本發(fā)明屬于過濾分離設備，具體涉及一種壓差立式轉鼓過濾分離機。

背景技術：

精細分離，尤其是在分子級別上的分離，例如對生物質不同構成成分的分離，基本采用化學、物理兩大方法，化學法易于在規(guī)模生產上運用，但容易造成不應有的化學反應和化學毒性殘留，物理法主要使用板框式分子篩和小容積管式過濾器，可獲純天然高品質產品，但需反復停機沖洗濾膜導致間歇作業(yè)，且處理量小產能低，不能滿足規(guī)模生產的需要，工業(yè)生產中普遍使用的離心分離機有較強的分離能力，但難以實行分子級別的精細分離，產品質量檔次不高，其他如吸附法，成本高且限制性因素多，適應范圍狹窄。

技術實現要素：

本發(fā)明針對板框式分子篩和小容積管式過濾器及離心分離機的不足，提供了一種壓差立式轉鼓過濾分離機，其在分子級別分離上，改小容量間歇作業(yè)為大容量連續(xù)運轉，大大提高了過濾能力和分離效率，且適應范圍廣而成本低。

本發(fā)明技術方案：由密閉的直立圓斗形承壓外罐和罐內的承壓過濾轉鼓及罐外的自吸泵構成本裝置主體，其特征是：穿外罐上、下圓拱形端蓋的內徑分別垂直同心固定有上、下對應的中空短軸，該兩根中空短軸分別通過軸承與罐內轉鼓的上、下支承分別定位聯接，沿該上、下支承的外徑圍有夾套式濾斗，抵上、下支承內徑凹孔間嵌有亞鈴式長軸，固定在外罐上端蓋上的電機通過齒輪與罐內的轉鼓相聯接，該上端蓋另一側設有聯結管，經電磁閥與上中空短軸側向連通，該上中空短軸中設有注液管，經注液閥與外置的乙醇源相連通；罐外設有自吸泵，其輸入端管道側向穿入下中空短軸與轉鼓連通，該泵輸出端管道經單向閥與氣液分離器連通，該分離器上、下兩端分別與外罐上端蓋和下道工序連通；該裝置中的各電器件分別與外置的人機界面操控臺電路對應電連接。

所述外罐（1）垂直豎立，由圓斗（1.2）經法蘭與均為圓拱形的上端蓋（1.1）及下端蓋（1.3）垂直同心連接成密閉的圓斗形罐體。

所述圓斗（1.2）上部一側開孔設有管道經電動入料閥（1.2.1）與上道工序連通，另一側貼圓斗內壁設有料位儀（1.2.2），在該圓斗內壁上均布多道斜隔圈（1.2.3）。將該圓斗豎剖為均等的左、右兩半，然后以螺栓沿剖開線將之重新固定密封成完整的一體，即形成“半邊體式構造”，以利安裝和檢修。

所述上端蓋（1.1）為圓拱形，同心固定有上中空短軸（1.1.5），該短軸有一半長度從上端蓋內徑伸入外罐內，軸上設有臺階式軸承位與罐內轉鼓上支承內的軸承（2.1.2）定位聯接；該中空短軸中設有注液管（1.1.6），該管上行出該短軸經電動注液閥（1.1.7）與外置的乙醇源連通。該上端蓋的一側固定有變頻調速電機（1.1.2），其軸穿入罐內、軸端設有外齒輪（1.1.3）與轉鼓上支承上的外齒圈（2.1.3）相嚙合；該上端蓋的另一側設有聯接管（1.1.8），經電磁閥（1.1.9）與上中空短軸側向連通。

所述下端蓋（1.3）為鍋形，垂直同心固定有下中空短軸（1.3.1），該軸自下向上有一半長度從下端蓋內徑伸入罐內，軸上設有臺階式軸承位與下支承內的軸承（2.3.1）定位聯接；該短軸上軸端設有臺階、套有密封圈（1.3.2），并與下支承內徑上沿平齊；在該短軸貼及下端蓋內徑上沿位置的軸桿上，側向對稱開有兩個通透的出料孔（1.3.5）；該短軸下端口收縮成較小直徑，經電動出料閥（1.3.6）與下道工序連通。

