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一种圆点式导流板、熔体过滤用碟形过滤器及其制造方法与流程

时间: 2024-04-23 08:50:00 |   作者: 新闻资讯

2024-04-23

  2.本发明涉及一种熔体碟片式过滤技术领域,尤其是熔体过滤用碟形过滤器;

  3.本发明涉及一种熔体碟片式过滤技术领域,尤其是熔体过滤用碟形过滤器的制造方法。

  4.熔体过滤器是大范围的应用于化纤行业高分子聚合物熔体的一种过滤装置,是化纤行业生产中比较关键的工艺元器件,其基本功能是在高温、高压、高粘度的环境条件下,对高聚物熔体进行过滤。其作用是去除熔体中的碳化颗粒和未熔高聚物等固体杂质,提高熔体纯度,确保为下游纤维纺丝装置提供稳定和高品质的高聚物熔体。

  [0005]“专利号31,专利名称为超轻高流通型过滤碟片”,“专利号03,专利名称为一种过滤片”中均公开了熔体过滤器中的过滤片结构。

  熔体过滤器由过滤层和框架构成,其中过滤层由中间层的不锈钢导流板、不锈钢多孔支撑板、外层的不锈钢过滤毡组成,在“cn3.2一种高粘度熔体过滤器用碟型滤片“的中国发明专利中公开了该种熔体过滤器的具体结构。

  其中的不锈钢导流板对熔体过滤流动性,流通性,流动的平稳性往往起着决定的作用。

  传统的熔体过滤器中心的导流板往往采用编织网状设计,都会存在质量重、厚度厚,死角多,流通性比较差,熔体流动不平稳,过滤效率低等问题。

  本发明的目的是解决现存技术中的问题,提出一种圆点式导流板、熔体过滤用碟形过滤器及其制造方法,能够解决现有熔体过滤器中存在的流阻大,熔体流动不平稳,过滤效率低下的问题。

  本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种圆点式导流板,包括中心设置有通孔的环形板体;其特征是:所述环形板体由上板层和下板层构成,该上板层和下板层外表面处均布置有凸点,且相邻凸点之间留有间隙,该间隙形成供熔体流动的空间;所述凸点半球体形或椭球体形。

  作为优选:所述环形板体厚度为3.0mm-6.0mm,通孔的孔径为80mm-90mm。

  作为优选:所述上板层和下板层处的凸点均沿环形板体径向均匀分布,且上板层处的凸点与下板层处的凸点相互对称设置。

  作为优选:所述凸点沿环形板体径向均匀分布,凸起高度为1.0mm-1.5mm,各凸点之间的间隙为3mm-8mm。

  作为优选:所述上板层和下板层外表面上设有光滑面涂层,其中光滑面涂层可以为通过微弧氧化技术形成的微弧氧化层,或通过电泳技术形成的电泳层,或通过电镀技术

  形成的电镀层,或抛光技术形成的抛光层。通过光滑面涂层的设置可以使得流阻变小。

  本发明的其中一个目的是提供一种熔体过滤用碟形过滤器,包括框架和过滤层,所述过滤层由从上到下依次布置的第一过滤毡层、第一多孔支撑板层、导流板、第二多孔支撑板层和第二过滤毡层构成,其特征是:所述导流板为上述的圆点式导流板。该圆点式导流板布置于第一多孔支撑板层和第二多孔支撑板层之间,且与第一多孔支撑板层和第二多孔支撑板层紧密贴合。

  进一步的,第一多孔支撑板层第二多孔支撑板层均为多孔支撑板,所述多孔支撑板上的孔洞为通孔,该通孔一面孔径比另一面小,且多孔支撑板上的各孔洞结构一致、且以多孔支撑板中心为圆点向外以梅花形均匀分布;

  本发明的其中一个目的是提供一种熔体过滤用碟形过滤器制造方法有圆点式导流板的制备,不锈钢多孔支撑板的制备,过滤毡的制备,及过滤器的整体装配;其特征是,所述圆点式导流板的制备包括以下步骤:

