专利名称：用于固液分离的过滤介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于固液分离的过滤介质，尤其用作一淤积过滤器的淤积底层，并用于权利要求1的前序部分中所述的形成滤饼的过滤。
淤积过滤器的的工作原理首先是一过滤层被淤积，该过滤层经过淤积底层的孔而被延伸，因此，一个基础淤积基层首先作为第一淤积层叠置起来，而且淤积材料在一个快速循环中通过过滤器淤积，以此方式在过滤面形成一层薄薄的颗粒层。由于淤积材料在许多情况下是硅藻土，其部分光谱为0.3μm至约50μm，并且淤积底层的孔在正常情况下为从60μm到100μm，只能形成淤积层，使得许多颗粒在孔前滞住，形成一座桥，由此阻碍了通过孔的通道。作为第二个前导淤积层，安放滤饼的层厚为0.5mm至1mm。
形成滤饼的过滤工作原理是完全放弃那些作为过滤介质淤积的含异物的助滤材料。在须过滤的悬浮物中所含的固体，直接在过滤介质的表面长大成一堆积物或滤饼，在过滤过程中通过过滤介质输出。
按照有关过滤器的使用范围，可采用不同的过滤介质。淤积过滤器的淤积底层由一塑料织物或一金属织物以及细缝筛作为最常用的结构形式。过滤器叠层过滤器及吸滤器或者过程叠层过滤器及过滤干燥器也采用烧结材料，例如多层烧织织物、烧织无纺布或粉料烧结板。在使用普通织物结构时，孔径大小约为55μm下限是实用可行的结构，因为对于一个较小的筛眼，须如此细的丝，其断裂强度是不够的。此外，孔面积与总面积的比已被确定而不能改变。
本发明的目的在于提供一种用于固液分离的过滤介质，它能自行在过滤材料为较小的颗粒及较细的颗粒分布的情况下，快速而可靠地到达一个稳定、均匀的过滤层结构，并穿过整个过滤面。
本发明的目的是通过权利要求1所述过滤介质的特征来实现的。
本发明的主要特点是根据孔的较小尺寸可较快地形成一滤饼，或者可淤积成必需的过滤层，最后只形成一层唯一的前导淤积层。此特点在节省时间和减少所用材料的基础上，明显降低了所需的过滤材料的费用。根据本发明的过滤介质是耐用的，并具有高的使用寿命，另外由于平滑的表面使得便于清洗。在材料形状稳定的基础上可进行反复冲洗，以达到清洗的目的。由一薄板或薄膜构成的过滤介质，其生产成本要比张拉格栅低，并具有比金属织物好的过滤性能，因为它明显降低了危险性，即淤积层在一个或多个孔的范围内被击穿并由此会减小过滤作用。已知的张拉格栅一般制成带有大的筛孔，也就是孔的部分在总面积中是大的(参见DIN791)。
由于一层唯一的淤积层就足够了，因此仅需中等至细微分布的助滤材料，其过滤介质也适于采用再生硅藻土和其它可再生的过滤材料以及各种吸附材料。
过滤介质具有一定的形状稳定性，这种形状稳定性显然取决于板材的厚度和材料的种类，以及板中孔的数量和大小。由于影响因素较多，因此成型件可制成任意形状并适用于所需用途，例如制成空心圆筒、槽形或圆盘状结构以及其它类似结构。
由于在所形成过滤介质的板中的单个孔不是互相连接的，因此在板中不会出现横向流通，这就使得过滤介质在它的边界范围可以简单形式封闭起来。该板可以在所有至今还用的带有一常用织物的盘式过滤器滤框上使用，而不用改变固定装置。此点不仅是可能的，所有新的过滤元件不用更换系统即可配置本发明的过滤介质，而且对于已在运行中的过滤器进行再配置也是没有问题的。
