CN2571472Y - 过滤器的渗透过滤膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包含有一载盘和一相应形状的膜垫的渗透过滤膜组件，利用数个互相堆叠的这种过滤膜组件可以进一步的组成一种液体过滤器；本实用新型所公开的载盘设计了一种缝状通道与向下层斜向延伸的引流面，因此可以平缓地将液体引入介于两个载盘之间的膜垫，减少液体在各层载盘之间流动的过程中出现剧烈的转折，进而避免太大的压力损失；另一方面通过载盘表面特殊排列的引流桩，可以让液体的流动更为平稳，并且产生适当的旋涡提供膜垫表面的膜分离率所需要的湍流。

Description

过滤器的渗透过滤膜组件

技术领域

本实用新型有关一种液体过滤器，特别是一种用以过滤液体的过滤器内部的渗透过滤膜组件，并且可以应用于反向渗透、毫微过滤、超过滤、微过滤等技术。

背景技术

利用过滤膜仅允许特定的微细物质通过的特性制作液体过滤器的技术早已为人所熟知，进而获准专利者也不在少数。这类液体过滤器的主要构成元件，大致上均彼此类似，它们具有一个密闭的外壳可以承受液体透过时的压力，外壳是一种圆筒形的设计，而用以过滤液体的相关过滤膜组件则是彼此堆叠在外壳的内部，通过穿过过滤器轴心的拉杆以及安装在其两端的端盖加以限制而紧紧地结合在一起。这种过滤器可以单独或是重复地安装使用，通过与例如泵、前过滤器、清洗装置，以及操作元件连接，而组成一个液体过滤设备的总成。

已知的过滤膜组件大都具有一项共同的问题，那就是在过滤器中的压力损失较高，换句话说要将液体送入这种过滤器所需的压力极大，而其中又有大部份的压力是为了克服过滤膜组件的不良设计所需的。正因为过滤膜组件有很大的压力损失，也使得至今所有使用这类用盘形过滤膜组件的过滤器都不能应用在毫微过滤、超过滤和微过滤等技术领域。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在解决使用这种盘形过滤膜组件的液体过滤器中压力损失较大的问题。

本实用新型对于解决压力损失的手段在于，通过对过滤膜组件的载盘的形状和流道的重新设计进而获得解决之道，特别是从一个载盘到下一个载盘的液体流动导向，可使液体环形地流动并且充满膜垫的两侧。这一特殊功能的基本面是透过一种沿着载盘的径向延伸的缝状通道与自此向下层斜向延伸的引流面加以实现的。它可以使液体沿着引流面从上层的载盘平缓地流入下层的载盘，这样就可以避免了传统过滤膜组件的构造中，因为液体必需不断经过急剧的一百八十度转向而造成压力损失的主因。因为在传统的过滤膜组件构造中，液体在流经每一层盘形载盘的过程中，至少经过一次一百八十度的转向之后才被导向下一层载盘。

本实用新型的另一目的在于提供一种可以应用于毫微过滤、超过滤和微过滤等技术领域的过滤膜组件。

为达到上述目的，本实用新型提供一种过滤器的渗透过滤膜组件，利用数个互相堆叠的这种过滤膜组件组成一种液体过滤器，其特征为：该过滤膜组件包括有一载盘和一相应形状的膜垫，且该膜垫被夹在两个该载盘之间，用以形成一过滤膜组件；该载盘具有一自沿着其径向方向延伸的缝状通道，该膜垫则具有一相应的缝；该缝状通道具有一对以某一角度向下层斜向延伸的引流面，该引流面在该上下层载盘彼此堆叠时互相镶嵌在一起，使得上层载盘的液体被强迫压向下层载盘，并且充溢在夹在该上下两层载盘之间的膜垫。

附图说明

图1为载盘的俯视图；

图2为图1在B-B位置的断面图；

图3为缝状通道的断面放大图；

图4为引流桩的构造图；

图5为膜垫的俯视图和断面图；

图6为液体在堆叠的载盘及膜垫之间的流动方向示意图；

图7为液体过滤器的结构断面图。

1：载盘                       10：O型环沟槽

11：环形缘                    12：中心孔

13：突出栓块                  14：中心定位缘

15：缝状通道                  16：桥体

17：防扭转切面                18：引流桩

180：顶部                     181：窄边

182：宽边                     19a，19b：引流面

2：膜垫                       20：膜表面

200：渗透间隔器               201：下膜层

202：上膜层                     21：焊缝

22：中心孔                      23：缝

S1：充溢在载盘表面的液体

S2：充溢在缝状通道的液体

P：渗透方向

3：液体过滤器                   31：中心拉杆

32：固定套管                    33：螺帽

34：上堆叠盘                    340：通道开口

35：下堆叠盘                    36：上转流盘

37：下转流盘                    38：上端盖

39：下端盖                      40：入水口

41：浓缩质套筒                  42：浓缩质套节

具体实施方式

使用本实用新型所设计的过滤膜组件所构成的液体过滤器3，可以从图7所示的断面构造了解。它可以应用于反向透析、毫微过滤、超过滤，和微过滤的用途。为了便于更易了解这个液体过滤器3，下文中将全面地作一说明。

