钯膜滤芯的制作方法

本发明属于氢气提纯技术领域，尤其是利用钯膜滤除原料氢气中的co等气体杂质，以获得高纯氢气的技术领域。

背景技术：

现有技术中，氢气提纯装置的钯膜滤芯呈管状结构，形状细长且尺寸较大，无法适用于对结构要求紧凑的氢气提纯装置。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种体积小巧、结构紧凑的钯膜滤芯。

一种用于氢气提纯装置的钯膜滤芯，包括支撑骨架、钯膜、压紧外圈、压紧内圈，其特征是：在支撑骨架上设置有中心孔，在支撑骨架的两面，靠近中心孔处设置有内环凸台，内环凸台的外侧设置有内环密封面；在支撑骨架的两面，靠近外边缘处设置有外环凸台，外环凸台的内侧设置有外环密封面；在内环密封面与外环密封面之间设置有环形沟槽，所述环形沟槽既用于支撑钯膜，也作为透过钯膜的纯氢气的流道；在内环密封面与外环密封面之间还设置有径向沟槽，所述径向沟槽将各环形沟槽连通；在中心孔的内壁上加工有与所述径向沟槽连通的沟槽气孔；将钯膜与支撑骨架的内环密封面、外环密封面贴合，用压紧外圈、压紧内圈将钯膜压紧在支撑骨架上，对压紧外圈与外环凸台的结合处施焊，将压紧外圈、钯膜外边缘、支撑骨架焊接熔合；对压紧内圈与内环凸台的结合处施焊，将压紧内圈、钯膜内边缘、支撑骨架焊接熔合。

工作时，原料氢气与钯膜外表面接触，纯氢气透过钯膜，进入环形沟槽，并汇入径向沟槽，然后从沟槽气孔进入中心孔。

所述支撑骨架、钯膜、压紧内圈、压紧外圈，既可以是圆形，也可以是方形或矩形；

所述环形沟槽的平面形状既可以是同心圆形，也可以是涡状螺旋形、方形或矩形；

所述环形沟槽的断面形状，可以是v形或u形，沟槽的深度小于板厚的二分之一。

进一步，在钯膜与环形沟槽之间增设金属丝网，用于对钯膜进行支撑，可提高钯膜承受氢气压力的能力；同时该金属丝网还可进行陶瓷化处理，可防止在高温下长时间工作后，钯膜与金属丝网黏连。

进一步，在所述钯膜与内环密封面、外环密封面之间，增设外环钎料、内环钎料，用压紧外圈、压紧内圈将钯膜、环形钎料压紧在支撑骨架上，并对压紧外圈与外环凸台的结合处施焊，将压紧外圈、钯膜外边缘、支撑骨架焊接熔合；对压紧内圈与内环凸台的结合处施焊，将压紧内圈、钯膜内边缘、支撑骨架焊接熔合；焊接后，有部分钎料尚未熔化，可利用该未熔化的钎料进行真空钎焊，确保焊缝密封可靠，大幅度降低废品率。

采用本技术方案后，钯膜滤芯的体积小巧、结构紧凑、焊接密封密封可靠，废品率大幅度降低。

图1是钯膜滤芯焊前装配关系示意图；

图2、3是支撑骨架的结构示意图；

图4是支撑骨架的剖面示意图；

图5是钯膜滤芯焊合后的外观示意图；

图6是钯膜滤芯焊合后的剖面示意图；

图7是钯膜滤芯焊缝处的局部放大图；

图8是设置有金属丝网的钯膜滤芯焊前装配关系示意图；

图9是设置有外环钎料、内环钎料的钯膜滤芯焊前装配关系示意图；

图中：

支撑骨架100，环形沟槽101，径向沟槽102，沟槽气孔103，外环密封面104，外环凸台105，内环密封面106，内环凸台107，连通孔108，中心孔109，凸止口111，凹止口112；

