高密集開槽式陶瓷過濾器及其制造方法與流程

本發(fā)明涉及陶瓷過濾器，更詳細(xì)地，涉及通過擠壓成型來(lái)可自由地選擇長(zhǎng)度，且為了擴(kuò)大接觸面積而構(gòu)成為高密集開槽式的陶瓷過濾器及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)的發(fā)展，在各產(chǎn)業(yè)工藝中產(chǎn)生的粉塵、煤煙、廢氣、煙氣、揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile organic chemicals：VOC's)等有害物質(zhì)的弊害正在逐漸擴(kuò)大。因此，為了防止釋放這種污染物質(zhì)，在一部分領(lǐng)域中使用高分子過濾器，但就高分子過濾器而言，存在耐熱性、耐化學(xué)性、耐磨損性及耐燃性不高的問題。

即，對(duì)于聚酯而言，在150℃條件下引起收縮，即使對(duì)于耐熱性優(yōu)秀的聚四氟乙烯(PTFE，鐵氟龍)而言，也僅具有最高250℃左右的耐熱性，而使用工業(yè)用過濾器的工藝的氛圍是同時(shí)發(fā)生粉塵和多種廢氣、水分的惡劣環(huán)境，因此，就聚酯、聚丙烯、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺、玻璃纖維等大部分高分子材料的無(wú)紡布過濾器而言，若通過噴氣脈沖等方法來(lái)抖落粘在過濾器表面的粉塵，則隨著粉塵自上而下落下，基于粉塵的過濾器的表面磨損變得嚴(yán)重，從而不僅破損過濾器，而且縮短過濾器的使用周期，若在各工業(yè)的燃燒工藝中產(chǎn)生火花，使過濾器燃燒，則過濾器燃燒過程中產(chǎn)生的火花會(huì)引起更大的火災(zāi)或在過濾器燒出窟窿，而在垃圾焚燒爐、鍋爐、煤炭火力發(fā)電廠、煤炭氣體復(fù)合發(fā)電的情況下，由于存在向空氣中排放廢氣的危險(xiǎn)，因此，存在與強(qiáng)化的環(huán)保法規(guī)反其道而行的問題。

因此，為了解決這種問題，不斷研發(fā)了陶瓷過濾器，而陶瓷過濾器與高分子過濾器相比，具有耐熱性、耐化學(xué)性、耐磨損性更加優(yōu)秀的特征，尤其，耐熱性優(yōu)秀而無(wú)需在排氣裝置內(nèi)設(shè)置額外的冷卻裝置等，因而具有可以節(jié)省設(shè)置費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。

就以往所研發(fā)的陶瓷過濾器而言，最普遍的方法為通常對(duì)利用了陶瓷纖維(Fiber)的管形態(tài)進(jìn)行真空成型或壓縮成型來(lái)使用，這雖然在過濾效率和排壓特性方面優(yōu)秀，但制造費(fèi)用昂貴，在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，陶瓷纖維的劣化導(dǎo)致過濾器的耐久性下降，從而不僅減少過濾效率，而且在重啟過濾器時(shí)，因逆向噴射壓縮空氣而在抖落外壁的粉塵時(shí)，使陶瓷纖維受損，而當(dāng)進(jìn)行正常運(yùn)行時(shí)，排氣中包括所受損的所述陶瓷纖維來(lái)排出，從而存在引起第二次公害的問題。

并且，在制造工藝方面，對(duì)以往的陶瓷過濾器而言，制造以陶瓷粉末作為主要材料的漿料，并在活性炭纖維無(wú)紡布或毛氈(felt)擔(dān)載所制造的所述漿料來(lái)制造中空結(jié)構(gòu)的柱型成型物，而后，對(duì)所述成型物進(jìn)行干燥和燒結(jié)來(lái)完成陶瓷過濾器，而通過這種制造方式來(lái)制造的陶瓷過濾器，因并未利用高壓來(lái)進(jìn)行壓縮而使氣孔的大小相對(duì)變大，因此，不僅無(wú)法過濾微細(xì)物質(zhì)，而且因在陶瓷粉末漿料中擔(dān)載無(wú)紡布或毛氈來(lái)卷繞的方式而使過濾器的長(zhǎng)度受限，并且，為了擴(kuò)大過濾器的長(zhǎng)度，需要使無(wú)紡布或毛氈的寬度變大，使得用于擔(dān)載它們的漿料罐的大小也要相同地進(jìn)行擴(kuò)張，因此，存在制造成本提高并效率下降的問題。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

