专利名称：筒式陶瓷膜过滤装置、动态助滤过滤装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及油水乳浊液及悬浮液过滤装置技术领域，是一种筒式陶瓷膜过滤装置、动态助滤过滤装置及其使用方法。
背景技术：
通常在0/W油水乳浊液的精密膜过滤操作中，随着过滤操作的进行，陶瓷过滤膜表面上不断有油滴形成和积累，不断积累的油滴增多增厚形成滤饼层，使得过滤膜阻力增大，过滤速度减少。通常为了减少过滤阻力，获得一定的过滤速度，需要对陶瓷过滤膜采取频繁的洗涤；但是由于乳浊液形成的滤饼粘性大，附着力较强，也很难去除膜表面的滤饼；因此在乳浊液的精密分离中，无法维持连续、稳定的膜过滤操作。
发明内容
本发明提供了一种筒式陶瓷膜过滤装置、动态助滤过滤装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决乳浊液分离过程中无法维持连续、稳定的膜过滤操作的问题。本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种筒式陶瓷膜过滤装置，包括过滤器腔体、旋转轴和筒状陶瓷膜；过滤器腔体内部有筒状陶瓷膜，筒状陶瓷膜的上端与过滤器腔体内部的上端面之间密封安装在一起，筒状陶瓷膜的下端与过滤器腔体内部的下端面之间密封安装在一起，过滤器腔体内壁与筒状陶瓷膜外壁之间形成浓缩腔室，筒状陶瓷膜的内腔形成过滤腔室，过滤器腔体的底部有安装孔，安装孔内固定安装有轴承，轴承内圈密封安装有旋转轴，旋转轴的上部位于过滤腔室中并与筒状陶瓷膜通过连接件固定安装在一起，旋转轴的下部位于过滤器腔体外侧，旋转轴的下端有动力装置，旋转轴的下端与动力装置的动力输出轴固定安装在一起，过滤器腔体的上部有浓缩液出口，对应过滤腔室的过滤器腔体底部有过滤液出口，对应浓缩腔室的过滤器腔体底部有原料液进口。下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述动力装置为马达。本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种使用筒式陶瓷膜过滤装置的动态助滤过滤装置，其特征在于包括原料液罐、储罐和筒式陶瓷膜过滤装置；在原料液罐与原料液进口之间固定安装有原料液进液管线，在原料液进液管线与原料液罐之间固定安装有循环排放管线，循环排放管线与原料液进口之间的原料液进液管线上固定安装有原料液进口阀，循环排放管线与原料液进口之间的原料液进液管线上固定安装有原料液供给泵，循环排放管线上固定安装有控制阀，在原料液罐与浓缩液出口之间固定安装有浓缩液输送管线，浓缩液输送管线上固定安装有浓缩液输送阀，储罐与过滤液出口之间固定安装有过滤液输送管线，过滤液输送管线上固定安装有过滤液出口阀。下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述过滤器腔体外侧有计量装置，该计量装置包括电子计量秤和计算机；储罐安装在电子计量秤上，电子计量秤的信号输出端与计算机的信号输入端通过导线电连接在一起。上述浓缩液输送阀与浓缩液出口之间的浓缩液输送管线上固定安装有浓缩液流量计；原料液进口阀与原料液进口之间的原料液进液管线上固定安装有原料液压力表。