阅读说明：本技术 一种固液过滤分离装置及方法 (Solid-liquid filtering and separating device and method ) 是由 杨玉奇 赵中义 党沙沙 熊辉 刘连强 尉馨婷 刘焱 尤静辉 周杨 纪玉杰 李蒙 于 2020-04-22 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种固液过滤分离装置及方法,该装置包括：泵前主过滤器(1)、增压泵(2)以及分离器(3)；其中,泵前主过滤器(1),用于将待过滤的固液混合物进行过滤分离,包括第一过滤罐(11),驱动系统(12),滤网(13)以及刮刀(14)；所述增压泵(2),设置于所述泵前主过滤器(1)与所述分离器(3)之间,用于将所述泵前主过滤器(1)过滤后的固液混合物进行增压处理,并将所述过滤后的固液混合物输入给所述分离器(3)；所述分离器(3),用于将所述过滤后的固液混合物进行再次过滤,并将再次过滤后的固液混合物进行分离,得到分离后的液体和固体颗粒。本申请解决了现有技术中固液过滤分离装置的稳定性较差的技术问题。(The application discloses solid-liquid filtering and separating device and method, the device includes: a pre-pump main filter (1), a booster pump (2) and a separator (3); the pre-pump main filter (1) is used for filtering and separating a solid-liquid mixture to be filtered and comprises a first filter tank (11), a driving system (12), a filter screen (13) and a scraper (14); the booster pump (2) is arranged between the pre-pump main filter (1) and the separator (3) and is used for boosting the solid-liquid mixture filtered by the pre-pump main filter (1) and inputting the filtered solid-liquid mixture to the separator (3); and the separator (3) is used for filtering the filtered solid-liquid mixture again and separating the solid-liquid mixture after filtering again to obtain separated liquid and solid particles. The application has solved the relatively poor technical problem of stability of solid-liquid filtering separation device among the prior art.)

一种固液过滤分离装置及方法

技术领域

本申请涉及固液分离技术领域，尤其涉及一种固液过滤分离装置及方法。

背景技术

在生活或生产过程中，不可避免的接触到各种各样的固液混合物，而固液混合物的分离是分离技术中的一个重要组成部分。目前，常见的固液分离装置，主要是通过固液输入/输出口设置过滤器来实现固液过滤分离，一般过滤器常采用滤芯来实现对不同尺寸的颗粒进行过滤，过滤后的颗粒也会附着在滤芯上。为了保证过滤器的过滤效果常会采用人工的方式定期对滤芯上附着的固体颗粒进行清除，或者是通过人工的方式替换滤芯。但是，对于分离精度较高的固液分离装置，由于其分离精度较高，即过滤的颗粒尺寸较小，在固液过滤分离过程中，会有大量的固体颗粒附着在滤芯上，使得滤芯易堵塞，现有技术通过人工方式对滤芯进行定期清理，不仅导致人工工作量大，还由于滤芯上附着大量的固体颗粒，若人工不能及时清理会使得固液过滤分离装置过滤前后压差过大，导致固液过滤分离装置的稳定性较差。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中固液过滤分离装置的稳定性较差的问题，提供了一种固液过滤分离装置及方法，本申请实施例所提供的方案中，固液过滤分离装置在过滤过程中，通过泵前主过滤器中滤网对输入的固液混合物进行过滤，并通过驱动系统，控制刮刀对滤网上附着的固体颗粒进行自动清除。因此，通过驱动系统，控制刮刀对滤网上附着的固体颗粒进行自动清除，不仅减少了人工的工作量，还避免了人工不能及时清理会使得固液过滤分离装置过滤前后压差过大，进而提高了固液过滤分离装置的稳定性。

第一方面，本申请实施例提供一种固液过滤分离装置，该装置包括：泵前主过滤器、增压泵以及分离器；其中，

泵前主过滤器，用于将待过滤的固液混合物进行过滤分离，包括第一过滤罐，驱动系统，滤网以及刮刀；其中，所述第一过滤罐包括第一混合物入口以及第一出口，用于从所述第一混合物入口输入待过滤的固液混合物，并从第一出口输出过滤后的固液混合物；所述滤网位于所述第一过滤罐内部，用于过滤所述待过滤的固液混合物；所述刮刀贴靠所述滤网设置，用于清除所述滤网上过滤的固体颗粒；所述驱动系统与所述刮刀连接，且位于所述第一过滤罐外部，用于控制所述刮刀自动清除所述滤网上过滤的固体颗粒，以使得所述固体颗粒随部分液体流入所述第一过滤罐的底部；

