专利名称：一种微孔板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多孔制品，尤其涉及一种用于化工、轻工、冶金、 建材、运输等工业部门生产上气固与液固等非均相操作(如混和、分 离、吸附、输送、反应等)中的微孔板。
背景技术：
在化工、轻工、冶金、建材与运输等工业部门，液固与气固等非 均相操作(如混和、分离、吸附、输送、反应等)很普遍，在这些操 作中大多需要一种刚性或亚刚性微孔板，流体能穿过微孔板流动，而 固体必须挡在微孔板表面，微孔板的表面毛细孔必须分布比较均匀， 流体通过毛细孔流速要稳定，方能使所有非均相操作速率与操作效率 维持较高数值。
最近三十年发展起来各种毛细孔径很小的刚性或亚刚性微孔板 为气固与液固非均相系统提供一种流体分布比较均匀，可阻挡细颗粒 的微孔板，已获得越来越多应用。最近十多年，超细粉体产业的发展 使粉体颗粒愈来愈细，超细粉体细颗粒极易堵塞在微孔板的毛细孔 内，使板的阻力快速增加，使用寿命减少，操作成本上升，经过研究 发现如用高压气体或液体对已堵塞的微孔板进行快速反吹，可使微孔 板的阻力显著下降，渗透性能快速恢复，这种"反吹再生"技术已成 为简易高效的再生措施，但对尺寸较大，外表面不允许加支撑肋的微 孔板很难采用，因为反吹时会使较大尺寸的微孔板很快严重变形，导 致破裂。如图1所示，为现有技术的一种微孔板的结构和受压变形示意图，l为变形前的微孔板，2为变形后的微孔板，3为高压流体进， 4为高压流体出，5为剪切面。该微孔板用于非均相操作系统，流体 通过微孔板的流动模型均是一表面进，另一表面出。无法承受高压流 体反吹，因为流体从一面进另一面出的高压反吹时，整个平面同时大 面积受力，使微孔板承受总力非常大的弯应力与切应力，微孔板极容 易向外鼓凸变形，使微孔板四周固定面边缘易被剪切破裂。
为了防止变形与破裂，国内外曾开发出在微孔板内夹-一层多孔金 属板，形成三明治型的夹层微孔板，该方法如用于尺寸不太大的微孔
板，可基本防止变形与破裂。但有以下缺陷由于基体材料与金属多
孔板的膨胀系数不同，导致金属板与基体分层，夹层板失去加强作用， 尤其当微孔板尺寸超过1米时，情况更严重。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种任何尺寸与任何 形状均能承受高压快速反吹的微孔板。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是这样的 一种 微孔板，在整体的微孔板中设有若干条暗流通道，流体首先从暗流通 道进入和经过，再从微孔板的微孔面出来。
本发明的有益效果是由于这些暗流通道使微孔板在气固与液固 各种非均相操作中的流体通过微孔板的流动模式与微孔板受力结构 发生质的改变，压力在整体的微孔板中被相互抵消，没有直接作用在 微孔板的平面上，其耐压能力可大大提高，即可承受高压差流体，不 变形，不破裂，非均相系统中固体的颗粒不易长期堵塞在微孔板的毛 细孔内，微孔板可用简易高压气体反吹再生，大大延长了使用寿命。
图1为现有技术的一种微孔板的结构和受压变形示意图； 图2为本发明的实施例1的结构示意图； 图3为图2的A-A剖视图； 图4为图2的流体流向示意图； 图5为图3的流体流向示意图6为本发明的实施例2的结构示意图7为图6的B-B剖视图8为本发明的实施例3的结构示意图9为本发明的实施例4的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
本发明的微孔板由金属类或无机类或高分子类基本材质的粉末 或分散纤维，通过加热烧结法制成。也可由滤布或滤网或滤纸通过通 过粘结压制法或先粘结后烧结制成。还可由金属类或无机类或高分子 类基本材质的粉末或分散纤维与滤布或滤网或滤纸混合后先粘结后 烧结制成。其结构是在整体的微孔板中设有若干条暗流通道，流体首 先从暗流通道进入和经过，再从微孔板的微孔面出来。
