一种包含过滤与反冲洗双系统的量产电催化剂的过滤设备

1.本实用新型属于电化学领域，具体涉及一种包含过滤与反冲洗双系统的量产电催化剂的过滤设备。


背景技术：

2.目前实验室大规模催化剂制备中使用的过滤设备较为原始，抽滤速度慢，容量有限，并且由于过滤设备安装位置固定，工作人员需要花费较多时间添水、过滤、排水，导致生产效率较低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种过滤设备，以解决现有技术中存在的过滤设备过滤速度慢，取排水不便，过滤容量不足，且生产效率较低的技术问题。该装置可用于催化剂的过滤洗涤过程。
4.为实现实用新型目的，本实用新型提供一种包含过滤与反冲洗双系统的量产电催化剂的过滤设备，所述过滤与反冲洗双系统包括滤罐、空气压缩机、气动隔膜泵ⅰ、气动隔膜泵ⅱ，所述滤罐设有进出口ⅰ、进出口ⅱ和进出口ⅲ，所述滤罐的进出口ⅰ位于滤罐的下部，所述滤罐的进出口ⅱ位于滤罐的顶部，所述滤罐的进出口ⅲ位于滤罐的底部；
5.所述储罐与气动隔膜泵ⅰ的口ⅰ连接，所述空气压缩机依次经过阀门ⅰ、阀门ⅱ与气动隔膜泵ⅰ的口ⅱ连接，所述气动隔膜泵ⅰ的口ⅲ经过阀门ⅲ与滤罐的进出口ⅰ连接，所述空气压缩机依次经过阀门ⅰ、阀门
ⅴ
与滤罐的进出口ⅱ连接；
6.所述空气压缩机依次经过阀门ⅶ与气动隔膜泵ⅱ的口ⅰ连接，所述气动隔膜泵ⅱ的口ⅱ经过阀门
ⅷ
与滤罐的进出口ⅱ连接，所述气动隔膜泵ⅱ的口ⅲ与水箱连接；
7.所述储罐、滤罐与气动隔膜泵ⅰ放置于小推车上，所述空气压缩机位于小推车的一侧。
8.进一步地，上述技术方案中，所述储罐为电催化剂储罐。
9.进一步地，上述技术方案中，所述滤罐为可分体式，分为上部、中部、下部三部分，所述滤罐的上部与中部可拆卸连接，所述滤罐的中部与下部可拆卸连接，所述滤罐的内部设有滤芯和滤板，所述滤芯位于滤板的上方，所述滤罐的进出口ⅰ位于滤芯与滤板之间。
10.进一步地，所述滤罐的上部、中部、下部通过螺栓紧固，优选为吊环螺栓。滤罐体用螺栓固定相连可完全拆分清洗，出料。
11.进一步地，上述技术方案中，所述滤罐内的滤芯为多个，用于过滤催化剂制备过程中的液体。
12.进一步地，上述技术方案中，所述滤芯的过滤范围在0.1μm-200μm。
13.进一步地，所述滤罐的上部与中部的拆卸处设有密封垫ⅰ，所述滤罐的中部与下部的拆卸处设有密封垫ⅱ，密封垫ⅰ和密封垫ⅱ用于保持滤罐密闭。
14.进一步地，所述阀门
ⅴ
与滤罐的进出口ⅱ之间设置有四通阀，所述四通阀分别连
接阀门
ⅴ
、滤罐的进出口ⅱ、阀门
ⅷ
和阀门ⅵ。
15.进一步地，所述滤罐的进出口ⅲ连接有阀门ⅳ。
16.进一步地，所述小推车的底部设有行走轮。
17.进一步地，所述空气压缩机、气动隔膜泵ⅰ、气动隔膜泵ⅱ的气管前端和滤罐上均设有压力表。
18.进一步地，上述技术方案中，所述空气压缩机、气动隔膜泵的气管前端和滤罐上均设有压力表。
19.进一步地，上述技术方案中，所述空气压缩机的压强不超过0.8mpa，达到极限压强自动停止加压。
20.进一步地，上述技术方案中，所述滤罐内压强范围在0.2mpa-2mpa。
