一种过滤器

技术领域

本发明属于易析晶的溶液或易凝固的非晶体物质溶液的过滤技术领域，具体是涉及到一种过滤器。

背景技术

在化工生产行业中对溶液进行过滤时，针对一些易析晶的溶液或易凝固的非晶体物质溶液，为了避免溶液在过滤时温度降低而析晶堵塞滤芯，所使用的过滤器一般都会设置保温夹套，由于过滤器自身结构的限制，其两端需要设置进出液口和阀门等结构，所以夹套一般只能做在过滤器的侧壁上，因此过滤器的顶部散热会较快，导致过滤腔内的溶液在短时间内出现整体或局部温度降低，使得溶质析出或凝结而堵塞滤芯，影响过滤效率。而每批溶液过滤的最后阶段或在溶液输送泵发生故障时，过滤腔内压力下降后无法满足滤芯的正常工作压力，过滤腔内溶液透过滤芯的速度变慢或停止，此时无论是进行故障排除还是停止过滤准备清洁，都需要一定的操作时间，因此溶液都会在过滤腔内保温停留一段时间，溶液及液位下降后裸露滤芯多孔结构残留的溶液受热后溶剂蒸发达到饱和状态，溶质析出或凝结而堵塞滤芯，导致滤芯原有透过能力下降。而在滤芯受析出溶质堵塞的状态下，若排除故障直接恢复正常过滤，虽然有新溶液的冲刷和流动，但是滤芯内多孔结构内析出的溶质也难以迅速完全被溶解，导致滤芯后期过滤效果越来越差，过滤腔超压而使滤芯发生不可逆的滤孔变形甚至滤芯破裂，降低了滤芯使用寿命；在过滤最后阶段过滤腔失压时为避免溶质析出，立即对过滤腔进行残留溶液的置换和循环清洁时，则需要提前使用具备加热功能的专用容器预先准备适量热溶剂的步骤。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种溶质不易析晶或凝固、滤芯使用寿命长的过滤器。

本发明的内容包括通过隔板隔开的过滤腔和溶剂腔，还包括对过滤腔和溶剂腔进行传热的换热结构，所述隔板上设置有开口一和开口二，进液管一的一端穿过溶剂腔与开口一连接，所述开口二处安装有单向阀一，所述溶剂腔一侧开设有开口三。

更进一步地，所述换热结构包括夹套和盘管，所述夹套设置在过滤腔外侧，所述盘管设置在溶剂腔内。

更进一步地，所述换热结构为夹套，所述夹套设置在过滤腔和溶剂腔外侧。

更进一步地，过滤器使用状态下，所述夹套的流体入口端位置低于夹套的流体出口端位置。

更进一步地，所述夹套的流体入口端与流体出口端位于夹套侧面的不同素线上。

更进一步地，所述夹套的侧面设置有旋转轴，旋转轴朝背离夹套的方向延伸设置。

更进一步地，所述溶剂腔上设置有泄压口，泄压口上设置有安全阀。

更进一步地，所述隔板朝向溶剂腔的一面上设置有聚四氟乙烯板。

更进一步地，所述进液管一位于溶剂腔内的部分其表面设置有聚四氟乙烯涂层。

更进一步地，还包括超声波换能器，所述超声波换能器的输出端朝向过滤腔设置。

本发明的有益效果是：

(1)溶液输送泵故障等异常情况或者过滤末期溶液输送量不足时，过滤腔的压力下降，通过失压自动补液机制，溶剂腔可瞬间向过滤腔内补充溶剂形成液封，进行压力补偿并降低溶液的浓度，避免了溶质析出堵塞滤芯的情况发生，保证了滤芯在后期进行过滤工作时的效率更高、过滤效果更好，进而延长了滤芯的使用寿命，且后续在置换残液时，所需的残液置换和内循环洗涤的次数少，大大减少了处理时间。

(2)溶剂腔可充当过滤腔顶部的保温层，使得过滤腔顶部的温度也可以处于一个稳定的范围内，避免了溶液正常过滤阶段顶部因温度不均匀导致溶质析出而产生潜在不利于过滤情况，保证了过滤的效率和效果。另外，在溶剂腔充当过滤腔顶部保温层的同时，对溶剂也进行了预储备和预加热，省去了置换残留溶液时额外对溶剂进行预热的步骤和时间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的剖面结构示意图。

