘度对滤饼刮除器(11)的运动阻力等。当过滤介质为气体时，滤饼刮除器(10)没有了浮力，弹簧(8)的拉力可相应增加。通过调节活塞(11)的直径、弹簧(8)强度和长度、滤饼刮除器(10)重量就可以控制刮板(12)的运动速度，活塞(11)的直径为2-15cm，优选3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化反洗过滤器，包括壳体(1)、进料口(2)、排渣口(3)、出料口(4)、隔板(5)、滤芯(6)、活塞缸(7)、弹簧(8)、导向杆(9)和滤饼刮除器(10)；其中，活塞缸(7)的缸体一端连通出料侧，另一端连通进料侧，活塞缸(7)的活塞(11)与滤饼刮除器(10)相连；活塞(11)可带动滤饼刮除器(10)沿导向杆(9)作往复运动；滤芯(6)之间互相平行，导向杆(9)与滤芯(6)平行，滤饼刮除器(10)的运动方向也平行于滤芯(6)；滤饼刮除器(10)含有多层垂直于滤芯(6)的带圆孔的刮板(12)，每个滤芯(6)都穿过圆孔。

【技术特征摘要】
1.一种强化反洗过滤器，包括壳体(1)、进料口(2)、排渣口(3)、出料口(4)、隔板(5)、滤芯(6)、活塞缸(7)、弹簧(8)、导向杆(9)和滤饼刮除器(10)；其中，活塞缸(7)的缸体一端连通出料侧，另一端连通进料侧，活塞缸(7)的活塞(11)与滤饼刮除器(10)相连；活塞(11)可带动滤饼刮除器(10)沿导向杆(9)作往复运动；滤芯(6)之间互相平行，导向杆(9)与滤芯(6)平行，滤饼刮除器(10)的运动方向也平行于滤芯(6)；滤饼刮除器(10)含有多层垂直于滤芯(6)的带圆孔的刮板(12)，每个滤芯(6)都穿过圆孔。2.根据权利要求1所述的强化反洗过滤器，其特征在于滤饼刮除器(10)的往复运动不是由电机直接驱动，而是通过进料侧和出料侧的压差驱动；在过滤物料时，进料侧的压力高于出料侧，活塞(11)向出料侧运动；当进行反冲洗操作时，出料侧的压力高于进料侧，活塞(11)带动滤饼刮除器(10)向进料侧运动。3.根据权利要求1所述的强化反洗过滤器，其特征在于每个滤芯(6)都垂直于刮板(12)且位于圆孔中心，刮板(12)的圆孔直径比滤芯直径大4-20mm，刮板(12)与滤芯(6)在操作过程中不直接接触。4.根据权利要求1所述的强化反洗过滤器，其特征在于滤饼刮除器(10)的运动速度和力量可以通过调节活塞(11)的直径进行控制；活塞(11)的直径为2-15cm，优选3-8cm。5.根据权利要求1所述的强化反洗过滤器，其特征在于活塞缸(7)沿刮板均匀分布，数量为1-4只；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦，王满震，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京高谦功能材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32