21.进一步地，上述技术方案中，所有各部件之间的管道和阀门均可更换。
22.进一步地，上述技术方案中，小推车的大小可根据设备大小调整。
23.进一步地，上述技术方案中，储罐、滤罐和管道的材质包括衬四氟，塑料，木材、合金、纯金属中的至少一种。
24.进一步地，上述技术方案中，所述塑料包括pet、hdpe、pvc、ldpe、 pp、ps、pc、pha、pla、pcl、pbs、pbsa中的至少一种；所述合金包括球墨铸铁、锰钢、不锈钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝中的至少一种；所述纯金属包括钢铁、铜、铝、铅、钛中的至少一种。
25.进一步地，上述技术方案中，所述密封垫ⅰ和密封垫ⅱ的材质包括氯丁橡胶、天然橡胶、丁氰橡胶、氯磺酰化聚乙烯合成橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
26.进一步地，上述技术方案中，所述滤芯的种类包括pp滤芯，线绕滤芯，折叠式微孔滤芯，钛棒滤芯或不锈钢滤芯。
27.进一步地，上述技术方案中，所述滤板的材质可与滤芯一致。
28.作为优选，所述储罐的容积范围为1-100l，高度1-100cm，所述滤罐的容积范围为1-50l，高度为1-50cm，所述滤芯的长度范围为1-30cm，直径范围为1-6cm，管道直径范围皆是1-3cm。
29.空气压缩机通过阀门连接过滤与反冲洗双系统，具体为：所述储罐、滤罐、空气压缩机、气动隔膜泵ⅰ、阀门ⅰ、阀门ⅱ、阀门ⅲ、阀门ⅵ构成过滤与反冲洗双系统中的过滤系统，所述滤罐、空气压缩机、阀门ⅰ、阀门
ⅴ
构成过滤与反冲洗双系统中的气体反冲系统，所述滤罐、空气压缩机、气动隔膜泵ⅱ、阀门ⅶ、阀门
ⅷ
、阀门ⅳ、水箱构成过滤与反冲洗双系统中的气/液反冲洗系统。气体反冲洗系统和气/液反冲洗系统本领域技术人员可以根据实际需要来选择使用。取下滤板获得滤饼，过滤系统，用于过滤所述储罐内的溶液，通过反冲洗系统中的气体反冲洗，排净滤罐内的液体并获得最终较为干燥的固体催化剂。
30.上述装置，可用于过滤洗涤电催化剂。
31.一种上述包含过滤与反冲洗双系统的量产电催化剂的过滤设备的使用方法，包括如下步骤：
32.(1)开启过滤设备储罐中装好待过滤的电催化剂原液，拧紧滤罐上下螺栓，检查所有阀门关闭(横关)；
33.(2)连接空气压缩机；
34.(3)开始过滤系统运行：打开空气压缩机开关
→
阀门
ⅰ→
阀门
ⅱ→
阀门
ⅲ→
阀门ⅵ；
35.(4)停止过滤系统运行：关闭阀门
ⅵ→
阀门
ⅲ→
阀门ⅱ(视情况关闭阀门ⅰ，当使用气体反冲洗系统时，开启阀门ⅰ；当使用气/液体反冲洗系统时，关闭阀门ⅰ)；
36.(5)开启气体和/或气/液体反冲洗系统：当开启气体反冲洗系统时，开启阀门
ⅰ→
阀门
ⅴ→
阀门ⅳ；当开启气/液体反冲洗系统时，开启阀门
ⅶ→
阀门
ⅷ→
阀门ⅳ；
37.(6)关闭气体和/或气/液体反冲洗系统；当关闭气体反冲洗系统时，关闭阀门
ⅳ→
阀门
ⅴ→
阀门ⅰ；当关闭气/液体反冲洗系统时，关闭阀门
ⅳ→
阀门
ⅷ→
阀门ⅶ；
38.(7)可按照上述过滤和反冲洗步骤多次反复过滤与反冲；
