一种卧式聚结过滤器的制作方法

1.本实用新型属于过滤器技术领域，尤其是涉及一种卧式聚结过滤器。


背景技术：

2.聚结过滤器又可称为聚结器或者聚结分离器，其能够将两种不相容相(连续相和分散相)的混合物进行聚结分离，主要应用包括以下两个方面：1、气液分离，即将连续相气体中的分散相小液滴去除；2、非均相液液分离，即将连续相液体中另一种不相容的分散相小液滴去除，例如油除水或水除油。
3.其中，非均相液液分离是石油、化工、纺织及废水处理等生产中重要单元操作之一，在非均相液液乳化体系进行聚结分离时，首先，分散相小液滴在运动过程中会不断与过滤器中聚结介质上的纤维接触碰撞，从而能够将分散相小液滴进行捕集，完成捕集后，被捕集的小液滴在流体推动下沿着纤维方向撞击、合并，从而聚结变成大液滴，最后在自身重力或浮力的作用下从聚结介质上脱落。脱落后的大液滴由于密度不同在过滤器中分层，从而实现液液分离。
4.中国专利cn2787647公开了一种含油污水聚结分离器，包括油污水入口，罐体，配流盘，聚结滤芯，集油室，排油口，排气口，排水口。过滤器中含油污水从入口处进入后，在聚结区i中通过聚结滤芯将小油滴聚结成大油滴后进入分离区ii，由于密度不同，在重力作用下大油滴上浮后收集于集油室内，随后排除，完成油水分离。在该专利中，聚结滤芯直接安装于配流盘中，安装时，需要将所有滤芯都安装于配流盘上再安装于过滤器中，更换时也需要拆除整个配流盘再对上面的滤芯进行拆除，因此安装拆除更换工作繁琐，降低了生产效率。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种聚结滤芯的拆装结构简单，拆装方便，装配后结构稳固，聚集效果好的卧式聚结过滤器。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卧式聚结过滤器，包括卧式罐体，其设有进液口，聚结区，沉降区，分散相出口，及流动相出口，所述聚结区内设有横向设置的聚结滤芯，还包括用于支撑所述聚结滤芯的支撑机构，其包括沿卧式罐体的流体流动方向依次布设的滤芯盘及支撑板，所述滤芯盘边沿与卧式罐体的内壁密封连接，所述支撑板上和/或所述支撑板与所述卧式罐体的内壁配合形成供流体通过的引流通道。
7.本实用新型通过设置支撑机构，利用滤芯盘和支撑板至少在聚结滤芯的两端形成限位，装配结构稳固，而且安装过程中可以先将聚结滤芯的一端推入、与支撑板实现限位，再利用滤芯盘将其压紧固定，拆卸时仅需要将滤芯盘进行拆卸，随后即可按需替换部分或全部的聚结滤芯，多个聚结滤芯可以实现单个拆装的目的，拆装操作方便，聚结滤芯的更换方便；支撑板上形成引流通道，或者支撑板和卧式罐体内壁配合形成引流通道，或者两者都形成引流通道，保证流体的顺利流通，保证聚结分离的有效进行；同时设置的引流通道缩小
了流体流向沉降区的流通面积，在聚结区流体通往沉降区的过程中，由于流道面积的减小，加大了流体中分散相大液滴的碰撞、结合，使得其在沉降区内能够更快的分相，减小了沉降区的长度，提高了分离效率。
8.进一步的，所述支撑板的至少上边缘和下边缘处设有导流孔，或者，所述支撑板的上边缘和下边缘与所述卧式罐体的内壁拼合形成导流孔。
9.分散相通过聚结作用形成的大液滴由于密度差异，在重力或浮力作用下容易在聚结区的顶端或底部聚集，支撑板的上下边缘设置导流孔，可以有效避免产生流道死角，有利于沉降区内液体的分相。
10.进一步的，所述导流孔的面积之和为进液口面积的10-15倍；和/或，所述导流孔的面积之和为卧式罐体的纵截面积的10-15％。
11.导流孔的面积过小，液体流向沉降区的流速过快，导致沉降区无法有效起到分相的作用，而导流孔的面积过大，流速过慢，影响过滤效率，同时因流道面积增大，流体中分散相大液滴碰撞结合的效果下降，不利于后期的沉降分相，且减少了聚结滤芯的可安装面积，上述数值的选择可以实现更好的聚结作用。
12.进一步的，所述支撑板朝分散相出口方向倾斜设置。
13.分散相经过聚结滤芯聚结形成大液滴之后，需要从聚结区流入沉降区中，若支撑板垂直设计，液流拍在支撑板上，分散相大液滴会朝各个方向分散，不利于分散相大液滴的聚集，将朝分散相出口方向倾斜设置，当分散相大液滴随流体拍在支撑板上时，配合自身浮力或重力，更容易向分散相聚集区域流动，进一步增加了聚结效果，提高了聚结效率。