这种使用盘形过滤膜组件的液体过滤器3，其包括有：一管状的外壳30，它从外包围住一上、下转流盘36，37和上、下端盖38、39，进而构成一密封的容器，仅由一设在下端盖39的入水口40供粗水进入，然后通过一中空的中心拉杆31将渗透液排出，至于剩余的粗水部份(即浓缩质)则通过浓缩质套筒41和浓缩质套节42流出液体过滤器3。液体过滤器3内部由载盘1和膜垫2所组成的盘形过滤膜组件，是由穿过其中心的拉杆31和位于过滤膜组件的两端的上、下堆叠盘34、35所固定。固定时的力量是由螺合在拉杆31的顶端的螺帽33来调节，固定的力量通过一套在拉杆31***的固定套管32传递至一堆叠盘34，进而将单一个或是数个彼此堆叠在一起的过滤膜组件逼紧在上、下堆叠盘34和35之间。

粗水从入水口40进入之后，将沿着堆叠在一起的过滤膜组件的外周围向上旋转地流到上堆叠盘34的上方，再通过上堆叠盘34的通道开口340进入堆叠在最上的第一个载盘1，液体进入载盘1之后，绕着拉杆31呈环形的流动并充满这个载盘1，接着通过一个缝状通道15流入下一层的载盘1，然后充满介于这两个载盘1之间的膜垫2，膜垫2的上下两面都被粗水所充满。如此依序地流过所有的载盘1和膜垫2。这种流动形式的好处在于：液体的流动非常均匀，没有很急剧的流动方向的改变。对于大量的液体来说，液体的横切面保持稳定，可使液体流动速度不会有太大的差异。缝状通道15的结构也使得液体在其中的流速保持恒定。在膜垫2的两面充满液体时，一部分的液体及物质将透过膜层201、202而进入内层的渗透物间隔器200。而这些渗透通过膜层201、202的渗透物将流入中心拉杆31，并且在其内部向下排出液体过滤器3，进而被引流入一渗透物收集器。至于剩余的粗水部分(即浓缩质)则通过浓缩质套筒41和浓缩质套节42离开液体过滤器3。

图1是本实用新型中载体1的俯视图，图2则是其B-B位置的断面图。载盘1基本上是一种盘状的环形体，它的最外缘有一个环形缘11，中心位置具有一中心孔12，在孔内有许多平均分配在圆周的突出栓块13，在中心孔的***还依序设有一中心定位缘14，和一环形的沟槽10用以容纳密闭元件(如O型环)，可以将粗水流动的一侧与渗透物流动的一侧隔绝。而突出栓块13的设计，将可以使载盘1能够准确的彼此堆叠。

缝状通道15沿着载盘1的径向方向延伸，缝状通道15具有一对向下层斜向延伸的引流面19a、19b用以构成一个液体流道，通过这个缝状通道15，液体可在载盘1及膜垫2的同心环形处S1充溢后从这一个载盘1的平面流到下一层载盘1的平面。这个过程是这样实现的，缝状通道15的开口沿着它的径向方向延伸，构成一对有一定角度的引流面19a、19b，当两个载盘1彼此堆叠在一起时恰好可以镶嵌在一起(见图6)，这样可以将液体从上层载盘1的平面导引流向下一层载盘1的平面，为了导引液体、支撑和固定膜垫2，在缝状通道15上装有很多桥体16。在缝状通道15的外边，有一个沿着与载盘1的切线方向延伸的防扭转切面17，它可以使得膜垫2与载盘1之间不会发生相对的扭转，在载盘1的上下表面还设有一种引流桩18(见图4)，它可以让液体的流动更为平稳，产生适当的旋涡提供膜垫2表面的膜分离率所需要的湍流，更可以让膜垫2和载盘1之间保持必要的间距。