  (1)制造上述所述的圆点式导流板对应的冲压模具,同时按照设计尺寸裁剪好圆形不锈钢板二块,不锈钢板采用单镜面;

  (2)将步骤(1)中裁剪好的两块圆形不锈钢板依次放置到冲压机冲压模具上,不锈钢的镜面一侧朝向冲压模具的阴面,并对其冲压,冲压后形成镜面的一面具有圆形凸点,非镜面一面具有相对应圆形凹点的冲压板;

  (3)将步骤(2)得到的两块不锈钢冲压板边缘进行适当修整,以除去冲压板边缘的毛刺缺陷。接着进行清洗以除去其表面的油污,清洗干净后吹干其表面的水分;

  (4)将上述步骤(3)得到的两块不锈钢冲压板非镜面一侧相对应贴合并上下对齐,而后在其贴合处点焊进行固定,然后放置入真空烧结炉进行烧结后得到烧结成一体的圆点式不锈钢导流板;

  (5)将步骤(4)得到的圆点式不锈钢导流板进行应力消除和表面光亮处理。

  进一步的:所述圆点式导流板的制备还包括衔接于步骤(4)后的步骤(4.1)导流板不圆度的加工调整:设置一数控车床,将步骤(4)得到的圆点式导流板放置在车床上的旋转工作台上,使圆点式导流板跟随旋转工作台旋转,同时将车刀靠近圆点式导流板,对圆点式导流板外边缘进行修正。具体的车床结构可以为:工作台上设有卡盘,卡盘上设有导向块,圆点式导流板放置在导向块上,同时通过带有锥度顶针将圆点式导流板固定在导向块上,使得圆点式导流板可跟随工作台旋转,车床上还设有车刀,该车刀设置在圆点式导流板外周缘处,当圆点式导流板旋转时,车刀靠近并固定在指定位置,对圆点式导流板外周缘并对其切削来对导流板外周缘的不圆度进行加工调整。

  进一步的:所述步骤(5)中应力消除和表面光亮处理的方式采用如下方式:将步骤(4)放置在真空烧结炉内烧结成一体的圆点式不锈钢导流板在线

  pa下重新缓慢加热至450-500℃下保温30-50min进行应力消除和表面光亮处理,加热速率为1.5-2℃/min。然后在线度以下后取出得到表面光亮平整的圆点式不锈钢导流板成品。

  进一步的:所述圆点式导流板的制备步骤(4)中再将点焊后的两块不锈钢放置入真空烧结炉后,在其上方表面覆盖一块0.5-1.5公斤的非金属耐高温材料。线

  pa,升温速率控制在5-8℃/min,升温至1200-1300℃后保温2-4小时。然后在真空维持状态下自然降温至100度以下,得到烧结成一体的圆点式不锈钢导流板。

  进一步的:所述过滤器的整体装配包括:将制作的圆点式导流板在上下两侧各放一张制作完成的不锈钢多孔支撑板,并上下整体对齐,然后采用激光焊接固定成一个过滤器骨架;在所述过滤器骨架上下两侧对齐各放一片制作的过滤毡,然后一起放入特定模具中,再外圆周一圈通过激光焊焊接成一体,以制作完成一个熔体过滤用碟形过滤器。

  进一步的:还包括过滤器应力消除处理,步骤如下:将制作完成的熔体过滤用碟形过滤器在线

  pa下重新缓慢加热至450-500℃下保温30-50min,进行过滤器的内部应力消除,加热速率为1.5-2℃/min。然后在线度以下后取出得到表面光亮平整的过滤器成品。

  进一步的:所述不锈钢多孔支撑板的制备方法采用化学蚀刻工艺,其特征在于:所述在化学蚀刻工艺之前通过板面冷轧增硬工艺对其板面进行加工,所述在化学蚀刻工艺后采用不圆度加工工艺对锈钢多孔支撑板进行加工,其中不圆度加工工艺与圆点式导流板制备步骤(4.1)的不圆度的加工工艺相同。