14.进一步的，所述沉降区和聚结区的轴向长度之比为0.8-1.2。
15.进一步的，所述沉降区和聚结区的轴向长度之比为0.9或1或1.1。
16.支撑机构的设置改善了聚结滤芯的聚结效果，在相同的分散相及流动相混合物、相同的温度、流量下，沉降区的轴向长度可以相应缩短，使得卧式罐体的总体长度减小，减小了占地面积。
17.进一步的，所述滤芯盘包括与卧式罐体相连的安装板，及与安装板可拆卸相连的压板，所述安装板上开设有供聚结滤芯插入的安装板孔，当聚结滤芯穿过该安装板孔轴向置入支撑机构后，所述压板可与聚结滤芯相抵，以将其限位在滤芯盘和支撑板之间；所述安装板和/或压板与聚结滤芯端侧部密封连接；所述压板上开设有压板孔，其内径小于所述聚结滤芯的外径。
18.当聚结滤芯轴向置入支撑机构时，其靠近滤芯盘的一端可以先与安装板的安装板孔实现限位，也就是说安装板和支撑板配合先实现聚结滤芯的稳固放置，随后将压板压上，实现聚结滤芯的固定，防止其脱落，同时安装板和/或压板与聚结滤芯端侧部密封连接，防止了流体从聚结滤芯和安装板连接处流向聚结区。
19.同时，由于压板孔的直径小于聚结滤芯的直径，因此可以将聚结滤芯压紧，防止其脱落，同时也有效防止了阀门突然关闭时水锤效应对聚结滤芯产生的冲击，并且压板孔的直径大于聚结滤芯进口的直径，防止了压板阻挡流道。
20.进一步的，所述支撑机构还包括用于固定聚结滤芯的放置部；所述放置部为设于支撑板的固定套筒，其包括呈中空柱形的插设部和自插设部端部向外扩张的引导部；或者，所述放置部为用于架设聚结滤芯的插孔。。
21.放置部对聚结滤芯形成径向的支撑和限位，可以避免聚结滤芯产生大幅度的晃动，保证整体结构的稳定性；放置部的结构形式多样，固定套筒不仅能有效限位聚结滤芯，而且不会对聚结滤芯的过滤面积产生较大影响，引导部在聚结滤芯进入时起到导引作用，用于引导聚结滤芯插设在插设部内；插孔结构相对简单，加工成本低。
22.进一步的，所述支撑机构包括围设于聚结滤芯外周、且分别与所述滤芯盘和支撑板相连的多根导杆。
23.导杆不仅起到固定聚结滤芯的作用，还对聚结滤芯起到引导作用，保证聚结滤芯和支撑板的顺利、准确安装，且避免聚结滤芯的脱落；采用导杆的设计能够最大限度防止对流道的过多干扰，并减少分散相的吸附。
24.进一步的，所述导杆为两根，设于聚结滤芯下方，且导杆间距小于聚结滤芯的直径；或所述导杆为三根，其相互配合呈围设于聚结滤芯外周的三角结构；所述导杆的围设面积占聚结滤芯外周面积的10％以下。
25.导杆数量为两根，设于聚结滤芯下方，且导杆间距小于聚结滤芯的直径时，聚结滤芯能够良好的抵靠于导杆上；导杆为三根，其相互配合呈围设于聚结滤芯外周的三角结构时，能够良好的包围滤芯，防止其移位。
26.同时，导杆的围设面积过大，会阻挡聚结滤芯进行有效、及时的过滤，面积过小则无法起到稳固的支撑作用，保证导杆的围设面积与聚结滤芯外周面积的比例关系，可以减小导杆对聚结滤芯过滤产生的不利影响。
27.进一步的，相邻聚结滤芯的中心距为l，聚结滤芯的外径为φ，则l：φ＝1.35-1.5。
28.由于聚结滤芯的过滤流道为内进外出，距离过近，聚结滤芯向外流出的液体容易对相邻聚结滤芯产生冲击，影响聚结滤芯过滤，上述数值可以保证过滤的有序进行。
29.本实用新型的有益效果是：通过设置支撑机构，利用滤芯盘和支撑板至少在聚结滤芯的两端形成限位，装配结构稳固，而且安装过程中可以先将聚结滤芯的一端推入、与支撑板实现限位，再利用滤芯盘将其压紧固定，拆卸时仅需要将滤芯盘进行拆卸，随后即可按需替换部分或全部的聚结滤芯，多个聚结滤芯可以实现单个拆装的目的，拆装操作方便，聚结滤芯的更换更加方便；支撑板上形成引流通道，或者支撑板和卧式罐体内壁配合形成引流通道，或者两者都形成引流通道，保证流体的顺利流通，保证聚结分离的有效进行，同时设置的引流通道缩小了流体流向沉降区的流通面积，在聚结区流体通往沉降区的过程中，由于流道面积的减小，加大了流体中分散相大液滴的碰撞、结合，使得其在沉降区内能够更快的分相，减小了沉降区的长度，提高了分离效率；分散相通过聚结作用形成的大液滴由于密度差异，在重力或浮力作用下容易在聚结区的顶端和底部聚集，支撑板的上下边缘设置导流孔，可以有效避免产生流道死角，有利于沉降区内液体的分相；分散相经过聚结滤芯聚结形成大液滴之后，需要从聚结区流入沉降区中，若支撑板垂直设计，液流拍在支撑板上，分散相大液滴会朝各个方向分散，不利于分散相大液滴的聚集，将朝分散相出口方向倾斜设置，当分散相大液滴随流体拍在支撑板上时，配合自身浮力或重力，更容易向分散相聚集区域流动，进一步增加了聚结效果，提高了聚结效率；卧式罐体的轴向长度可以减小，相应减小其整体的占地面积。