本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的:一种动态助滤过滤装置的使用方法，按下述步骤进行:第一步，关闭原料进口阀和浓缩液输送阀、打开控制阀，启动原料供给泵，先将原料液罐内的液体进行自循环，对原料液罐中的原料液进行充分乳化；第二步，打开原料进口阀、关闭控制阀，将经过乳化的原料液通过原料供给泵输送到浓缩腔室中，打开过滤液出口阀；第三步，当原料液充满浓缩腔室时，启动马达，通过马达带动旋转轴旋转，进而带动筒状陶瓷膜旋转，经过筒状陶瓷膜过滤出来的液体进入过滤腔室中，从过滤液输送管线排出到达储罐，电子计量秤对储罐中的过滤液进行计量，并将数据输送至计算机；同时，打开浓缩液输送阀，没有进入过滤腔室的液体在浓缩腔室中形成浓缩液，浓缩液通过浓缩液输送管线输送至原料液罐中；第四步，过滤结束后，停止原料供给泵，打开控制阀，放空浓缩腔室内的残留液，残留液通过原料液进液管线及循环排放管线输送至原料液罐中。本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的:一种动态助滤过滤装置的使用方法，其特征在于按下述步骤进行:第一步，关闭原料进口阀和浓缩液输送阀、打开控制阀，启动原料供给泵，先将原料液罐内的液体进行自循环，对原料液罐中的原料液进行充分乳化；第二步，打开原料进口阀、关闭控制阀，将经过乳化的原料液通过原料供给泵输送到浓缩腔室中，打开过滤液出口阀，同时原料液压力表对进液压力进行监测；第三步，当原料液充满浓缩腔室时，启动马达，通过马达带动旋转轴旋转，进而带动筒状陶瓷膜旋转，过滤出来的液体进入过滤腔室中，从过滤液输送管线排出到达储罐，电子计量秤对储罐中的过滤液进行计量，并将数据输送至计算机；同时，打开浓缩液输送阀，没有进入过滤腔室的液体在浓缩腔室中形成浓缩液，浓缩液通过浓缩液输送管线输送至原料液罐中，浓缩液流量计对浓缩液的输送情况进行监测；第四步，过滤结束后，停止原料供给泵，打开控制阀，放空浓缩腔室内的残留液，残留液通过原料液进液管线及循环排放管线输送至原料液罐中。本发明通过高速旋转的筒状陶瓷膜使液体带有剪切力，能够将在过滤操作中保持筒状陶瓷膜外表面形成滤饼不断被扫流，使筒状陶瓷膜外表面始终处于暴露状态，因此，能够省去了对筒状陶瓷膜的洗涤操作，节约了工作时间，并且过滤操作连续稳定、过滤量稳定，使得单位时间过滤量所需能耗小，极大提高了工作效率。
附图1为本发明的主视剖视结构示意图。附图中的编码分别为:1为过滤器腔体，2为筒状陶瓷膜，3为浓缩腔室，4为过滤腔室，5为旋转轴，6为浓缩液出口，7为过滤液出口，8为原料液进口，9为连接件，10为动力装置，11为原料液罐，12为储罐,13为原料液进液管线，14为循环排放管线，15为原料液进口阀，16为原料液供给泵，17为控制阀，18为浓缩液输送管线，19为浓缩液输送阀，20为过滤液输送管线，21为过滤液出口阀，22为电子计量称，23为计算机，24为浓缩液流量计，25为原料液压力表。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
