专利名称：集成式高效气体净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种从气体或蒸汽中分离粒子的设备，具体涉及一种集成式高效气体净化装置。
背景技术：
抗生素、酶制品、核黄素、味精、柠檬酸等生物制品发酵生产都需要大量的无菌空气，要装备庞大的压缩空气处理系统。通常，空气压缩机将空气增压后要降温、除水、除油然后进入总过滤器，它是一个大流量的粗过滤器。粗滤后的压缩空气经过管道要分流到中效预过滤器和高效主过滤器。为避免事故引发的反压和发酵液倒料污染主过滤器，通常在主过滤器后面安装一个止逆装置(止逆阀)。发酵罐定期要进行消毒，消毒蒸汽需经过净化处理，于是需安装一个蒸汽过滤器，以保护预过滤器和主过滤器。用户将这些设备购置后，要进行安装，形成较复杂的管网系统，管道长、阀门多、阻力大、操作不方便。。
无菌空气产生过程中，预过滤和主过滤最为重要。滤芯精度和效率要求当然重要，滤芯的安装也很重要。折叠膜式管状滤芯常用硅橡胶或氟橡胶O型圈密封，但消毒次数一般不能超过70次，一次消毒时间不超过30分钟，否则会造成橡胶圈老化和变形，达不到密封要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑，使用寿命长，并且用一个装置就可以实现从粗滤，预滤，到精滤的安全、可靠、节能除菌装置。
本发明的技术方案如下由六个部分集成高效气体净化装置。这六个部分为(1)主过滤、(2)预过滤、(3)粗过滤、(4)消毒蒸汽或压缩空气进气的旋风除尘、(5)止逆阀、(6)装置壳体、进出口管道及蒸汽进口管道。
主过滤部分包括高效微孔滤芯(用金属框架支撑)，该滤芯安装固定在主过滤管板和压板上。滤芯和管板之间用冷焊(冷挤压)密封，同时保留传统的氟橡胶或硅橡胶O型圈密封。冷焊密封的实施和拆装都很简单方便，它比较彻底地解决了滤芯的密封问题。主过滤滤芯所用的滤膜为高分子材料。因强度的要求，采用不锈钢网支撑。主过滤滤芯上悬，有助于排水和排尘。预过滤部分包括中效微孔滤芯，它安装固定在预过滤管板和压板上。密封方式同于主过滤滤芯和管板之间的密封，但采用的是硅橡胶O型圈。预过滤滤芯采用经高分子材料预处理的耐水玻璃纤维纸。粗过滤部分包括初效微孔粗滤滤芯，它安装固定在管板和压板之间。粗滤芯内进气口朝下，粗滤芯和预过滤滤芯可以共用一块压板。粗滤芯是用不锈钢细网和多孔高分子聚合物制作的。粗过滤器同时作为蒸汽过滤器。当压缩空气已经经过总过滤器(大的粗过滤器)，该装置也可以不要粗滤，这时需有一个单独的蒸汽过滤滤芯。为了去掉压缩空气管道上的锈蚀物和水珠，可以加一个同流旋风分离器，它是由导向叶片、导向螺旋、扩压管和排污管组成。
采用粗滤作为消毒蒸汽的过滤，同时以蒸汽进气管为外壳安装一个同流旋风分离器，由蒸汽导向叶片、导向螺旋、扩压管和排污管构成。止逆阀安装在集成装置的出气管道内，管道同时是止逆阀的外壳。止逆阀的滑块用聚四氟乙烯制作，能耐150℃高温并具有很小的摩擦系数。浮子上装有铝制滑道，滑道和滑块在止逆阀工作时作相对运动。浮子外形平滑，除了和浮子座相配合的锥角外，外部没有突变处。浮子、浮子座、滑块的轴中心相互重合。浮子的重量应足够地轻，设计的止逆阀压力损失≤0.005Mpa。
