一种带分散的过滤装置的制作方法

本技术涉及过滤装置，具体涉及一种带分散的过滤装置。

背景技术：

1、在纳米金属粉末领域中，纳米金属材料因其小尺寸效应、巨大的比表面积和高反应活性，在环境修复（如降解有机污染物、吸附重金属）、催化工业、生物医药及新能源等领域展现出巨大的应用潜力。然而，在其制备、储存及使用过程中，纳米颗粒极易因极高的表面能而发生团聚和沉降，形成较大的聚集体。这种团聚现象严重制约了其性能的充分发挥，并为其后续的分离、回收及循环利用带来了巨大挑战。

2、目前，在处理含有纳米金属颗粒的悬浮液时，通常采用“先分散，后过滤”的分步操作模式，但该模式存在诸多固有缺陷：

3、分散与过滤脱节，效率低下：操作人员需要先将团聚的纳米颗粒悬浮液转移至独立的分散设备（如超声破碎仪、高速剪切分散机）中进行预处理，然后再将其输送至过滤装置（如真空抽滤系统、压滤机、膜过滤组件）进行固液分离。此过程步骤繁琐，耗时长，且物料在转移过程中可能发生二次团聚，导致分散效果前功尽弃。

4、传统过滤介质易堵塞：纳米颗粒，尤其是发生团聚后的微米级聚集体，极易在过滤初期快速堵塞传统滤膜或滤布的孔隙。这不仅导致过滤阻力急剧增大、能耗增加、处理量下降，还会显著缩短昂贵滤膜的使用寿命，增加运行成本。

5、过滤过程加剧团聚：在传统过滤过程中，随着滤饼的形成和增厚，液体流动会对滤饼层中的纳米颗粒产生持续的挤压和剪切作用，这反而可能促进颗粒间的紧密接触和进一步团聚，导致形成的滤饼致密、透气透水性差，难以卸除，且回收的纳米材料活性降低。

6、无法实现在线、连续化操作：分步处理的间歇式模式难以满足工业化大规模、连续化生产或处理的需求，限制了纳米技术从实验室走向实际应用的进程。

7、综上所述，现有技术中用于纳米金属材料悬浮液处理的分散与过滤设备存在彼此独立、功能单一、协同性差等突出问题。其核心矛盾在于：纳米颗粒固有的团聚倾向与过滤过程要求颗粒均匀分散以保持高通量之间的矛盾。如何在一个设备系统内同步实现纳米颗粒的原位、实时分散与高效、抗堵塞过滤，成为本领域技术人员亟待解决的关键技术难题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中指出的问题，本实用新型旨在提出一种一体化、带分散功能的纳米金属材料过滤装置，将强力分散模块与精密过滤模块进行创新性集成，通过结构优化与流程设计，实现“边分散、边过滤”，从而确保纳米颗粒在进入过滤区域前始终保持良好的单分散状态，从根本上克服团聚导致的堵塞问题，提升过滤效率与材料回收率，并为过程的连续化与自动化运行提供可能。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种带分散的过滤装置，包括内罐体、外罐体、机械分散设备和超声波分散设备；所述内罐体置于外罐体内，内罐体为过滤网筒，内罐体底部设置有内罐体下料口，内罐体上开有充压口、机械分散设备和超声波分散设备安装口、进料口和压力表安装口；所述外罐体包括外罐体注液口、外罐体出液口、外罐体出料口一及外罐体出料口二，所述内罐体下料口与外罐体出料口二连接。

4、优选地，所述过滤网筒由上部直筒段、中部过滤网段和下部锥体段组成；此设计目的主要考虑到机械分散设备（乳化机）在下层，会有一个流旋，在上方的浆料没有非常好的分散效果，且容易堵住网孔，因此上部不设置网孔。

5、优选地，所述充压口为注液口，所述外罐体出液口通过泵连接内罐体注液口；可以注入液体（水或酒精），通过调节流速来控制内罐体中的压力值，通过压力将内罐体中的纳米金属浆料从过滤网网孔中过滤，达到所需的过滤要求。

6、优选地，所述充压口为注气口，可以通入惰性气体，通过调节进气量来控制内罐体中的压力值，通过压力将内罐体中的纳米金属浆料从过滤网网孔中过滤，达到所需的过滤要求。

7、优选地，所述内罐体顶部安装有上法兰，通过上法兰密封；所述上法兰上设有充压口、机械分散设备和超声波分散设备安装口、压力表安装口及加料口。

8、优选地，所述机械分散设备为高速剪切乳化机。

9、优选地，所述超声波分散设备为超声震动棒。

10、优选地，所述超声波分散设备位于过滤网附近，由于纳米粉体浆料在过滤过程中可能会有部分卡在网孔中，超声波分散设备不仅可以提升纳米粉体浆料的分散性还可以防止其卡在网孔中导致过滤效率降低。

11、优选地，所述筒体和过滤网均为不锈钢材质。

12、优选地，所述外罐体注液口、外罐体出液口均设于外罐体顶部，所述外罐体出料口一及外罐体出料口二均设于外罐体底部。

13、优选地，所述外罐体出液口内装有单向反渗透过滤膜，用于防止在出液时候将罐内的粉体带出。

14、优选地，所述内罐体下料口与外罐体出料口二采用管道连接。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

16、本实用新型通过内罐体中的超声震动棒及高剪切乳化机可以将通过过滤网前的纳米金属浆料进行提前分散，提升过滤效率，且内罐体上方有内罐体注水口/内罐体注气口，通过调节注水流量或调节通气量来控制内罐体内压力，可以控制过滤网的过滤效率。

1.一种带分散的过滤装置，其特征在于：包括内罐体、外罐体、机械分散设备和超声波分散设备；所述内罐体置于外罐体内，内罐体为过滤网筒，内罐体底部设置有内罐体下料口，内罐体上开有充压口、机械分散设备和超声波分散设备安装口、进料口和压力表安装口；所述外罐体上开有外罐体注液口、外罐体出液口、外罐体出料口一及外罐体出料口二，所述内罐体下料口与外罐体出料口二连接。

2.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述过滤网筒由上部直筒段、中部过滤网段和下部锥体段组成。

3.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述充压口为注液口，所述外罐体出液口通过泵连接内罐体注液口。

4.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述充压口为注气口，通入气体为惰性气体。

5.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述内罐体顶部安装有上法兰，通过上法兰密封；所述上法兰上设有充压口、机械分散设备和超声波分散设备安装口、压力表安装口及加料口。

6.如权利要求1或5所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述机械分散设备为高速剪切乳化机。

7.如权利要求1或5所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述超声波分散设备为超声波震动棒，所述超声波震动棒位于过滤网附近。

8.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述外罐体注液口、外罐体出液口均设于外罐体顶部，所述外罐体出料口一及外罐体出料口二均设于外罐体底部。

9.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：所述外罐体出液口内装有单向反渗透过滤膜。

10.如权利要求1所述的一种带分散的过滤装置，其特征在于：内罐体下料口与外罐体出料口二采用管道连接。