  不锈钢多孔板除了采用传统的化学蚀刻工艺外,增加了两个板面增硬工艺,使得多孔板强度大为提升。不圆度加工调整采用与上述圆点式导流板相同的加工工装加工,控制外圆周不圆度。不锈钢多孔板由于比较薄,强度不够,在使用过程中往往容易变形。板面采用高压冷轧工艺,将初始原料板厚度冷轧压缩,将板面布氏硬度提升。增加了不锈钢多孔板的强度。

  所述不锈钢多孔支撑板的制备方法采用化学蚀刻工艺:按设计图下料—表面清洗干燥—感光油墨—固化干燥—图案曝光—图案显影—修整—化学蚀刻—清洗—表面氮化硬化处理—检验。具体的在该化学蚀刻工艺上还增加有板面冷轧增硬工艺,该板面冷轧增硬工艺衔接在设计图下料后,并在清洗步骤后增加不圆度加工,该不圆度加工工艺与圆点式导流板不圆度加工工艺相同。不锈钢多孔板除了采用传统的化学蚀刻工艺外,增加了两个板面增硬工艺,使得多孔板强度大为提升。不圆度加工调整采用与上述导流板相同的加工工装加工。

  进一步的:所述不锈钢多孔支撑板的制备时,不锈钢多孔板材料可以是201,301,320,430,304,316,316l。优选316和316l不锈钢。其中不锈钢多孔板孔洞可以是圆形,椭圆形,长条形,优选圆形,圆形直径优选0.6-1.5mm,板厚优选0.6-1.5mm。其中不锈钢多孔板上的孔洞为通孔,孔径一致,但同一孔上下面有一面孔径比另一面小,即每个孔均带有一定的锥度。其中孔洞在不锈钢多孔支撑板上的分布,优选梅花型均匀分布,并在内圆孔和外圆边缘留置3-6mm无孔区。

  进一步的:所述第一不锈钢多孔支撑板上的孔洞分布与凸点分布不对称,第二不锈钢多孔支撑板上的孔洞分布与凸点分布不对称。

  1、导流板表面采用圆点式凸点设计,凸点类似于加强筋作用,因此不光强度高,同时流阻也非常小;同时由于是圆点式的设计,流通通道中的流动死角少,可以大大减少流体流动中的沉积和高温碳化;安装于导流板上下的第一不锈钢多孔支撑板和第二不锈钢多孔支撑板表面经过氮化处理,硬度高,耐磨性好;并且多孔支撑板的孔洞分布方式与导流板上

  凸点的圆点分布方式是不一致的,同时多孔板的空洞具有一定的流向锥度,可以与导流板之间形成比较良好和稳定的介质流动的通道,并对安装于最外层的过滤毡起到结构支撑和结构稳定的作用。

  该不锈钢碟形过滤器具有重量轻,良好的机械强度,在使用过程中不容易变形,更新周期长,使用寿命长,安装精度高;该不锈钢碟形过滤器流阻小;该不锈钢碟形过滤器熔体流动死角少,熔体入口压力和出口压力均比传统过滤器要小,熔体流动更加的平稳;同时熔体在流动过程中也不容易沉积和高温碳化;由于圆点式导流板的结构,介质在导流板面层流动,因此比传统的过滤器更易于清洗和反清洗;开机清洗时间比传统过滤器可以大大减少,清洗废料也可以大大减少。

  通过上述圆点式导流板的制备方法制备出来的圆点式导流板,可以很好的保证圆点式导流板的强度。

  图中:1-第一过滤毡层、2-第一多孔支撑板层、3-圆点式导流板、31-通孔、32-凸点、33-间隙、34-上板层、35-下板层、4-中心熔体分配环、5-焊接封边层、6-第二多孔支撑板层、7-第二过滤毡层、8-封边圈、9卡盘、10导向块、11顶针、12车刀。

  实施例一:如图4所示,本实施例公开一种圆点式导流板3,包括中心设置有通孔31的环形板体;其特征在于:所述环形板体由上板层34和下板层35构成,该上板层34和下板层35外表面处均布置有凸点32,且相邻凸点32之间留有间隙33,该间隙33形成供熔体流动的空间;所述凸点32呈椭球体形。其中本实施中,环形板体1厚度为3.0mm,通孔31的孔径为80mm,凸点32高度为1mm,各凸点32之间的间隙33为3mm,凸点32底部长轴为2.5mm,顶部圆角弧度为r的取值为0.3mm。

