專利名稱：一種微孔板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多孔制品，尤其涉及一種用于化工、輕工、冶金、 建材、運輸?shù)裙I(yè)部門生產(chǎn)上氣固與液固等非均相操作(如混和、分 離、吸附、輸送、反應等)中的微孔板。
背景技術：
在化工、輕工、冶金、建材與運輸?shù)裙I(yè)部門，液固與氣固等非 均相操作(如混和、分離、吸附、輸送、反應等)很普遍，在這些操 作中大多需要一種剛性或亞剛性微孔板，流體能穿過微孔板流動，而 固體必須擋在微孔板表面，微孔板的表面毛細孔必須分布比較均勻， 流體通過毛細孔流速要穩(wěn)定，方能使所有非均相操作速率與操作效率 維持較高數(shù)值。
最近三十年發(fā)展起來各種毛細孔徑很小的剛性或亞剛性微孔板 為氣固與液固非均相系統(tǒng)提供一種流體分布比較均勻，可阻擋細顆粒 的微孔板，已獲得越來越多應用。最近十多年，超細粉體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 使粉體顆粒愈來愈細，超細粉體細顆粒極易堵塞在微孔板的毛細孔 內，使板的阻力快速增加，使用壽命減少，操作成本上升，經(jīng)過研究 發(fā)現(xiàn)如用高壓氣體或液體對已堵塞的微孔板進行快速反吹，可使微孔 板的阻力顯著下降，滲透性能快速恢復，這種"反吹再生"技術已成 為簡易高效的再生措施，但對尺寸較大，外表面不允許加支撐肋的微 孔板很難采用，因為反吹時會使較大尺寸的微孔板很快嚴重變形，導 致破裂。如圖1所示，為現(xiàn)有技術的一種微孔板的結構和受壓變形示意圖，l為變形前的微孔板，2為變形后的微孔板，3為高壓流體進， 4為高壓流體出，5為剪切面。該微孔板用于非均相操作系統(tǒng)，流體 通過微孔板的流動模型均是一表面進，另一表面出。無法承受高壓流 體反吹，因為流體從一面進另一面出的高壓反吹時，整個平面同時大 面積受力，使微孔板承受總力非常大的彎應力與切應力，微孔板極容 易向外鼓凸變形，使微孔板四周固定面邊緣易被剪切破裂。
為了防止變形與破裂，國內外曾開發(fā)出在微孔板內夾-一層多孔金 屬板，形成三明治型的夾層微孔板，該方法如用于尺寸不太大的微孔
板，可基本防止變形與破裂。但有以下缺陷由于基體材料與金屬多
孔板的膨脹系數(shù)不同，導致金屬板與基體分層，夾層板失去加強作用， 尤其當微孔板尺寸超過1米時，情況更嚴重。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種任何尺寸與任何 形狀均能承受高壓快速反吹的微孔板。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是這樣的 一種 微孔板，在整體的微孔板中設有若干條暗流通道，流體首先從暗流通 道進入和經(jīng)過，再從微孔板的微孔面出來。
本發(fā)明的有益效果是由于這些暗流通道使微孔板在氣固與液固 各種非均相操作中的流體通過微孔板的流動模式與微孔板受力結構 發(fā)生質的改變，壓力在整體的微孔板中被相互抵消，沒有直接作用在 微孔板的平面上，其耐壓能力可大大提高，即可承受高壓差流體，不 變形，不破裂，非均相系統(tǒng)中固體的顆粒不易長期堵塞在微孔板的毛 細孔內，微孔板可用簡易高壓氣體反吹再生，大大延長了使用壽命。


圖1為現(xiàn)有技術的一種微孔板的結構和受壓變形示意圖； 圖2為本發(fā)明的實施例1的結構示意圖； 圖3為圖2的A-A剖視圖； 圖4為圖2的流體流向示意圖； 圖5為圖3的流體流向示意圖6為本發(fā)明的實施例2的結構示意圖7為圖6的B-B剖視圖8為本發(fā)明的實施例3的結構示意圖9為本發(fā)明的實施例4的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
本發(fā)明的微孔板由金屬類或無機類或高分子類基本材質的粉末 或分散纖維，通過加熱燒結法制成。也可由濾布或濾網(wǎng)或濾紙通過通 過粘結壓制法或先粘結后燒結制成。還可由金屬類或無機類或高分子 類基本材質的粉末或分散纖維與濾布或濾網(wǎng)或濾紙混合后先粘結后 燒結制成。其結構是在整體的微孔板中設有若干條暗流通道，流體首 先從暗流通道進入和經(jīng)過，再從微孔板的微孔面出來。