根据本发明的过滤介质可以使得相对于过滤介质总面积的自由孔面积在一个较大的范围内改变，此点也适用于孔的大小和孔的数量。由此，孔的大小可由加工工具确定。一个主要的优点是通过本发明可实现一自由孔面积，该自由孔面积例如可以在过滤介质总面积的0.5％至15％范围内调节。滤饼的高度可由此平均分布。该效用尤其在过滤的第一阶段中特别重要。另一个影响到孔的大小的是对复形的尺寸的确定，这样就可以对自由孔面积和孔尺寸所作的要求进行计算。
薄板或薄膜的材料厚度最好为0.1mm至1.5mm，材料厚度取决于该材料的机械性能和过滤介质所需的刚性。作为过滤介质的材料应采用高级优质钢及高级优质合金钢、有色金属及铝合金，或者其它耐腐蚀材料，尤其是塑料，这里应选择那些所需的机械和/或化学性能的材料。
由于板的表面平滑，水平盘式过滤器能很好地将滤饼卸出，为此最好在旋转中卸出，以将滤饼向外抛出。此外，材料没有从优磁化方向，尤其在使用回转过滤元件时，旋转对称的载荷具有重要性。过滤介质的可焊性也取决于所使用的金属，当一过滤介质由多个部分组成，或者这些部分同一所支承元件连接时，就可具有优点。
本发明可能产生最小约为5μ的缝隙宽度，根据所用的助滤材料以及所过滤液体的粘度，其缝隙宽度在5μm的缝隙宽度，根据所用的助滤材料以及所过滤液体的粘度，其缝隙宽度在5μm和300μm之间被认为是最佳的缝隙宽度尺寸。其缝隙长度最好在0.5mm至15mm之间。
张拉格栅的复形最好通过轧制来进行，因为由此可达到所要求的非常精确的尺寸，并以此种方式来提供加工精度，保持产品质量。过滤介质中的孔与过滤介质的表面基本呈直角，如此可容易地清洗孔，因为其通道略呈锥形且光亮。过滤介质的表面可以通过电化学处理或机械磨削来产生特殊的表面性能。为使过滤介质的表面覆盖一层化学稳定的材料，须在极端化学条件下使用设备。因此，最好采用与用于容器内壁涂层相同的材料。
下面结合附图详细地描述本发明的一个结构实例。
图1是过滤介质的纵向剖视图。
图2是按图1中箭头I方向且按图1缩小比例的过滤介质俯视图。
图3是如图1所示用于带有淤积滤饼的淤积底层的过滤介质剖面图。
图1表示了不按比例放大多倍的过滤介质1的剖面，该过滤介质例如由一厚度D约为0.5mm的薄板2构成。在该薄板2中通过一种方法，由一种合适的工具制成许多孔3的张拉格栅，这些孔互相之间具有规则的距离。张拉格栅通过轧制实现了薄板2的复形，使得该薄板2基本上处于原始尺寸的厚度D。在孔3旁侧向上高于原来的板材平面处有凸出部分，薄板上面标为凸出部分4，薄板下面标为凸出部分4’。经轧制后，孔3缩小成狭长的缝隙5，此时缝隙宽度B可在5μm和300μm之间，最好缝隙宽度B约为35μm。缝隙5略呈向下扩展的锥形，其圆锥角α到达达到1°，最好为5°-60°。
图2表示了按图1中箭头I方向，薄板2上过滤介质1的俯视图，由此看出，薄板2中按规则排列了许多缝隙5。这些缝隙5排成互相对准的行列，互相靠近的两行列互相错位排列。如上所述，当缝隙宽度B最小至少5μm、并最好约为35μm时，缝隙长度L可在0.5mm至20mm范围内。相对于过滤介质1总面积的自由孔面积最好在0.5％-15％范围，该自由孔面积不仅决定孔的数量，而且决定孔的大小。
