CN206996305U - 滤芯及液体精密过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种滤芯及液体精密过滤装置，滤芯包括平面型滤芯骨架，滤芯骨架上连接有滤片，滤片包括与滤芯骨架表面轮廓形状对应的核孔膜或核孔膜与无纺布、织造布至少一种的复合材料，过滤原液通过滤片进行过滤；液体精密过滤装置包括上、下壳体及滤芯，上壳体可拆卸的安装于下壳体上端，滤芯安装于上、下壳体之间，上壳体的上端中间部位设有进液管，侧面设有排废管，下壳体下端设有盛液腔和排液管。本实用新型采用核孔膜或核孔膜与其他滤材的复合材料，既保留了传统材质的过滤特点，又能发挥核孔膜的精密过滤效果，其使用寿命长，并且其采取螺旋状盘槽的错流过滤方式，使滤膜表面污染物附着量保持在极少水平，缓解了过滤孔的堵塞。
Description
技术领域
本实用新型涉及液体过滤技术领域，特别指一种用于食用、工业液体过滤、处理工业生产或者生活中产生的污水和废液的滤芯及液体精密过滤装置。
背景技术
目前工业和生活污水中所含有害物质主要包括颗粒物和有机物，其中颗粒物除较大的固体及生物絮凝颗粒物外，病细菌、病毒、微生物等亦可归为颗粒物类，它们的直径一般在微米级别或以上。
同样，酒、饮料等食用饮品、化工乳液及涂料的颗粒物分离也是工业生产中极为关注的问题。
传统的颗粒物分离滤芯多用无纺布、活性炭、烧结陶瓷等深层过滤材料。由于受材料本身多层结构的性质限制，深层过滤材料往往存在孔径大小不均，难以获得准确的过滤精度；过滤时需要在外力的作用下，靠材料层层阻隔对颗粒物进行拦截，过滤阻力大，过滤效率低，能耗大，滤芯更换频繁；另外，由于材料迷宫状的多孔性，具有较强的吸水能力，材料常常处于潮湿状态下，极易滋生细菌、寄生虫等有害物质。因此，该类材料的二次污染极为严重。
怎样延长滤芯的使用寿命，提高过滤精度及效率，最大化的减少滤芯的二次污染，进而降低过滤设备及使用成本，保证用户的健康和安全，是我们潜心研究的课题。
核孔膜是一种孔密度高、孔径均一、孔型可控、孔体分布均匀的高精度单层精密过滤材料，孔密度可达104～1012/cm2，孔径大小在10纳米～50微米可任意控制。如果以颗粒物的粒径来界定液体中有害物质大小，细菌的粒径一般在7～8微米、病毒的粒径一般在0.3～0.4微米，基本属于最小粒径类。因此有效设置核孔膜滤材的孔径大小，就能将细菌、病毒及其它颗粒物完全过滤干净。如果结合活性炭、生物酶等高吸附材料对有机物、重金属离子、异味的高吸附能力，就能有效解决酒、饮料等食用饮品，化工乳液及涂料的颗粒物分离问题；同样，对于生活饮用水、污水及工业废水的前置处理将达到良好的效果。
核孔膜虽然在液体精密过滤中具有诸多其它深层过滤材料无法取代的优点，但是，其较小的机械强度和较差的纳污能力将制约其在某些高强度应用领域地有效使用。如果将核孔膜与具有较好机械强度和纳污能力的无纺布材料进行有效复合，将会使其在液体及空气过滤领域发挥重要的作用。
对于死端过滤，在压力差的推动下，液体和小于过滤膜孔径的颗粒穿过微孔，大于过滤膜孔径的颗粒即被截留在过滤膜表面，堆积在膜面上，这种情况下，如果仅用增加机械强度的核孔膜过滤层进行过滤，微孔容易被截留物堵塞而影响过滤膜的寿命，因此，需要寻求一种最大限度减少膜面截留物滞留的“错流”过滤技术和设备，从而延长核孔膜的使用寿命，降低使用成本，是我们潜心研究的课题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种滤芯及液体精密过滤装置，其过滤效果精细且易清洗；采取“错流”过滤及在线即时清洗使截留物在核孔膜表面的滞留量达到了最少，缓解了过滤孔的堵塞，大大地延长了滤芯的使用寿命，降低了使用成本，提高了过滤效率，使过滤设备体积大大减小，工艺更为简单。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种滤芯，其中包括平面型滤芯骨架，所述滤芯骨架上连接有滤片，所述滤片包括与滤芯骨架表面轮廓形状对应的核孔膜或核孔膜与无纺布、织造布至少一种的复合材料，过滤原液通过滤片及滤芯骨架后得到滤液。
优选地，所述滤芯骨架的横截面为圆形或多边形，所述滤芯骨架的表面具有多个第一通孔或镂空结构。
