用于过滤设备的过滤元件制造技术

一种用于过滤设备(2)的过滤元件(1)，包括：至少一个过滤构件(3)；和框架构件(4)，布置成支撑所述至少一个过滤构件(3)以形成内腔(12)。过滤构件(3)包括可渗透膜层，并且具有用于接收压力并朝向布置在过滤元件(1)内部的内腔(12)的第一过滤表面(9a)以及用于接收从进料过滤出的固体颗粒的第二过滤表面(9b)。过滤构件(3)形成毛细过滤器。

Filter elements used for filter equipment

A filter element (1) for a filter device (2), including at least one filter member (3), and a frame member (4), arranged to support at least one of the filter members (3) to form an inner cavity (12). The filter member (3) includes a permeable film layer, and has a first filter surface (9a) for receiving pressure and toward an inner cavity (12) arranged inside the filter element (1) and a second filter surface (9b) for receiving solid particles filtered from the feed. The filter member (3) forms a capillary filter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于过滤设备的过滤元件
本专利技术涉及过滤，尤其是涉及用于过滤设备的过滤元件。与已知过滤元件相关联的一个缺点在于：它们通常很重，特别是在使用过程中吸收了液体时。例如，这会使过滤元件在维护过程中难以操作，并且会危及职业安全。
技术介绍
过滤是广泛使用的方法，其中，迫使浆料或固液混合物通过过滤介质，固体作为滤饼保留在过滤介质上，液相通过。该方法在业界广为人知。过滤类型的实例包括深层过滤、压力过滤和真空过滤、以及重力过滤和离心过滤。用于真空过滤器的最常用过滤介质是滤布和涂层介质(例如陶瓷过滤介质)。使用布过滤介质需要大型真空泵，因为在滤饼脱液过程中真空会透过布产生损失。陶瓷过滤介质在湿时由于毛细作用而不允许空气通过。这降低了必要的真空度，允许使用更小型的真空泵，因此显著节能。
技术实现思路
从一个方面来看，可提供一种用于过滤设备的过滤元件，过滤元件包括：至少一个过滤构件，过滤构件包括可渗透膜层，并且具有用于接收压力并朝向布置在过滤元件内部的内腔的第一过滤表面以及用于接收从进料过滤出的固体颗粒的第二过滤表面，其中，过滤构件形成毛细过滤器；以及框架构件，框架构件布置成支撑所述至少一个过滤构件以形成所述内腔。因而，可基于各部分的具体要求来选择用于过滤元件每个部分的材料，并且可实现一种轻质且当在过滤元件内部为真空时耐用的过滤元件。从另一方面来看，可提供一种用于组装过滤设备的过滤元件的方法，方法包括以下步骤：提供至少一个过滤构件，过滤构件包括可渗透膜层并且具有用于接收压力并朝向布置在过滤元件内部的内腔的第一过滤表面以及用于接收从进料过出的固体颗粒的第二过滤表面，提供框架构件，框架构件包括边缘部，边缘部包括周缘表面，以及将过滤构件安装到框架构件，使得周缘表面相对于第一过滤表面成角度()布置。因而，可实现一种用于制造轻质且当过滤元件内部为真空时耐用的过滤元件的方法。其他一些实施例的特征在其他权利要求中给出。在本专利申请的说明书和附图中也公开了创造性实施例。还可以用不同于以下权利要求中限定的其他方式来限定本专利申请的创造性内容。创造性内容还可由若干单独的专利技术形成，尤其是在鉴于明示或隐含的子任务或考虑到获得的优点或优点群组来审查本专利技术时。鉴于各单独的专利技术构思，随附权利要求中包含的一些限定将可以是非必要的。本专利技术各不同实施例的特征可在基本专利技术构思的范围内应用于其他实施例。