专利名称：微孔金属过滤元件及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及微粒分离元件，特别是截留液体和气体中的微粒的金属材料制的过滤元件及其制造方法。
已有的金属制的微粒过滤元件，有在膜的表面附着金属层，并用X光照射获得的使用多孔质膜的过滤器和净水器；有用不锈钢类金属微粒金属细管经烧结制成的多孔金属基片过滤器；有用不锈钢类金属细线集合体，经烧结、压延、充填氧化铁粉末、氢气还原制得的金属多孔体；有用在烧失性纤维中加入金属粉和/或金属纤维经烧结获得的多孔金属烧结体；有用塑料微粒和辅料经烧结制成的复合过滤管。上述金属滤元，多数须采用金属纤维或金属细管，结构较复杂，制造工艺也较复杂，而塑料滤元对使用温度的适应性较差。
鉴于此，本发明的目的就在于提供一种结构简单的且能复苏再生的能去除微粒的金属过滤元件及其制造方法。
本发明的微孔金属过滤元件(参见附图)，有由金属包含镍、铬、铁的微粒结成的孔隙连通成滤孔的金属体。
上述金属体，可以呈管形、可以呈板块形。
上述管形的金属体的横截面外形，可以是圆形，包含正圆形、椭圆形；可以是多边形，包含三边形、四边形、五边形、六边形……，多边形可以是等边形，也可以是不等边形；也可以是弧线段和直线段的组合形，如两端为弓形中部为矩形的组合几何形。
上述板块形的金属体，可以是平面形，可以是曲面形，可以是球冠形。其周边形状可以是圆形，包含正圆形、椭圆形；可以是多边形，包含三边形、四边形……，可以是等边形、可以是不等边形、也可以是弧线段和直线段的组合形；可以是球冠形。
上述管形的金属体的一端可以有接管、另一端封闭而成盲管。
上述板块形的金属体可以有一个与金属体相吻合的连接件。连接件可以是法兰环、法兰盖、有接管的组合管。
上述球冠形的金属体，可以是单侧面是球冠形，可以是双侧面均为球冠形；球冠可以是小于半球，也可以是大于半球；球冠的周边可以有法兰环。
上述金属体的滤孔的孔径可以是0.1～10微米。
本发明的微孔金属过滤元件的制法，是将按重量百分比配料包含镍粉、镍铬粉、铜粉、铁粉的基料70～91.5，助孔剂3～15、粘结剂0.5～5、烧结剂5～10混合，经成形、烧结制成。
上述的基料，按重量百分比配料，可以是镍粉19～35、镍铬粉20～35、铜粉5～10、铁粉20～56。
上述助孔剂可以是氧化铅或氯化铜，粘结剂可以是聚乙烯醇或酚醛树脂，烧结剂可以是氢化钛或氯化铵。
本发明将各组份配料混合成形后，在烧结时使助孔剂、粘结剂、烧结剂燃烧消失，金属微粒结成过滤体，在金属微粒间的助孔剂、粘结剂、烧结剂的原有位置形成许多微小的孔隙，这些金属微粒与金属微粒之间的孔隙相互连通构成过滤通道，无数的过滤通道连通过滤体的双侧表面形成滤孔，成为过滤元件。
上述基料的组份及用量根据用途选用，金属粉的粒度根据所需制出的滤孔孔径选择，粒度越小则孔径越小，粒度越大则孔径越大。上述助孔剂用来使过滤体形成孔隙，其用量和粒度决定过滤体的孔径和孔隙度，用量多，粒度小，可获得小孔径和高孔隙度的过滤体。上述粘结剂具有使粉料成形的功能，烧结剂使助孔剂充分发挥作用，使过滤体获得均匀的孔隙。此外，基料的用量越多，则过滤体的强度越高，但孔隙度会下降，孔径会越大，因此各组份的用量需根据用途选择确定。
本发明的微孔金属过滤元件及其制造方法，具有如下的优点和效果。
一、本发明用金属粉烧结制成，不用金属纤维，也不用骨架式的支撑体，其结构简单，制造工艺简单，可制成所需的各种几何形状。其中，可制成径向尺寸大于20毫米的管形过滤元件。其应用范围广。
二、本发明采用镍、铬等金属粉制成，具有不锈钢金属的性能，可耐高温、耐低温、耐腐蚀，强度较高，其抗剪强度达0.6～1.3MPa，可适用的温度为-50～180℃，可适用于酸、碱类腐蚀性介质，其适用领域宽。