  实施例二:本实施例与实施例一的区别在于:其中为了使导流板阻流更小,在上板层和下板层外表面上设有光滑面涂层。其中光滑面涂层可以为通过微弧氧化技术形成的微弧氧化层,或通过电泳技术形成的电泳层,或通过电镀技术形成的电镀层,或抛光技术形成的抛光层。通过光滑面涂层的设置可以使得流阻变小。

  实施例三:本实施例相对于实施例一的主要区别在于:其中环形板体1厚度为6.0mm,通孔31的孔径为90mm,凸点32高度为1.5mm,各凸点32之间的间隙33为8mm,凸点32底部长轴为4.5mm,顶部圆角弧度为r的取值为1.0mm。

  4.0mm,通孔31的孔径为85mm,凸点32高度为1.1mm,各凸点32之间的间隙33为5mm,凸点32底部长轴为3.5mm,顶部圆角弧度为r的取值为0.6mm。

  实施例五:本实施相对于实施例一的主要区别在于:凸点322还可以为半球体形,该凸点322外形为底部大顶部小的半圆球结构(附图中未显示)。上板层3411和下板层3512外表面处均布置有凸点322,且相邻凸点322之间留有间隙333,该间隙333形成供熔体流动的空间;凸点322为半球体形,该凸点322外形为底部大顶部小的半圆球结构(附图中未显示)。其中半球体形的凸点322均通过冲压机和冲压模具冲压直接在上板层3411和下板层3512外表面冲压而成。这样可以保证整个导流板具有良好的机械强度,同时凸点322也可以相当于加强筋的作用。其中环形板体厚度为3.0mm,通孔31的孔径为80mm,凸点32高度为1mm,各凸点322之间的间隙33为3mm,凸点322底部直径为2.5mm,顶部圆角弧度为r的取值为0.3mm。

  实施例六:本实施相对于实施例四的主要区别在于:其中环形板体1厚度为6.0mm,通孔31的孔径为90mm,凸点322高度为1.5mm,各凸点322之间的间隙33为8mm,凸点322底部直径为4.5mm,顶部圆角弧度为r的取值为1.0mm。

  实施例七:本实施了相对于实施例四的主要区别在于:其中环形板体厚度1为4.0mm,通孔31的孔径为85mm,凸点322高度为1.1mm,各凸点32之间的间隙33为5mm,凸点322底部直径为3.5mm,顶部圆角弧度为r的取值为0.6mm。

  实施例八:如图1-3所示,本实施例公开了一种熔体过滤用碟形过滤器,包括框架和过滤层,所述过滤层由从上到下依次布置的第一过滤毡层1、第一多孔支撑板层2、第二多孔支撑板层6和第二过滤毡层7构成,其特征在于:还包括实施例一至实施例六中任一项所述的圆点式导流板3,该圆点式导流板3布置于第一多孔支撑板层2和第二多孔支撑板层6之间,且与第一多孔支撑板层2和第二多孔支撑板层6紧密贴合。其中第一不锈钢多孔支撑板上的孔洞分布与凸点32分布不对称,第二不锈钢多孔支撑板上的孔洞分布与凸点32分布不对称。多孔支撑板的孔洞分布方式与导流板上凸点32的圆点分布方式是不一致的,可以与导流板之间形成比较良好和稳定的介质流动的通道.