如圖2-5所示，為一種微孔板的實施例l，是在整體的微孔板6 中設有若干條與微孔板6的板面(上面8和下面9)平行的暗流通道 7，流體首先從側面進入暗流通道7，再從微孔板6的一面(上面8 或下面9)出來，即有一面不滲透流體。也可同時從兩面(上面8和 下面9)出來，即有兩面均可滲透流體(微孔面)。所述的暗流通道7 一維平行排列，暗流通道7的軸線為直線。所述的暗流通道7的截面 形狀為圓形，也可為橢圓形、正方形、矩形、三角形或其他形狀。如圖6-7所示，為一種微孔板的實施例2，所述的暗流通道為二 維互相連通的網(wǎng)狀排列，即由橫向排列的暗流通道12和縱向排列的 暗流通道13交叉而成，暗流通道的軸線也為直線。下面為一個具體 的實施方案原料為超高分子聚乙烯粉，用1700X1700X25mm的模 具制造1700X1700X25mm剛性微孔板，模具內安放縱橫各為50根， 直徑為10mm的暗流通道的模管，經(jīng)加熱燒結制成1700X1700X25具 有縱橫正交內孔直徑為10mm的網(wǎng)狀暗流通道，板上下兩面均能滲流 的正方形剛性高分子微孔板。作為另一種結構，在微孔板6的一面還 設有通孔14與暗流通道7連通，使流體可以從微孔板6的一面進入， 經(jīng)過暗流通道7后從另一面出來。
如圖8所示，為一種微孔板的實施例3，所述的微孔板制成圓管。 下面為一個具體的實施方案在直徑為4> lOOOram，高為1500mm的圓 筒形模具腔內裝入高密度聚乙烯和成孔劑。制成直徑為小1000mm，高 為1500mra，厚為30mm的圓筒形微孔筒，微孔筒外表面不滲透流體， 內表面可滲流體，在圓筒形模具內裝入中心距為25mm，直徑為4)12mm 縱向立管，橫向為圓形的圓筒網(wǎng)形的暗流通道模具，經(jīng)加熱成型、脫 模、最后制成4> 1000X 1500X30mm的外表面不滲透，內表面能滲透， 板內有網(wǎng)狀交叉4) 12mm內孔的微孔筒。
如圖9所示，為一種1t孔板的實施例4，所述的微孔板制成弧形 板，暗流通道為二維互相連通的網(wǎng)狀排列，沿弧形板的軸向布置的暗 流通道的軸線為直線，沿弧形板的周向布置的暗流通道的軸線為弧 線。下面為一個具體的實施方案在一曲率半徑為R850mm，弓弦長 為1000mm，高為1500mm，空隙寬為30mm模具內，裝入能形成孔徑為 cH0mm，孔中心距為25mm縱橫正交的網(wǎng)狀暗流通道模具，然后將按一定比例配方混和石英粉、丙綸纖維粉、粘合劑和成孔劑等混合粉裝 入模具、壓實，再加熱至一定溫度，保持一定時間，冷卻脫模即制得 與模具內腔尺寸基本一致的弧形微孔板，該板內外兩面均可滲透流 體。
當然，所述的微孔板還可制成上下曲率半徑不同的錐形曲面板或 錐形管等其他各種形狀。
以上實施例中，由于高壓流體通過微孔板基體向外滲透和噴流前 是先分散到許多小直徑暗流通道內，由所有暗流通道內壁承受高壓流 體壓力。而圖1所示的微孔板當高壓流體通過微孔板向外滲透和噴流 時，是由微孔板所有面積基體受力，因此本發(fā)明的微孔板承受高壓流
體的壓力要小得多。如果圖1所示的的微孔板受力直徑為D，而同樣 外形尺寸，同樣形狀，同樣基材和同樣微孔孔徑的本發(fā)明的微孔板的 暗流通道直徑為d，則本發(fā)明的微孔板承受的彎應力只有圖1所示的
微孔板的f^〕。如果￡> = 500mm ， d = 20mw ， 則
、D乂
,^、 、萬乂
20
、
0.0016，如果圖1所示的微孔板的受力直徑為
500mm，只能承受0. 005MPa流體壓力，而同樣形狀與尺寸微孔板制成 內部有許多直徑為20mm的暗流通道，則可承受的壓力可提高600多 倍，即可承受3MPa壓力，其實只要流體有l(wèi)MPa壓力進行反吹再生， 該微孔板就基本上達到99%以上的再生效率，微孔板的使用壽命就非 常長。
本發(fā)明的微孔板內部要制成相當多的暗流通道，暗流通道的尺寸 與排列應符合以下二要求
1、 流體從微孔板表面進出必須能沿板表面均勻滲透，而不能某些區(qū)域流量很大，另些區(qū)域流量很小。