三、本发明的滤孔极小仅为0.1～10微米，其滤道曲曲折折，因此流体中的微粒杂物不可能进入滤孔，或仅进入滤孔的浅表部，而不能进入滤道，因此，可用气流反吹法，清除过滤时附着在外表面上的微粒杂物，使过滤元件得以复苏再生，恢复而保持过滤功能，使用寿命长。
四、本发明中采用助孔剂、烧结剂使金属微粒及滤孔滤道分布均匀、密度高，孔隙度高达35～45%。过滤效率可达99.99%。
五、本发明适用于气相流体的过滤，可用于烟道气、酸碱废气、汽车尾气、燃油废气；制药用气、味精厂用气、发酵用气；浴场换气、中央空调气、宾馆及别墅空调用等气体过滤。
六、本发明适用于液相流体的过滤，可用于电子厂超纯水、X光及电视荧光粉、电镀液、感光用硫酸钡、氯化钡、花露水、丝织厂水质、淀粉酶板框液，针剂洗瓶水、阿霉素发酵液、葡萄糖液、活性碳脱气液、氯碱用盐水、双氧水质、石油催化剂、锰液、硫晴酸钠、硫磺、氧化铝、糖浆、海带胶；油田水、饮用水、鱼露、酱油、菊花汁、沙棘汁、豆油、菜油、油脂、酒、中药剂等的过滤。
七、本发明适用于三废处理，可用于重金属废水、矿山酸性废水、碳矿废水、酒精废水、含氟废水、印染废水、含油废水、乳胶漆废水、含悬浮物废水、鱼池循环水、浴场循环水等的过滤去污。
下面，再用实施例及其附图，对本发明作进一步地说明。
附图的简要说明。
图1是本发明的一种微孔金属过滤元件的结构示意图。显示呈管形。
图2是图1的横截面结构示意图。显示呈圆管形。
图3是本发明的一种微孔金属过滤元件的结构示意图。显示呈棱管形。
图4是图3的横截面结构示意图。显示六棱管形。
图5是图1的一种端部结构的示意图。显示端部为半球支座式的盲管结构。
图6是图1的一种端部结构的示意图。显示端部为堵头支座式的盲管结构。
图7是图1的一种端部结构的示意图。显示端部为螺纹式的接管。
图8是图3的一种端部结构的示意图。显示端部为卡口焊接式或粘结式的接管。
图9是本发明的一种微孔金属过滤元件的结构示意图。显示呈平面的板块形。
图10是本发明的一种微孔金属过滤元件的结构示意图。显示呈球冠曲面的板块形。
图11是图9、10的左视结构示意图。显示周边为圆形。
图12是图9的另一种结构的左视示意图。显示周边为四边形。
图13是板块形的金属体与法兰盖式的连接件相连接的结构示意图。
图14是板块形的金属体与法兰环式的连接件相连接的结构示意图。
图15是板块形的金属体与两端有接管的组合管式的连接件相连接的结构示意图。
实施例1本发明的一种微孔金属过滤元件及其制法。其结构如图1、2、5、6所示。将粒径为-400～+100目，按重量百分比计量的基料76、作助孔剂的氯化铜15、作粘结剂的酚醛树脂4作烧结剂的氯化铵5，基料中镍粉30、镍铬粉20、铜粉5、铁粉45进行充分搅拌混合均匀，装填入模具，用油压机，在压力为1～1.2吨/平方厘米下，压缩成形，放入烧结炉，在800～1100℃温度下，烧结制成横截面外形为圆形的管形的金属体1。使金属体1由金属微粒2相互连接构成，在金属微粒之间有许多相互连通的孔隙构成的过滤通道，这些过滤通道连通金属体1的内表面3和外表面4，形成滤孔，其滤孔的孔径为0.5～10微米，孔隙度为35%。金属体的外径为80毫米，长度为400毫米。在金属体的一端可以制出与金属体结构相同的半球形的底部5，也可以用焊接或粘接方法，制出有支承凸6的平板形底部7，使管形金属体成为盲管。在金属体的另一端，可以用螺纹结构固装接管8，也可以用焊接或粘接结构固装接管。上述接管可以是等径管，也可以是变径管。
使用时，将本发明装设在壳体中构成过滤器。介质可以自管外，经管壁的滤孔，流向管内，介质中的微粒杂质被截留在管外，洁净介质从接管送出。清洗时，将压力为0.1～0.2MPa的清洗气体介质从接管送入管内，经滤孔吹出，剥离附着在本发明上的微粒，也可以在用气体清洗前，将本发明放入炉内加热到800℃，使附着在本发明上的微粒碳化，以恢复孔隙度。过滤流程和清洁流程也可以采用与上述相反的方向进行。