附图说明
30.图1为本实用新型提供的过滤器的立体图。
31.图2为本实用新型提供的过滤器(支撑机构部分未显示)的剖视图。
32.图3为图2中的a处结构放大图。
33.图4为本实用新型提供的过滤器实施例一中支撑机构的示意图一。
34.图5为本实用新型提供的过滤器实施例一中支撑机构的示意图二。
35.图6为本实用新型提供的过滤器实施例二的剖视图。
36.图7为图6中的b处结构放大图。
37.图8为实用新型提供的过滤器(支撑机构部分未显示)实施例三的剖视图。
38.其中，1-卧式罐体，11-进液口，12-聚结区，13-沉降区，14-分散相出口，15-流动相出口，2-聚结滤芯，3-支撑机构，31-滤芯盘，311-安装板，312-压板，313-安装板孔，314-压板孔，315-连接孔，32-支撑板，321-支撑板的上边缘，322-支撑板的下边缘，323-支撑板孔，33-固定套筒，331-插设部，332-引导部，34-导杆，4-导流孔。
具体实施方式
39.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
40.实施例一
41.如图1-5所示，一种卧式聚结过滤器，包括卧式罐体1，其具有进液口11，聚结区12，沉降区13，分散相出口14，及流动相出口15，在聚结区12内设有横向设置的聚结滤芯2，此处横向以图2所示方向为准，换句话说，是沿着卧式罐体1的轴向设置。
42.还包括用于支撑聚结滤芯2的支撑机构3，其包括沿着卧式罐体1内的流体流动的方向依次布设的滤芯盘31及支撑板32，该滤芯盘31沿着卧式罐体1的径向布设，其边沿与卧式罐体1的内壁密封连接，所述支撑板32上形成供流体通过的引流通道，或者，所述支撑板32与卧式罐体1的内壁配合形成供流体通过的引流通道，又或者，既在支撑板32上形成引流通道，支撑板32又与卧式罐体1的内壁配合形成引流通道。上述供流体通过指的是流体通过引流通道从聚结区12流向沉降区13。
43.本实用新型中，油水混合物从进液口11进入，随后进入聚结滤芯2，聚结滤芯2能够将油水混合物中的分散相液滴聚结形成大液滴，随后，经过聚结滤芯2处理之后的含有大液滴分散相的油水混合物通过支撑板32上的导流孔4进入沉降区13，经过沉降区13的分相后完成油水分离。
44.分散相通过聚结作用形成的大液滴由于密度差异，在重力或浮力作用下容易在聚结区12的顶端和底部聚集，通常支撑板32的至少上边缘321和下边缘322处设置有导流孔4；或者，支撑板32的上边缘321和下边缘322与卧式罐体1的内壁拼合形成导流孔4。
45.在本实施例中，如图4、5所示，支撑板32的边缘沿周向开设有多个缺口，该缺口与卧式罐体1的内壁拼合形成导流孔4，有效避免聚结区12的边缘产生流道死角，聚结区12的
顶部和底部的引流通道不会产生死角，保证沉降区13内液体的分相能顺利进行。
46.同时，设置导流孔4也缩小了液体从聚结区12流向沉降区13的流通面积，使得聚结区12内的液体在通过导流孔4的过程中，由于引流通道面积缩小，更有利于液体中的分散相大液滴的碰撞、结合，使其在沉降区13内能够更快地分相，提高分离效率。为此，将导流孔4的面积之和设置为进液口11面积的10-15倍。或者，将导流孔4的面积之和设置为卧式罐体1的纵截面积的10-15％。从而在保证流体的顺利流通前提下，提高分离效率。导流孔4的面积过小，液体流向沉降区13的流速过快，导致沉降区13无法有效起到分相的作用，而导流孔4的面积过大，流速过慢，影响过滤效率，同时因流道面积增大，流体中分散相大液滴碰撞结合的效果下降，不利于后期的沉降分相，且减少了聚结滤芯2的可安装面积，上述数值的选择可以实现更好的聚结作用。