图3示出了如图1所示例如由一薄板2制成淤积底层的过滤介质的剖面图。在该淤积底层上有一淤积层6，它是滤饼的一部分，该滤饼沉淀于作为淤积底层的薄板2之上。由于缝隙5的宽度B特别小，悬浮物的颗粒就会堵塞缝隙5。缝隙5的长度L一般要比缝隙宽度大得多，而且颗粒的大小正如箭头7所示的通孔，液体可自行流经孔3。采用此种方式，通过淤积底层流出侧的过滤具有很高的清洁度。从图1和图3明显地可以看出，孔3与板平面几乎呈直角。孔3沿流通方向呈锥形扩展，并具有近似平滑的表面。由此淤积底层很容易清洗。
尽管在实施例中过滤介质由一薄板构成，本发明也可采用其它合适的材料，尤其可考虑采用塑料，例如PVC、PE、PP或PVDF。
权利要求
1.一种用于固液分离的过滤介质(1)，尤其用作一淤积过滤器的淤积底层或形成滤饼的过滤，过滤介质(1)由一金属材料或塑料构成，并有许多小孔(3)，其特征在于，过滤介质(1)由一薄板(2)或一薄膜构成，其中设有由一张拉格栅形成的孔(3)，并形成带有一预定缝隙宽度(B)的缝隙(5)，缝隙(5)通过张拉格栅的机械作用产生张拉格栅的可塑复形。
2.根据权利要求1的过滤介质，其特征在于，张拉格栅通过轧制复形。
3.根据权利要求1或2的过滤介质，其特征在于，相对于过滤介质(1)总面积的自由孔面积在0.5％至15％范围。
4.根据权利要求1至3中任一项的过滤介质，其特征在于，孔(3)沿流通方向呈锥形扩展，其圆锥角α至少达到1°，最好为5°-60°。
5.根据权利要求1至4中任一项的过滤介质，其特征在于，薄板(2)或薄膜的材料厚度(D)为0.1mm至1.5mm。
6.根据权利要求1至5中任一项的过滤介质，其特征在于，作为过滤介质(1)的材料采用高级优质钢板、镍合金钢板或类似材料。
7.根据权利要求1至5中任一项的过滤介质，其特征在于，作为过滤介质(1)的材料采用一有色金属，最好采用铝合金。
8.根据权利要求1至4中任一项的过滤介质，其特征在于，作为过滤介质(1)的材料采用塑料，尤其采用PVC、PE、PP或PVDE。
9.根据权利要求1至8中任一项的过滤介质，其特征在于，缝隙(5)的缝隙宽度(B)在5μm至300μm之间。
10.根据权利要求1至9中任一项的过滤介质，其特征在于，缝隙(5)的缝隙长度(L)在0.5mm和20mm之间。
11.根据权利要求1至10中任一项的过滤介质，其特征在于，过滤介质(1)中的孔(3)与过滤介质(1)的表面基本呈直角。
12.根据权利要求1至11中任一项的过滤介质，其特征在于，缝隙(5)以对准的行列排列，最好互相靠近的两行列互相错位排列。
13.根据权利要求6或7中任一项的过滤介质，其特征在于，过滤介质(1)的表面经电化学处理。
14.根据权利要求1至12中任一项的过滤介质，其特征在于，过滤介质(1)的表面覆盖一层化学稳定性的材料，或者过滤介质(1)的表面是经过磨削的。
全文摘要
一种过滤介质(1)例如用于一产生一滤饼的淤积过程器。一淤积底层一般由一金属材料构成,并有许多细孔(3)。为了改善前导淤积,淤积底层由一薄板(2)或一薄膜构成,其中设有由一张拉格栅形成的孔(3),并形成带有一预定缝隙宽度(B)的缝隙,由此张拉格栅通过机械作用产生一可塑复形,从而得到确定的缝隙宽度。孔(3)沿流通方向略呈锥形扩展。
文档编号B01D39/16GK1255875SQ99800116
公开日2000年6月7日 申请日期1999年1月19日 优先权日1998年2月5日
发明者沃尔夫冈·戴曼, 马库斯·克尔齐克 申请人:申克过滤设备制造责任有限公司