图4所表示的引流桩18从俯视图来看呈椭圆形，它具有一个宽边182与一窄边181。它是这样被配置在载盘1的表面：它的宽边182沿着数个以载盘1的中心为起点的渐开线的方向排列，在载盘1的表面配置有许多个引流桩18，但是它们与主要流动方向所形成角度不同。在较靠近中心的等径环形流路上，液体受到宽边182的阻挡而有较大的阻力，在较远离中心的较***环形流路上，液体受到窄边181的阻挡其阻力较小。通过这种安排，可以让流经载盘1的表面的液体具有均匀的流速。引流桩18的顶部180最好是钝形的，这样可以避免伤害敏感的膜垫2。图3揭露了用以固定膜垫2的桥体16在缝状通道15内部的构造细节。缝状通道15的两个斜向引流面19a、19b以某一角度(30度到60度之间，40度最佳)斜向延伸，它们在载盘1互相堆叠组合时可以互相镶嵌，使得液体被强迫压下进入一个更深的平面(也请参考图6)。桥体16用于固定缝状通道15的开口范围内的膜垫2。桥体16的上面有一个缓坡，这使得膜垫2的接缝被夹住而不会松脱。

由于载盘1要经受高度紧定及运行力，所以它最好由合成原料所制成，这一原料应尽可能少的允许物质与液体渗透，为此，在生产过程中使用了一部分用以增加强度的纤维。

图5是膜垫2的俯视图和横切面图。它共由三个部分所组成：中部的渗透间隔器200，下面的膜层201以及上面的膜层202。这三层是经过特殊处理而互相焊接在一起的。焊接的作用在于，在膜垫2的内部即渗透间隔器200处的渗透物只能从中心位置，也就是从中心拉杆31处漏出，然后排出液体过滤器3。膜表面201具有只允许特定的物质及液体渗透通过的特性(准渗透膜)。渗透的方向P可以在放大的断面图中看到，膜垫2具有一个中心孔22，它是由载盘1上的突出栓块13来决定的。除此之外，膜垫2还有一个缝23，它在过滤膜组件堆叠时与载盘1上的缝状通道15对齐。

如图6所示，当膜垫2被夹在两个载盘1之间时，膜垫2的焊缝21恰好被桥体16所夹住而固定。并且可以确保在膜体2的上下两面会有大概等量的液体流通。

实用新型的功效

由于压力损失的减少，将可使液体过滤设备所需的电能随之减少，因此使得设备所用的开关***具有更多的可能性(如排形开关，序列开关，树形开关)。

另一方面对于废水处理及其产物再循环技术的应用有特别的意义：它使得浓缩物可以继续流过，可处理很少体积的液体并且有投资费用和运行费用上的优势。这些优势在将本实用新型用于能源消耗很高的渗透膜技术中的高压技术时显得更加突出。

通过本实用新型所公开的技术，特别是在载盘和膜垫之间的环形流动导向设计，以及设在载盘的表面的引流桩，可以使压力损失比传统的技术减少百分之五十，致使这一技术的应用有更有的经济性，并有更广泛的应用范围。

Claims (6)

1、过滤器的渗透过滤膜组件，利用数个互相堆叠的这种过滤膜组件组成一种液体过滤器，其特征为：

该过滤膜组件包括有一载盘和一相应形状的膜垫，且该膜垫被夹在两个该载盘之间，用以形成一过滤膜组件；

该载盘具有一自沿着其径向方向延伸的缝状通道，该膜垫则具有一相应的缝；

该缝状通道具有一对以某一角度向下层斜向延伸的引流面，该引流面在该上下层载盘彼此堆叠时互相镶嵌在一起，使得上层载盘的液体被强迫压向下层载盘，并且充溢在夹在该上下两层载盘之间的膜垫。

2、如权利要求1所述的过滤器的渗透过滤膜组件，其特征是，该引流面的延伸角度介于30～60度之间。

3、如权利要求1所述的过滤器的渗透过滤膜组件，其特征是，该引流面的延伸角度以40度为佳。

4、如权利要求1所述的过滤器的渗透过滤膜组件，其特征是，该缝状通道的开口设有数个桥体，用以夹紧膜垫的焊缝，并且膜垫的上下两面会有大概等量的液体流过。

5、如权利要求1所述的过滤器的渗透过滤膜组件，其特征是，该载盘的上下表面具有多个引流桩，该引流桩具有一宽边与一窄边，该引流桩的宽边沿着数个以载盘的中心为起点的渐开线的方向排列。

6、如权利要求5所述的过滤器的渗透过滤膜组件，其特征是，该引流桩从俯视图来看呈椭圆形，其顶部为钝形。

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