2、 高壓流體進入微孔板內暗流通道時，不能出現(xiàn)暗流通道附 近局部基體或大面積基體被撕裂現(xiàn)象。 要符合這兩要求，微孔板的暗流通道的設計必須同時滿足以下條件
dxi: = (0.5 0.7)xF， —d)〉41^，—力>4^ ， 其中 F為整個微孔板表面面積(cm2);
d為暗流通道內徑(對圓形)或暗流通道最大截面寬度(對非圓 形)(cm);
L為所有暗流通道的總長度(cm);
f為兩暗流通道之間的中心距(cm);
p為高壓流體壓力(kg/cm2);為微孔板基體的抗拉強度(kg/cm2);
H為微孔板的厚度(cm)。
權利要求
1、一種微孔板，其特征是在整體的微孔板中設有若干條暗流通道，流體首先從暗流通道進入和經(jīng)過，再從微孔板的微孔面出來。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種微孔板，其特征是所述的暗流 通道與微孔板的板面平行設置，流體首先從側面進入暗流通道，再從 微孔板的一面或兩面出來。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種微孔板，其特征是所述的暗流 通道與微孔板的板面平行設置，在微孔板的一面設有通孔與暗流通道 連通，流體從微孔板的一面進入，經(jīng)過暗流通道后從另一面出來。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種微孔板，其特征是所 述的微孔板由金屬類或無機類或高分子類基本材質的粉末或分散纖 維，通過加熱燒結法制成。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種微孔板，其特征是所 述的微孔板由濾布或濾網(wǎng)或濾紙通過通過粘結壓制法或先粘結后燒 結制成。
6、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種微孔板，其特征是所述的微孔板由金屬類或無機類或高分子類基本材質的粉末或分散纖 維與濾布或濾網(wǎng)或濾紙混合后先粘結后燒結制成。
7、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種微孔板，其特征是所述的暗流通道一維平行排列或二維互相連通的網(wǎng)狀排列。
8、 根據(jù)權利要求6所述的一種微孔板，其特征是 ""(0.5 0.7)xF，(卜力>4^，("-小41^ ， 其中F為整個微孔板表面面積(cm2);d為暗流通道內徑(對圓形)或暗流通道最大截面寬度(對非圓形)(cm);L為所有暗流通道的總長度(cm); /為兩暗流通道之間的中心距(cm); 為高壓流體壓力(kg/crn2);為微孔板基體的抗拉強度(kg/cm2); H為微孔板的厚度(cm)。
9、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種微孔板，其特征是所 述的暗流通道的截面形狀為圓形。
10、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種微孔板，其特征是所述的微孔板制成圓管或錐形管或弧形板或錐形曲面板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微孔板，在整體的微孔板中設有若干條暗流通道，流體首先從暗流通道進入和經(jīng)過，再從微孔板的微孔面出來。其有益效果是由于這些暗流通道使微孔板在氣固與液固各種非均相操作中的流體通過微孔板的流動模式與微孔板受力結構發(fā)生質的改變，壓力在整體的微孔板中被相互抵消，沒有直接作用在微孔板的平面上，其耐壓能力可大大提高，即可承受高壓差流體，不變形，不破裂，非均相系統(tǒng)中固體的顆粒不易長期堵塞在微孔板的毛細孔內，微孔板可用簡易高壓氣體反吹再生，大大延長了使用壽命。
文檔編號B01D39/20GK101433787SQ20081018481
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2008年11月28日
發(fā)明者宋顯洪 申請人:溫州市東甌微孔過濾有限公司