在图中，10-壳体；11-过滤腔；111-滤芯；12-溶剂腔；121-开口三；13-隔板；131-开口一；132-开口二；133-聚四氟乙烯板；14-进液管一；15-出液口；16-单向阀一；17-单向阀二；18-进液管二；181-气体入口；19-安全阀；20-夹套；21-流体出口端；22-流体入口端；30-旋转轴。

具体实施方式

如附图1和2所示，本发明的过滤器包括壳体10，壳体10内设置有过滤腔11和溶剂腔12，过滤腔11和溶剂腔12之间通过隔板13隔开，过滤腔11内设置有滤芯111，且过滤腔11的底部，也就是壳体10的底部设置有供过滤后的溶液流出的出液口15，用以对溶液进行过滤。溶剂腔12用于暂存溶剂，所述隔板13上设置有开口一131和开口二132，开口一131即为过滤腔11的溶液入口，开口一131上连接有进液管一14，进液管一14与外部溶液输送泵连接，进液管一14位于壳体10的顶部，进液管一14的一端穿过溶剂腔12与开口一131连接，即溶剂腔12位于过滤腔11的进液口一侧。所述开口二132处安装有单向阀一16，单向阀一16的出口端朝向过滤腔11设置，即单向阀一16的工作流向为从溶剂腔12至过滤腔11的方向。溶剂腔12一侧设置有开口三121，溶剂和/或压缩空气可通过开口三121进入溶剂腔12内，其中，开口三121上连接有进液管二18，进液管二18与外部的溶剂输送装置连接，用以对溶剂腔112内补充溶剂，进液管二18靠近开口三121的一端上设置有单向阀二17，所述进液管二18的一侧设置有气体入口181，气体入口181通过进液管二18末端与溶剂腔12内连通，气体入口181通过管道与外部的压缩气体供应装置连接，气体入口181在进液管二18上的具体位置为位于开口三121与单向阀二17与之间，在通过气体入口181往溶剂腔12内注入压缩气体时，单向阀二17可避免溶剂腔12内溶剂因腔内压力的作用下而逆流至进液管二18中，也可避免压缩空气进入进液管二18中而使进液管二18、溶剂开关阀及溶剂输送装置产生影响工作的不稳定因素。过滤器工作时，进液管一14朝上，出液口15朝下，溶剂腔12位于过滤腔11的上方，即如图2所示的方位。

本发明还包括对过滤腔11和溶剂腔12进行传热的换热结构，以分别对过滤腔11和溶剂腔12进行保温或加热，或同时对过滤腔11和溶剂腔12进行保温或加热，在换热结构的传热保温作用下，溶剂腔12内溶剂的温度与过滤腔11内溶液温度基本一致。

本发明在使用前，由于连接进液管一14的溶液输送泵未启动，溶剂腔12内也没有输入溶剂和压缩气体，因此此时无压力输入过滤腔11和溶剂腔12内，两个腔体的内压都是与大气压相同或非常接近大气压的，此时单向阀一16在自身弹簧弹力下处于关闭状态。

在过滤工作准备阶段，通过进液管18沿开口三121向溶剂腔12注入新鲜溶剂(冷热皆可)，此时溶剂腔12内对单向阀一16弹簧的压力为溶剂自身液压，在该阶段，溶剂注入溶剂腔12这一过程中始终满足溶剂腔11内溶剂液压＜单向阀一16的弹簧弹力，因此单向阀一16仍处于闭合状态，随后启动换热结构对过滤腔11和溶剂腔12传热，以进行两个腔体的预热。

过滤腔11和溶剂腔12内预热到一定温度时，启动溶液输送泵，沿开口一131向过滤腔11内注入溶液，在溶液输送泵的输送压力和溶液自身液压的作用下，使得过滤腔11带压正常进行过滤工作，立即开启压缩气体供应装置，使压缩气体沿开口三121进入溶剂腔12内，此时注入的压缩气体为1档，过滤器内部力的具体关系为：①、单向阀一16的弹簧弹力＜溶剂腔12内压(溶剂腔液压+压缩气体1档输入压力)，且，②、过滤腔11内压(溶液输送泵的输送压力及溶液液压)+单向阀一16弹簧的弹力＞溶剂腔12内压(溶剂液压+压缩气体1档输入压力)，使得过滤腔11正常进行过滤工作状态下，单向阀一16仍处于闭合状态，溶剂腔12内的溶剂不会注入到过滤腔11内。