韓國(guó)(KR)公開專利公報(bào)10-2007-0099884A

韓國(guó)(KR)授權(quán)專利公報(bào)10-0690573B1

韓國(guó)(KR)授權(quán)專利公報(bào)10-0623362B1

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決如上所述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供可以選擇擠壓成型作為陶瓷過濾器的制造方式，來(lái)改善以往的纖維布方式中所存在的過濾器長(zhǎng)度的局限性問題，使得用戶可以制造所需長(zhǎng)度的過濾器，并且，使陶瓷過濾器的形狀呈能使與所要過濾的對(duì)象氣體之間的接觸面積最大化的高密集開槽式的形狀，從而可以提高過濾效率的陶瓷過濾器及其制造方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提供的陶瓷過濾器是通過擠壓成型方式制造而成，所述陶瓷過濾器包括：中空桿形結(jié)構(gòu)的本體部100，剖面形狀呈圓形、三角形、四角形、多邊形；頭部200，形成于所述本體部100的上端，直徑大于所述本體部100的剖面直徑，形成有與所述本體部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本體部100的下端，用于密封所述本體部100的下端中空。

并且，根據(jù)本發(fā)明的陶瓷過濾器的制造方法，其中所述陶瓷過濾器包括：中空桿形結(jié)構(gòu)的本體部100，剖面形狀呈圓形、三角形、四角形、多邊形；頭部200，形成于所述本體部100的上端，直徑大于所述本體部100的剖面直徑，形成有與所述本體部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本體部100的下端，用于密封所述本體部100的下端中空，其特征在于，所述陶瓷過濾器的制造方法包括：混合步驟S100，用于對(duì)陶瓷漿料進(jìn)行混合；擠壓成型步驟S200，以中空桿形的形狀對(duì)經(jīng)過所述混合步驟S100來(lái)混合的陶瓷漿料進(jìn)行高壓擠壓成型；切割步驟S300，按所需的長(zhǎng)度對(duì)通過所述擠壓成型步驟S200被擠壓成中空桿形的本體部100的形狀物進(jìn)行切割；第一次自然干燥步驟S400，對(duì)通過所述切割步驟S300被切割成所需長(zhǎng)度的本體部100的形狀物進(jìn)行第一次自然干燥；第二次低溫干燥步驟S500，利用選自100℃至200℃之間范圍的溫度對(duì)經(jīng)過所述第一次自然干燥步驟S400來(lái)得到第一次自然干燥的本體部100的形狀物進(jìn)行第二次加熱并實(shí)施干燥；第三次燒成步驟S600，在燒成爐中利用選自1100℃至1200℃之間范圍的溫度對(duì)經(jīng)過所述第二次低溫干燥步驟S500后得到干燥的本體部100的形狀物進(jìn)行燒成加工；組裝步驟S700，利用陶瓷粘結(jié)劑，在經(jīng)過所述第三次燒成步驟S600后得到燒成的本體部100的形狀物接合頭部200及密封部300；以及粘合加熱步驟S800，在進(jìn)行所述組裝步驟S700后，為了增大陶瓷粘結(jié)劑的粘結(jié)性，利用選自100℃至200℃之間范圍的溫度進(jìn)行追加性的加熱。

如上所述的本發(fā)明具有如下效果：本發(fā)明的陶瓷過濾器適用擠壓成型方式，使得用戶按所需的長(zhǎng)度形成所述本體部100，從而在過濾器的長(zhǎng)度方面不受限制，并且，形成直徑大于所述本體部100直徑的頭部200，從而在密集多個(gè)陶瓷過濾器時(shí)，形成空氣流路來(lái)得以密集，而不是由各本體部100相緊貼，因此可以擴(kuò)大過濾活性面積，使過濾效率極大化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的高密集開槽式陶瓷過濾器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的高密集開槽式陶瓷過濾器的單一及多個(gè)密集使用示例圖。

圖3為放大示出本發(fā)明實(shí)施例的高密集開槽式陶瓷過濾器的空氣流路及接觸面積的示例圖。

圖4為示例性示出本發(fā)明實(shí)施例的高密集開槽式陶瓷過濾器的實(shí)際使用例的圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的陶瓷過濾器制造方法的順序圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照本發(fā)明實(shí)施例的附圖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但這僅用于更加容易地理解本發(fā)明，本發(fā)明的范疇并不局限于此。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明的陶瓷過濾器通過擠壓成型方式制造而成，所述陶瓷過濾器的特征在于，包括：中空桿形結(jié)構(gòu)的本體部100，剖面呈圓形、三角形、四角形、多邊形的形狀；頭部200，形成于所述本體部100的上端，直徑大于所述本體部100的剖面直徑，形成有與所述本體部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本體部100的下端，用于密封所述本體部100的下端中空。