钯膜200，钯膜内边缘201，钯膜外边缘202；

压紧内圈300，内环焊缝301；

压紧外圈400，外环焊缝401；

金属丝网500；

内环钎料600；

外环钎料700。

具体实施方式

为清楚表达本发明的结构，图1、图8、图9仅示意了零件的一半；

图1～7是本发明实施例1的相关示意图；

如图1所示，钯膜滤芯包括：支撑骨架100、钯膜200、压紧内圈300、压紧外圈400；在支撑骨架100的两面，分别将钯膜200与支撑骨架100的内环密封面106、外环密封面104贴合，用压紧内圈300、压紧外圈400将钯膜200压紧在支撑骨架100上，对压紧外圈400与外环凸台105结合处的外环焊缝401施焊，将压紧外圈400、钯膜外边缘202、支撑骨架100焊接熔合；对压紧内圈300与内环凸台107结合处的内环焊缝301施焊，将压紧内圈300、钯膜内边缘201、支撑骨架100焊接熔合；可采用激光焊机或电子束对内环焊缝301、外环焊缝401处施焊，图7是焊合后的焊缝示意图。

如图2、3所示，将支撑骨架100设计成圆盘形，在支撑骨架100上设置有中心孔109，在支撑骨架100的外边缘处，两面各设置有外环凸台105，外环凸台105的内侧设置有外环密封面104；在靠近支撑骨架100的中心孔109处，两面各设置有内环凸台107，内环凸台107的外侧设置有内环密封面106；在支撑骨架100的两面分别加工有数道环形沟槽101，各环形沟槽101呈同心圆形均匀分布在内环密封面106与外环密封面104之间，环形沟槽101可起到支撑钯膜200的作用，环形沟槽101还作为透过钯膜200的纯氢气的流通通道；在支撑骨架100上还设置有可将所述环形沟槽101连通的径向沟槽102；在中心孔109的内壁上加工有与径向沟槽102连通的沟槽气孔103；工作时，原料氢气与钯膜200外表面接触，纯氢气透过钯膜200，进入环形沟槽101，并汇入径向沟槽102，然后从沟槽气孔103进入中心孔109。

如图2所示，所述径向沟槽102可以将支撑骨架100的两面贯穿，其数量至少一个，沟槽气孔103与该径向沟槽102连通。

如图3所示，也可在支撑骨架100的两面，各设置至少一个径向沟槽102，其深度小于圆盘厚度的二分之一，并在径向沟槽102靠近中心孔109的一端，设置一个贯穿支撑骨架100连通孔108，沟槽气孔103与该连通孔108贯通。

可采用电火花钻孔方式加工沟槽气孔103；

所述径向沟槽102的长度在上述内环密封面106与外环密封面104之间，且连通所有环形沟101；

在支撑骨架100的两面分别设置有凸止口111、凹止口112，用于多个滤芯串联时定位。

图8是本发明的实施例2，是在实施例1的基础上，在钯膜200与环形沟槽101之间增设金属丝网500，用于对钯膜500进行支撑，可提高钯膜200承受原料氢气压力的能力；同时该金属丝网500还可进行陶瓷化处理，可防止在高温下长时间工作后，钯膜200与金属丝网500黏连。

图9是本发明的实施例3，是在实施例1、实施例2的基础上，在所述钯膜200与内环密封面106、外环密封面104之间，增设外环钎料700、内环钎料600，用压紧外圈400、压紧内圈300将钯膜200、外环钎料700、内环钎料600压紧在支撑骨架100上，对压紧外圈400与外环凸台105结合处的外环焊缝401施焊，将压紧外圈400、钯膜外边缘202、外环钎料700、支撑骨架100焊接熔合；对压紧内圈300与内环凸台107结合处的内环焊缝301施焊，将压紧内圈300、钯膜内边缘201、内环钎料600、支撑骨架100焊接熔合；

焊接后，还有部分外环钎料700、内环钎料600尚未熔化，可利用该未熔化的钎料进行真空钎焊，确保焊缝密封可靠，大幅度降低废品率。

本发明并不仅限于上述实施例，还可以根据上述实施例进行各种变化组合。