39.(8)取出滤饼：关闭空气压缩机，开阀门ⅳ泄压，当压力表数为0时，可打开滤罐螺栓，抽出滤饼；
40.(9)清洗：向储罐中通清水，多次用上述过滤和反冲洗步骤洗涤；
41.(10)关闭设备：关闭空气压缩机开关后，检查压力表是否全部归零，若仍有压力可用管路泄压，开阀门
ⅰ→
阀门
ⅴ→
阀门ⅵ，泄压完毕检查所有阀门关闭，拔出插头。
42.本实用新型设计的装置可通过对储罐、滤罐和滤芯个数进行规模放大，设计所需储罐，滤罐的容积，以及滤芯的长度。
43.本实用新型设计的装置结构简单，便于加工，所述装置中储罐和滤罐的体积可缩小或放大，配套的滤芯可同步定制，能有效解决过滤设备过滤速度慢，装置固定对接工位难等问题。
44.本实用新型可以用小推车将设备移动至空闲位置或便于连接承接电催化剂原液和排放的位置，不占用工作面积并方便转移；在使用过滤或反冲操作时，工作人员通过推动小推车至对应工位，速度较快，方便管道连接，提高了生产效率。
附图说明
45.图1是本实用新型所述一种包含双系统的过滤与反冲洗大规模过滤电催化剂设备的结构示意图。
46.图2是本实用新型所述滤罐装置的结构示意图。
47.图3是本实用新型所述小推车的结构示意图。
48.图4是本实用新型所述气动隔膜泵ⅰ(左图)和气动隔膜泵ⅱ(右图) 的结构示意图。
49.图中，1、空气压缩机；2、气动隔膜泵ⅰ；3、储罐；4、滤罐；5、气动隔膜泵ⅱ；6、水箱；7、滤芯；8、滤板；9、阀门ⅰ；10、阀门ⅱ； 11、阀门ⅲ；12、阀门ⅳ；13、阀门
ⅴ
；14、阀门ⅵ；15、阀门ⅶ；16、阀门
ⅷ
；17、进出口ⅰ；18、进出口ⅱ；19、进出口ⅲ；20、吊环螺栓； 21、隔板；22、密封垫ⅰ；23、密封垫ⅱ；24、小推车；25、行走轮；26、气动隔膜泵ⅰ的口ⅰ；27、气动隔膜泵ⅰ的口ⅱ；28、气动隔膜泵ⅰ的口ⅲ；29、气动隔膜泵ⅱ的口ⅰ；30、气动隔膜泵ⅱ的口ⅱ；31、气动隔膜泵ⅱ的口ⅲ。
具体实施方式
50.下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
51.实施例1
52.如图1-3所示，一种包含过滤与反冲洗双系统的量产电催化剂过滤设备，包括：小推车24、储罐3、过滤与反冲洗双系统，过滤与反冲洗双系统包括滤罐4、空气压缩机1、气动隔膜泵ⅰ2、气动隔膜泵ⅱ5，小推车 24上设有储罐3、气动隔膜泵ⅰ2、滤罐4，空气压缩机1位于小推车24 的一侧，空气压缩机1用阀门分别连接过滤系统与反冲洗双系统。小推车 24的底部设有行走轮25。滤罐4可分为上部、中部、下部三部分，滤罐4 的上部与中部可拆卸连接，滤罐的中部与下部可拆卸连接，滤罐的上部与中部的拆卸处设有密封垫ⅰ22，滤罐的中部与下部的拆卸处设有密封垫ⅱ23，保持滤罐4密闭。滤罐4的上部、中部、下部通过螺栓20紧固。滤罐4设有进出口ⅰ17、进出口ⅱ18和进出口ⅲ19，滤罐4的进出口ⅰ位于滤罐4的下部，滤罐4的进出口ⅱ位于滤罐4的顶部，滤罐4的进出口ⅲ位于滤罐的底部。滤罐的内部设有滤芯和滤板，滤板8位于滤罐4的下部，滤芯7位于滤板8的上方，滤罐4中滤芯7的数量为多个。储罐3与气动隔膜泵ⅰ2的口ⅰ26连接，空气压缩机1依次经过阀门ⅰ9、阀门ⅱ10 与气动隔膜泵ⅰ2的口ⅱ27连接，气动隔膜泵ⅰ2的口ⅲ28经过阀门ⅲ11 与滤罐4的进出口ⅰ17连接，空气压缩机1依次经过阀门ⅰ9、阀门