具體地，如圖1所示，陶瓷過濾器大致包括本體部100、頭部200及密封部300，對(duì)于所述本體部100而言，通過擠壓成型方式形成為內(nèi)部空心的中空桿形，并且，用戶可以按所需的長(zhǎng)度進(jìn)行切割來(lái)使用。

這種按用戶所需的長(zhǎng)度所形成的本體部100，在上端和下端分別結(jié)合有頭部200和密封部300，就所述頭部200而言，具有直徑大于所述本體部100的剖面直徑的外周面，并形成與所述本體部的中空相一致的中空來(lái)與所述本體部100的上端相結(jié)合，就所述密封部300而言，具有與所述本體部100的剖面直徑相同的直徑，并與所述本體部100的下端相結(jié)合來(lái)密封處于開放狀態(tài)的所述本體部100的下端。

此時(shí)，所述本體部100、頭部200及密封部300通過相互接合來(lái)相結(jié)合，可以采用基于相互對(duì)應(yīng)的突起及槽的塊結(jié)合或基于陶瓷用粘結(jié)劑的粘結(jié)結(jié)合或塊結(jié)合及粘結(jié)結(jié)合的混合使用，而在粘結(jié)結(jié)合及混合使用的情況下，在進(jìn)行粘結(jié)后，通過進(jìn)一步加熱來(lái)強(qiáng)化粘結(jié)。

即，在塊結(jié)合方式的情況下，在所述本體部100、頭部200及密封部300的各自結(jié)合面形成有為了進(jìn)行結(jié)合而相互吻合的突起及槽，并使這種突起和槽相互吻合來(lái)進(jìn)行插入，從而可以相結(jié)合，而且在這種塊結(jié)合中附加使用陶瓷粘結(jié)劑來(lái)進(jìn)行混合，從而可以體現(xiàn)更強(qiáng)的結(jié)合。

接著，參照?qǐng)D2，本發(fā)明的陶瓷過濾器可以進(jìn)行單一或多個(gè)密集使用，在使用多個(gè)所述陶瓷過濾器的情況下，以使各個(gè)陶瓷過濾器的頭部200的側(cè)面相接觸的方式進(jìn)行接合，來(lái)實(shí)施密集，通過僅使具有大于所述本體部100的直徑的頭部200的側(cè)面相接觸，從而在使多個(gè)陶瓷過濾器密集時(shí)，在本體部100與本體部100之間產(chǎn)生空間，而并非使各本體部100相緊貼，由此形成空氣流路，從而在進(jìn)行密集時(shí)，也可以進(jìn)行順暢的過濾，并且，如圖3所示，使各個(gè)過濾面積極大化，從而具有提高過濾效率的效果。

并且，在所述多個(gè)密集使用的情況下，以使陶瓷過濾器中的相鄰的各頭部200的側(cè)面相互接合的方式，利用陶瓷用粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)，或者如圖2所示，向形成有與所述本體部100的外徑相對(duì)應(yīng)的多個(gè)槽的密集固定托架400，從所述陶瓷過濾器的下端進(jìn)行插入而固定于頭部200。

并且，如上所述，在多個(gè)密集使用的情況下，如圖2及圖3所示，從上部觀察時(shí)，以形成圓形、四角形、多邊形的形狀的方式排列并構(gòu)成各陶瓷過濾器的形狀，從而能夠以與多種現(xiàn)場(chǎng)情況相匹配地進(jìn)行制造。

即，如圖4所示，在以密集的方式排列于相同空間的情況下，就本發(fā)明而言，在內(nèi)部形成空氣流路，且接觸面積顯著增大，而且由多個(gè)形成一個(gè)圓柱形狀，與此相比，以往的圓筒形過濾器，未形成空氣流路，呈簡(jiǎn)單的圓柱形狀，接觸面積與本發(fā)明相比顯著小，從而過濾效率低下。

尤其，在本發(fā)明中，剖面呈扇形的形狀，各個(gè)扇形柱形狀的過濾器密集而從上端觀察時(shí)構(gòu)成圓形，由此與相同外徑的單一圓形管形狀相比，過濾面積擴(kuò)大，形成多個(gè)可以使空氣在內(nèi)部流經(jīng)的空氣流路，從而帶來(lái)過濾效率的極大化。