图1集成式高效气体净化装置结构示意图其中1气体出口管2止逆阀滑块3止逆阀浮子4止逆阀阀座5主过滤管板6主过滤滤芯
7主过滤滤芯压板 8上外壳 9预过滤管板10预过滤滤芯11下外壳12预过滤和粗过滤滤芯压板 13粗过滤滤芯14粗过滤管板15蒸汽进气管 16导向叶片17导向螺旋 18扩压器 19蒸汽排污管20排污口21进气管 22支架具体实施方式
以下参照附图对本实用新型的技术方案进行详细说明如图1所示，装置的最上方是已经净化了的无菌空气出气管1，出气管1同时又是止逆阀的外壳。止逆阀浮子3，止逆阀滑块2，止逆阀阀座4和出气管1有共同的中心轴线，共同组成止逆阀。在止逆阀浮子3的下方装置有止逆阀阀座4，在止逆阀阀座4上的开口是止逆阀气体入口。止逆阀浮子3上的滑道和滑块2为滑动配合，可以稳定地相对滑动。止逆阀浮子3和止逆阀阀座4的锥面配合能够密封液体。
止逆阀的下面是主过滤管板5，在它下面设置多根主过滤滤芯6，采用冷焊密封，同时使用通用的氟橡胶或硅橡胶O型圈密封。主过滤滤芯6是由过滤精度为0.01微米，对细菌过滤效率达99.9999％的多孔微孔膜制成。主过滤压板7固紧主过滤滤芯6。主过滤下面是预过滤，在预过滤管板9上安放预过滤滤芯10，密封方式和主过滤一样。压板12将它们压紧。预过滤是由过滤精度为0.3微米，对细菌过滤效率达99％的多孔微孔膜制成。主过滤管板5和预过滤管板9不和装置的上下外壳8和11做成一体。在管板5和管板9上安装滤芯6和10时，都在装置外进行，安装滤芯后再装入外壳内。上外壳8和主过滤管板5固定好后，在拆换预过滤时，不要将它们分开，以保护主过滤滤芯不受损伤。
粗过滤滤芯13装在装置下外壳11中部固定的管板14上，用橡胶圈密封。在精确进行尺寸设计和精心制作的情况下，可同时用预过滤压板12做粗过滤压板。粗过滤滤芯13的过滤精度为2微米，可同时作为蒸汽过滤器。消毒蒸汽在进入蒸汽过滤(粗滤)前先经旋风分离，去除大颗粒物体和雾滴。蒸汽进气管15同时是旋风分离壳体，在它中间是蒸汽导向叶片16，蒸汽导向螺旋17和蒸汽扩压器18。蒸汽排污管19可将分离出来的尘粒或水珠送到装置排污口20。其中导向叶片16的倾斜角为25-30°，蒸汽导向螺旋17为定直径螺旋，螺旋角为4-8°，蒸汽扩压器18设计为类似文丘里管的喉部和扩压管，扩压管的扩压角为6-7°，喉部长度和扩压器18的进口直径相近似。
该装置的工作过程如下空气压缩机将空气增压到要求值，压缩空气降温，去油去水后即可通过进气管21进入集成式高效气体净化装置。首先通过粗过滤滤芯13，进入粗过滤室，通过预过滤滤芯10，进入预过滤室，进入主过滤室的压缩空气已有99％以上细菌被过滤掉，压缩空气经主过滤滤芯后，剩下不到1％的细菌又有99.9999％被过滤掉。因此，主过滤净化的气体几乎100％的细菌被滤除掉，成为无菌气体，无菌气体将止逆阀浮子3浮起，浮动的浮子3上的铝制滑道沿着固定的聚四氟乙烯滑块上下移动，使浮子3上浮时垂直向上，已净化的气体通过止逆阀阀座4的开口从净化气体出口管1排向发酵罐。下沉时垂直落在止逆阀阀座4中，封住其开口。新颖合理的设计，灵活可靠的运动，可有效地防止反压、倒罐，保护过滤器不受损坏，并有利于停电期间的发酵罐保压。