实施例1，如附图1所示，该筒式陶瓷膜过滤装置包括过滤器腔体1、筒状陶瓷膜2和旋转轴5 ;过滤器腔体I内部有筒状陶瓷膜2，筒状陶瓷膜2的上端与过滤器腔体I内部的上端面之间密封安装在一起，筒状陶瓷膜2的下端与过滤器腔体I内部的下端面之间密封安装在一起，过滤器腔体I内壁与筒状陶瓷膜2外壁之间形成浓缩腔室3，筒状陶瓷膜2的内腔形成过滤腔室4，过滤器腔体I的底部有安装孔，安装孔内固定安装有轴承，轴承内圈密封安装有旋转轴5，旋转轴5的上部位于过滤腔室4中并与筒状陶瓷膜2通过连接件9固定安装在一起，旋转轴5的下部位于过滤器腔体I外侧，旋转轴5的下端有动力装置10，旋转轴5的下端与动力装置10的动力输出轴固定安装在一起，过滤器腔体I的上部有浓缩液出口 6，对应过滤腔室4的过滤器腔体I底部有过滤液出口 7，对应浓缩腔室3的过滤器腔体I底部有原料液进口 8。动力装置10能够带动旋转轴5旋转，进而带动筒状陶瓷膜2旋转。实施例2，如附图1所示，与上述实施例的不同之处在于，动力装置10为马达。实施例3，如附图1所示，该使用筒式陶瓷膜过滤装置的动态助滤过滤装置，其特征在于包括原料液罐11、储罐12和筒式陶瓷膜过滤装置；在原料液罐11与原料液进口 8之间固定安装有原料液进液管线13，在原料液进液管线13与原料液罐11之间固定安装有循环排放管线14，循环排放管线14与原料液进口 8之间的原料液进液管线13上固定安装有原料液进口阀15，循环排放管线14与原料液进口 8之间的原料液进液管线13上固定安装有原料液供给泵16，循环排放管线14上固定安装有控制阀17，在原料液罐11与浓缩液出口 6之间固定安装有浓缩液输送管线18，浓缩液输送管线18上固定安装有浓缩液输送阀19，储罐12与过滤液出口 7之间固定安装有过滤液输送管线20，过滤液输送管线20上固定安装有过滤液出口阀21。实施例4，如附图1所示，与上述实施例的不同之处在于，过滤器腔体I外侧有计量装置，该计量装置包括电子计量秤22和计算机23 ;储罐12安装在电子计量秤22上，电子计量秤22的信号输出端与计算机23的信号输入端通过导线电连接在一起。电子计量秤22能够对储罐12中的滤液进行计量，并将数据输送至计算机23，通过电子计量秤22进行实时计量，可以通过计算机23方便的实时观测储罐12中滤液的质量数据。实施例5，如附图1所示，与上述实施例的不同之处在于，浓缩液输送阀19与浓缩液出口 6之间的浓缩液输送管线18上固定安装有浓缩液流量计24 ;原料液进口阀15与原料液进口 8之间的原料液进液管线13上固定安装有原料液压力表25。当浓缩液通过浓缩液输送管线18输送至原料液罐11时，浓缩液流量计24对浓缩液的输送情况进行监测；原料液压力计25能够对原料液的进液情况进行监测。实施例6，如附图1所示，该动态助滤过滤装置的使用方法，按下述步骤进行:第一步，关闭原料进口阀15和浓缩液输送阀19、打开控制阀17，启动原料供给泵16，先将原料液罐11内的液体进行自循环，对原料液罐11中的原料液进行充分乳化；第二步，打开原料进口阀15、关闭控制阀17，将经过乳化的原料液通过原料供给泵16输送到浓缩腔室3中，打开过滤液出口阀21 ;第三步，当原料液充满浓缩腔室3时，启动动力装置10，通过动力装置10带动旋转轴5旋转，进而带动筒状陶瓷膜2旋转，经过筒状陶瓷膜2过滤出来的液体进入过滤腔室4中，从过滤液输送管线20排出到达储罐12，电子计量秤22对储罐12中的过滤液进行计量，并将数据输送至计算机23 ;同时，打开浓缩液输送阀19，没有进入过滤腔室4的液体在浓缩腔室3中形成浓缩液，浓缩液通过浓缩液输送管线18输送至原料液罐11中；第四步，过滤结束后，停止原料供给泵16，打开控制阀17，放空浓缩腔室3内的残留液，残留液通过原料液进液管线13及循环排放管线14输送至原料液罐11中。