优选地，所述核孔膜为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，所述核孔膜上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，所述微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，所述微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，或微孔孔径为15.0微米～50.0微米，所述微孔密度为3×104/厘米2～2×106/厘米2，所述无纺布的微孔孔径为10～200微米。
优选地，所述滤片焊接于滤芯骨架的上表面。
一种液体精密过滤装置，其中包括上壳体、下壳体及所述的滤芯，所述上壳体可拆卸的安装于下壳体的上端，所述滤芯安装于上壳体与下壳体之间，所述上壳体的上端中间部位设有进液管，所述上壳体的侧面设有排废管，所述下壳体的中部设有盛液腔，通过滤芯过滤后的滤液进入盛液腔，所述下壳体的下端设有排液管。
优选地，所述上壳体的内腔设置有外轮廓形状与上壳体内腔横截面形状对应的螺旋状盘槽结构，所述盘槽结构固定于上壳体的内腔底部，所述盘槽结构与上壳体形成螺旋状盘槽，所述盘槽的一端与所述进液管连通，所述盘槽的另一端与所述排废管相连，所述盘槽结构的外沿设有密封圈。
优选地，所述下壳体的盛液腔体内装有超声波或气爆清洗装置。
优选地，所述上壳体的外侧壁设置有多个上支座，所述下壳体的外侧壁上与多个所述上支座位置对应的部位设置有多个下支座，多个所述上支座分别与多个下支座通过螺栓和螺母连接固定在一起。
优选地，所述下壳体的下端设置有支撑底座。
优选地，所述支撑底座为横截面是Z形的回转体。
采用上述方案后，本实用新型滤芯及液体精密过滤装置具有以下有益效果：
1、本实用新型滤芯的材料孔密度高、孔径均一、孔型可控、孔体分布均匀，有效地保证了滤芯结构高达99.99％以上的过滤精度；材料为单层过滤材料，高达每小时每平方米5吨的过滤效率，避免了传统材料需要多层阻隔，阻力较大、过滤效率低、能耗大的缺点；材料本身为疏水材料，避免了滤芯的二次污染；
2、核孔膜滤芯可与其它滤芯材质有效复合，既保留了传统材质的过滤特点，又能发挥核孔膜的精细过滤效果，多种材料的复合也提高了过滤层的机械性能，该复合材料的滤芯使用寿命是原有滤芯使用寿命的3～5倍；
3、本实用新型液体精密过滤装置通过采取错流过滤的方式，通过在上壳体内设置带有螺旋状盘槽结构，其与上壳体形成的螺旋状盘槽，盘槽与滤片形成螺旋状流道，过滤原液经过螺旋流道的时候形成错流效应，流经滤片表面时产生的剪切力把滤芯表面上滞留的颗粒带走，从而使过滤残留物在滤膜表面的滞留量达到最小，缓解了过滤孔的堵塞现象，延长了滤芯的使用寿命；
4、实用新型液体精密过滤装置通过在盛液腔内安装超声波或气爆清洗装置，使超声波振动条产生的超声波或气爆清洗装置产生的强大气流，破坏了污染物的物理结构，让其与滤芯表面剥离，打通了滤膜表面的微孔通道，进一步延长了滤芯的使用寿命；
5、本实用新型滤芯还可以用于气体或固体过滤。
附图说明
图1为本实用新型滤芯实施例一的主视结构示意图；
图2为本实用新型滤芯实施例一的俯视结构示意图；
图3为本实用新型滤芯实施例二的立体分解结构示意图；
图4为本实用新型液体精密过滤装置实施例立体分解结构示意图；
图5为本实用新型液体精密过滤装置实施例组合结构示意图；
图6为图5上壳体的仰视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1和图2所示本实用新型滤芯实施例一的主视结构示意图和俯视结构示意图，包括平面型滤芯骨架1，滤芯骨架1的表面具有多个第一通孔或镂空结构。滤芯骨架1的横截面为圆形或多边形，本实施例滤芯骨架1的横截面为圆形。
