兼具氣體混合功能的氣體過濾器的製作方法
2023-06-04 22:48:01 2
專利名稱：兼具氣體混合功能的氣體過濾器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於氣體過濾器領域，特別涉及一種兼具氣體混合功能的氣體過濾器。
背景技術：
生物反應器在用於細胞培養時，一般安裝兩級氣體過濾器，第一級為初過濾，主要目的是除去空氣中的灰塵等大顆粒，同時部分除菌。第二級過濾器根據培養的需要選用一定孔徑和厚度的過濾介質。通常第一級過濾器的過濾介質比較便宜，而第二級的過濾介質比較昂貴。當然也有不安裝第一級過濾器的情況，這時二級過濾介質的壽命會縮短，導致成本增加。
現有的氣體過濾器一般只有一個氣體入口、一個氣體出口和一個排水口(用於排出冷凝水)，因此在使用多種氣體時，需要單獨安裝一個氣體混合裝置，這會增加管路的連結，也增加了設備維護的工作量，而且增大了設備的佔用空間或體積。如果簡單地在氣體入口處設置多個進口，考慮到過濾器的一端要留可拆卸的自由端面(用法蘭或螺紋連結)以便於更換過濾介質，則多個氣體入口一般要沿著過濾器的周向分布，這會使得管路連結複雜而且不方便操作和維護。
實用新型內容本實用新型的目的是為了簡化氣體混合與過濾系統的安裝與連結，提供一種兼具氣體混合功能的氣體過濾器。
本實用新型為一種兼具氣體混合功能的氣體過濾器，過濾器設有2個氣體混合室和過濾介質區，可以使空氣和其它氣體混合均勻的同時完成初級過濾，詳見附圖1。
本實用新型的兼具氣體混合功能的氣體過濾器包括圓柱形殼體、焊在外殼上蓋上的進氣管和混合氣出氣管、多孔板、過濾介質、底蓋和密封圈(墊)；
一氣體過濾器，在氣體過濾器內的上蓋下方安裝有上多孔板3，在氣體過濾器的底蓋上方安裝有下多孔板6，在上多孔板3和下多孔板6之間的過濾介質區4裡填充有纖維過濾介質；在氣體過濾器的上蓋上開有進氣管5和混合氣出氣管1的管口，1～6根進氣管5與混合氣出氣管1在同一端面上；氣體過濾器的殼體下部與一上端面帶有一圈突起板14的底蓋8連結；所述的連結可以是螺紋、法蘭或卡箍連結，以方便過濾介質的更換。
所述的上多孔板與氣體過濾器的殼體焊為一體，上多孔板與上蓋間留有空間形成一個氣體混合區2。上多孔板對應進氣管的位置留有圓孔，其它部分均布直徑2～10毫米的小孔。
所述的下多孔板搭在底蓋的突起板上，與底蓋下端面間留有氣體預混區7，下多孔板對應進氣管的位置留有圓孔，其它部分均布直徑2～10毫米小孔。拆開底蓋後下多孔板自然落出，便於更換過濾介質。
所述的混合氣管口處安裝有混合氣出氣管1。
所述的進氣管口處安裝有進氣管，進氣管依次穿過上多孔板的圓孔、過濾介質區、下多孔板的圓孔伸入到氣體預混室中。
所述的上多孔板和下多孔板上開有小孔。
多種氣體在預混室內預混後穿過過濾介質區和上多孔板、下多孔板上的均布小孔，進入混合室進一步混合後從出氣口流出，去下一個單元設備(二級過濾器)。這樣將多個進氣口和出氣口設在同一個端面，作為過濾器外殼的上端面，另一個端面(下底蓋)無需設置接口。
本氣體過濾器的上多孔板與外殼焊為一體，上多孔板與外殼上蓋間留有空間形成一個混合區，下多孔板自然落在底蓋的突起板上，與底蓋下端面間形成預混區。上多孔板和下多孔板對應進氣管的投影位置留有圓孔，其它部分均布直徑2～10毫米的小孔。拆開底蓋後下多孔板自然落出，便於更換過濾介質。底蓋與殼體間為分離結構，並以O形橡膠圈或橡膠密封墊13密封。底蓋與過濾器外殼間可以通過螺紋連結、法蘭連結或卡箍連結。
除了過濾介質以天然或合成纖維為宜、密封材質以矽橡膠或氟橡膠為宜外，其它部件的材質以不鏽鋼為宜，而且要符合耐壓要求。空氣、CO2、O2、N2等氣體可以定量進入過濾器，在預混室混合後通過過濾介質區，再經過混合室充分混合後流出。
本過濾器的固定用於小型生物反應器的氣體初過濾時，可以在底蓋8的反面(下端面)預留盲螺孔10，用螺栓9反向穿過固定板11後固定(附圖2)；也可以將底蓋的外周加大，在外環上設置通孔12，用螺栓9固定在固定板11上(附圖3)。用於大型生物反應器的氣體初過濾時，可以在過濾器的外殼上設置3～4個耳架，支撐整個過濾器。
本實用新型的過濾器在填充了50mm厚的纖維狀過濾介質後，可以除去空氣中的灰塵和部分微生物，有效延長了二級過濾器的使用壽命。同時本實用新型的設計簡化了設備和連結管路，方便拆卸和更換過濾介質，也有效延長了二級過濾器的使用壽命。
圖1.本實用新型氣體過濾器結構示意圖。
圖2.本實用新型氣體過濾器底蓋固定示意圖。
圖3.本實用新型氣體過濾器底蓋固定示意圖。
附圖標記1.出氣管2.混合室 3.上多孔板 4.過濾介質區5.進氣管6.下多孔板7.氣體預混室8.底蓋9.螺栓 10.盲螺孔 11.固定板 12.通孔13.密封圈(墊) 14.突起板具體實施方式
實施例.
