專利名稱：集成式高效氣體凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種從氣體或蒸汽中分離粒子的設(shè)備，具體涉及一種集成式高效氣體凈化裝置。
背景技術(shù)：
抗生素、酶制品、核黃素、味精、檸檬酸等生物制品發(fā)酵生產(chǎn)都需要大量的無菌空氣，要裝備龐大的壓縮空氣處理系統(tǒng)。通常，空氣壓縮機將空氣增壓后要降溫、除水、除油然后進入總過濾器，它是一個大流量的粗過濾器。粗濾后的壓縮空氣經(jīng)過管道要分流到中效預(yù)過濾器和高效主過濾器。為避免事故引發(fā)的反壓和發(fā)酵液倒料污染主過濾器，通常在主過濾器后面安裝一個止逆裝置(止逆閥)。發(fā)酵罐定期要進行消毒，消毒蒸汽需經(jīng)過凈化處理，于是需安裝一個蒸汽過濾器，以保護預(yù)過濾器和主過濾器。用戶將這些設(shè)備購置后，要進行安裝，形成較復(fù)雜的管網(wǎng)系統(tǒng)，管道長、閥門多、阻力大、操作不方便。。
無菌空氣產(chǎn)生過程中，預(yù)過濾和主過濾最為重要。濾芯精度和效率要求當(dāng)然重要，濾芯的安裝也很重要。折疊膜式管狀濾芯常用硅橡膠或氟橡膠O型圈密封，但消毒次數(shù)一般不能超過70次，一次消毒時間不超過30分鐘，否則會造成橡膠圈老化和變形，達不到密封要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命長，并且用一個裝置就可以實現(xiàn)從粗濾，預(yù)濾，到精濾的安全、可靠、節(jié)能除菌裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下由六個部分集成高效氣體凈化裝置。這六個部分為(1)主過濾、(2)預(yù)過濾、(3)粗過濾、(4)消毒蒸汽或壓縮空氣進氣的旋風(fēng)除塵、(5)止逆閥、(6)裝置殼體、進出口管道及蒸汽進口管道。
主過濾部分包括高效微孔濾芯(用金屬框架支撐)，該濾芯安裝固定在主過濾管板和壓板上。濾芯和管板之間用冷焊(冷擠壓)密封，同時保留傳統(tǒng)的氟橡膠或硅橡膠O型圈密封。冷焊密封的實施和拆裝都很簡單方便，它比較徹底地解決了濾芯的密封問題。主過濾濾芯所用的濾膜為高分子材料。因強度的要求，采用不銹鋼網(wǎng)支撐。主過濾濾芯上懸，有助于排水和排塵。預(yù)過濾部分包括中效微孔濾芯，它安裝固定在預(yù)過濾管板和壓板上。密封方式同于主過濾濾芯和管板之間的密封，但采用的是硅橡膠O型圈。預(yù)過濾濾芯采用經(jīng)高分子材料預(yù)處理的耐水玻璃纖維紙。粗過濾部分包括初效微孔粗濾濾芯，它安裝固定在管板和壓板之間。粗濾芯內(nèi)進氣口朝下，粗濾芯和預(yù)過濾濾芯可以共用一塊壓板。粗濾芯是用不銹鋼細網(wǎng)和多孔高分子聚合物制作的。粗過濾器同時作為蒸汽過濾器。當(dāng)壓縮空氣已經(jīng)經(jīng)過總過濾器(大的粗過濾器)，該裝置也可以不要粗濾，這時需有一個單獨的蒸汽過濾濾芯。為了去掉壓縮空氣管道上的銹蝕物和水珠，可以加一個同流旋風(fēng)分離器，它是由導(dǎo)向葉片、導(dǎo)向螺旋、擴壓管和排污管組成。
采用粗濾作為消毒蒸汽的過濾，同時以蒸汽進氣管為外殼安裝一個同流旋風(fēng)分離器，由蒸汽導(dǎo)向葉片、導(dǎo)向螺旋、擴壓管和排污管構(gòu)成。止逆閥安裝在集成裝置的出氣管道內(nèi)，管道同時是止逆閥的外殼。止逆閥的滑塊用聚四氟乙烯制作，能耐150℃高溫并具有很小的摩擦系數(shù)。浮子上裝有鋁制滑道，滑道和滑塊在止逆閥工作時作相對運動。浮子外形平滑，除了和浮子座相配合的錐角外，外部沒有突變處。浮子、浮子座、滑塊的軸中心相互重合。浮子的重量應(yīng)足夠地輕，設(shè)計的止逆閥壓力損失≤0.005Mpa。