所述轉鼓（2）由上支承（2.1）、亞鈴式長軸（2.2）、下支承（2.3）、夾套式濾斗（2.4）上下垂直同心連接構成，整體輪廓略小于外罐，置于外罐內中間位置。

所述亞鈴式長軸（2.2）的上下兩端均嵌入上、下支承的凹孔內，三者聯接定位成一體。該長軸上端設有內孔并側向對稱開有兩個通透的通氣孔（2.2.1），以連通轉鼓和上中空短軸；貼該內孔的下部、在該長軸上同心設一較小直徑圓孔與注液管（1.1.6）滑配銜接，側置密封圈（2.2.2）以防止來自注液管的乙醇側漏；自該小圓孔向下沿該長軸軸心設有輸液長孔（2.2.3），在該輸液長孔按上下等距、每錯開90°側向分別連通多根支管（2.2.4），該多根支管分別穿過夾層式濾斗與外罐連通；該長軸下端設有內孔并側向對稱開有兩個通透的排液孔（2.2.5），連通轉鼓和自吸泵輸入端管道（3. 1）。

所述上支承（2.1）為倒扣的盤狀，其內徑上部設有軸承室，內置軸承（2.1.2）與上中空短軸的軸承位定位聯接，該軸承室的外徑上固定有外齒圈（2.1.3）與電機軸端的外齒輪相嚙合；該上支承內徑下部設有凹孔，亞鈴式長軸（2.2）的上端嵌入凹孔內與之聯接定位；該上支承外徑與夾套式濾斗的上沿相固定。

所述下支承（2.3）為缽狀，其內徑上部設有凹孔，長軸的下端嵌入凹孔內與之聯接定位；該下支承內徑下部設有軸承室，內置軸承（2.3.1）與下中空短軸的軸承位定位聯接；該下支承外徑與夾套式濾斗的下沿相固定。

所述夾套式濾斗（2.4）為圓斗狀，由兩層不銹鋼篩板形成中空夾套、內置超濾膜構成。外層篩板上均布有多道平隔圈（2.4.1），其與外罐圓斗上的斜隔圈對應排列、交錯穿插，形成漿料有序流動的多層曲線通道。將該夾套式濾斗豎剖為左、右均等的兩半，然后以螺栓沿剖開線將之重新聯接密封成完整的一體，即形成“半邊體式構造”，以利于安裝和檢修。

所述自吸泵（3）工作壓力0.8Mpa，對氣、固、液三態(tài)混雜的漿料有很好的適應性，在一定真空度的條件下仍能保持穩(wěn)定的工作性能，作為本裝置的流體驅動器和氣壓施行器置于罐外。該泵輸入端管道（3.1）側向穿入下中空短軸內上行、至該軸上端口平齊固定，并通過排液孔（2.2.5）與轉鼓（2）連通；該泵輸出端管道經單向閥（3.2）與氣液分離器（3.3）連通。該氣液分離器頂部有輸氣管（3.3.1）與外罐上端蓋連通，該氣液分離器底部有管道經調壓閥（3.3.2）和流量計（3.3.3）與下道工序連通。

該壓差立式轉鼓過濾分離機中的壓力儀、電機、真空儀、注液閥、電磁閥、入料閥、料位儀、出料閥、自吸泵、調壓閥、流量計，均分別與外置的人機界面操控臺電路對應電連接。

本發(fā)明具有以下有益效果。

相較傳統(tǒng)的板筐式分子篩具有不停歇連續(xù)運轉的優(yōu)勢。

相較現有的小容量管式過濾器具有處理量大、產能高的優(yōu)勢。

相較普遍使用的離心分離機具有精細分離能力強、產成品純度高的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本裝置結構示意圖。

圖2為本裝置沿垂直中心線局部爆炸圖。

圖中標號：

1外罐；1.1上端蓋；1. 1. 1壓力儀；1. 1. 2電機；1. 1. 3外齒輪；1. 1. 4真空儀；1. 1. 5上中空短軸；1. 1. 6注液管；1. 1. 7注液閥；1. 1. 8聯接管；1. 1. 9電磁閥；1. 1. 10安全閥；1. 2圓斗；1. 2. 1入料閥；1. 2. 2料位儀；1. 2. 3斜隔圈；1. 3下端蓋；1. 3. 1下中空短軸；1. 3. 2密封圈；1. 3. 3密封圈；1. 3. 4密封圈；1. 3. 5出料孔；1. 3. 6出料閥；