附图说明以下将参考附图借助于优选实施例来更详细地描述本专利技术，在附图中：图1以立体图示出用于过滤设备的过滤元件的框架构件；图2以立体图示出用于过滤设备的另一过滤元件的框架构件；图3a是盘式过滤元件的侧视图；图3b是图3a所示盘式过滤元件的剖视图；图4a是另一盘式过滤元件的示意性侧视图；图4b是图4a所示盘式过滤元件的剖视图；图5a是盘式过滤元件的示意性侧视图；图5b是过滤器组件的剖视图；图5c是图5b所示过滤器组件的局部剖视图；图6a是盘式过滤元件的示意性俯视立体图；图6b是图6a所示过滤器组件的局部剖视图；图7是示出带式过滤元件的俯视立体图；图8是示出鼓式过滤元件的俯视立体图；图9是示出盘式过滤设备的俯视立体图；图10是图9所示盘式过滤设备的侧视图；图11示出鼓式过滤设备；图12是带式过滤设备的立体图；并且图13示出用于组装过滤设备的过滤元件的方法。具体实施方式各实施例的原理可应用于任何工业过程中(特别是在矿物工业和采矿工业中)对流体材料的干燥或脱水。在本文描述的实施例中，待过滤材料称为浆料，但是各实施例不限于这种流体材料。浆料可具有高固体浓度，例如基本金属的精矿、铁矿石、铬铁矿、铬铁、铜、金、钴、镍、锌、铅和黄铁矿。图1示出了用于过滤设备2的过滤元件1的框架构件4，图2示出了用于过滤设备2的另一过滤元件1的框架构件4。图3a是盘式过滤元件1的侧视图，图3b是图3a所示盘式过滤元件的剖视图。图4a是另一盘式过滤元件的示意性侧视图，图4b是图4a所示盘式过滤元件的剖视图。过滤元件1可包括至少一个过滤构件3。过滤构件3可包括可渗透膜层，并且具有用于接收压力的第一过滤表面9a。在对进料进行过滤的过程中，压力可包括低压(负压)，低压在第一过滤表面9a上提供吸力。另一方面，在清洗和/或维护过滤元件1(例如反冲洗)的过程中，压力可包括正压。第一过滤表面9a可朝向布置在过滤元件1内部的内腔12。根据一个实施例，内腔12可用于收集由过滤元件1过滤后的液体并且引导液体到后续处理工序。因此，在过滤过程中的低压可在内腔12内提供。过滤构件3还可包括第二过滤表面9b，用于接收从进料过滤出的固体颗粒。过滤构件3可形成毛细过滤器。毛细过滤器是指这样一种过滤器，其中，过滤器(例如过滤构件3)的结构和/或材料使得一定量的液体(例如水)能够通过毛细作用而保持在过滤器中。例如，液体可保留在过滤构件3中的微孔中。这种毛细过滤器使得待过滤液体能够容易地流过过滤构件3，但是当所有自由液体已经穿过过滤构件3时，通过毛细作用而保留在过滤器中的剩余液体防止气体(例如空气)流过湿过滤构件3。因此，毛细作用不参与到脱水本身(例如通过从浆料中吸出水)中。换句话说，在毛细过滤器中，液体(通常是水)可通过毛细作用力而保留在过滤构件3的微孔中，并且在已去除了残余物(例如滤饼)中的自由水之后不会发生气体流动。根据一个实施例，形成为毛细过滤器的过滤构件3防止空气进入内腔12。根据一个实施例，过滤构件3的泡点为至少0.2巴。在这种情况下，泡点是指有效泡点。有效泡点描述的是第一过滤表面9a与第二过滤表面9b之间的压差，在该压差下，在1分钟时间内1升空气流过一平方米的第二过滤表面9b。换句话说，当提供0.2巴的压差时，在这种过滤构件3中，在过滤元件1的外部与过滤元件1的内部之间，例如在内腔12内，最多1升的空气应当能够在一分钟时间内穿过过滤构件3的第二过滤表面的一平方米。如果以1升/分钟穿过过滤构件3的空气流量需要0.2巴以上的压差，那么过滤构件3的泡点则为至少0.2巴。因此，在不可能完全阻挡空气流动的实施例中，当在对滤饼干燥时仅有很少量的空气能够流过过滤构件3。当在对滤饼干燥时，在过滤元件1内(例如在内腔12内)提供低压，这意味着过滤元件1内部的压力低于过滤元件1外部的压力。根据一个实施例，当在第一过滤表面9a与第二过滤表面9b之间提供1巴的压差时，每平方米第二过滤表面9b每小时至少600升的水能够穿过过滤构件3。因此，足够量的水可流过过滤构件3，以提供对浆料的有效过滤，特别是当进行实际过滤时。在过滤过程中，在过滤元件1内(例如在内腔12内)提供低压，这意味着过滤元件1内部的压力低于过滤元件1外部的压力。在实际过滤过程中过滤元件1内部与过滤元件1外部之间的压差可大于在滤饼干燥过程中的压差。在例如盘式过滤设备2中，当某一过滤元件1经过了过滤位置(例如过滤器15中的最低位置)并且向上往回旋转时，可发生对滤饼的干燥。换句话说，具体的过滤元件1在过滤设备2中不同于滤饼干燥的时间点和位置处参与实际过滤。