  具体的包括熔体过滤用碟形过滤器包括过滤层和框架,其中过滤层包括过滤毡层、圆点式导流板3层、多孔支撑板层,框架包括封边圈8、焊接封边层5和和中心熔体分配环4。过滤毡层、多孔板支撑层、圆点式导流板3层均为中间设置有相同直径空洞的圆盘型结构。在结构上从上到下依次为第一过滤毡层1、第一多孔支撑板层2、圆点式导流板3和第二多孔支撑板层6、第二过滤毡层7;第一过滤毡层1的底表面与第一多孔板层的上表面紧密贴合相接;而圆点导流板层上下表面又分别与第一多孔板支撑层的下表面和第二多孔支撑板层6的上表面紧密贴合相接;第二多孔支撑板的下表面与第二过滤毡层7的上表面紧密贴合相接。焊接封边层5是沿最外圈将第一过滤毡层1、第一多孔板支撑板层2、圆点导流板3、第二多孔支撑板层6、第二过滤毡层7通过焊接工艺焊接连接在一起。圆点导流板上下表面均匀设置有圆形式的凸点32。中心熔体分配环4是设置在空洞中心并与第一多孔板支撑板层2、第二多孔板支撑板层、圆点导流板层内环园面紧密相接并在内环面上均匀设置有出液孔,这些出液孔与圆点导流板、第一第二多孔支撑板层6之间形成的空隙相连通,构成过滤器的流动通道。所述的封边圈8为第一过滤毡层1和第二过滤毡层7内环面的封边结构。第一过滤毡层1、第一多孔支撑层与第二过滤毡层7、第二多孔支撑层以圆点导流板为中心上下

  其中不锈钢多孔板材料可以是201,301,320,430,304,316,316l。优选316和316l不锈钢。其中不锈钢多孔板孔洞可以是圆形,椭圆形,长条形,优选圆形,圆形直径优选0.6-1.5mm,板厚优选0.6-1.5mm。其中不锈钢多孔板上的孔洞为通孔,孔径一致,但同一孔上下面有一面孔径比另一面小,即每个孔均带有一定的锥度。其中孔洞在不锈钢多孔支撑板上的分布,优选梅花型均匀分布,并在内圆孔和外圆边缘留置3-6mm无孔区。

  第一不锈钢多孔支撑板上的孔洞分布与凸点分布不对称,第二不锈钢多孔支撑板上的孔洞分布与凸点分布不对称。

  实施例九:本实施例公开了一种熔体过滤用碟形过滤器制造方法,包括圆点式导流板3的制备,不锈钢多孔支撑板的制备,过滤毡的制备,及过滤器的整体装配;

  具体的圆点式导流板3的制备包括以下步骤:(1)按照上述任一项实施例中提出的圆点式导流板3设计制作对应的冲压模具,同时按照设计尺寸裁剪好圆形不锈钢板二块,不锈钢板采用单镜面;(2)将步骤(1)裁剪好的两块单块圆形不锈钢板依次放置到冲压机冲压模具上,不锈钢的镜面一面朝向冲压模具的阴面,并对其冲压,冲压后形成镜面的一面具有圆形凸点32,非镜面一面具有相对应圆形凹点的冲压板;(3)将步骤(2)得到的两块不锈钢冲压板边缘进行适当修整,以除去冲压板边缘的毛刺等缺陷。然后进行清理洗涤以除去其表面的油污,清理洗涤干净后吹干其表面的水分;(4)将上述步骤(3)得到的两块不锈钢冲压板凹点面相对应贴合并上下对齐,而后在其贴合处点焊做固定,然后放置入真空烧结炉进行烧结后得到烧结成一体的圆点式不锈钢导流板。在放入真空烧结炉时,在不锈钢冲压板上方表面覆盖一块0.5-1.5公斤的非金属耐高温材料。线

  pa,升温速率控制在5-8℃/min,升温至1200-1300℃后保温2-4小时。然后在真空维持状态下自然降温至100度以下,得到烧结成一体的圆点式不锈钢导流板。步骤(5):将步骤(4)放置在真空烧结炉内烧结成一体的圆点式不锈钢导流板在线

  pa下重新缓慢加热至450-500℃下保温30-50min进行应力消除和表面光亮处理,加热速率为1.5-2℃/min。然后在线度以下后取出得到表面光亮平整的圆点式不锈钢导流板成品。