实施例7，如附图1所示，该动态助滤过滤装置的使用方法，按下述步骤进行:第一步，关闭原料进口阀15和浓缩液输送阀19、打开控制阀17，启动原料供给泵16，先将原料液罐11内的液体进行自循环，对原料液罐11中的原料液进行充分乳化；第二步，打开原料进口阀15、关闭控制阀17，将经过乳化的原料液通过原料供给泵16输送到浓缩腔室3中，打开过滤液出口阀21，同时原料液压力表25对进液压力进行监测；第三步，当原料液充满浓缩腔室3时，启动动力装置10，通过动力装置10带动旋转轴5旋转，进而带动筒状陶瓷膜2旋转，过滤出来的液体进入过滤腔室4中，从过滤液输送管线20排出到达储罐12，电子计量秤22对储罐12中的过滤液进行计量，并将数据输送至计算机23 ;同时，打开浓缩液输送阀19，没有进入过滤腔室4的液体在浓缩腔室3中形成浓缩液，浓缩液通过浓缩液输送管线18输送至原料液罐11中，浓缩液流量计24对浓缩液的输送情况进行监测；第四步，过滤结束后，停止原料供给泵16，打开控制阀17，放空浓缩腔室3内的残留液，残留液通过原料液进液管线13及循环排放管线14输送至原料液罐11中。以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。当筒状陶瓷膜2静止时，过滤压力设定为50kPa，过滤时间为3h，累计过滤量为1050g ;当启动马达带动旋转轴5旋转时，过滤压力设定为50kPa，过滤时间为3h，筒状陶瓷膜2转速分别为125rpm、250rpm、500rpm、1000 rpm,累计过滤量分别为3248g、4779g，5806g、6287，累计过滤量分别高出2198g、3729g、4756、5237g。由此可以看出，筒状陶瓷膜2旋转时，动态助滤过滤装置的过滤效果明显高于当筒状陶瓷膜2静止时动态助滤过滤装置的过滤效果；并且高速旋转的筒状陶瓷膜2使液体带有剪切力，能够将在过滤操作中保持筒状陶瓷膜2外表面形成滤饼不断被扫流，使筒状陶瓷膜2外表面始终处于暴露状态，因此，能够省去了对筒状陶瓷膜2的洗涤操作，节约了工作时间，并且过滤操作连续稳定、过滤量稳定，使得单位时间过滤量所需能耗小，极大提高了工作效率。
权利要求
1.一种筒式陶瓷膜过滤装置，其特征在于包括过滤器腔体、旋转轴和筒状陶瓷膜；过滤器腔体内部有筒状陶瓷膜，筒状陶瓷膜的上端与过滤器腔体内部的上端面之间密封安装在一起，筒状陶瓷膜的下端与过滤器腔体内部的下端面之间密封安装在一起，过滤器腔体内壁与筒状陶瓷膜外壁之间形成浓缩腔室，筒状陶瓷膜的内腔形成过滤腔室，过滤器腔体的底部有安装孔，安装孔内固定安装有轴承，轴承内圈密封安装有旋转轴，旋转轴的上部位于过滤腔室中并与筒状陶瓷膜通过连接件固定安装在一起，旋转轴的下部位于过滤器腔体外侧，旋转轴的下端有动力装置，旋转轴的下端与动力装置的动力输出轴固定安装在一起，过滤器腔体的上部有浓缩液出口，对应过滤腔室的过滤器腔体底部有过滤液出口，对应浓缩腔室的过滤器腔体底部有原料液进口。
2.根据权利要求1所述的筒式陶瓷膜过滤装置，其特征在于动力装置为马达。
3.一种使用根据权利要求1或2所述的筒式陶瓷膜过滤装置的动态助滤过滤装置，其特征在于包括原料液罐、储罐和筒式陶瓷膜过滤装置；在原料液罐与原料液进口之间固定安装有原料液进液管线，在原料液进液管线与原料液罐之间固定安装有循环排放管线，循环排放管线与原料液进口之间的原料液进液管线上固定安装有原料液进口阀，循环排放管线与原料液进口之间的原料液进液管线上固定安装有原料液供给泵，循环排放管线上固定安装有控制阀，在原料液罐与浓缩液出口之间固定安装有浓缩液输送管线，浓缩液输送管线上固定安装有浓缩液输送阀，储罐与过滤液出口之间固定安装有过滤液输送管线，过滤液输送管线上固定安装有过滤液出口阀。
