專利名稱：微孔金屬過(guò)濾元件及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(guò)濾元件及其制造方法。
已有的金屬制的微粒過(guò)濾元件，有在膜的表面附著金屬層，并用X光照射獲得的使用多孔質(zhì)膜的過(guò)濾器和凈水器；有用不銹鋼類金屬微粒金屬細(xì)管經(jīng)燒結(jié)制成的多孔金屬基片過(guò)濾器；有用不銹鋼類金屬細(xì)線集合體，經(jīng)燒結(jié)、壓延、充填氧化鐵粉末、氫氣還原制得的金屬多孔體；有用在燒失性纖維中加入金屬粉和/或金屬纖維經(jīng)燒結(jié)獲得的多孔金屬燒結(jié)體；有用塑料微粒和輔料經(jīng)燒結(jié)制成的復(fù)合過(guò)濾管。上述金屬濾元，多數(shù)須采用金屬纖維或金屬細(xì)管，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造工藝也較復(fù)雜，而塑料濾元對(duì)使用溫度的適應(yīng)性較差。
鑒于此，本發(fā)明的目的就在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的且能復(fù)蘇再生的能去除微粒的金屬過(guò)濾元件及其制造方法。
本發(fā)明的微孔金屬過(guò)濾元件(參見(jiàn)附圖)，有由金屬包含鎳、鉻、鐵的微粒結(jié)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(gè)與金屬體相吻合的連接件。連接件可以是法蘭環(huán)、法蘭蓋、有接管的組合管。
上述球冠形的金屬體，可以是單側(cè)面是球冠形，可以是雙側(cè)面均為球冠形；球冠可以是小于半球，也可以是大于半球；球冠的周邊可以有法蘭環(huán)。
上述金屬體的濾孔的孔徑可以是0.1～10微米。
本發(fā)明的微孔金屬過(guò)濾元件的制法，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(jié)劑0.5～5、燒結(jié)劑5～10混合，經(jīng)成形、燒結(jié)制成。
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(jié)劑可以是聚乙烯醇或酚醛樹(shù)脂，燒結(jié)劑可以是氫化鈦或氯化銨。
本發(fā)明將各組份配料混合成形后，在燒結(jié)時(shí)使助孔劑、粘結(jié)劑、燒結(jié)劑燃燒消失，金屬微粒結(jié)成過(guò)濾體，在金屬微粒間的助孔劑、粘結(jié)劑、燒結(jié)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(gòu)成過(guò)濾通道，無(wú)數(shù)的過(guò)濾通道連通過(guò)濾體的雙側(cè)表面形成濾孔，成為過(guò)濾元件。
上述基料的組份及用量根據(jù)用途選用，金屬粉的粒度根據(jù)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(lái)使過(guò)濾體形成孔隙，其用量和粒度決定過(guò)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(guò)濾體。上述粘結(jié)劑具有使粉料成形的功能，燒結(jié)劑使助孔劑充分發(fā)揮作用，使過(guò)濾體獲得均勻的孔隙。此外，基料的用量越多，則過(guò)濾體的強(qiáng)度越高，但孔隙度會(huì)下降，孔徑會(huì)越大，因此各組份的用量需根據(jù)用途選擇確定。
本發(fā)明的微孔金屬過(guò)濾元件及其制造方法，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果。
一、本發(fā)明用金屬粉燒結(jié)制成，不用金屬纖維，也不用骨架式的支撐體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝簡(jiǎn)單，可制成所需的各種幾何形狀。其中，可制成徑向尺寸大于20毫米的管形過(guò)濾元件。其應(yīng)用范圍廣。
二、本發(fā)明采用鎳、鉻等金屬粉制成，具有不銹鋼金屬的性能，可耐高溫、耐低溫、耐腐蝕，強(qiáng)度較高，其抗剪強(qiáng)度達(dá)0.6～1.3MPa，可適用的溫度為-50～180℃，可適用于酸、堿類腐蝕性介質(zhì)，其適用領(lǐng)域?qū)挕?br> 三、本發(fā)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(jìn)入濾孔，或僅進(jìn)入濾孔的淺表部，而不能進(jìn)入濾道，因此，可用氣流反吹法，清除過(guò)濾時(shí)附著在外表面上的微粒雜物，使過(guò)濾元件得以復(fù)蘇再生，恢復(fù)而保持過(guò)濾功能，使用壽命長(zhǎng)。
四、本發(fā)明中采用助孔劑、燒結(jié)劑使金屬微粒及濾孔濾道分布均勻、密度高，孔隙度高達(dá)35～45%。過(guò)濾效率可達(dá)99.99%。
