微孔金屬過濾元件及其製法的製作方法
2023-06-20 06:12:41 1
專利名稱：微孔金屬過濾元件及其製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及微粒分離元件，特別是截留液體和氣體中的微粒的金屬材料制的過濾元件及其製造方法。
已有的金屬制的微粒過濾元件，有在膜的表面附著金屬層，並用X光照射獲得的使用多孔質膜的過濾器和淨水器；有用不鏽鋼類金屬微粒金屬細管經燒結製成的多孔金屬基片過濾器；有用不鏽鋼類金屬細線集合體，經燒結、壓延、充填氧化鐵粉末、氫氣還原製得的金屬多孔體；有用在燒失性纖維中加入金屬粉和/或金屬纖維經燒結獲得的多孔金屬燒結體；有用塑料微粒和輔料經燒結製成的複合過濾管。上述金屬濾元，多數須採用金屬纖維或金屬細管，結構較複雜，製造工藝也較複雜，而塑料濾元對使用溫度的適應性較差。
鑑於此，本發明的目的就在於提供一種結構簡單的且能復甦再生的能去除微粒的金屬過濾元件及其製造方法。
本發明的微孔金屬過濾元件(參見附圖)，有由金屬包含鎳、鉻、鐵的微粒結成的孔隙連通成濾孔的金屬體。
上述金屬體，可以呈管形、可以呈板塊形。
上述管形的金屬體的橫截面外形，可以是圓形，包含正圓形、橢圓形；可以是多邊形，包含三邊形、四邊形、五邊形、六邊形……，多邊形可以是等邊形，也可以是不等邊形；也可以是弧線段和直線段的組合形，如兩端為弓形中部為矩形的組合幾何形。
上述板塊形的金屬體，可以是平面形，可以是曲面形，可以是球冠形。其周邊形狀可以是圓形，包含正圓形、橢圓形；可以是多邊形，包含三邊形、四邊形……，可以是等邊形、可以是不等邊形、也可以是弧線段和直線段的組合形；可以是球冠形。
上述管形的金屬體的一端可以有接管、另一端封閉而成盲管。
上述板塊形的金屬體可以有一個與金屬體相吻合的連接件。連接件可以是法蘭環、法蘭蓋、有接管的組合管。
上述球冠形的金屬體，可以是單側面是球冠形，可以是雙側面均為球冠形；球冠可以是小於半球，也可以是大於半球；球冠的周邊可以有法蘭環。
上述金屬體的濾孔的孔徑可以是0.1～10微米。
本發明的微孔金屬過濾元件的製法，是將按重量百分比配料包含鎳粉、鎳鉻粉、銅粉、鐵粉的基料70～91.5，助孔劑3～15、粘結劑0.5～5、燒結劑5～10混合，經成形、燒結製成。
上述的基料，按重量百分比配料，可以是鎳粉19～35、鎳鉻粉20～35、銅粉5～10、鐵粉20～56。
上述助孔劑可以是氧化鉛或氯化銅，粘結劑可以是聚乙烯醇或酚醛樹脂，燒結劑可以是氫化鈦或氯化銨。
本發明將各組份配料混合成形後，在燒結時使助孔劑、粘結劑、燒結劑燃燒消失，金屬微粒結成過濾體，在金屬微粒間的助孔劑、粘結劑、燒結劑的原有位置形成許多微小的孔隙，這些金屬微粒與金屬微粒之間的孔隙相互連通構成過濾通道，無數的過濾通道連通過濾體的雙側表面形成濾孔，成為過濾元件。
上述基料的組份及用量根據用途選用，金屬粉的粒度根據所需制出的濾孔孔徑選擇，粒度越小則孔徑越小，粒度越大則孔徑越大。上述助孔劑用來使過濾體形成孔隙，其用量和粒度決定過濾體的孔徑和孔隙度，用量多，粒度小，可獲得小孔徑和高孔隙度的過濾體。上述粘結劑具有使粉料成形的功能，燒結劑使助孔劑充分發揮作用，使過濾體獲得均勻的孔隙。此外，基料的用量越多，則過濾體的強度越高，但孔隙度會下降，孔徑會越大，因此各組份的用量需根據用途選擇確定。
本發明的微孔金屬過濾元件及其製造方法，具有如下的優點和效果。
一、本發明用金屬粉燒結製成，不用金屬纖維，也不用骨架式的支撐體，其結構簡單，製造工藝簡單，可製成所需的各種幾何形狀。其中，可製成徑向尺寸大於20毫米的管形過濾元件。其應用範圍廣。
二、本發明採用鎳、鉻等金屬粉製成，具有不鏽鋼金屬的性能，可耐高溫、耐低溫、耐腐蝕，強度較高，其抗剪強度達0.6～1.3MPa，可適用的溫度為-50～180℃，可適用於酸、鹼類腐蝕性介質，其適用領域寬。