当每批溶液过滤的最后阶段或在溶液输送泵发生故障时，输送至过滤腔11内的溶液量少甚至没有，过滤腔11内失去溶液输送泵压力来源，此时，过滤腔11内压+单向阀一16弹簧的弹力＜溶剂腔12内压，单向阀一16开启，溶剂腔12内的溶剂注入过滤腔11中进行压力补偿，溶剂注入过滤腔11内时，过滤腔11内气体通过输液管14外排，且溶剂腔12内压超出过滤腔11内压的部分会使溶剂充满过滤腔11内后会在输液管14有限长度内形成一段一定高度的液柱，对过滤腔11内进行液封，其中，滤芯111正常透过的工作压力要大于大气压，在过滤腔11内失压后，溶剂腔12内压抵消单向阀一16弹簧的弹力之后略大于大气压，但仍低于滤芯111正常透过的工作压力，因此在溶剂注入过滤腔11内之后，过滤腔11内液体停止或十分缓慢的通过滤芯111，过滤腔11内系统处于平缓的动态平衡。

本发明提供的过滤器，利用压力差，在进行正常过滤的工作状态下，滤腔11内压+单向阀一16弹簧的弹力＞溶剂腔12内压，过滤腔11内的压力会对单向阀一16的阀瓣起到反顶的作用，溶剂不会从单向阀一16内流入过滤腔11中，不会影响到正常的过滤工作。而在溶液输送泵故障等异常情况或者过滤末期溶液输送量不足时，过滤腔11的压力下降，过滤腔11内压+单向阀一16弹簧的弹力＜溶剂腔12内压，单向阀一16的阀瓣受到的反顶力小于溶剂腔12内的作用力，使得单向阀一16开启，溶剂立刻沿单向阀一16进入过滤腔11内进行液封，具有瞬时性，一方面可对过滤腔11内的压力进行补偿，另一方面可瞬间降低过滤腔11内的溶液的浓度，在溶剂注入之前，过滤腔11内会残留有一定量的溶液，但在溶剂注入之后，过滤腔11内的溶液已经降为不饱和状态了，即使过滤腔11内溶液受热蒸发或过滤腔11温度降低的情况，溶质都难以析出或凝固，避免了因溶质析出堵塞滤芯111的情况发生，在此状态下，若故障排除继续过滤时，可避免析出固体溶质对滤芯带来的负面影响，进而保证了滤芯111在后期进行过滤工作时的效率更高、过滤效果更好，也延长了滤芯111的使用寿命；若结束过滤对过滤腔11内进行残液置换、循环清洁，由于过滤腔11内无析晶和溶质凝固现象，因此可减少所需的置换和内循环洗涤的次数，从而大大减少了处理时间。

由于过滤腔11的底部，也就是壳体10设置有出液口15的一侧是属于溶液的下游位置，经过此处的溶液已经通过了滤芯111的过滤，因此属于传热的非关键区，而本发明中，溶剂腔12设置在过滤腔11的进液口一侧，在换热结构的作用下，在过滤器的预热阶段，溶剂腔12和过滤腔11内同步进行升温或保温，溶剂腔12内溶剂内的温度可与溶液基本一致，溶剂腔12可充当过滤腔11顶部的保温层，使得过滤腔11顶部的温度也可以处于一个稳定的范围内，避免过滤腔11顶部溶液温度不均匀或局部温度低而导致顶部溶质析出或凝固的情况发生，进而避免了溶液正常过滤阶段潜在的不利于过滤的情况(如析出溶质堵塞滤芯111导致过滤腔超压而使滤芯滤孔变形甚至滤芯破裂的情况)，保证了过滤的效率和效果，也延长了滤芯111的使用寿命。

另外，过滤工作完成后，对过滤腔11内进行残液置换、循环清洁时，关闭进液管一14上的进液阀门，将溶剂腔12内压缩气体输入压力增大为第2档位(压缩气体2档输入压力大于1档输入压力)，此时过滤腔11内压(残留溶液液压)+单向阀一16弹簧的弹力＜溶剂腔12内压(溶剂液压+压缩气体2档输入压力)，使得溶剂腔12内溶剂被强制推入过滤腔11内，此时压缩气体2档替代了输送泵经过进液管一14的压力输入，滤芯111可进行正常过滤工作，残液从出液口15排出，完成残液置换，其中，为保证残液可一次置换完成，优选溶剂腔12的容量大于过滤腔11和进液管一14的容量之和。残液排尽后同时关闭连接于出液口15上进入结晶釜的阀门，开启连接于出液口15上进入溶液釜的阀门，当溶液釜中注入足量溶剂后关闭压缩气体阀门，开启进液管一14的阀门，开启输送泵向过滤腔11内输送溶剂，进行内循环洗涤过滤腔11及滤芯111。