ⅴ
13 与滤罐4的进出口ⅱ18连接；空气压缩机1依次经过阀门ⅶ15与气动隔膜泵ⅱ5的口ⅰ29连接，气动隔膜泵ⅱ5的口ⅱ30经过阀门
ⅷ
16与滤罐4 的进出口ⅱ连接，气动隔膜泵ⅱ5的口ⅲ31与水箱6连接；储罐3、滤罐 4、空气压缩机1、气动隔膜泵ⅰ2、阀门ⅰ9、阀门ⅱ10、阀门ⅲ11和阀门ⅵ14构成过滤与反冲洗双系统中的过滤系统，滤罐4、空气压缩机1、阀门ⅰ9、阀门
ⅴ
13和阀门ⅳ12构成过滤与反冲洗双系统中的气体反冲系统，滤罐4、空气压缩机1、气动隔膜泵ⅱ5、阀门ⅶ15、阀门
ⅷ
16、阀门ⅳ12、水箱6构成过滤与反冲洗双系统中的气/液体反冲系统。
53.阀门
ⅴ
13与滤罐4的进出口ⅱ18之间设置有四通阀，四通阀分别连接阀门
ⅴ
13、滤罐4的进出口ⅱ、阀门
ⅷ
16和阀门ⅵ14。滤罐4的进出口ⅲ连接有阀门ⅳ12。当过滤系统开启时，原液从储罐3通过气动隔膜泵ⅰ2 进入滤罐4中部，经由滤芯7过滤从滤罐4上部的进出口ⅱ18经四通阀和阀门ⅵ14所在管路排出；当气体反冲洗系统开启时，在空气压缩机的作用下，气体进入滤罐4冲洗滤芯7，滤罐4中部的液体从下部的进出口ⅲ19 和阀门ⅳ12所在管路排出，并在滤板8上得到滤饼；当气/液反冲洗系统开启时，水箱6中的液体在空气压缩机的作用下，进入滤罐4冲洗滤芯7，滤罐4中部的液体从下部的进出口ⅲ19和阀门ⅳ12所在管路排出，并在滤板8上得到滤饼。空气压缩机1压强不超过0.8mpa，达到极限压强自动停止加压。空气压缩机1、气动隔膜泵ⅰ2、气动隔膜泵ⅱ5的气管前端和滤罐4上均设有压力表。所有各部件之间的管道和阀门均可更换。滤罐 4内压强为0.2mpa-0.8mpa。滤芯7的过滤范围为0.1μm-0.45μm。小推车24的大小可根据设备大小调整。储罐3、滤罐4和管道的材质包括衬四氟，塑料，木材、合金或纯金属。密封垫ⅰ22和密封垫ⅱ23为圆环形，作为密封垫圈。密封垫ⅰ22和密封垫ⅱ23的材质包括氯丁橡胶、天然橡胶、丁氰橡胶、氯磺酰化聚乙烯合成橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺树脂或聚对苯二甲酸丁二醇酯。滤芯7的种类包括pp滤芯，线绕滤芯，折叠式微孔滤芯，钛棒滤芯或不锈钢滤芯。滤板8的材质可与滤芯一
致。
54.实施例2
55.一种包含过滤与反冲洗双系统的量产电催化剂过滤设备的使用方法，包括如下步骤：
56.过滤的步骤如下：
57.1、设计过滤系统
58.设计储罐3，滤罐4，滤芯和密封垫ⅰ22和密封垫ⅱ23的尺寸和形状，选定一种材质进行加工。储罐的容积范围为1-100l，高度1-100cm，滤罐的容积范围为1-50l，高度为1-50cm，滤芯的长度范围为1-30cm，直径范围为1-6cm。