五、本發(fā)明適用于氣相流體的過(guò)濾，可用于煙道氣、酸堿廢氣、汽車尾氣、燃油廢氣；制藥用氣、味精廠用氣、發(fā)酵用氣；浴場(chǎng)換氣、中央空調(diào)氣、賓館及別墅空調(diào)用等氣體過(guò)濾。
六、本發(fā)明適用于液相流體的過(guò)濾，可用于電子廠超純水、X光及電視熒光粉、電鍍液、感光用硫酸鋇、氯化鋇、花露水、絲織廠水質(zhì)、淀粉酶板框液，針劑洗瓶水、阿霉素發(fā)酵液、葡萄糖液、活性碳脫氣液、氯堿用鹽水、雙氧水質(zhì)、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(guò)濾。
七、本發(fā)明適用于三廢處理，可用于重金屬?gòu)U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(huán)水、浴場(chǎng)循環(huán)水等的過(guò)濾去污。
下面，再用實(shí)施例及其附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示呈管形。
圖2是圖1的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。顯示呈圓管形。
圖3是本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示呈棱管形。
圖4是圖3的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。顯示六棱管形。
圖5是圖1的一種端部結(jié)構(gòu)的示意圖。顯示端部為半球支座式的盲管結(jié)構(gòu)。
圖6是圖1的一種端部結(jié)構(gòu)的示意圖。顯示端部為堵頭支座式的盲管結(jié)構(gòu)。
圖7是圖1的一種端部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的示意圖。顯示端部為卡口焊接式或粘結(jié)式的接管。
圖9是本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示呈平面的板塊形。
圖10是本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示呈球冠曲面的板塊形。
圖11是圖9、10的左視結(jié)構(gòu)示意圖。顯示周邊為圓形。
圖12是圖9的另一種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖。
圖14是板塊形的金屬體與法蘭環(huán)式的連接件相連接的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例1本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件及其制法。其結(jié)構(gòu)如圖1、2、5、6所示。將粒徑為-400～+100目，按重量百分比計(jì)量的基料76、作助孔劑的氯化銅15、作粘結(jié)劑的酚醛樹(shù)脂4作燒結(jié)劑的氯化銨5，基料中鎳粉30、鎳鉻粉20、銅粉5、鐵粉45進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍b填入模具，用油壓機(jī)，在壓力為1～1.2噸/平方厘米下，壓縮成形，放入燒結(jié)爐，在800～1100℃溫度下，燒結(jié)制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(gòu)成，在金屬微粒之間有許多相互連通的孔隙構(gòu)成的過(guò)濾通道，這些過(guò)濾通道連通金屬體1的內(nèi)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(zhǎng)度為400毫米。在金屬體的一端可以制出與金屬體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)固裝接管8，也可以用焊接或粘接結(jié)構(gòu)固裝接管。上述接管可以是等徑管，也可以是變徑管。
使用時(shí)，將本發(fā)明裝設(shè)在殼體中構(gòu)成過(guò)濾器。介質(zhì)可以自管外，經(jīng)管壁的濾孔，流向管內(nèi)，介質(zhì)中的微粒雜質(zhì)被截留在管外，潔凈介質(zhì)從接管送出。清洗時(shí)，將壓力為0.1～0.2MPa的清洗氣體介質(zhì)從接管送入管內(nèi)，經(jīng)濾孔吹出，剝離附著在本發(fā)明上的微粒，也可以在用氣體清洗前，將本發(fā)明放入爐內(nèi)加熱到800℃，使附著在本發(fā)明上的微粒碳化，以恢復(fù)孔隙度。過(guò)濾流程和清潔流程也可以采用與上述相反的方向進(jìn)行。
本實(shí)施例可用于工業(yè)蒸汽及凝結(jié)水的除鐵、油的過(guò)濾，可用于污水處理的回收水過(guò)濾及其液固、氣固、氣液的分離元件。過(guò)濾時(shí)承受的壓差為0.1～0.5MPa。
實(shí)施例2本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件及其制法，其結(jié)構(gòu)如圖3、4、7所示，其結(jié)構(gòu)、制造方法和使用方法與實(shí)施例1基本相同。不同的是金屬體9為六棱管形，其接管10可采用焊接或粘結(jié)結(jié)構(gòu)與金屬體相連接。