本实施例可用于工业蒸汽及凝结水的除铁、油的过滤，可用于污水处理的回收水过滤及其液固、气固、气液的分离元件。过滤时承受的压差为0.1～0.5MPa。
实施例2本发明的一种微孔金属过滤元件及其制法，其结构如图3、4、7所示，其结构、制造方法和使用方法与实施例1基本相同。不同的是金属体9为六棱管形，其接管10可采用焊接或粘结结构与金属体相连接。
实施例3本发明的一种微孔金属过滤元件及其制法。其结构如图9、11、12、13、15所示。将粒径为-400～+100目、按重量百分比计量的基料91.5，其中镍粉20、镍铬粉35、铜粉10、铁粉35，作助孔剂的氧化铅3、作粘结剂的聚乙烯醇0.5，作烧结剂的氢化钛5，进行充分搅拌混合均匀，装入模具，用油压机，在压力为1.2～1.7吨/平方厘米下，压缩成形，放入烧结炉，在1000～1300℃温度下，烧结制成板块形的金属体11。金属体内微粒的结构与实施例1相同。过滤通道连通左侧表面12和右侧表面13形成滤孔，其孔径为0.1～0.2微米、孔隙度为40%。金属体11呈平板形，也可制成圆板，或四边形的方板14，其厚度为2～3毫米。用与金属体的形状大小相吻合的法兰盖15将金属体装设在基板16上。也可以用结构相同的两个接管17、18和筒壳19，用螺纹结构或焊接或粘接结构制成组合管，将金属体封装在组合管中构成。使用方法和清洗方法与实施例1基本相同。
本实施例可用于食用水的除菌、去除有机物及胶状物的过滤；用于医药药剂的杂质、去除菌体物的过滤；用于酒及提取物的过滤；用作食品的各行各业的液固、气固、气液分离元件。
实施例4本发明的一种微孔金属过滤元件及其制法，其结构如图10、14所示。其结构和制造方法和使用方法与实施例3基本相同，不同的是板块形的金属体20呈球冠形。其周边可以与法兰环相焊接和粘接连接。当介质自球冠外表面21向内表面22流动过滤时，能承受较大压力。
权利要求
1.微孔金属过滤元件，其特征在于有由包含镍、铬、铁的微粒结成的孔隙连通成滤孔的金属体。
2.如权利要求1所述的微孔金属过滤元件，其特征在于所说的金属体呈管形。
3.如权利要求1所述的微孔金属过滤元件，其特征在所说的金属体呈板块形。
4.如权利要求2所述的微孔金属过滤元件，其特征在于所说的管形的金属体的横截面外形呈圆形或多边形。
5.如权利要求3所述的微孔金属过滤元件，其特征在于所说的板块形的金属体呈平面形或球冠形。
6.如权利要求1、2、3、4、5任一所述的微孔金属过滤元件，其特征在于所说的滤孔的孔径为0.1～10微米。
7.微孔金属过滤元件的制法，其特征在于将按重量百分比配料包含镍粉、镍铬粉、铜粉、铁粉的基料70～91.5，助孔剂3～15，粘结剂0.5～5，烧结剂5～10混合，经成形、烧结制成。
8.如权利要求7所述的微孔金属过滤元件的制法，其特征在于所说的基料按重量百分比配料为镍粉19～35，镍铬粉20～35，铜粉5～10，铁粉20～56。
9.如权利要求7或8所述微孔金属过滤元件的制法，其特征在于所说的助孔剂是氧化铝，粘结剂是聚乙烯醇、烧结剂是氢化钛。
10.如权利要求7或8所述的微孔金属过滤元件的制法，其特征在于所说的助孔剂是氯化铜、粘结剂是酚醛树脂，烧结剂是氯化铵。
全文摘要
本发明涉及微粒分离元件，特别是截留液体和气体中的微粒的金属材料制的过滤元件及其制造方法。有由包含镍、铬、铁的微粒结成的孔隙连通成滤孔的金属体。金属体呈管形或板块形。将按重量百分比配料包含镍粉、镍铬粉、铜粉、铁粉的基料70～91.5，助孔剂3～15，粘结剂0.5～5，烧结剂5～10混合，经成型，烧结制成。其滤孔孔径为0.1～10微米，孔隙度为35～40％，过滤效率可达99.99％，可用气体反吹复苏过滤功能。
文档编号B22F3/10GK1104945SQ9411193
公开日1995年7月12日 申请日期1994年10月19日 优先权日1994年10月19日
发明者杨天寿 申请人:杨天寿