所述增压泵，设置于所述泵前主过滤器与所述分离器之间，用于将所述泵前主过滤器过滤后的固液混合物进行增压处理，并将所述过滤后的固液混合物输入给所述分离器；

所述分离器，用于将所述过滤后的固液混合物进行再次过滤分离，得到分离后的液体和固体颗粒，其中，所述固体颗粒会随部分液体流入所述分离器的底部。

本申请实施例所提供的方案中，固液过滤分离装置在过滤过程中，通过泵前主过滤器中滤网对输入的固液混合物进行过滤，并通过驱动系统，控制刮刀对滤网上附着的固体颗粒进行自动清除。因此，通过驱动系统，控制刮刀对滤网上附着的固体颗粒进行自动清除，不仅减少了人工的工作量，还避免了人工不能及时清理会使得固液过滤分离装置过滤前后压差过大，进而提高了固液过滤分离装置的稳定性。

可选地，所述装置还包括：静置装置、第一控制阀、泵前副过滤器以及第二控制阀；其中，

所述静置装置，设置于所述分离器的外底部，用于将流入所述分离器底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离，并将过滤分离后的液体输入给所述增压泵；

所述第一控制阀，设置于所述静置装置与所述增压泵之间，用于控制所述静置装置流入所述增压泵的流体的流量；

所述泵前副过滤器，设置于所述第一过滤罐的外部，且与所述第一过滤罐的底部连接，用于将流入所述第一过滤罐底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离。

所述第二控制阀，设置于所述第一过滤罐与所述泵前副过滤器之间，用于控制所述第一过滤罐流入所述泵前副过滤器的流体的流量。

可选地，所述静置装置包括第二过滤罐、静置器滤网、静置器刮刷以及静置器驱动系统；其中，

所述第二过滤罐，包括第二混合物入口、第一液体出口以及第一固体出口，用于将流入所述分离器底部的固体颗粒和部分液体从所述第二混合物入口输入，并将分离出的液体从所述液体出口输出，以及将分离出的固体颗粒从所述固体出口输出；

所述静置器滤网，位于所述第二过滤罐内部，用于将流入所述分离器底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离；

所述静置器刮刷，贴靠所述静置器滤网设置，用于清除所述静置器滤网上过滤的固体颗粒；

所述静置器驱动系统，与所述静置器刮刷连接，且位于所述第二过滤罐外部，用于控制所述静置器刮刷自动清除所述静置器滤网上过滤的固体颗粒。

可选地，所述泵前副过滤器包括第三过滤罐以及泵前副过滤器过滤网；其中，

所述第三过滤罐，包括第三混合物入口、第二液体出口以及第二固体出口，用于将流入所述第一过滤罐底部的固体颗粒和部分液体从第三混合物入口输入，并将分离出的液体从第二液体出口输出，以及将分离出的固体颗粒从第二固体出口输出；

所述泵前副过滤器过滤网，设置于所述第三过滤罐的内部，用于将流入所述第一过滤罐底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离。

第二方面，本申请实施例提供了一种固液过滤分离方法，应用于第一方面所述的装置，该方法包括：

泵前主过滤器根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行第一次过滤，得到过滤后的第一固液混合物和第二固液混合物，其中，所述第一固液混合中包含过滤出的固体颗粒；

所述泵前主过滤器将所述第二固液混合物输出给增压泵，以使得所述增压泵将所述第二固液混合物增压处理后发送给分离器，以使得所述分离器根据预设的第二分离精度范围对增压后的第二固液混合物进行第二次分离，得到第一液体和第三固液混合物，并将所述第三固液混合物输入给静置器，以使得所述静置器根据预设的第三分离精度范围对所述第三固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，泵前主过滤器根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行第一次过滤，包括：

所述泵前主过滤器中的滤网根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行过滤，分离出固体颗粒，其中，所述固体颗粒附着在所述滤网上；

所述泵前主过滤器中的刮刀在驱动系统的控制下自动对附着在所述滤网上的所述固体颗粒进行清除。

可选地，所述预设的第一分离精度范围为(4mm，10mm)。

可选地，所述预设的第二分离精度与所述预设的第三分离精度范围均为(50μm，300μm)。

可选地，所述方法，还包括：

所述泵前主过滤器将所述第一固液混合物输入给泵前副过滤器，以使得所述泵前副过滤器根据预设的第四分离精度范围对所述第一固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，所述预设的第四分离精度范围为(1.5mm，4mm)。