實(shí)施例3本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件及其制法。其結(jié)構(gòu)如圖9、11、12、13、15所示。將粒徑為-400～+100目、按重量百分比計(jì)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(jié)劑的聚乙烯醇0.5，作燒結(jié)劑的氫化鈦5，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，裝入模具，用油壓機(jī)，在壓力為1.2～1.7噸/平方厘米下，壓縮成形，放入燒結(jié)爐，在1000～1300℃溫度下，燒結(jié)制成板塊形的金屬體11。金屬體內(nèi)微粒的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。過(guò)濾通道連通左側(cè)表面12和右側(cè)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，也可制成圓板，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(shè)在基板16上。也可以用結(jié)構(gòu)相同的兩個(gè)接管17、18和筒殼19，用螺紋結(jié)構(gòu)或焊接或粘接結(jié)構(gòu)制成組合管，將金屬體封裝在組合管中構(gòu)成。使用方法和清洗方法與實(shí)施例1基本相同。
本實(shí)施例可用于食用水的除菌、去除有機(jī)物及膠狀物的過(guò)濾；用于醫(yī)藥藥劑的雜質(zhì)、去除菌體物的過(guò)濾；用于酒及提取物的過(guò)濾；用作食品的各行各業(yè)的液固、氣固、氣液分離元件。
實(shí)施例4本發(fā)明的一種微孔金屬過(guò)濾元件及其制法，其結(jié)構(gòu)如圖10、14所示。其結(jié)構(gòu)和制造方法和使用方法與實(shí)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(huán)相焊接和粘接連接。當(dāng)介質(zhì)自球冠外表面21向內(nèi)表面22流動(dòng)過(guò)濾時(shí)，能承受較大壓力。
權(quán)利要求
1.微孔金屬過(guò)濾元件，其特征在于有由包含鎳、鉻、鐵的微粒結(jié)成的孔隙連通成濾孔的金屬體。
2.如權(quán)利要求1所述的微孔金屬過(guò)濾元件，其特征在于所說(shuō)的金屬體呈管形。
3.如權(quán)利要求1所述的微孔金屬過(guò)濾元件，其特征在所說(shuō)的金屬體呈板塊形。
4.如權(quán)利要求2所述的微孔金屬過(guò)濾元件，其特征在于所說(shuō)的管形的金屬體的橫截面外形呈圓形或多邊形。
5.如權(quán)利要求3所述的微孔金屬過(guò)濾元件，其特征在于所說(shuō)的板塊形的金屬體呈平面形或球冠形。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4、5任一所述的微孔金屬過(guò)濾元件，其特征在于所說(shuō)的濾孔的孔徑為0.1～10微米。
7.微孔金屬過(guò)濾元件的制法，其特征在于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(jié)劑0.5～5，燒結(jié)劑5～10混合，經(jīng)成形、燒結(jié)制成。
8.如權(quán)利要求7所述的微孔金屬過(guò)濾元件的制法，其特征在于所說(shuō)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(quán)利要求7或8所述微孔金屬過(guò)濾元件的制法，其特征在于所說(shuō)的助孔劑是氧化鋁，粘結(jié)劑是聚乙烯醇、燒結(jié)劑是氫化鈦。
10.如權(quán)利要求7或8所述的微孔金屬過(guò)濾元件的制法，其特征在于所說(shuō)的助孔劑是氯化銅、粘結(jié)劑是酚醛樹(shù)脂，燒結(jié)劑是氯化銨。
全文摘要
本發(fā)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(guò)濾元件及其制造方法。有由包含鎳、鉻、鐵的微粒結(jié)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(jié)劑0.5～5，燒結(jié)劑5～10混合，經(jīng)成型，燒結(jié)制成。其濾孔孔徑為0.1～10微米，孔隙度為35～40％，過(guò)濾效率可達(dá)99.99％，可用氣體反吹復(fù)蘇過(guò)濾功能。
文檔編號(hào)B22F3/10GK1104945SQ9411193
公開(kāi)日1995年7月12日 申請(qǐng)日期1994年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月19日
發(fā)明者楊天壽 申請(qǐng)人:楊天壽