CN101869786A - 错流过滤用滤芯组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有较高过滤能力的用于错流过滤的滤芯组件。该滤芯组件包括了设有原液入口、净液出口以及浓缩液出口的容器，该容器内具有与所述净液出口相通的净液腔，所述容器内还设置有至少两个滤芯装置，每个滤芯装置包括间隔设置的至少两层内外套接的筒状滤芯，每个滤芯装置中的至少两层筒状滤芯之间的间隔区域形成过滤腔，各过滤腔的两端分别与所述的原液入口和浓缩液出口相通，各过滤腔的外侧与所述容器内壁之间的区域构成共同的外净液腔，各过滤腔内侧区域构成独立的内净液腔，各内净液腔均与外净液腔导通。由于容器内设置了至少两个滤芯装置，并且每个滤芯装置中的至少两层筒状滤芯又大大增加了滤芯过流面积，从而提高了滤芯组件的过滤能力。

Description

错流过滤用滤芯组件

技术领域

本发明涉及错流过滤设备。

背景技术

滤芯过滤分为终端过滤和错流过滤。采用终端过滤时原液(即过滤前的液体)在滤膜表面不产生膜面流动，因此过滤周期内膜面上的滤饼层逐渐增厚，过滤量随着过滤时间的增加而迅速降低，反洗周期较短。采用错流过滤时原液会以一定的速度沿膜面流动，此过程中一部分原液靠压差渗透滤膜后成为净液(即过滤后的液体)，而未被过滤的液体沿膜面继续流动成为浓缩液并回流至原液池中进行循环，因此过滤周期内膜面仅形成少量滤饼，过滤量随着过滤时间的增加缓慢降低，反洗周期较长。由于终端过滤和错流过滤的过滤方式不同，因此现有的终端过滤器与错流过滤器的结构存在显著区别。

但无论是终端过滤器还是错流过滤器，其中的滤芯组件都是实现其过滤的关键设备。一种已知的错流过滤用滤芯组件的结构主要包括设有原液入口、净液出口以及浓缩液出口的容器，该容器内设置有筒状滤芯，容器内位于该筒状滤芯外侧的空间成为容纳过滤后液体的净液腔，而筒状滤芯内部则设有原液的流动通道。安装后所述原液入口、净液出口以及浓缩液出口分别与过滤器的进料管、出料管和回流管相通。过滤时原液经原液入口从筒状滤芯的管内压入，并以一定的速度轴向流经滤膜表面，一部分原液靠压差渗透到管外的净液腔中成为净液，并通过净液出口排出，而未被过滤的液体则继续在管内轴向流动至浓缩液出口并最终通过回流管回流到原液池中，最后通过泵再将原液池中的原液压入原液入口进行循环。

上述这种滤芯组件所采用的筒状滤芯为单层结构，滤芯的过流面积完全由滤芯的尺寸大小决定，因此该滤芯组件的过滤能力受到滤芯尺寸的限制难以达到理想的状态。尤其对于孔径在0.3～30μm的准微滤芯材料如金属间化合物多孔滤芯材料，这种滤芯组件的过滤能力还有待提高。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供具有较高过滤能力的用于错流过滤的滤芯组件。

为解决该技术问题，所述滤芯组件包括了设有原液入口、净液出口以及浓缩液出口的容器，该容器内具有与所述净液出口相通的净液腔，所述容器内还设置有至少两个滤芯装置，每个滤芯装置包括间隔设置的至少两层内外套接的筒状滤芯，每个滤芯装置中的至少两层筒状滤芯之间的间隔区域形成过滤腔，各过滤腔的两端分别与所述的原液入口和浓缩液出口相通，各过滤腔的外侧与所述容器内壁之间的区域构成共同的外净液腔，各过滤腔内侧区域构成独立的内净液腔，各内净液腔均与外净液腔导通。

进一步的，每个滤芯装置还包括位于其过滤腔两端的第一引流定位构件和第二引流定位构件，所述第一引流定位构件或/和第二引流定位构件上设置有使其内净液腔与外净液腔导通的溢流孔。

进一步的，所述容器包括罐体，所述第一引流定位构件和第二引流定位构件分别安装在该罐体的两端，该罐体上位于安装第一引流定位构件的端部设置有封头形成浓缩液腔，所述浓缩液出口设置在该浓缩液腔的腔壁上。

进一步的，所述第一引流定位构件和第二引流定位构件分别通过孔板安装在罐体的两端。

进一步的，所述第二引流定位构件中设有与原液入口相通的原液腔。

进一步的，所述净液出口设置在该容器的壁上从而与外净液腔相通。

本发明的有益效果是：该滤芯组件在过滤时原液从原液入口进入到各个滤芯装置的过滤腔中，各过滤腔中的一部分原液通过外层的筒状滤芯过滤后进入到共同的外净液腔中成为净液，各过滤腔中的一部分原液又通过内层的筒状滤芯过滤后进入到内净液腔中成为净液，最后外净液腔以及各个滤芯装置的内净液腔中的净液均通过净液出口流出滤芯组件。可见，由于容器内设置了至少两个滤芯装置，并且每个滤芯装置中的至少两层筒状滤芯又大大增加了滤芯过流面积，从而提高了滤芯组件的过滤能力。

附图说明

图1为本申请用于错流过滤的滤芯组件的结构示意图。

图2为图1中A-A向的剖视图。

图3为本申请的错流过滤器(过滤时)的结构示意图。

图4为本申请的错流过滤器(反洗时)的结构示意图。

图5为本申请的错流过滤器(排渣时)的结构示意图。

图中标记为：原液1、净液2、浓缩液3、浓缩液腔4、原液腔5、外净液腔6、内净液腔7、筒状滤芯8、筒状滤芯9、过滤腔10、罐体11、封头12、第一引流定位构件13、第二引流定位构件14、孔板15、孔板16、溢流孔17、回流管18、出料管19、滤芯装置20、滤芯组件21、渣液22、过滤罐23、进料管24、排渣管25、容器26。

图1～3中箭头所示方向表示流体的运动方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1～2所示的错流过滤用滤芯组件21，包括设有原液入口、净液出口以及浓缩液出口的容器26，该容器26内具有与所述净液出口相通的净液腔，所述容器26内设置有至少两个滤芯装置20，每个滤芯装置20包括间隔设置的至少两层内外套接的筒状滤芯8、9，每个滤芯装置20中的至少两层筒状滤芯8、9之间的间隔区域形成过滤腔10，各过滤腔10的两端分别与所述的原液入口和浓缩液出口相通，各过滤腔10的外侧与所述容器26内壁之间的区域构成共同的外净液腔6，各过滤腔10内侧区域构成独立的内净液腔7，各内净液腔7均与外净液腔6导通。如图1所示，该错流过滤用滤芯组件21的净液出口最好设置在该容器26的壁上从而与外净液腔6相通。

如图1～2所示，该滤芯组件21在过滤时原液1从原液入口进入到各个滤芯装置20的过滤腔10中，各过滤腔10中的一部分原液通过外层的筒状滤芯9过滤后进入到共同的外净液腔6中成为净液，各过滤腔10中的一部分原液又通过内层的筒状滤芯8过滤后进入到内净液腔7中成为净液，最后外净液腔6以及各个滤芯装置20的内净液腔7中的净液2均通过净液出口流出滤芯组件21，而剩余的原液则经过滤腔10、浓缩液出口回流至原液池中，进行循环过滤。

由于该滤芯组件21通过设置至少两个滤芯装置20，并且各滤芯装置20中的至少两层内外套接的筒状滤芯8、9又大大增大了滤芯过流面积，使一部分液体从筒状滤芯8过滤，而一部分液体从筒状滤芯9过滤，无疑增加了单位时间的过滤量，从而提高了过滤能力。由于该滤芯组件结构具有较高过滤能力，所述各筒状滤芯8、9可采用金属间化合物多孔过滤材料，进行粗四氯化钛过滤。当然，各筒状滤芯8、9也可采用筒状多孔过滤材料、刚性筒状多孔过滤材料或刚性无机筒状多孔过滤材料。

如图1所示，每个滤芯装置20还包括位于其过滤腔10两端的第一引流定位构件13和第二引流定位构件14，所述第一引流定位构件13或/和第二引流定位构件14上设置有使其内净液腔7与外净液腔6导通的溢流孔17。所述第一引流定位构件13和第二引流定位构件14起到定位、支撑筒状滤芯8、9，并且对液体进行分配的作用。具体的讲，第一引流定位构件13和第二引流定位构件14能够将过滤腔10与内净液腔7和外净液腔6分隔开来，使从过滤腔10流经的液体被直接导入浓缩液出口，而不会与内净液腔7和外净液腔6中的净液发生混合。同时通过溢流孔17将内净液腔7与外净液腔6导通，使净液能够从净液出口一起排出。

如图1所示，所述第二引流定位构件14中还设有与原液入口相通的原液腔5。原液腔5具有对原液进行集中和导流作用，可以有效的防止原液腔5的入口处堵塞。

如图1所示，所述容器26包括罐体11，所述第一引流定位构件13和第二引流定位构件14分别安装在该罐体11的两端，该罐体11上位于安装第一引流定位构件13的端部设置有封头12形成浓缩液腔4，所述浓缩液出口设置在该浓缩液腔4的腔壁上。该结构可将从各滤芯装置20输出的浓缩液先汇集在浓缩液腔4中再集中排放。其中，所述第一引流定位构件13和第二引流定位构件14分别通过孔板15、16安装在罐体11的两端，实现对滤芯装置20的安装定位，孔板15、16可分别通过螺钉与罐体11的两端面连接，以方便拆卸。

使用本发明的滤芯组件21的过滤器如图3～5所示。该错流过滤用过滤器的其特点在于连接有进料管24和排渣管25的过滤罐23上安装有至少两个上述的滤芯组件21，各滤芯组件21的原液入口位于过滤罐23内并且与过滤罐23的罐体相通，各滤芯组件21的净液出口与出料管19相连，浓缩液出口与回流管18相连。

如图3所示，该过滤器过滤时，排渣管25上的阀门关闭，原液1从进料管24进入过滤罐23内，过滤罐23内的液面上升，并逐渐上升到滤芯组件21的原液入口并进入各滤芯组件21的过滤腔10中，原液经过各滤芯组件21的过滤后，净液2从出料管19排出，浓缩液从回流管18排出并回流至原液池中再进行循环。在上述过滤过程中，还可打开排渣管25上的阀门排出原液来平衡原液浓度。

如图4所示，该过滤器反洗时，只需在图3所示的状态的基础上，将反洗液(可以采用净液)从出料管19反向通入各滤芯组件21后对滤芯装置20进行脉冲反洗，反洗出的滤渣随浓缩液3从各滤芯组件21的回流管18排出并最终回流到过滤罐23内进行循环。可见，各滤芯组件21的净液出口实际上也兼作了反洗液的入口。当然，也可以采取在上述滤芯组件21的基础上增设专用的反洗液通道来实现反洗。

如图5所示，当过滤罐23内的液体浓度过高时，可通过排渣管25进行渣液22的排放。

Claims (6)

1.错流过滤用滤芯组件，包括设有原液入口、净液出口以及浓缩液出口的容器(26)，该容器(26)内具有与所述净液出口相通的净液腔，其特征在于：所述容器(26)内设置有至少两个滤芯装置(20)，每个滤芯装置(20)包括间隔设置的至少两层内外套接的筒状滤芯(8、9)，每个滤芯装置(20)中的至少两层筒状滤芯(8、9)之间的间隔区域形成过滤腔(10)，各过滤腔(10)的两端分别与所述的原液入口和浓缩液出口相通，各过滤腔(10)的外侧与所述容器(26)内壁之间的区域构成共同的外净液腔(6)，各过滤腔(10)内侧区域构成独立的内净液腔(7)，各内净液腔(7)均与外净液腔(6)导通。

2.如权利要求1所述的错流过滤用滤芯组件，其特征在于：每个滤芯装置(20)还包括位于其过滤腔(10)两端的第一引流定位构件(13)和第二引流定位构件(14)，所述第一引流定位构件(13)或/和第二引流定位构件(14)上设置有使其内净液腔(7)与外净液腔(6)导通的溢流孔(17)。

3.如权利要求2所述的错流过滤用滤芯组件，其特征在于：所述容器(26)包括罐体(11)，所述第一引流定位构件(13)和第二引流定位构件(14)分别安装在该罐体(11)的两端，该罐体(11)上位于安装第一引流定位构件(13)的端部设置有封头(12)形成浓缩液腔(4)，所述浓缩液出口设置在该浓缩液腔(4)的腔壁上。

4.如权利要求3所述的错流过滤用滤芯组件，其特征在于：所述第一引流定位构件(13)和第二引流定位构件(14)分别通过孔板(15、16)安装在罐体(11)的两端。

5.如权利要求2、3或4所述的错流过滤用滤芯组件，其特征在于：所述第二引流定位构件(14)中设有与原液入口相通的原液腔(5)。

6.如权利要求1、2、3或4所述的错流过滤用滤芯组件，其特征在于：所述净液出口设置在该容器(26)的壁上从而与外净液腔(6)相通。

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