2轉鼓；2. 1上支承；2. 1. 1軸承蓋；2. 1. 2軸承；2. 1. 3外齒圈；2. 1. 4密封圈； 2. 2亞鈴式長軸；2. 2. 1通氣孔；2. 2. 2密封圈；2. 2. 3輸液長孔；2. 2. 4支管；2. 2. 5排液孔；2. 3下支承；2. 3. 1軸承；2. 3. 2軸承蓋；2. 4夾套式濾斗；2. 4. 1平隔圈；

3自吸泵；3. 1輸入端管道；3. 2單向閥；3. 3氣液分離器；3. 3. 1輸氣管；3. 3. 2調壓閥；3. 3. 3流量計。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明，不限制本發(fā)明。

開機時先將調壓閥3.3.2調至0.3Mpa，然后啟動變頻電機1.1.2帶動轉鼓2按30圈/分鐘緩速旋轉，接著開啟入料閥1.2.1，經上道工序除渣的板栗苞漿液以≥0.3Mpa壓力進入外罐1內，并從上部順多層平、斜隔圈交錯穿插形成的曲折通道漸次輾轉下行。其間小分子量成分的單寧溶液透過夾套式濾斗2.4的超濾膜進入轉鼓之內，大分子量成分的色素溶液被攔截繼續(xù)下行至外罐底部，從出料孔1.3.5進入下中空短軸1.3.1之中。

入料至設定量時料位儀1.2.2檢測并顯示料位，此時開啟出料閥1.3.6并啟動自吸泵3。外罐內被截留的溶液作為已分離的色素成分經出料閥排向下道工序；轉鼓中的透過液作為已分離的單寧成分，從排液孔2.2.5經輸入端管道3.1被自吸泵抽吸，并送入氣液分離器3.3內進行氣、液分離，其中混雜的氣體順該分離器上部的輸氣管3.3.1從上端蓋1.1不斷進入外罐上部較小空間（罐內大部分空間被漿液占據），逐漸蓄積很快形成氣壓，并壓迫液面強化漿液穿透濾膜的能量，當壓力達0.3Mpa時，該氣壓又同時作用于氣液分離器下部的透過液、繼而壓迫調壓閥3.3.2開啟，該透過液經流量計3.3.3計量排向下道工序。此時開啟注液閥1.1.7以≥0.3Mpa的壓力，按流量計處的流速流量向注液管1.1.6內注入乙醇溶劑，該乙醇溶劑經輸液長孔2.2.3再經多根支管2.2.4分散注向外罐內的漿液中，并隨轉鼓的旋轉得以充分攪勻，以彌補漿液中溶劑的流失，從而加強傳質、加大透膜量。

在自吸泵的持續(xù)抽吸下，轉鼓內相當部分氣體被連帶抽走排入外罐上部，轉鼓內部形成一定負壓，真空儀1.1.4顯示鼓內真空度在負0.2Mpa波動，壓力儀1.1.1顯示外罐內壓力在0.3Mpa波動，即轉鼓內外兩邊壓差累計達0.5Mpa，該正、負壓差驅使?jié){液中小分子量成分大量快速透膜分離進入轉鼓內，不斷被自吸泵抽吸排向下道工序，而被攔截的大分子量成分在正壓作用下也加速流向罐底外排。此一期間，料位儀通過人機界面操控臺調整入料閥和出料閥的開口度，以維系進、出漿料在罐內液面高度的動平衡狀態(tài)。

在線檢測流經出料閥的截留液，出現微量透過液成分時，同時關閉入料閥和自吸泵及注液閥，緊接打開電磁閥1.1.9并將電機轉速調至高速，外罐上部的壓力氣體瞬間由聯接管1.1.8經上中空短軸從通氣孔2.2.1進入轉鼓內，正負壓差消失轉為內外兩邊平衡，電機帶動轉鼓短時高速旋轉，由此產生的離心力將附著在超濾膜外表的堵塞物質甩離濾斗隨漿液下行。5秒內電機轉為常態(tài)緩速運轉，依次關閉電磁閥并開啟入料閥和自吸泵及注液閥，整個裝置迅速恢復正常過濾分離狀態(tài)。

自動重復循環(huán)以上過程，完成持續(xù)過濾分離作業(yè)。。