圖1集成式高效氣體凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖其中1氣體出口管2止逆閥滑塊3止逆閥浮子4止逆閥閥座5主過濾管板6主過濾濾芯
7主過濾濾芯壓板 8上外殼 9預(yù)過濾管板10預(yù)過濾濾芯11下外殼12預(yù)過濾和粗過濾濾芯壓板 13粗過濾濾芯14粗過濾管板15蒸汽進氣管 16導(dǎo)向葉片17導(dǎo)向螺旋 18擴壓器 19蒸汽排污管20排污口21進氣管 22支架具體實施方式
以下參照附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明如圖1所示，裝置的最上方是已經(jīng)凈化了的無菌空氣出氣管1，出氣管1同時又是止逆閥的外殼。止逆閥浮子3，止逆閥滑塊2，止逆閥閥座4和出氣管1有共同的中心軸線，共同組成止逆閥。在止逆閥浮子3的下方裝置有止逆閥閥座4，在止逆閥閥座4上的開口是止逆閥氣體入口。止逆閥浮子3上的滑道和滑塊2為滑動配合，可以穩(wěn)定地相對滑動。止逆閥浮子3和止逆閥閥座4的錐面配合能夠密封液體。
止逆閥的下面是主過濾管板5，在它下面設(shè)置多根主過濾濾芯6，采用冷焊密封，同時使用通用的氟橡膠或硅橡膠O型圈密封。主過濾濾芯6是由過濾精度為0.01微米，對細菌過濾效率達99.9999％的多孔微孔膜制成。主過濾壓板7固緊主過濾濾芯6。主過濾下面是預(yù)過濾，在預(yù)過濾管板9上安放預(yù)過濾濾芯10，密封方式和主過濾一樣。壓板12將它們壓緊。預(yù)過濾是由過濾精度為0.3微米，對細菌過濾效率達99％的多孔微孔膜制成。主過濾管板5和預(yù)過濾管板9不和裝置的上下外殼8和11做成一體。在管板5和管板9上安裝濾芯6和10時，都在裝置外進行，安裝濾芯后再裝入外殼內(nèi)。上外殼8和主過濾管板5固定好后，在拆換預(yù)過濾時，不要將它們分開，以保護主過濾濾芯不受損傷。
粗過濾濾芯13裝在裝置下外殼11中部固定的管板14上，用橡膠圈密封。在精確進行尺寸設(shè)計和精心制作的情況下，可同時用預(yù)過濾壓板12做粗過濾壓板。粗過濾濾芯13的過濾精度為2微米，可同時作為蒸汽過濾器。消毒蒸汽在進入蒸汽過濾(粗濾)前先經(jīng)旋風(fēng)分離，去除大顆粒物體和霧滴。蒸汽進氣管15同時是旋風(fēng)分離殼體，在它中間是蒸汽導(dǎo)向葉片16，蒸汽導(dǎo)向螺旋17和蒸汽擴壓器18。蒸汽排污管19可將分離出來的塵?；蛩樗偷窖b置排污口20。其中導(dǎo)向葉片16的傾斜角為25-30°，蒸汽導(dǎo)向螺旋17為定直徑螺旋，螺旋角為4-8°，蒸汽擴壓器18設(shè)計為類似文丘里管的喉部和擴壓管，擴壓管的擴壓角為6-7°，喉部長度和擴壓器18的進口直徑相近似。
該裝置的工作過程如下空氣壓縮機將空氣增壓到要求值，壓縮空氣降溫，去油去水后即可通過進氣管21進入集成式高效氣體凈化裝置。首先通過粗過濾濾芯13，進入粗過濾室，通過預(yù)過濾濾芯10，進入預(yù)過濾室，進入主過濾室的壓縮空氣已有99％以上細菌被過濾掉，壓縮空氣經(jīng)主過濾濾芯后，剩下不到1％的細菌又有99.9999％被過濾掉。因此，主過濾凈化的氣體幾乎100％的細菌被濾除掉，成為無菌氣體，無菌氣體將止逆閥浮子3浮起，浮動的浮子3上的鋁制滑道沿著固定的聚四氟乙烯滑塊上下移動，使浮子3上浮時垂直向上，已凈化的氣體通過止逆閥閥座4的開口從凈化氣體出口管1排向發(fā)酵罐。下沉?xí)r垂直落在止逆閥閥座4中，封住其開口。新穎合理的設(shè)計，靈活可靠的運動，可有效地防止反壓、倒罐，保護過濾器不受損壞，并有利于停電期間的發(fā)酵罐保壓。
用蒸汽消毒時，由于蒸汽中常夾帶水垢顆粒和水分，需要進行預(yù)凈化再進入氣體凈化裝置?？捎脡航递^小的同流旋風(fēng)分離器去水和較大粒子。蒸汽導(dǎo)向葉片16和蒸汽導(dǎo)向螺旋17給蒸汽施加離心力，再經(jīng)擴壓管18，水份和較大粒子被分離出去后經(jīng)蒸汽排污管19落入排污口20。蒸汽經(jīng)粗過濾后再進入預(yù)過濾、主過濾和止逆閥。