如图2-5所示，为一种微孔板的实施例l，是在整体的微孔板6 中设有若干条与微孔板6的板面(上面8和下面9)平行的暗流通道 7，流体首先从侧面进入暗流通道7，再从微孔板6的一面(上面8 或下面9)出来，即有一面不渗透流体。也可同时从两面(上面8和 下面9)出来，即有两面均可渗透流体(微孔面)。所述的暗流通道7 一维平行排列，暗流通道7的轴线为直线。所述的暗流通道7的截面 形状为圆形，也可为椭圆形、正方形、矩形、三角形或其他形状。如图6-7所示，为一种微孔板的实施例2，所述的暗流通道为二 维互相连通的网状排列，即由横向排列的暗流通道12和纵向排列的 暗流通道13交叉而成，暗流通道的轴线也为直线。下面为一个具体 的实施方案原料为超高分子聚乙烯粉，用1700X1700X25mm的模 具制造1700X1700X25mm刚性微孔板，模具内安放纵横各为50根， 直径为10mm的暗流通道的模管，经加热烧结制成1700X1700X25具 有纵横正交内孔直径为10mm的网状暗流通道，板上下两面均能渗流 的正方形刚性高分子微孔板。作为另一种结构，在微孔板6的一面还 设有通孔14与暗流通道7连通，使流体可以从微孔板6的一面进入， 经过暗流通道7后从另一面出来。
如图8所示，为一种微孔板的实施例3，所述的微孔板制成圆管。 下面为一个具体的实施方案在直径为4> lOOOram，高为1500mm的圆 筒形模具腔内装入高密度聚乙烯和成孔剂。制成直径为小1000mm，高 为1500mra，厚为30mm的圆筒形微孔筒，微孔筒外表面不渗透流体， 内表面可渗流体，在圆筒形模具内装入中心距为25mm，直径为4)12mm 纵向立管，横向为圆形的圆筒网形的暗流通道模具，经加热成型、脱 模、最后制成4> 1000X 1500X30mm的外表面不渗透，内表面能渗透， 板内有网状交叉4) 12mm内孔的微孔筒。
如图9所示，为一种1t孔板的实施例4，所述的微孔板制成弧形 板，暗流通道为二维互相连通的网状排列，沿弧形板的轴向布置的暗 流通道的轴线为直线，沿弧形板的周向布置的暗流通道的轴线为弧 线。下面为一个具体的实施方案在一曲率半径为R850mm，弓弦长 为1000mm，高为1500mm，空隙宽为30mm模具内，装入能形成孔径为 cH0mm，孔中心距为25mm纵横正交的网状暗流通道模具，然后将按一定比例配方混和石英粉、丙纶纤维粉、粘合剂和成孔剂等混合粉装 入模具、压实，再加热至一定温度，保持一定时间，冷却脱模即制得 与模具内腔尺寸基本一致的弧形微孔板，该板内外两面均可渗透流 体。
当然，所述的微孔板还可制成上下曲率半径不同的锥形曲面板或 锥形管等其他各种形状。
以上实施例中，由于高压流体通过微孔板基体向外渗透和喷流前 是先分散到许多小直径暗流通道内，由所有暗流通道内壁承受高压流 体压力。而图1所示的微孔板当高压流体通过微孔板向外渗透和喷流 时，是由微孔板所有面积基体受力，因此本发明的微孔板承受高压流
体的压力要小得多。如果图1所示的的微孔板受力直径为D，而同样 外形尺寸，同样形状，同样基材和同样微孔孔径的本发明的微孔板的 暗流通道直径为d，则本发明的微孔板承受的弯应力只有图1所示的
微孔板的f^〕。如果￡> = 500mm ， d = 20mw ， 则
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,^、 、万乂
20
、
0.0016，如果图1所示的微孔板的受力直径为