因此，实际过滤的相关压差和滤饼干燥的相关压差可彼此不同。过滤构件3的结构(例如过滤构件3的平均孔径)影响有效泡点和穿过过滤构件3的水流这二者。过滤元件1还可包括框架构件4，框架构件4布置成支撑所述至少一个过滤构件3以形成内腔12。框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于过滤设备的过滤元件，过滤元件包括：至少一个过滤构件，过滤构件包括可渗透膜层，并且具有用于接收压力并朝向布置在过滤元件内部的内腔的第一过滤表面以及用于接收从进料过滤出的固体颗粒的第二过滤表面，其中，过滤构件形成毛细过滤器；以及框架构件，布置成支撑所述至少一个过滤构件以形成所述内腔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于过滤设备的过滤元件，过滤元件包括：至少一个过滤构件，过滤构件包括可渗透膜层，并且具有用于接收压力并朝向布置在过滤元件内部的内腔的第一过滤表面以及用于接收从进料过滤出的固体颗粒的第二过滤表面，其中，过滤构件形成毛细过滤器；以及框架构件，布置成支撑所述至少一个过滤构件以形成所述内腔。2.根据权利要求1的过滤元件，其中，框架构件包括用于支撑过滤构件的至少一个支撑部。3.根据权利要求2的过滤元件，其中，框架构件包括多个支撑部。4.根据权利要求3的过滤元件，其中，框架构件包括彼此间隔开的多个支撑部，并且其中，框架构件的结构形成为防止各支撑部之间的力传递。5.根据权利要求3或4的过滤元件，其中，各支撑部的过滤构件端的横截面面积的总和在布置在内腔的同侧上并且布置在各支撑部的过滤构件端处的过滤构件的第一过滤表面的面积的总和的5％至60％的范围内。6.根据权利要求3至5中任一项的过滤元件，其中，过滤元件1形成为在清洗和/或维护过程中承受内腔12内的0.5巴压力。7.根据权利要求2至6中任一项的过滤元件，其中，每个支撑部通过包括非直线形状的连接器而连接到至少另一个支撑部。8.根据权利要求2至6中任一项的过滤元件，其中，各支撑部彼此不连接，而是仅与过滤构件接触。9.根据权利要求3至8中任一项的过滤元件，其中，每平方米第一过滤表面上的支撑部数量在50至4000个支撑部的范围内。10.根据权利要求9的过滤元件，其中，支撑部包括圆形横截面，并且每平方米第一过滤表面上的支撑部数量在1000至4000个支撑部的范围内。11.根据权利要求9的过滤元件，其中，支撑部包括圆形横截面，并且每平方米第一过滤表面上的支撑部数量在1500至2500个支撑部的范围内。12.根据权利要求9的过滤元件，其中，支撑部包括长形横截面，并且每平方米第一过滤表面上的支撑部数量在50至400个支撑部的范围内。13.根据权利要求9的过滤元件，其中，支撑部包括长形横截面，并且每平方米第一过滤表面上的支撑部数量在100至200个支撑部的范围内。14.根据权利要求3至13中任一项的过滤元件，其中，至少一个支撑部包括孔，该孔在支撑部的过滤构件端与支撑部的过滤构件端的异侧端之间在基本上平行于第一过滤表面方向的方向上延伸穿过支撑部。15.根据权利要求3至14中任一项的过滤元件，其中，框架构件包括边缘部，边缘部包括相对于第一过滤表面成角度()布置的周缘表面。16.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，框架构件的热膨胀系数不同于过滤构件的热膨胀系数。17.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，过滤构件包括：陶瓷材料、或包含陶瓷材料的复合材料。18.根据权利要求17的过滤元件，其中，陶瓷材料包括以下的至少一项：氧化铝、硅酸铝、碳化硅和二氧化钛。19.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，框架构件包括：聚合物材料、或包含聚合物材料的复合材料。20.根据权利要求19的过滤元件，其中，聚合物材料包括热塑性塑料。21.根据权利要求20的过滤元件，其中，热塑性塑料包括以下的至少一项：聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、HDPE、PC和其他聚烯烃。22.根据权利要求19至21中任一项的过滤元件，其中，至少支撑部的表面包括：聚合物材料、或包含聚合物材料的复合材料。