因此，基本上從如圖2及圖3的下端所觀察到的一樣，若一個(gè)過濾器的剖面呈90°角的扇形形狀，則由四個(gè)過濾器可以形成一個(gè)圓來(lái)進(jìn)行密集，除此之外，通過使扇形的角度呈銳角，從而可以由如六個(gè)、八個(gè)等多個(gè)扇形剖面的過濾器以形成一個(gè)圓筒形的方式配置，以此增大過濾效率。

接著，參照如下的表，本發(fā)明陶瓷過濾器的特征在于，包含20至40重量份的硅藻土、30至50重量份的二氧化硅、2至10重量份的鋁硅酸鹽礦物群、1至5重量份的硅酸鈉、15至40重量份的氣孔劑、2至10重量份的纖維素、5至15重量份的沸石。并且，本發(fā)明的陶瓷過濾器還可以包含5至15重量份的Cagalmatolith(Al₂Si₄O1OCOH)₂。

<本發(fā)明的陶瓷過濾器的成分表>

這種所述氣孔劑選自木粉、谷殼、炭粉、棕櫚果皮粉，可以使用木粉、谷殼、炭粉、棕櫚果皮粉中的一種以上混合物或單一種。

接著，參照?qǐng)D1及圖5，在本發(fā)明陶瓷過濾器的制造方法中，所述陶瓷過濾器包括：中空桿形結(jié)構(gòu)的本體部100，剖面呈圓形、三角形、四角形、多邊形等形狀；頭部200，形成于所述本體部100的上端，直徑大于所述本體部100的剖面直徑，形成有與所述本體部100相同的中空；以及密封部300，形成于所述本體部100的下端，用于密封所述本體部100的下端中空，所述陶瓷過濾器的制造方法的特征在于，包括：混合步驟S100，用于對(duì)陶瓷漿料進(jìn)行混合；擠壓成型步驟S200，以中空桿形的形狀對(duì)經(jīng)過所述混合步驟S100來(lái)混合的陶瓷漿料進(jìn)行高壓擠壓成型；切割步驟S300，按所需的長(zhǎng)度對(duì)通過所述擠壓成型步驟S200來(lái)被擠壓為中空桿形的本體部100的形狀物進(jìn)行切割；第一次自然干燥步驟S400，對(duì)通過所述切割步驟S300來(lái)被切割為所需長(zhǎng)度的本體部100的形狀物進(jìn)行第一次自然干燥；第二次低溫干燥步驟S500，利用選自100℃至200℃之間范圍的溫度對(duì)經(jīng)過所述第一次自然干燥步驟S400來(lái)得到第一次自然干燥的本體部100的形狀物進(jìn)行第二次加熱并實(shí)施干燥；第三次燒成步驟S600，在燒成爐中利用選自1100℃至1200℃之間范圍的溫度對(duì)經(jīng)過所述第二次低溫干燥步驟S500后得到干燥的本體部100的形狀物進(jìn)行燒成加工；組裝步驟S700，

利用陶瓷粘結(jié)劑，向經(jīng)過所述第三次燒成步驟S600后得到燒成的本體部100的形狀物接合頭部200及密封部300；以及粘合加熱步驟S800，在進(jìn)行所述組裝步驟S700后，為了增大陶瓷粘結(jié)劑的粘結(jié)性，利用選自100℃至200℃之間范圍的溫度進(jìn)行追加性的加熱。

具體地，如圖5所示，首先經(jīng)過用于對(duì)陶瓷漿料進(jìn)行混合的混合步驟S100，而這種陶瓷漿料的成分如前述表所示，包含20至40重量份的硅藻土、30至50重量份的二氧化硅、2至10重量份的鋁硅酸鹽礦物群、1至5重量份的硅酸鈉、15至40重量份的氣孔劑、2至10重量份的纖維素、5至15重量份的沸石、5至15重量份的Cagalmatolith(Al₂Si₄O1OCOH)₂，此時(shí)，所述氣孔劑選自木粉、谷殼、炭粉、棕櫚果皮粉，可以使用木粉、谷殼、炭粉、棕櫚果皮粉中的一種以上混合物或單一種。

然后，執(zhí)行擠壓成型步驟S200，利用高壓方式對(duì)通過所述混合步驟S100來(lái)混合有如上所述成分的陶瓷漿料進(jìn)行擠壓，從而形成中空桿結(jié)構(gòu)的形狀物。

