[发明专利]强化反洗过滤器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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，滤材的形状有片式、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。