滤芯骨架1的上表面连接有滤片，滤片包括与滤芯骨架1表面轮廓形状对应的核孔膜或核孔膜与无纺布、织造布至少一种的复合材料，本实施例采用单层圆形的核孔膜2，该核孔膜2焊接于滤芯骨架1的上表面，核孔膜2为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜2上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，所述微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，所述微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，或微孔孔径为15.0微米～50.0微米，所述微孔密度为3×104/厘米2～2×106/厘米2。过滤原液通过核孔膜2及滤芯骨架1后得到滤液。
如图3所示本实用新型滤芯实施例二的立体分解结构示意图，包括平面型滤芯骨架1，滤芯骨架1的表面具有多个第一通孔或镂空结构。滤芯骨架1的横截面为圆形或多边形，本实施例滤芯骨架1的横截面为圆形。
滤芯骨架1的上表面连接有滤片，滤片包括与滤芯骨架1表面轮廓形状对应的核孔膜或核孔膜与无纺布、织造布至少一种的复合材料，本实施例滤芯骨架1的上表面焊接有圆形的无纺布14和圆形的核孔膜2，无纺布14焊接于滤芯骨架1的上表面，核孔膜2位于无纺布14的上面，核孔膜2为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜2上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，或微孔孔径为15.0微米～50.0微米，微孔密度为3×104/厘米2～2×106/厘米2，无纺布14的微孔孔径为10～200微米。过滤时，过滤原液通过核孔膜2、无纺布14及滤芯骨架1后得到滤液。
如图4、图5所示本实用新型液体精密过滤装置实施例立体分解结构示意图和组合结构示意图，包括上壳体3、下壳体4及滤芯5，上壳体3可拆卸的安装于下壳体4的上端，滤芯5安装于上壳体3与下壳体4之间，上壳体3的上端中间部位设有进液管6，上壳体3的侧面设有排废管15，下壳体4的中部设有盛液腔，下壳体4的下端中间部位设有排液管7。上壳体3的外侧壁上沿周向均匀设置有多个上支座8，下壳体4的外侧壁上与多个上支座8位置对应的部位设置有多个下支座9，多个上支座8与多个下支座9分别通过螺栓10和螺母11连接固定在一起。上壳体3的内腔设置有外轮廓形状与上壳体3内腔横截面形状即圆形对应的螺旋状的盘槽结构，盘槽结构固定于上壳体3的内腔底部，盘槽结构与上壳体3形成螺旋状盘槽12，盘槽12的一端与进液管6连通，盘槽结构的外沿设有密封圈。下壳体4的盛液腔体内装有超声波或气爆清洗装置。
滤芯5包括平面型滤芯骨架1。滤芯骨架1的表面具有多个第一通孔或镂空结构。滤芯骨架1的横截面为圆形或多边形，本实施例滤芯骨架1的横截面为圆形。滤芯骨架1的上表面连接有滤片，滤片包括与滤芯骨架1表面轮廓形状对应的核孔膜或核孔膜与无纺布、织造布至少一种的复合材料，本实施例采用单层圆形的核孔膜2，该核孔膜2焊接于滤芯骨架1的上表面，核孔膜2为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜2上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，或微孔孔径为15.0微米～50.0微米，微孔密度为3×104/厘米2～2×106/厘米2。
上述滤片还可以设置为核孔膜2与无纺布或织造布的双层复合材料，增设无纺布时，其微孔孔径采用10～200微米。
下壳体4的下端设置有支撑底座13，支撑底座13为横截面是Z形的回转体。
过滤时，过滤原液从进液管6进入上壳体3内，沿螺旋状盘槽12流动，形成错流效应，过滤残留物沿排废管15排出，过滤原液通过核孔膜2及滤芯骨架1过滤后进入下壳体4的盛液腔，通过排液管7排出进入净液收集桶。在过滤过程中，由于油渍及粘附性较强的有机物极易堵塞滤孔，采用超声波或气爆清洗装置在线清洗，从而极其有效的提高了滤芯的过滤效率，延长了滤芯使用寿命，降低了耗材的使用成本。