第三方面，本申请实施例提供了一种泵前主过滤器，该泵前主过滤器，包括：

过滤单元，用于根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行第一次过滤，得到过滤后的第一固液混合物和第二固液混合物，其中，所述第一固液混合中包含过滤出的固体颗粒；

输出单元，用于将所述第二固液混合物输出给增压泵，以使得所述增压泵将所述第二固液混合物增压处理后发送给分离器，以使得所述分离器根据预设的第二分离精度范围对增压后的第二固液混合物进行第二次过滤以及分离，得到第一液体和第三固液混合物，并将所述第三固液混合物输入给静置器，以使得所述静置器根据预设的第三分离精度范围对所述第三固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，所述过滤单元，具体用于：

根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行过滤，分离出固体颗粒，其中，所述固体颗粒附着在所述滤网上；

在驱动系统的控制下自动对附着在所述滤网上的所述固体颗粒进行清除。

可选地，所述预设的第一分离精度范围为(4mm，10mm)。

可选地，所述预设的第二分离精度与所述预设的第三分离精度范围均为(50μm，300μm)。

可选地，所述输出单元，还用于：将所述第一固液混合物输入给泵前副过滤器，以使得所述泵前副过滤器根据预设的第四分离精度范围对所述第一固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，所述预设的第四分离精度范围为(1.5mm，4mm)。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种固液过滤分离装置的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种静置装置的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种泵前副过滤器的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种一种固液过滤分离方法的流程示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种泵前主过滤器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种固液过滤分离装置做进一步详细的说明，参见图1，该装置包括：泵前主过滤器1、增压泵2以及分离器3；其中，

泵前主过滤器1，用于将待过滤的固液混合物进行过滤分离，包括第一过滤罐11，驱动系统12，滤网13以及刮刀14；其中，所述第一过滤罐11包括第一混合物入口111以及第一出口112，用于从所述第一混合物入口111输入待过滤的固液混合物，并从第一出口112输出过滤后的固液混合物；所述滤网13位于所述第一过滤罐11内部，用于过滤所述待过滤的固液混合物；所述刮刀14贴靠所述滤网13设置，用于清除所述滤网13上过滤的固体颗粒；所述驱动系统12与所述刮刀14连接，且位于所述第一过滤罐11外部，用于控制所述刮刀14自动清除所述滤网13上过滤的固体颗粒，以使得所述固体颗粒随部分液体流入所述第一过滤罐11的底部；

所述增压泵2，设置于所述泵前主过滤器1与所述分离器3之间，用于将所述泵前主过滤器1过滤后的固液混合物进行增压处理，并将所述过滤后的固液混合物输入给所述分离器3；

所述分离器3，用于将所述过滤后的固液混合物进行再次过滤分离，得到分离后的液体和固体颗粒，其中，所述固体颗粒会随部分液体流入所述分离器3的底部。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，箭头所指为泵前主过滤器1的放大图。第一混合物入口111第一混合物入口111可以设置于第一过滤罐11的左侧位置，第一出口112设置于第一过滤罐11的右侧位置，其中，第一混合物入口111与地面的距离大于第一出口112与地面的距离。滤网13分离精度，即过滤的固体颗粒的大小，可以根据增压泵2相关参数进行选择。分离器3可以是旋液分离器，也可以是其他的分离器，只要具有固液分离作用的设备都满足本申请实施例的要求，在此并不做限定。

下面对上述固液过滤分离装置的工作原理进行简要介绍。

首先，通过第一混合物入口111将待过滤的固液混合物输入到第一过滤罐11中，然后，该待过滤的固液混合物流经滤网13，滤网13根据其自身的分离精度对待过滤的固液混合物进行过滤，得到过滤后的固液混合物以及过滤出的固体颗粒，例如，滤网13的分离精度范围为(4mm，10mm)，其中，分离精度范围是指过滤的固体颗粒的尺寸范围，过滤后的固液混合物通过第一出口112出入到增压泵2，而过滤出的固体颗粒会附着在滤网3上，然后驱动系统12可根据预设的驱动程序定时或周期性的生成控制指令，并将该控制指令发送给刮刀14，刮刀14根据该控制指令自动清除滤网13上过滤的固体颗粒。从滤网13上清除的固体颗粒在重力的作用下，会随着部分液体落入到第一过滤罐11的底部。应理解，本申请实施例所提供的方案中，驱动系统12和刮刀14之间可通过有线连接或者其他方式连接，只要驱动系统12和刮刀14之间能进行数据交互都满足本申请实施例的需求，在此不做限定。