三、本發明的濾孔極小僅為0.1～10微米，其濾道曲曲折折，因此流體中的微粒雜物不可能進入濾孔，或僅進入濾孔的淺表部，而不能進入濾道，因此，可用氣流反吹法，清除過濾時附著在外表面上的微粒雜物，使過濾元件得以復甦再生，恢復而保持過濾功能，使用壽命長。
四、本發明中採用助孔劑、燒結劑使金屬微粒及濾孔濾道分布均勻、密度高，孔隙度高達35～45%。過濾效率可達99.99%。
五、本發明適用於氣相流體的過濾，可用於煙道氣、酸鹼廢氣、汽車尾氣、燃油廢氣；製藥用氣、味精廠用氣、發酵用氣；浴場換氣、中央空調氣、賓館及別墅空調用等氣體過濾。
六、本發明適用於液相流體的過濾，可用於電子廠超純水、X光及電視螢光粉、電鍍液、感光用硫酸鋇、氯化鋇、花露水、絲織廠水質、澱粉酶板框液，針劑洗瓶水、阿黴素發酵液、葡萄糖液、活性碳脫氣液、氯鹼用鹽水、雙氧水質、石油催化劑、錳液、硫晴酸鈉、硫磺、氧化鋁、糖漿、海帶膠；油田水、飲用水、魚露、醬油、菊花汁、沙棘汁、豆油、菜油、油脂、酒、中藥劑等的過濾。
七、本發明適用於三廢處理，可用於重金屬廢水、礦山酸性廢水、碳礦廢水、酒精廢水、含氟廢水、印染廢水、含油廢水、乳膠漆廢水、含懸浮物廢水、魚池循環水、浴場循環水等的過濾去汙。
下面，再用實施例及其附圖，對本發明作進一步地說明。
附圖的簡要說明。
圖1是本發明的一種微孔金屬過濾元件的結構示意圖。顯示呈管形。
圖2是圖1的橫截面結構示意圖。顯示呈圓管形。
圖3是本發明的一種微孔金屬過濾元件的結構示意圖。顯示呈稜管形。
圖4是圖3的橫截面結構示意圖。顯示六稜管形。
圖5是圖1的一種端部結構的示意圖。顯示端部為半球支座式的盲管結構。
圖6是圖1的一種端部結構的示意圖。顯示端部為堵頭支座式的盲管結構。
圖7是圖1的一種端部結構的示意圖。顯示端部為螺紋式的接管。
圖8是圖3的一種端部結構的示意圖。顯示端部為卡口焊接式或粘結式的接管。
圖9是本發明的一種微孔金屬過濾元件的結構示意圖。顯示呈平面的板塊形。
圖10是本發明的一種微孔金屬過濾元件的結構示意圖。顯示呈球冠曲面的板塊形。
圖11是圖9、10的左視結構示意圖。顯示周邊為圓形。
圖12是圖9的另一種結構的左視示意圖。顯示周邊為四邊形。
圖13是板塊形的金屬體與法蘭蓋式的連接件相連接的結構示意圖。
圖14是板塊形的金屬體與法蘭環式的連接件相連接的結構示意圖。
圖15是板塊形的金屬體與兩端有接管的組合管式的連接件相連接的結構示意圖。
實施例1本發明的一種微孔金屬過濾元件及其製法。其結構如圖1、2、5、6所示。將粒徑為-400～+100目，按重量百分比計量的基料76、作助孔劑的氯化銅15、作粘結劑的酚醛樹脂4作燒結劑的氯化銨5，基料中鎳粉30、鎳鉻粉20、銅粉5、鐵粉45進行充分攪拌混合均勻，裝填入模具，用油壓機，在壓力為1～1.2噸/平方釐米下，壓縮成形，放入燒結爐，在800～1100℃溫度下，燒結製成橫截面外形為圓形的管形的金屬體1。使金屬體1由金屬微粒2相互連接構成，在金屬微粒之間有許多相互連通的孔隙構成的過濾通道，這些過濾通道連通金屬體1的內表面3和外表面4，形成濾孔，其濾孔的孔徑為0.5～10微米，孔隙度為35%。金屬體的外徑為80毫米，長度為400毫米。在金屬體的一端可以制出與金屬體結構相同的半球形的底部5，也可以用焊接或粘接方法，制出有支承凸6的平板形底部7，使管形金屬體成為盲管。在金屬體的另一端，可以用螺紋結構固裝接管8，也可以用焊接或粘接結構固裝接管。上述接管可以是等徑管，也可以是變徑管。
使用時，將本發明裝設在殼體中構成過濾器。介質可以自管外，經管壁的濾孔，流向管內，介質中的微粒雜質被截留在管外，潔淨介質從接管送出。清洗時，將壓力為0.1～0.2MPa的清洗氣體介質從接管送入管內，經濾孔吹出，剝離附著在本發明上的微粒，也可以在用氣體清洗前，將本發明放入爐內加熱到800℃，使附著在本發明上的微粒碳化，以恢復孔隙度。過濾流程和清潔流程也可以採用與上述相反的方向進行。