使用本裝置用戶可省略各種凈化和保護裝置之間的復(fù)雜連接，節(jié)省人力、物力和能源。主、預(yù)過濾濾芯和管板之間采用冷焊及橡膠O型圈雙重密封，可以大大延長過濾器的工作壽命。這將為制藥廠、味精廠和酶制劑品廠等大規(guī)模生物工程及其它要求空氣特別潔凈的單位提供了高效、可靠、節(jié)能、使用方便的空氣除菌設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種集成式高效氣體凈化裝置，包括上外殼(8)、下外殼(11)和安裝在上外殼(8)頂部的氣體出口管(1)和安裝在下外殼(11)下部一側(cè)的進氣管(21)，及安裝在下外殼(11)底部的支架(22)和排污口(20)，其特征在于在氣體出口管(1)的內(nèi)腔還裝置有組成止逆閥的止逆閥浮子(3)和止逆閥滑塊(2)，在止逆閥浮子(3)的下方裝置有止逆閥閥座(4)，止逆閥閥座(4)的開口是止逆閥氣體進口；多個主過濾濾芯(6)的上端與主過濾管板(5)連接，其下端與主過濾濾芯壓板(7)連接；預(yù)過濾濾芯(10)的上端與預(yù)過濾管板(9)連接，其下端與預(yù)過濾和粗過濾濾芯壓板(12)連接；粗過濾濾芯(13)的上端與預(yù)過濾和粗過濾濾芯壓板(12)連接，其下端與粗過濾管板(14)連接；主過濾管板(5)連接在氣體出口管(1)和上外殼(8)之間，預(yù)過濾管板(9)連接在上外殼(8)和下外殼(11)之間；在下外殼(11)下部一側(cè)裝置有蒸汽進氣管(15)，在進氣管(15)的內(nèi)腔裝置有導(dǎo)向葉片(16)、導(dǎo)向螺旋(17)和擴壓器(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式高效氣體凈化裝置，其特征在于在主過濾管板(5)和主過濾濾芯(6)之間采用O型圈和冷焊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式高效氣體凈化裝置，其特征在于在預(yù)過濾管板(9)和預(yù)過濾濾芯(10)之間采用O型圈和冷焊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式高效氣體凈化裝置，其特征在于導(dǎo)向葉片(16)的傾斜角為25-30°；導(dǎo)向螺旋(17)為定直徑螺旋，螺旋角為4-8°；擴壓器(18)設(shè)計為類似文丘里管的喉部和擴壓管，其擴壓角為6-7°，喉部長度和擴壓器(18)的進口直徑相近似。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式高效氣體凈化裝置，其特征在于在蒸汽進氣管(15)的末端裝置有蒸汽排污管(19)；蒸汽排污管(19)的出口靠近氣體凈化裝置排污口(20)。
專利摘要本實用新型屬于一種將高效主過濾器、中效預(yù)過濾器、處理消毒蒸汽的同流旋風(fēng)分離器和初效粗過濾器以及預(yù)防倒流保護主過濾器的止逆閥集成一體的高效氣體凈化裝置。使用這種凈化裝置用戶就不用進行各種凈化裝置和保護裝置之間復(fù)雜連接，節(jié)省人力，物力，又節(jié)省能源。主，預(yù)過濾濾芯和管板間采用冷焊及橡膠O圈雙重密封，可以大大延長過濾器的工作壽命。緊湊的結(jié)構(gòu)，良好的密封技術(shù)，特別長久的工作壽命，為制藥廠，味精廠，酶制品廠等大規(guī)模生物工程及其它要求空氣特別潔凈的單位提供了高效、可靠、節(jié)能、使用方便的空氣除菌設(shè)備。
文檔編號B01D50/00GK2638827SQ0325845
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者周宗嫻 申請人:周宗嫻