本实用新型滤芯5的材料孔密度高、孔径均一、孔型可控、孔体分布均匀，有效地保证了滤芯结构高达99.99％以上的过滤精度；材料为单层过滤材料，高达每小时每平方米5吨的过滤效率，避免了传统材料需要多层阻隔，阻力较大、过滤效率低、能耗大的缺点；材料本身为疏水材料，避免了滤芯的二次污染；本实用新型的滤芯5采用核孔膜2可与其它滤芯材质有效复合，其既可以保留传统材质的过滤特点，又能发挥核孔膜2的精细过滤效果，多种材料的复合也可以提高滤片的机械性能，该滤芯5的使用寿命是原有滤芯使用寿命的3～5倍；本实用新型液体精密过滤装置通过采取错流过滤的方式，在上壳体3内设置有螺旋状盘槽12，其与滤片形成螺旋状流道，过滤原液经过螺旋流道的时候形成错流，流经滤片表面时产生的剪切力把滤芯5表面上滞留的颗粒带走，使过滤残留物在滤膜表面的滞留量达到最小，缓解了过滤孔的堵塞现象，延长了滤芯的使用寿命。通过在下壳体4的盛液腔体内装有超声波或气爆清洗装置，超声波振动条产生的超声波或气爆清洗装置产生的强大气流，破坏了污染物的物理结构，让其与滤芯5表面剥离，打通了滤膜表面的微孔通道，进一步提高了滤芯5的过滤效率，延长了滤芯5的使用寿命，降低了耗材的使用成本。
本实用新型滤芯还可以用于气体或固体过滤，滤芯采用震荡的运动方式是较佳的实施例。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种滤芯，其特征在于，包括平面型滤芯骨架，所述滤芯骨架上连接有滤片，所述滤片包括与滤芯骨架表面轮廓形状对应的核孔膜或核孔膜与无纺布、织造布至少一种的复合材料，过滤原液通过滤片及滤芯骨架后得到滤液。
2.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于，所述滤芯骨架的横截面为圆形或多边形，所述滤芯骨架的表面具有多个第一通孔或镂空结构。
3.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于，所述核孔膜为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，所述核孔膜上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，所述微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，所述微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，或微孔孔径为15.0微米～50.0微米，所述微孔密度为3×104/厘米2～2×106/厘米2，所述无纺布的微孔孔径为10～200微米。
4.根据权利要求3所述的滤芯，其特征在于，所述滤片焊接于滤芯骨架的上表面。
5.一种液体精密过滤装置，其特征在于，包括上壳体、下壳体及权利要求1-4任一项所述的滤芯，所述上壳体可拆卸的安装于下壳体的上端，所述滤芯安装于上壳体与下壳体之间，所述上壳体的上端中间部位设有进液管，所述上壳体的侧面设有排废管，所述下壳体的中部设有盛液腔，通过滤芯过滤后的滤液进入盛液腔，所述下壳体的下端设有排液管。
6.根据权利要求5所述的液体精密过滤装置，其特征在于，所述上壳体的内腔设置有外轮廓形状与上壳体内腔横截面形状对应的螺旋状盘槽结构，所述盘槽结构固定于上壳体的内腔底部，所述盘槽结构与上壳体形成螺旋状盘槽，所述盘槽的一端与所述进液管连通，所述盘槽的另一端与所述排废管相连，所述盘槽结构的外沿设有密封圈。
7.根据权利要求6所述的液体精密过滤装置，其特征在于，所述下壳体的盛液腔体内装有超声波或气爆清洗装置。
8.根据权利要求5所述的液体精密过滤装置，其特征在于，所述上壳体的外侧壁设置有多个上支座，所述下壳体的外侧壁上与多个所述上支座位置对应的部位设置有多个下支座，多个所述上支座分别与多个下支座通过螺栓和螺母连接固定在一起。
9.根据权利要求8所述的液体精密过滤装置，其特征在于，所述下壳体的下端设置有支撑底座。
10.根据权利要求9所述的液体精密过滤装置，其特征在于，所述支撑底座为横截面是Z形的回转体。
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| GR01 | Patent grant | ||
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