因此，在溶剂腔12充当过滤腔11顶部保温层的同时，对溶剂也进行了预储备和预加热，在进行残液置换时，溶剂腔12内的溶剂注入过滤腔11内，溶剂的温度与溶液的温度基本相同，无需预先通过另一台精密加热的设备对溶剂进行加热，可省去置换残留溶液时额外对溶剂进行预热的步骤和置换溶液所需的操作时间。

在本发明的其中一个实施方式中，所述换热结构包括夹套20和盘管，所述夹套20设置在壳体10侧壁上并位于过滤腔11外侧，所述盘管设置在溶剂腔12内，即过滤腔11和溶剂腔12分别采用不同的热交换结构进行保温或加热，溶剂腔12进行传热保温的方式可选择性更多。

在本发明的另一个实施方式中，所述换热结构为夹套20，夹套20设置在壳体10侧壁上，且夹套20位于过滤腔11和溶剂腔12外侧，即通过同一个夹套20同时对过滤腔11和溶剂腔12进行保温或加热，可减小结构装配的复杂程度，并且过滤腔11和溶剂腔12两者之间的温差更小。在该实施方式中，如图2所示，过滤器直立状态下，即过滤器在使用状态下，所述夹套20的流体入口端22位置低于夹套20的流体出口端21位置，具体为流体入口端22设置在夹套20底部一侧，流体出口端21设置在夹套20顶部一侧，无论热媒是气体还是液体，热媒沿流体入口端22进入夹套20内之后，都会充满夹套20的腔体之后再从流体出口端21排出，因此热媒可充分与夹套20的腔体内壁接触，换热效果更好也更均匀。其中，在本发明的一个实施方式中，所述夹套20的流体入口端22与流体出口端21位于夹套20侧面的不同素线上，优选流体入口端22与流体出口端21在夹套20上的具体位置为，分别位于在沿夹套20轴线对称的两素线上，即如图2所示状态，流体入口端22位于夹套20左下方，流体出口端21位于夹套20右上方，流体入口端22与流体出口端21之前的距离最大，在本发明的另一实施方式中，所述夹套20的流体入口端22与流体出口端21位于夹套20侧面的同一素线上，便于流体入口端22与流体出口端21与外部循环装置连接，也提升了结构整体的美观性和紧凑性。

在本发明中，所述夹套20的侧面设置有旋转轴30，旋转轴30朝背离夹套20的方向延伸设置，旋转轴30的数量具体为两根，两根旋转轴30沿夹套20的轴线对称设置，旋转轴30即为本过滤器的旋转中轴，便于进行反冲洗时对过滤器整体进行翻转。

所述溶剂腔12上设置有泄压口，泄压口上设置有安全阀19，在溶剂腔12内压力大于一定值时，安全阀19自行打开进行泄压，提高了安全性能，也避免了在默认过滤状态下，溶剂腔12内压力过大而导致溶剂自动流入过滤腔11内的情况，确保过滤腔11的正常过滤工作。其中，泄压口、进液管一14和进液管二18设置于过滤器的同一端上，具体为均设置于过滤器的顶部，没有占据过滤器侧面的空间，不会干扰夹套20的安装。

所述隔板13朝向溶剂腔12的一面上设置有一层聚四氟乙烯板133，聚四氟乙烯板133通过螺丝固定在隔板13上，聚四氟乙烯板133上设置有供进液管一14穿过及供开口二132露出的孔，进液管一14位于溶剂腔12内的部分其表面设置有聚四氟乙烯涂层，聚四氟乙烯的导热性能不良，使得在溶剂腔12内补充新常温溶剂时，溶剂腔12和过滤腔11之间的传热慢，可避免因溶剂腔12内注入新常温溶剂时，溶剂腔12和过滤腔11之间温度差对过滤腔11的干扰。其中，优选隔板13具体为金属板，强度大，承压能力好，不易变形。

在一个优选的实施方式中，为了便于去除滤芯111上的附着物，在本发明还包括超声波换能器，超声波换能器与超声波发生装置电性或信号连接，所述超声波换能器的输出端朝向过滤腔11设置，超声波换能器可以内置在过滤腔11内，也可以是外置在壳体10上，安装位置优选为壳体10底部，可便于超声波换能器的安装和接线，也不会干扰夹套20的安装，具体为，当超声波换能器为内置时，超声波换能器安装在过滤腔11内侧底部并位于滤芯111下方，当超声波换能器为外置时安装在壳体10底部外侧。