47.沉降区13的轴向长度和聚结区12的轴向长度之比为1：1.2，如图2中所示，沉降区13的轴向长度为l1，卧式罐体1的总长度为l2，聚结区12的轴向长度为l2-l1，则l1/(l2-l1)＝0.8-1.2。优选的，沉降区13和聚结区12的轴向长度之比为0.9，即l1/(l2-l1)＝0.9；或者为1，即l1/(l2-l1)＝1.2；或者为1.1，即l1/(l2-l1)＝1.1。
48.如图3-5所示，滤芯盘31包括与卧式罐体1相连的安装板311，及与安装板311可拆卸相连的压板312，安装板311上开设有供聚结滤芯2插入的安装板孔313，压板312上开设有压板孔314，安装板孔313的内径与聚结滤芯2的外径大致相等，压板孔314的内径小于聚结滤芯2的外径，且大于聚结滤芯2进口的直径，在有效防止聚结滤芯2脱落的前提下，不会阻挡流道。支撑板32上也开设有支撑板孔323，其内径小于聚结滤芯2的外径。
49.支撑机构3还包括用于固定聚结滤芯2的放置部33。该放置部33可以是用于架设聚结滤芯3的插孔，如支撑板32上的支撑板孔323。
50.当聚结滤芯2穿过安装板孔313轴向放置在支撑机构3内后，具体是聚结滤芯2的一端置入放置部33后，压板312可以与聚结滤芯2相抵接，从而将聚结滤芯2限位在滤芯盘31和支撑板32之间。
51.为了方便安装板311和压板312的装配，在安装板311和压板312上均设置有连接孔315，当压板312压紧后，可以采用螺栓通过连接孔315将安装板311和压板312固定。当需要将聚结滤芯2进行拆卸时，仅需要将压板312进行拆卸，即可实现部分或全部聚结滤芯2的替换，拆装方便。
52.支撑机构3还可以包括围设在聚结滤芯2外周、且分别与滤芯盘31和支撑板32相连的多根导杆34。如图4、5所示，本实施例中，导杆34的数量为三根，其相互配合呈三角结构，能够防止聚结滤芯2的脱落，良好地包围聚结滤芯2。
53.当然在其他实施例中，导杆34的数量也可以是两根，其设置在聚结滤芯2的下方，当导杆34的间距小于聚结滤芯2的直径时，聚结滤芯2能够良好的抵靠在导杆34上。
54.为了在聚结滤芯2安装结构稳固的前提下，保证过滤的有效进行，导杆34的围设面积占聚结滤芯2外周面积的10％以下。定义相邻聚结滤芯2的中心距为l，聚结滤芯2的外径为则l：由于聚结滤芯2的过滤流道为内进外出，相邻聚结滤芯2的距离过近，聚结滤芯2向外流出的液体容易对相邻聚结滤芯2产生冲击，影响聚结滤芯2的过滤，距离过远，则占用空间过大。
55.实施例二
56.放置部33也可以是设置在支撑板32上的固定套筒33，如图6、7所示，固定套筒33包括呈中空柱形的插设部331，及从插设部331的端部向外扩张的引导部332，聚结滤芯3的外径与插设部331的内径适配，其紧配合插入固定套筒33内，实现限位。
57.其他结构与实施例一相同，不再赘述。
58.实施例三
59.如图8所示，在本实施例中，在液相中分散相密度小于流动相，例如水除油，此时集液包设置在沉降区13的上方，用于收集油，即分散相出口14位于上方，而连续相水则从下方出液口排出，即流动相出口15位于下方。
60.分散相油经过聚结滤芯2聚结形成大液滴之后，需要从聚结区12流入沉降区13中，若支撑板32垂直设计，液流拍在支撑板32上，分散相大液滴会朝各个方向分散，因此本实施例中，支撑板32朝分散相出口14方向倾斜设置，即支撑板32从下到上、从左到右倾斜延伸，当分散相大液滴随流体拍在支撑板32上时，配合自身浮力，更容易向分散相聚集区域流动，进一步增加了聚结效果。
61.当在液相中分散相密度大于流动相的实施例中，例如油除水(如图2所示)，经过沉降区13的分相后，分散相水聚结之后由于密度较油大，因此此时集液包设于沉降区13下方，用于收集水，即分散相出口14位于下方，而连续相油则从上方出液口排出，即流动相出口15位于上方。此时支撑板32从上到下、从左到右倾斜延伸。
62.上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。