在這種擠壓成型步驟S200中成型的成型物，對(duì)陶瓷漿料施加高壓來(lái)實(shí)現(xiàn)成型，因此，具有因陶瓷分子的密集度變高而使陶瓷氣孔的大小變得微小且均有的優(yōu)點(diǎn)，并且，由于按中空桿形對(duì)所述本體部100進(jìn)行成型，因而可以根據(jù)陶瓷漿料的量來(lái)隨意增加所述本體部100的長(zhǎng)度，從而可以自由地形成用戶所需的長(zhǎng)度。

即，若現(xiàn)有的陶瓷過濾器的長(zhǎng)度為1m左右，則通過本發(fā)明的制造方法來(lái)制造的陶瓷過濾器可以自由地形成2m、3m、4m乃至更長(zhǎng)的長(zhǎng)度。

因此，若以所需的長(zhǎng)度擠壓出擠壓成型形狀物，則經(jīng)過進(jìn)行切割的切割步驟S300來(lái)獲得本體部100的形狀物。

然后，經(jīng)過對(duì)通過所述切割步驟S300來(lái)被切割為所需長(zhǎng)度的本體部100的形狀物進(jìn)行第一次自然干燥的第一次自然干燥步驟S400來(lái)進(jìn)行第一次干燥，并通過第二次低溫干燥步驟S500來(lái)去除本體部100形狀物的水分，在所述第二次低溫干燥步驟S500中，利用選自100℃至200℃之間范圍的溫度對(duì)經(jīng)過所述第一次自然干燥步驟S400來(lái)得到第一次自然干燥的本體部100的形狀物進(jìn)行第二次加熱并實(shí)施干燥。

接著，經(jīng)過第三次燒成步驟S600，在所述第三次燒成步驟S600，于燒成爐中利用選自1100℃至1200℃之間范圍的溫度對(duì)經(jīng)過所述第二次低溫干燥步驟S500后得到干燥的本體部100的形狀物進(jìn)行燒成加工，隨著利用高溫來(lái)進(jìn)行燒成，陶瓷過濾器的粒子得到排列，并通過內(nèi)部氣孔材料的燃燒來(lái)形成氣孔。

即，通過所述高壓擠壓、第一次干燥步驟、第二次干燥步驟及燒成加工來(lái)形成均勻且微小的氣孔，從而提高過濾器的過濾效果及對(duì)微小粒子的過濾性能。

然后，執(zhí)行利用陶瓷粘結(jié)劑向所述第三次燒成步驟S600后得到燒成的本體部100的形狀物接合頭部200及密封部300的組裝步驟S700，此時(shí)，所述本體部100、頭部200及密封部300通過相互接合來(lái)相結(jié)合，可以采用基于相互對(duì)應(yīng)的突起及槽的塊結(jié)合或基于陶瓷用粘結(jié)劑的粘結(jié)結(jié)合或塊結(jié)合及粘結(jié)結(jié)合的混合使用。

即，在塊結(jié)合方式的情況下，在所述本體部100、頭部200及密封部300的各個(gè)結(jié)合面形成為了進(jìn)行結(jié)合而相互吻合的突起及槽，通過使這種突起和槽相互配合來(lái)進(jìn)行插入，從而可以相結(jié)合，而且在這種塊結(jié)合中附加使用陶瓷粘結(jié)劑來(lái)進(jìn)行混合，以此可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的結(jié)合。

這種按用戶所需的長(zhǎng)度制造而成的本體部100，在上端和下端分別結(jié)合頭部200和密封部300，對(duì)于所述頭部200而言，具有直徑大于所述本體部100的剖面直徑的外周面，并形成有與所述本體部的中空相一致的中空，從而與所述本體部100的上端相結(jié)合，對(duì)于所述密封部300而言，具有與所述本體部100的剖面直徑相同的直徑，并與所述本體部100的下端相結(jié)合，從而密封處于開放狀態(tài)的所述本體部100的下端。

之后，執(zhí)行粘合加熱步驟S800，來(lái)強(qiáng)化陶瓷粘結(jié)劑的粘結(jié)性，從而可以獲得各本體部100、頭部200及密封部300的強(qiáng)大的結(jié)合力，在所述粘合加熱步驟S800中，為了增大陶瓷粘結(jié)劑的粘結(jié)性，利用選自100℃至200℃之間范圍的溫度進(jìn)行追加性的加熱。

以上，雖然參照本發(fā)明實(shí)施例的附圖來(lái)進(jìn)行了說(shuō)明，但只要是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，就可以基于所述內(nèi)容來(lái)在本發(fā)明的范疇內(nèi)進(jìn)行各種應(yīng)用及變形。