  如图5所示,圆点式导流板的制备还包括衔接于步骤(4)后的步骤(4.1)导流板不圆度的加工调整:设置一数控车床,将步骤(4)得到的圆点式导流板放置在车床上的旋转工作台上,使圆点式导流板跟随旋转工作台旋转,同时将车刀12靠近圆点式导流板,对圆点式导流板外边缘进行修正。具体的车床结构可以为:工作台上设有卡盘9,卡盘9上设有导向块10,圆点式导流板放置在导向块10上,同时通过带有锥度顶针11将圆点式导流板固定在导向块10上,使得圆点式导流板可跟随工作台旋转,车床上还设有车刀12,该车刀12设置在圆点式导流板外周缘处,当圆点式导流板旋转时,车刀12靠近并固定在指定位置,对圆点式导流板外周缘并对其切削来对导流板外周缘的不圆度来加工调整。

  不锈钢多孔支撑板的制备包括以下步骤:不锈钢多孔板制作采用行业内精密度较高的化学蚀刻工艺:按设计图下料—表面清洗干燥—感光油墨—固化干燥—图案曝光—图案显影—修整—化学蚀刻—清洗—表面氮化硬化处理—检验。其中不锈钢多孔板材料可以是201,301,320,430,304,316,316l。优选316和316l不锈钢。其中不锈钢多孔板孔形可以是圆形,椭圆形,长条形,优选圆形,圆形直径优选0.6-1.5mm,板厚优选0.6-1.5mm。其中不锈钢多孔板上的孔洞为通孔31,孔径一致,优选梅花型均匀分布,并在内圆孔和外圆边缘留置

  其中化学蚀刻工艺之前通过板面冷轧增硬工艺对其板面进行加工,所述在化学蚀刻工艺后采用不圆度加工工艺对锈钢多孔支撑板进行加工,其中不圆度加工工艺与圆点式导流板制备步骤(4.1)的不圆度的加工工艺相同。

  不锈钢多孔板除了采用传统的化学蚀刻工艺外,增加了两个板面增硬工艺,使得多孔板强度大为提升。不圆度加工调整采用与上述圆点式导流板相同的加工工装加工,控制外圆周不圆度。不锈钢多孔板由于比较薄,强度不够,在使用过程中往往容易变形。板面采用高压冷轧工艺,将初始原料板厚度冷轧压缩,将板面布氏硬度提升。增加了不锈钢多孔板的强度。

  过滤毡的制备包括以下步骤:(1)在隔层上,选用细度为12um~40um,长度为60mm~80mm的金属纤维进行无序叠加平铺,平铺叠加厚度至14cm~16cm,纤维克重控制在4200g/m2~4800g/m2;(2)将步骤1中平铺纤维层通过耐温无机或稀土材料隔层送至真空烧结炉进行真空烧结,升温速率控制在2-5℃/min,在1000℃~1300℃的温度下保温时间为5~8小时,线)烧结完成后,通入氩气惰性气体进行冷却到室温,烧结后形成的金属纤维层厚度1.5mm~2.3mm;(4)采用压机把烧结为一体的金属纤维毡平整并压制到的0.8mm~1.5mm厚度,即得到了表面光滑高强度烧结金属纤维过滤材料;(5)按图纸裁剪出一圆形过滤毡,并对内孔圆进行不锈钢包边,包边宽度为5.0-8.0mm。其中不锈钢过滤毡材料选用210,301,320,430,304,316,316l优选316牌号的;其中不锈钢过滤毡过滤精度为5-20μm;其中不锈钢过滤毡孔隙率大于40%。

  过滤器的整体装配包括:将制作的圆点式导流板3在上下两侧各放一张制作完成的不锈钢多孔支撑板,并上下整体对齐,然后采取了激光焊接固定成一个过滤器骨架;在所述过滤器骨架上下两侧对齐各放一片制作的过滤毡,然后一起放入特定模具中,再外圆周一圈通过激光焊焊接成一体,以制作完成一个熔体过滤用碟形过滤器。

  过滤器应力消除和表面光亮处理,步骤如下:将制作完成的熔体过滤用碟形过滤器在线

  pa下重新缓慢加热至450-500℃下保温30-50min,进行过滤器的内部应力消除和表面光亮处理,加热速率为1.5-2℃/min。然后在线度以下后取出得到表面光亮平整的过滤器成品。

  上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

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