23.根据权利要求2至22中任一项的过滤元件，其中，框架构件的边缘部包括与支撑部的材料不同的材料。24.根据权利要求2至22中任一项的过滤元件，其中，框架部件的边缘部包括与支撑部的材料相同的材料。25.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，所述至少一个过滤构件固定地布置到框架构件上。26.根据权利要求25的过滤元件，其中，所述至少一个过滤构件通过胶合或熔接而固定到框架构件上。27.根据权利要求25或26的过滤元件，其中，所述至少一个过滤构件固定地布置到框架构件的至少一个支撑部上。28.根据权利要求26至27中任一项的过滤元件，其中，过滤构件的至少一个表面的至少一部分形成为粗糙接合界面，粗糙接合界面包括在40至180范围内的砂纸目数。29.根据权利要求28的过滤元件，其中，形成为粗糙接合界面的至少一部分过滤构件表面与框架构件接触。30.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，过滤构件的至少一个表面的至少一部分包括大于或等于600的砂纸目数。31.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，过滤元件包括布置在框架构件每侧上的至少一个过滤构件，从而提供了两个第一过滤表面，在框架构件的每侧上各一个第一过滤表面。32.根据权利要求31的过滤元件，其中，支撑部的每个端部分别固定地布置到过滤构件之一上，使得支撑部固定地布置在两个过滤构件之间。33.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，过滤元件是用于盘式过滤设备的截头扇形过滤元件，并且在过滤元件的两侧上都包括过滤表面。34.根据权利要求1至30中任一项的过滤元件，其中，过滤元件是鼓式过滤设备的过滤元件，过滤元件包括彼此平行布置的一对侧边缘表面，并且包括仅在过滤元件一侧上的第二过滤表面，以及一对弯曲端面，其中，过滤元件的弯曲端面的曲率和第二过滤表面的曲率与鼓式过滤设备的鼓式过滤器的外表面的圆周一致。35.根据权利要求1至30中任一项的过滤元件，其中，过滤元件是带式过滤设备的过滤元件。36.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，一个过滤元件的第二过滤表面的总面积大于或等于0.2平方米。37.根据前述权利要求中任一项的过滤元件，其中，所述至少一个框架构件在框架构件的连接构件端与过滤构件之间包括比过滤构件的材料更挠性的材料，其中，框架构件的连接构件端是可供过滤元件布置到过滤设备上的端部。38.根据权利要求37的过滤元件，其中，更挠性的材料是可逆挠性的。39.根据权利要求37或38的过滤元件，其中，框架构件至少在框架构件的连接构件端与过滤构件之间包括包含塑料材料的塑料部。40.根据权利要求39的过滤元件，其中，塑料部包括用于过滤元件标识目的的标识信息。41.根据权利要求1至33中任一项或根据权利要求36至40中任一项的过滤元件，其中，所述至少一个框架构件形成了过滤元件的至少外边缘表面，其中，过滤元件的外边缘表面位于可供过滤元件布置到过滤设备上的过滤元件连接构件端的异侧端处，并且其中，框架元件的至少外边缘表面包括非多孔且耐酸的材料。42.根据权利要求1至32中任一项或根据权利要求36至41中任一项的过滤元件，其中，连接构件端包括用于将过滤元件布置到过滤设备上的至少两个孔。43.根据权利要求42的过滤元件，其中，所述开口延伸穿过所述材料。44.根据权利要求33或根据权利要求36至43中任一项的过滤元件，其中，连接构件端包括截头扇形过滤元件的窄端。45.根据权利要求41至44中任一项的过滤元件，其中，框架构件的非多孔且耐酸的材料还是坚韧的。46.根据权利要求41至45中任一项的过滤元件，其中，框架构件的非多孔且耐酸的材料还是耐用的。47...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·文蒂宁，I·尤沃宁，R·欣德斯特罗姆，B·埃克贝格，M·伊利，E·弗鲁曼，L·西莫拉，O·赫格纳巴，
申请(专利权)人：奥图泰芬兰公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI