專利名稱：一種錯(cuò)流過濾濾芯組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種錯(cuò)流過濾濾芯組件。
背景技術(shù)：
本申請的申請人在CN201643834U的專利文獻(xiàn)中公開了一種用于錯(cuò)流過濾的濾芯組件，該濾芯組件的外殼內(nèi)安裝有一組內(nèi)外套接的內(nèi)濾管和外濾管，待過濾介質(zhì)從內(nèi)濾管和外濾管之間經(jīng)過而使內(nèi)濾管和外濾管分別以外進(jìn)內(nèi)出方式和內(nèi)進(jìn)外出方式進(jìn)行過濾，該結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生較大的過濾面積。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)待過濾溶液的固液比偏高時(shí)，固體雜質(zhì)會(huì)在內(nèi)濾管的外表面迅速累積并形成如圖1所示的濾餅層，導(dǎo)致內(nèi)濾管表面的過濾壓力梯度增加，并造成局部過濾壓力過大，這種過濾壓力不平衡現(xiàn)象最終將導(dǎo)致過濾穩(wěn)定性降低、濾管局部堵塞或不可逆污染以及過濾通量下降等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種可減小濾管外表面過濾壓力梯度的錯(cuò)流過濾濾芯組件。為此，該錯(cuò)流過濾濾芯組件包括安裝在外殼內(nèi)的至少一根采用外進(jìn)內(nèi)出方式進(jìn)行過濾的濾管，該濾管的外側(cè)腔體通過擋板分隔成多個(gè)順序連接的流道，由這些流道所構(gòu)成的過濾通道整體上是在沿濾管外圓周旋轉(zhuǎn)并朝其軸向延伸的。由于過濾通道整體上具有上述的螺旋形特點(diǎn)，因此待過濾溶液在過濾通道內(nèi)的流動(dòng)方向具有沿濾管外圓周旋轉(zhuǎn)的分量，可對溶液中的固體雜質(zhì)形成切向沖擊，從而阻止濾餅形成，減小濾管外表面過濾壓力梯度，使得濾管外表面各處的過濾壓力分布更為均衡，進(jìn)而增加過濾穩(wěn)定性能、延長濾管壽命、提高過濾通量?？紤]到較大的過濾面積的要求，外殼內(nèi)安裝有至少一組內(nèi)外套接的內(nèi)濾管和外濾管，待過濾介質(zhì)從內(nèi)濾管和外濾管之間經(jīng)過而使內(nèi)濾管和外濾管分別以外進(jìn)內(nèi)出方式和內(nèi)進(jìn)外出方式進(jìn)行過濾，所述擋板安裝在內(nèi)濾管和外濾管之間并在其中形成所述的過濾通道。為了形成具有螺旋狀特點(diǎn)的過濾通道，所述擋板為螺旋擋板，該螺旋擋板的旋轉(zhuǎn)軸與濾管的中心軸線重合。螺旋擋板可看作是由一個(gè)扁形的橫截面沿一螺旋線掃描而成的三維實(shí)體，該橫截面的高度即為螺旋擋板的厚度，寬度即為螺旋擋板的寬度。將擋板設(shè)計(jì)為上述結(jié)構(gòu)后，過濾通道即形成為一個(gè)螺旋狀的通道。所述擋板也可以是由多塊沿濾管軸向間隔排列的橫擋板所構(gòu)成，這些橫擋板上開有位置不同的孔或缺口。此外，部分或全部的橫擋板通過軸向連接筋連成一個(gè)整體，可提高擋板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于不同的橫擋板上所開設(shè)的孔或缺口的位置不同，因此待過濾溶液從一塊橫擋板上的孔或缺口朝另一塊橫擋板上的孔或缺口流動(dòng)時(shí)，必然存在沿濾管外圓周方向的運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是1)由于壓力是過濾的唯一動(dòng)力，在濾管外表面各處的過濾壓力分布趨于一致的情況下，濾管各處的通量一致，避免了局部因超過臨界通量或臨界壓力和造成的堵塞和衰減， 因而過濾的穩(wěn)定性會(huì)增加；另外，由于流體的旋轉(zhuǎn)，剪切力增加，所以濾芯上的濃差極化現(xiàn)象基本消失，過濾的穩(wěn)定性也隨之增加。2)當(dāng)壓力分布不均時(shí)，濾管表面局部壓力過大而大多數(shù)部位沒有達(dá)到所需壓力， 因此濾管的大部分面積的過濾通量沒有達(dá)到理想狀態(tài)，造成總的通量降低；而當(dāng)濾管外表面過濾壓力梯度得以改善后，過濾通量達(dá)到理想狀態(tài)。另外，由于流體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力也作用在濾芯的表面，促使通量增加。3)當(dāng)濾管外表面各處的過濾壓力分布趨于一致時(shí)，可以避免濾管局部堵塞或不可逆污染，延長濾芯的使用壽命。

圖1為在濾管表面形成濾餅的過濾狀態(tài)模擬圖，該圖中示出了流速分布和壓力分布。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體分解圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體組合圖(帶有局部剖視)。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1的半剖視圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的半剖視圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3的半剖視圖。圖3 圖5中的箭頭表示待過濾溶液的流動(dòng)方向。圖中標(biāo)記為外濾管1、內(nèi)濾管2、螺旋擋板3、橫擋板4、流道5、過濾通道6。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。如圖2 圖5所示的旋流式錯(cuò)流過濾濾芯組件，其外殼內(nèi)安裝有至少一組內(nèi)外套接的內(nèi)濾管2和外濾管1，待過濾介質(zhì)從內(nèi)濾管2和外濾管1之間經(jīng)過從而使內(nèi)濾管2和外濾管1分別以外進(jìn)內(nèi)出方式和內(nèi)進(jìn)外出方式進(jìn)行過濾，內(nèi)濾管2和外濾管1之間安裝有擋板，通過所述擋板將該濾管的外側(cè)容腔分隔成多個(gè)順序連接的流道5，由這些流道5所構(gòu)成的過濾通道6整體上是在沿濾管外圓周旋轉(zhuǎn)并朝其軸向延伸的。由于內(nèi)濾管2和外濾管1 同時(shí)過濾，故該濾芯組件的過濾面積較單層濾管提高一倍；當(dāng)單層濾管的過濾面積足夠時(shí)， 完全可以只安裝一根采用外進(jìn)內(nèi)出方式進(jìn)行過濾的濾管，此時(shí)擋板仍安裝在濾管外側(cè)容腔內(nèi)，該容腔由外殼和濾管之間形成。該過濾通道6上具有螺旋式分布的特點(diǎn)，因此待過濾溶液在過濾通道6內(nèi)的流動(dòng)方向具有一個(gè)沿濾管圓周的旋轉(zhuǎn)分量，可對溶液中的固體雜質(zhì)形成切向沖擊，從而阻止濾餅形成，減小內(nèi)濾管2外表面過濾壓力梯度，使得內(nèi)濾管2外表面各處的過濾壓力分布更為均衡，進(jìn)而增加過濾穩(wěn)定性能、延長濾管壽命、提高過濾通量。實(shí)施例1如圖2 圖4所示，上述內(nèi)濾管2和外濾管1之間的擋板為一塊螺旋擋板3，該螺旋擋板3的旋轉(zhuǎn)軸與濾管的中心軸線重合；根據(jù)內(nèi)濾管2和外濾管1的直徑等參數(shù)，將螺旋擋板3的螺距設(shè)定為2cm，寬度設(shè)定為1cm，安裝時(shí)直接將螺旋擋板3軸向放入內(nèi)濾管2和外濾管1之間的容腔內(nèi)。分別用該濾芯組件和抽掉螺旋擋板3的濾芯組件過濾濃度相同的硫酸鈷溶液，本實(shí)施例的濾芯組件的過濾通量增加30 %，反沖周期延長50 %，過濾穩(wěn)定性明顯增加。實(shí)施例2如圖5所示，上述內(nèi)濾管2和外濾管1之間的擋板是由多塊沿濾管軸向間隔排列的橫擋板4所構(gòu)成，這些橫擋板4上開有作為介質(zhì)流動(dòng)通道的孔或缺口 ；根據(jù)內(nèi)濾管2和外濾管1的直徑等參數(shù)，將橫擋板4的間距設(shè)定為1. 5cm，寬度設(shè)定為1cm，安裝時(shí)分別將各橫擋板4安裝在內(nèi)濾管2和外濾管1之間的容腔內(nèi)。分別用該濾芯組件和取掉橫擋板4的濾芯組件過濾濃度相同的硫酸鈷溶液，本實(shí)施例的濾芯組件的過濾通量增加20%，反沖周期延長50%，過濾穩(wěn)定性明顯增加。實(shí)施例3在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上通過軸向連接筋7將各橫擋板4連成一個(gè)整體，以便各橫擋板4的安裝，并提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
權(quán)利要求1.一種錯(cuò)流過濾濾芯組件，包括安裝在外殼內(nèi)的至少一根采用外進(jìn)內(nèi)出方式進(jìn)行過濾的濾管，其特征在于該濾管的外側(cè)腔體通過擋板分隔成多個(gè)順序連接的流道(5)，由這些流道( 所構(gòu)成的過濾通道(6)整體上是在沿濾管外圓周旋轉(zhuǎn)并朝其軸向延伸的。
2.如權(quán)利要求1所述的錯(cuò)流過濾濾芯組件，其特征在于外殼內(nèi)安裝有至少一組內(nèi)外套接的內(nèi)濾管( 和外濾管(1)，待過濾介質(zhì)從內(nèi)濾管( 和外濾管(1)之間經(jīng)過而使內(nèi)濾管( 和外濾管(1)分別以外進(jìn)內(nèi)出方式和內(nèi)進(jìn)外出方式進(jìn)行過濾，所述擋板安裝在內(nèi)濾管(2)和外濾管(1)之間并在其中形成所述的過濾通道(6)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的錯(cuò)流過濾濾芯組件，其特征在于所述擋板為螺旋擋板 (3)，該螺旋擋板(3)的旋轉(zhuǎn)軸與濾管的中心軸線重合。
4.如權(quán)利要求1或2所述的錯(cuò)流過濾濾芯組件，其特征在于所述擋板是由多塊沿濾管軸向間隔排列的橫擋板(4)所構(gòu)成，這些橫擋板(4)上開有位置不同的孔或缺口。
5.如權(quán)利要求4所述的錯(cuò)流過濾濾芯組件，其特征在于部分或全部的橫擋板(4)通過軸向連接筋(7)連成一個(gè)整體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可減小濾管外表面過濾壓力梯度的錯(cuò)流過濾濾芯組件。該錯(cuò)流過濾濾芯組件包括安裝在外殼內(nèi)的至少一根采用外進(jìn)內(nèi)出方式進(jìn)行過濾的濾管，該濾管的外側(cè)腔體通過擋板分隔成多個(gè)順序連接的流道，由這些流道所構(gòu)成的過濾通道整體上是在沿濾管外圓周旋轉(zhuǎn)并朝其軸向延伸的。由于過濾通道整體上具有螺旋形特點(diǎn)，因此待過濾溶液在過濾通道內(nèi)的流動(dòng)方向具有沿濾管外圓周旋轉(zhuǎn)的分量，可對溶液中的固體雜質(zhì)形成切向沖擊，從而阻止濾餅形成，減小濾管外表面過濾壓力梯度，使得濾管外表面各處的過濾壓力分布更為均衡，進(jìn)而增加過濾穩(wěn)定性能、延長濾管壽命、提高過濾通量。
文檔編號B01D29/54GK202277724SQ20112032099
公開日2012年6月20日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者林勇, 汪濤, 高麟 申請人:成都易態(tài)科技有限公司