59.储罐3和滤罐4的材质为不锈钢等金属内衬四氟，滤芯7的种类包括 pp滤芯，线绕滤芯，折叠式微孔滤芯，钛棒滤芯或不锈钢滤芯等。密封垫ⅰ22和密封垫ⅱ23为圆环形，作为密封垫圈；密封垫ⅰ22和密封垫ⅱ23 的材质为氯丁橡胶、天然橡胶、丁氰橡胶、氯磺酰化聚乙烯合成橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
60.2、过滤与反冲步骤
61.(1)开启过滤设备储罐3中装好待过滤的电催化剂原液，拧紧滤罐4 上下螺栓20，检查所有阀门关闭(横关)；
62.(2)连接空气压缩机1；
63.(3)开始过滤系统运行打开空气压缩机1开关
→
阀门ⅰ9
→
阀门ⅱ10
→
阀门ⅲ11
→
阀门ⅵ14；
64.(4)停止过滤系统运行，关闭阀门ⅵ14
→
阀门ⅲ11
→
阀门ⅱ10(视情况关闭阀门ⅰ9，当使用气体反冲洗系统时，开阀门ⅰ9；当使用气/液体反冲洗系统时，关闭阀门ⅰ9)；
65.(5)开启气体和/或气/液体反冲洗系统：当开启气体反冲洗系统时，开阀门ⅰ9
→
阀门
ⅴ
13
→
阀门ⅳ12；当开启气/液体反冲洗系统时，开阀门ⅶ15
→
阀门
ⅷ
16
→
阀门ⅳ12；
66.(6)关闭气体和/或气/液体反冲洗系统：当关闭气体反冲洗系统时，关闭阀门ⅳ12
→
阀门
ⅴ
13
→
阀门ⅰ9；当关闭气/液体反冲洗系统时，关闭阀门阀门ⅳ12
→
阀门
ⅷ
16
→
阀门ⅶ15；
67.(7)可按照上述过滤和反冲步骤多次反复过滤与反冲洗；
68.(8)取出滤饼：关闭空气压缩机，开阀门ⅳ12泄压，当压力表数为0 时，可打开滤罐螺栓，抽出滤饼；
69.(9)清洗：向储罐中通清水，多次用过滤和反冲洗步骤洗涤；
70.(10)关闭设备：关闭空气压缩机开关后，检查压力表是否全部归零，若仍有压力可用管路泄压，开阀门ⅰ9
→
阀门
ⅴ
13
→
阀门ⅵ14，泄压完毕检查所有阀门关闭，拔出插头。
71.实施例3
72.50l过滤设备：
73.设计加工过滤设备的各个部件，设计储罐4的容积为50l，高度60cm 滤罐4的容积为10l，高度为30cm，滤芯7的长度为12cm，数量为3个，直径为3cm。储罐3和滤罐4的材质为不锈钢金属内衬四氟，滤芯7的种类微孔滤芯，密封垫ⅰ22和密封垫ⅱ23的材质为聚四氟乙烯。
小推车24 是一个长100cm，宽45cm的四轮小车，可放置储罐3、滤罐4和气动隔膜泵ⅰ2。按照顺序由连接空气压缩机1，各个阀门，气动隔膜泵ⅰ2和气动隔膜泵ⅱ5，储罐3和滤罐4；开始过滤系统运行，打开空气压缩机1开关
→
阀门ⅰ9
→
阀门ⅱ10
→
阀门ⅲ11
→
阀门ⅵ14；停止过滤系统运行，关闭阀门ⅵ14
→
阀门ⅲ11
→
阀门ⅱ10；开启反冲洗系统，当开启气体反冲洗系统时，开阀门
ⅴ
13
→
阀门ⅳ12；关闭气体反冲系统时，关闭阀门ⅳ12
→
阀门
ⅴ
13
→
阀门ⅰ9；当开启气/液体反冲洗系统时，开阀门ⅶ15
→
阀门
ⅷ
16
→
阀门ⅳ12，关闭气/液体反冲洗系统时，关闭阀门ⅳ12
→
阀门
ⅷ
16
→
阀门ⅶ15；可按照上述过滤与反冲洗步骤多次反复过滤与反冲洗；取出滤饼,关闭空气压缩机1，开阀门ⅵ14泄压，当压力表数为0时，可打开滤罐4螺栓，抽出滤饼；过滤完成。