本實施例可用於工業蒸汽及凝結水的除鐵、油的過濾，可用於汙水處理的回收水過濾及其液固、氣固、氣液的分離元件。過濾時承受的壓差為0.1～0.5MPa。
實施例2本發明的一種微孔金屬過濾元件及其製法，其結構如圖3、4、7所示，其結構、製造方法和使用方法與實施例1基本相同。不同的是金屬體9為六稜管形，其接管10可採用焊接或粘結結構與金屬體相連接。
實施例3本發明的一種微孔金屬過濾元件及其製法。其結構如圖9、11、12、13、15所示。將粒徑為-400～+100目、按重量百分比計量的基料91.5，其中鎳粉20、鎳鉻粉35、銅粉10、鐵粉35，作助孔劑的氧化鉛3、作粘結劑的聚乙烯醇0.5，作燒結劑的氫化鈦5，進行充分攪拌混合均勻，裝入模具，用油壓機，在壓力為1.2～1.7噸/平方釐米下，壓縮成形，放入燒結爐，在1000～1300℃溫度下，燒結製成板塊形的金屬體11。金屬體內微粒的結構與實施例1相同。過濾通道連通左側表面12和右側表面13形成濾孔，其孔徑為0.1～0.2微米、孔隙度為40%。金屬體11呈平板形，也可製成圓板，或四邊形的方板14，其厚度為2～3毫米。用與金屬體的形狀大小相吻合的法蘭蓋15將金屬體裝設在基板16上。也可以用結構相同的兩個接管17、18和筒殼19，用螺紋結構或焊接或粘接結構製成組合管，將金屬體封裝在組合管中構成。使用方法和清洗方法與實施例1基本相同。
本實施例可用於食用水的除菌、去除有機物及膠狀物的過濾；用於醫藥藥劑的雜質、去除菌體物的過濾；用於酒及提取物的過濾；用作食品的各行各業的液固、氣固、氣液分離元件。
實施例4本發明的一種微孔金屬過濾元件及其製法，其結構如圖10、14所示。其結構和製造方法和使用方法與實施例3基本相同，不同的是板塊形的金屬體20呈球冠形。其周邊可以與法蘭環相焊接和粘接連接。當介質自球冠外表面21向內表面22流動過濾時，能承受較大壓力。
權利要求
1.微孔金屬過濾元件，其特徵在於有由包含鎳、鉻、鐵的微粒結成的孔隙連通成濾孔的金屬體。
2.如權利要求1所述的微孔金屬過濾元件，其特徵在於所說的金屬體呈管形。
3.如權利要求1所述的微孔金屬過濾元件，其特徵在所說的金屬體呈板塊形。
4.如權利要求2所述的微孔金屬過濾元件，其特徵在於所說的管形的金屬體的橫截面外形呈圓形或多邊形。
5.如權利要求3所述的微孔金屬過濾元件，其特徵在於所說的板塊形的金屬體呈平面形或球冠形。
6.如權利要求1、2、3、4、5任一所述的微孔金屬過濾元件，其特徵在於所說的濾孔的孔徑為0.1～10微米。
7.微孔金屬過濾元件的製法，其特徵在於將按重量百分比配料包含鎳粉、鎳鉻粉、銅粉、鐵粉的基料70～91.5，助孔劑3～15，粘結劑0.5～5，燒結劑5～10混合，經成形、燒結製成。
8.如權利要求7所述的微孔金屬過濾元件的製法，其特徵在於所說的基料按重量百分比配料為鎳粉19～35，鎳鉻粉20～35，銅粉5～10，鐵粉20～56。
9.如權利要求7或8所述微孔金屬過濾元件的製法，其特徵在於所說的助孔劑是氧化鋁，粘結劑是聚乙烯醇、燒結劑是氫化鈦。
10.如權利要求7或8所述的微孔金屬過濾元件的製法，其特徵在於所說的助孔劑是氯化銅、粘結劑是酚醛樹脂，燒結劑是氯化銨。
全文摘要
本發明涉及微粒分離元件，特別是截留液體和氣體中的微粒的金屬材料制的過濾元件及其製造方法。有由包含鎳、鉻、鐵的微粒結成的孔隙連通成濾孔的金屬體。金屬體呈管形或板塊形。將按重量百分比配料包含鎳粉、鎳鉻粉、銅粉、鐵粉的基料70～91.5，助孔劑3～15，粘結劑0.5～5，燒結劑5～10混合，經成型，燒結製成。其濾孔孔徑為0.1～10微米，孔隙度為35～40％，過濾效率可達99.99％，可用氣體反吹復甦過濾功能。
文檔編號B22F3/10GK1104945SQ9411193
公開日1995年7月12日 申請日期1994年10月19日 優先權日1994年10月19日
發明者楊天壽 申請人:楊天壽