500mm，只能承受0. 005MPa流体压力，而同样形状与尺寸微孔板制成 内部有许多直径为20mm的暗流通道，则可承受的压力可提高600多 倍，即可承受3MPa压力，其实只要流体有lMPa压力进行反吹再生， 该微孔板就基本上达到99%以上的再生效率，微孔板的使用寿命就非 常长。
本发明的微孔板内部要制成相当多的暗流通道，暗流通道的尺寸 与排列应符合以下二要求
1、 流体从微孔板表面进出必须能沿板表面均匀渗透，而不能某些区域流量很大，另些区域流量很小。
2、 高压流体进入微孔板内暗流通道时，不能出现暗流通道附 近局部基体或大面积基体被撕裂现象。 要符合这两要求，微孔板的暗流通道的设计必须同时满足以下条件
dxi: = (0.5 0.7)xF， —d)〉41^，—力>4^ ， 其中 F为整个微孔板表面面积(cm2);
d为暗流通道内径(对圆形)或暗流通道最大截面宽度(对非圆 形)(cm);
L为所有暗流通道的总长度(cm);
f为两暗流通道之间的中心距(cm);
p为高压流体压力(kg/cm2);为微孔板基体的抗拉强度(kg/cm2);
H为微孔板的厚度(cm)。
权利要求
1、一种微孔板，其特征是在整体的微孔板中设有若干条暗流通道，流体首先从暗流通道进入和经过，再从微孔板的微孔面出来。
2、 根据权利要求1所述的一种微孔板，其特征是所述的暗流 通道与微孔板的板面平行设置，流体首先从侧面进入暗流通道，再从 微孔板的一面或两面出来。
3、 根据权利要求1所述的一种微孔板，其特征是所述的暗流 通道与微孔板的板面平行设置，在微孔板的一面设有通孔与暗流通道 连通，流体从微孔板的一面进入，经过暗流通道后从另一面出来。
4、 根据权利要求1或2或3所述的一种微孔板，其特征是所 述的微孔板由金属类或无机类或高分子类基本材质的粉末或分散纤 维，通过加热烧结法制成。
5、 根据权利要求1或2或3所述的一种微孔板，其特征是所 述的微孔板由滤布或滤网或滤纸通过通过粘结压制法或先粘结后烧 结制成。
6、 根据权利要求1或2或3所述的一种微孔板，其特征是所述的微孔板由金属类或无机类或高分子类基本材质的粉末或分散纤 维与滤布或滤网或滤纸混合后先粘结后烧结制成。
7、 根据权利要求1或2或3所述的一种微孔板，其特征是所述的暗流通道一维平行排列或二维互相连通的网状排列。
8、 根据权利要求6所述的一种微孔板，其特征是 ""(0.5 0.7)xF，(卜力>4^，("-小41^ ， 其中F为整个微孔板表面面积(cm2);d为暗流通道内径(对圆形)或暗流通道最大截面宽度(对非圆形)(cm);L为所有暗流通道的总长度(cm); /为两暗流通道之间的中心距(cm); 为高压流体压力(kg/crn2);为微孔板基体的抗拉强度(kg/cm2); H为微孔板的厚度(cm)。
9、 根据权利要求1或2或3所述的一种微孔板，其特征是所 述的暗流通道的截面形状为圆形。
10、 根据权利要求1或2或3所述的一种微孔板，其特征是所述的微孔板制成圆管或锥形管或弧形板或锥形曲面板。
全文摘要
本发明涉及一种微孔板，在整体的微孔板中设有若干条暗流通道，流体首先从暗流通道进入和经过，再从微孔板的微孔面出来。其有益效果是由于这些暗流通道使微孔板在气固与液固各种非均相操作中的流体通过微孔板的流动模式与微孔板受力结构发生质的改变，压力在整体的微孔板中被相互抵消，没有直接作用在微孔板的平面上，其耐压能力可大大提高，即可承受高压差流体，不变形，不破裂，非均相系统中固体的颗粒不易长期堵塞在微孔板的毛细孔内，微孔板可用简易高压气体反吹再生，大大延长了使用寿命。
文档编号B01D39/20GK101433787SQ20081018481
公开日2009年5月20日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者宋显洪 申请人:温州市东瓯微孔过滤有限公司