用蒸汽消毒时，由于蒸汽中常夹带水垢颗粒和水分，需要进行预净化再进入气体净化装置。可用压降较小的同流旋风分离器去水和较大粒子。蒸汽导向叶片16和蒸汽导向螺旋17给蒸汽施加离心力，再经扩压管18，水份和较大粒子被分离出去后经蒸汽排污管19落入排污口20。蒸汽经粗过滤后再进入预过滤、主过滤和止逆阀。
使用本装置用户可省略各种净化和保护装置之间的复杂连接，节省人力、物力和能源。主、预过滤滤芯和管板之间采用冷焊及橡胶O型圈双重密封，可以大大延长过滤器的工作寿命。这将为制药厂、味精厂和酶制剂品厂等大规模生物工程及其它要求空气特别洁净的单位提供了高效、可靠、节能、使用方便的空气除菌设备。
权利要求1.一种集成式高效气体净化装置，包括上外壳(8)、下外壳(11)和安装在上外壳(8)顶部的气体出口管(1)和安装在下外壳(11)下部一侧的进气管(21)，及安装在下外壳(11)底部的支架(22)和排污口(20)，其特征在于在气体出口管(1)的内腔还装置有组成止逆阀的止逆阀浮子(3)和止逆阀滑块(2)，在止逆阀浮子(3)的下方装置有止逆阀阀座(4)，止逆阀阀座(4)的开口是止逆阀气体进口；多个主过滤滤芯(6)的上端与主过滤管板(5)连接，其下端与主过滤滤芯压板(7)连接；预过滤滤芯(10)的上端与预过滤管板(9)连接，其下端与预过滤和粗过滤滤芯压板(12)连接；粗过滤滤芯(13)的上端与预过滤和粗过滤滤芯压板(12)连接，其下端与粗过滤管板(14)连接；主过滤管板(5)连接在气体出口管(1)和上外壳(8)之间，预过滤管板(9)连接在上外壳(8)和下外壳(11)之间；在下外壳(11)下部一侧装置有蒸汽进气管(15)，在进气管(15)的内腔装置有导向叶片(16)、导向螺旋(17)和扩压器(18)。
2.根据权利要求1所述的一种集成式高效气体净化装置，其特征在于在主过滤管板(5)和主过滤滤芯(6)之间采用O型圈和冷焊连接。
3.根据权利要求1所述的一种集成式高效气体净化装置，其特征在于在预过滤管板(9)和预过滤滤芯(10)之间采用O型圈和冷焊连接。
4.根据权利要求1所述的一种集成式高效气体净化装置，其特征在于导向叶片(16)的倾斜角为25-30°；导向螺旋(17)为定直径螺旋，螺旋角为4-8°；扩压器(18)设计为类似文丘里管的喉部和扩压管，其扩压角为6-7°，喉部长度和扩压器(18)的进口直径相近似。
5.根据权利要求1所述的一种集成式高效气体净化装置，其特征在于在蒸汽进气管(15)的末端装置有蒸汽排污管(19)；蒸汽排污管(19)的出口靠近气体净化装置排污口(20)。
专利摘要本实用新型属于一种将高效主过滤器、中效预过滤器、处理消毒蒸汽的同流旋风分离器和初效粗过滤器以及预防倒流保护主过滤器的止逆阀集成一体的高效气体净化装置。使用这种净化装置用户就不用进行各种净化装置和保护装置之间复杂连接，节省人力，物力，又节省能源。主，预过滤滤芯和管板间采用冷焊及橡胶O圈双重密封，可以大大延长过滤器的工作寿命。紧凑的结构，良好的密封技术，特别长久的工作寿命，为制药厂，味精厂，酶制品厂等大规模生物工程及其它要求空气特别洁净的单位提供了高效、可靠、节能、使用方便的空气除菌设备。
文档编号B01D50/00GK2638827SQ0325845
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者周宗娴 申请人:周宗娴