請參照圖1～3。一氣體過濾器包括圓柱形殼體、焊在外殼上蓋上的進氣管和混合氣出氣管、多孔板、過濾介質、底蓋和密封圈(墊)，結構如上所述。外殼的內徑為30～600毫米，內部的高度與直徑的比為1～20，過濾介質的體積佔外殼內體積的30％～90％。在過濾介質區內填充了50mm厚的普通市售棉花或玻璃絲纖維狀過濾介質；預混室尺寸為φ39×高20(毫米)，混合室尺寸為φ51×高28(毫米)，進氣為空氣、氧氣、氮氣、二氧化碳氣，用於微藻的培養，總氣體流量在0.2～20升/分鐘的範圍內，能夠有效除去空氣中的灰塵和部分微生物，使二級別過濾器在有效滅菌壽命內未發生由灰塵等造成的堵塞或汙染。
權利要求1.一種兼具氣體混合功能的氣體過濾器，包括氣體過濾器殼體、焊在外殼上蓋的進氣管和混合氣出氣管、多孔板、過濾介質、底蓋和密封圈或墊，其特徵是一氣體過濾器，在氣體過濾器內的上蓋下方安裝有上多孔板(3)，在氣體過濾器的底蓋上方安裝有下多孔板(6)，在上多孔板(3)和下多孔板(6)之間的過濾介質區(4)裡填充有纖維過濾介質；在氣體過濾器的上蓋上開有進氣管(5)和混合氣出氣管(1)的管口，進氣管與出氣管在同一端面上；氣體過濾器的下部殼體與一上端面帶有一圈突起板(14)的底蓋連結；所述的混合氣管口處安裝有混合氣出氣管(1)；所述的進氣管口處安裝有進氣管(5)，進氣管依次穿過上多孔板的孔、過濾介質、下多孔板的孔伸入到氣體預混室(7)中；所述的上多孔板和下多孔板上開有小孔。
2.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的上多孔板和下多孔板上小孔的直徑為2～10毫米。
3.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的上蓋下方安裝有上多孔板，是將上多孔板焊接在氣體過濾器的殼體上，並且上多孔板與上蓋之間留有空間。
4.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的底蓋上方安裝有下多孔板，是將下多孔板搭在底蓋的突起板上。
5.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的進氣管是1～6根。
6.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的氣體過濾器的殼體下部與底蓋連結是螺紋、法蘭或卡箍連結。
7.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的底蓋與殼體間進一步有O形橡膠圈或橡膠密封墊密封。
8.如權利要求1所述的氣體過濾器，其特徵是所述的過濾介質的體積佔氣體過濾器體積的30％～90％。
專利摘要本實用新型屬於氣體過濾器領域，特別涉及一種兼具氣體混合功能的氣體過濾器。氣體過濾器包括殼體、焊在外殼上蓋上的進氣管和混合氣出氣管、多孔板、過濾介質、底蓋和密封圈或墊；一上多孔板與殼體焊為一體，上多孔板與上蓋間留有空間形成一個氣體混合區；一下多孔板搭在底蓋的突起板上，與底蓋下端面間留有氣體預混區，一進氣管依次穿過上多孔板的圓孔、過濾介質區、下多孔板的圓孔伸入到氣體預混室中。空氣、CO
文檔編號B01D46/30GK2706219SQ20042000907
公開日2005年6月29日 申請日期2004年5月31日 優先權日2004年5月31日
發明者叢威, 康瑞娟, 蔡昭鈴 申請人:中國科學院過程工程研究所