进一步，将泵前主过滤器1过滤后的固液混合物输入到增压泵2之后，增压泵2对该过滤后的固液混合物进行增压处理，并将所述过滤后的固液混合物输入给所述分离器3。

进一步，将过滤后的固液混合物输入到分离器3之后，分离器3根据预设的分离精度，例如，分离精度为(50μm，300μm)，其中，分离精度是指分离出的固体颗粒的尺寸，将该过滤后的固液混合物在其中心进行离心分离，得到分离后的液体以及固体颗粒，在重力的作用下，该固体颗粒会随着部分液体落入到分离器3的底部。

进一步，为了降低待过滤的固液混合物中的损失。在一种可能实现的方式中，所述装置还包括：静置装置4、第一控制阀5、泵前副过滤器6以及第二控制阀7；其中，所述静置装置4，设置于所述分离器3的外底部，用于将流入所述分离器3底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离，并将过滤分离后的液体输入给所述增压泵2；

所述第一控制阀5，设置于所述静置装置4与所述增压泵2之间，用于控制所述静置装置4流入所述增压泵2的流体的流量；所述泵前副过滤器6，设置于所述第一过滤罐11的外部，且与所述第一过滤罐11的底部连接，用于将流入所述第一过滤罐11底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离。所述第二控制阀7，设置于所述第一过滤罐11与所述泵前副过滤器6之间，用于控制所述第一过滤罐11流入所述泵前副过滤器6的流体的流量。

参见图2，在一种可能实现的方式中，所述静置装置4包括第二过滤罐41、静置器滤网42、静置器刮刷43以及静置器驱动系统44；其中，所述第二过滤罐41，包括第二混合物入口411、第一液体出口412以及第一固体出口413，用于将流入所述分离器3底部的固体颗粒和部分液体从所述第二混合物入口411输入，并将分离出的液体从所述液体出口412输出，以及将分离出的固体颗粒从所述固体出口413输出；所述静置器滤网42，位于所述第二过滤罐41内部，用于将流入所述分离器3底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离；所述静置器刮刷43，贴靠所述静置器滤网42设置，用于清除所述静置器滤网42上过滤的固体颗粒；所述静置器驱动系统44，与所述静置器刮刷43连接，且位于所述第二过滤罐41外部，用于控制所述静置器刮刷43自动清除所述静置器滤网42上过滤的固体颗粒。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，分离器3的底部设置有出口，该出口与所述第二过滤罐41中第二混合物入口411连接，将落入到分离器3底部的固体颗粒和部分液体输入静置装置4中，并通过静置装置4中静置器滤网42对该固液混合物进行再次过滤，过滤后的固体颗粒会附着在静置器滤网42上，其中，静置器滤网42分离精度可以根据实际需求进行选择，例如，静置器滤网42分离精度可以为(50μm，300μm)；然后，静置器驱动系统44根据预设的驱动程序定时或周期性的生成控制指令，并将该控制指令发送给静置器刮刷43，静置器刮刷43根据该控制指令自动清除静置器滤网42上过滤的固体颗粒，该固体颗粒通过第一固体出口413输出，分离出的液体通过第一液体出口412重新输入到增压泵2。

进一步，参见图3，在一种可能实现的方式中，所述泵前副过滤器6包括第三过滤罐61以及泵前副过滤器过滤网62；其中，所述第三过滤罐61，包括第三混合物入口611、第二液体出口612以及第二固体出口613，用于将流入所述第一过滤罐11底部的固体颗粒和部分液体从第三混合物入口611输入，并将分离出的液体从第二液体出口612输出，以及将分离出的固体颗粒从第二固体出口613输出；所述泵前副过滤器过滤网62，设置于所述第三过滤罐61的内部，用于将流入所述第一过滤罐11底部的固体颗粒和部分液体进行过滤分离。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，泵前主过滤器1的底部设置有出口，该出口与所述第三过滤罐61中第三混合物入口611连接，将落入到泵前主过滤器1底部的固体颗粒和部分液体输入泵前副过滤器6中，并通过静置泵前副过滤器6中泵前副过滤器过滤网62对该固液混合物进行再次过滤，其中，泵前副过滤器过滤网62分离精度可以根据实际需求进行选择，例如，泵前副过滤器过滤网62分离精度可以为(1.5mm，4mm)，过滤后的固体颗粒会附着在泵前副过滤器过滤网62上，然后将过滤出的固体颗粒通过第二固体出口613输出，将过滤出的液体通过第二液体出口612输出。