4.根据权利要求3所述的动态助滤过滤装置，其特征在于过滤器腔体外侧有计量装置，该计量装置包括电子计量秤和计算机；储罐安装在电子计量秤上，电子计量秤的信号输出端与计算机的信号输入端通过导线电连接在一起。
5.根据权利要求3或4所述的动态助滤过滤装置，其特征在于浓缩液输送阀与浓缩液出口之间的浓缩液输送管线上固定安装有浓缩液流量计；原料液进口阀与原料液进口之间的原料液进液管线上固定安装有原料液压力表。
6.一种使用根据权利要求4所述的动态助滤过滤装置的使用方法，其特征在于按下述步骤进行:第一步，关闭原料进口阀和浓缩液输送阀、打开控制阀，启动原料供给泵，先将原料液罐内的液体进行自循环，对原料液罐中的原料液进行充分乳化；第二步，打开原料进口阀、关闭控制阀，将经过乳化的原料液通过原料供给泵输送到浓缩腔室中，打开过滤液出口阀；第三步，当原料液充满浓缩腔室时，启动马达，通过马达带动旋转轴旋转，进而带动筒状陶瓷膜旋转，经过筒状陶瓷膜过滤出来的液体进入过滤腔室中，从过滤液输送管线排出到达储罐，电子计量秤对储罐中的过滤液进行计量，并将数据输送至计算机；同时，打开浓缩液输送阀，没有进入过滤腔室的液体在浓缩腔室中形成浓缩液，浓缩液通过浓缩液输送管线输送至原料液罐中；第四步，过滤结束后，停止原料供给泵，打开控制阀，放空浓缩腔室内的残留液，残留液通过原料液进液管线及循环排放管线输送至原料液罐中。
7.一种使用根据权利要求5所述的动态助滤过滤装置的使用方法，其特征在于按下述步骤进行:第一步，关闭原料进口阀和浓缩液输送阀、打开控制阀，启动原料供给泵，先将原料液罐内的液体进行自循环，对原料液罐中的原料液进行充分乳化；第二步，打开原料进口阀、关闭控制阀，将经过乳化的原料液通过原料供给泵输送到浓缩腔室中，打开过滤液出口阀，同时原料液压力表对进液压力进行监测；第三步，当原料液充满浓缩腔室时，启动马达，通过马达带动旋转轴旋转，进而带动筒状陶瓷膜旋转，过滤出来的液体进入过滤腔室中，从过滤液输送管线排出到达储罐，电子计量秤对储罐中的过滤液进行计量，并将数据输送至计算机；同时，打开浓缩液输送阀，没有进入过滤腔室的液体在浓缩腔室中形成浓缩液，浓缩液通过浓缩液输送管线输送至原料液罐中，浓缩液流量计对浓缩液的输送情况进行监测；第四步，过滤结束后，停止原料供给泵，打开控制阀，放空浓缩腔室内的残留液，残留液通过原料液进液管线及循环 排放管线输送至原料液罐中。
全文摘要
本发明涉及油水乳浊液及悬浮液过滤装置技术领域，是一种筒式陶瓷膜过滤装置、动态助滤过滤装置及其使用方法，该筒式陶瓷膜过滤装置包括过滤器腔体、筒状陶瓷膜和旋转轴；过滤器腔体内部有筒状陶瓷膜，筒状陶瓷膜的上端与过滤器腔体内部的上端面之间密封安装在一起，筒状陶瓷膜的下端与过滤器腔体内部的下端面之间密封安装在一起。本发明通过高速旋转的筒状陶瓷膜使液体带有剪切力，能够将在过滤操作中保持筒状陶瓷膜外表面形成滤饼不断被扫流，使筒状陶瓷膜外表面始终处于暴露状态，因此，能够省去了对筒状陶瓷膜的洗涤操作，节约了工作时间，并且过滤操作连续稳定、过滤量稳定，使得单位时间过滤量所需能耗小，极大提高了工作效率。
文档编号B01D63/06GK103143258SQ20131007288
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者阿布都瓦依提·玉苏甫, 阿拉帕提·阿布都瓦依提 申请人:新疆农业大学