进一步，为了控制将泵前主过滤器1底部的固体颗粒和部分液体输入泵前副过滤器6中，可以在泵前主过滤器1底部和泵前副过滤器6之间设置第二控制阀7，通过所述第二控制阀7打开或关闭来控制将泵前主过滤器1底部的固体颗粒和部分液体输入泵前副过滤器6中，例如，第二控制阀7的打开频率为1次/天，打开的时间为30秒。

本申请实施例所提供的方案中，固液过滤分离装置在过滤过程中，通过泵前主过滤器1中滤网13对输入的固液混合物进行过滤，并通过驱动系统12，控制刮刀14对滤网13上附着的固体颗粒进行自动清除。因此，通过驱动系统12，控制刮刀14对滤网13上附着的固体颗粒进行自动清除，不仅减少了人工的工作量，还避免了人工不能及时清理会使得固液过滤分离装置过滤前后压差过大，进而提高了固液过滤分离装置的稳定性。

参见图4，本申请实施例提供了一种固液过滤分离方法，应用于上述图1所述的装置，该方法具体的步骤流程如下所示：

步骤401，泵前主过滤器根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行第一次过滤，得到过滤后的第一固液混合物和第二固液混合物，其中，所述第一固液混合中包含过滤出的固体颗粒。

步骤402，所述泵前主过滤器将所述第二固液混合物输出给增压泵，以使得所述增压泵将所述第二固液混合物增压处理后发送给分离器，以使得所述分离器根据预设的分离精度范围对增压后的第二固液混合物进行第二次过滤以及分离，得到第一液体和第三固液混合物，并将所述第三固液混合物输入给静置器，以使得所述静置器根据预设的第三分离精度范围对所述第三固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，泵前主过滤器根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行第一次过滤，包括：

所述泵前主过滤器中的滤网根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行过滤，分离出固体颗粒，其中，所述固体颗粒附着在所述滤网上；

所述泵前主过滤器中的刮刀在驱动系统的控制下自动对附着在所述滤网上的所述固体颗粒进行清除。

可选地，所述预设的第一分离精度范围为(4mm，10mm)。

可选地，所述预设的第二分离精度与所述预设的第三分离精度范围均为(50μm，300μm)。

可选地，所述方法，还包括：所述泵前主过滤器将所述第一固液混合物所述第一固液混合物输入给泵前副过滤器，以使得所述泵前副过滤器根据预设的第四分离精度范围对所述第一固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，所述预设的第四分离精度范围为(1.5mm，4mm)。

具体的，上述固液过滤分离方法的过程与图1所示的固液过滤分离装置的分离过程相同，在此不做赘述。

基于与图4所示的方法相同的发明构思，本申请实施例提供了一种泵前主过滤器，参见图5，该泵前主过滤器包括：

过滤单元501，用于根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行第一次过滤，得到过滤后的第一固液混合物和第二固液混合物，其中，所述第一固液混合中包含过滤出的固体颗粒；

输出单元502，用于将所述第二固液混合物输出给增压泵，以使得所述增压泵将所述第二固液混合物增压处理后发送给分离器，以使得所述分离器根据预设的分离精度范围对增压后的第二固液混合物进行第二次过滤以及分离，得到第一液体和第三固液混合物，并将所述第三固液混合物输入给静置器，以使得所述静置器根据预设的第三分离精度范围对所述第三固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，所述过滤单元501，具体用于：

根据预设的第一分离精度范围对输入的固液混合物进行过滤，分离出固体颗粒，其中，所述固体颗粒附着在所述滤网上；

在驱动系统的控制下自动对附着在所述滤网上的所述固体颗粒进行清除。

可选地，所述预设的第一分离精度范围为(4mm，10mm)。

可选地，所述预设的第二分离精度与所述预设的第三分离精度范围均为(50μm，300μm)。

可选地，所述输出单元502，还用于：将所述第一固液混合物所述第一固液混合物输入给泵前副过滤器，以使得所述泵前副过滤器根据预设的第四分离精度范围对所述第一固液混合物进行再次过滤分离。

可选地，所述预设的第四分离精度范围为(1.5mm，4mm)。

本发明说明书中未详细描述的内容属于本领域技术人员的公知常识。