CN102068843A - 一种多孔陶瓷滤芯 - Google Patents

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梁恒国
方振东
吴恬
姚吉伦
魏营
丁昭霞
唐然
左梅梅
周宁玉
徐啸
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Abstract

本发明涉及陶瓷滤芯设计的技术领域。本发明设计的滤芯的外形为圆棒形，滤芯中分布若干个轴向贯通的过流通道，其中位于中心的为一个圆形过流通道，外围的为若干个扇形过流通道，它们围绕于中心的圆形过流通道外，成圈状布置。多孔陶瓷滤芯根据断面直径大小，外围的扇形过流通道分布为一圈或两圈，所述当扇形过流通道设置两圈时，两圈扇形过流通道在端面上径向交错排列。本发明通过将水流通道形状设计成扇形，过滤面积上的水流阻力均匀，并合理组织滤前与滤后水流，使待滤液可双向过滤，从而增大有效过滤面积，提高陶瓷滤芯的过滤通量，减少制作滤芯材料的用量。

Description

一种多孔陶瓷滤芯
技术领域
本发明涉及陶瓷滤芯设计的技术领域，该种陶瓷滤芯断面中的过流通道布置非常合理，可以获得最大的有效过滤面积，具有更大的过滤通量。
背景技术
微孔陶瓷滤芯是过滤设备中常用的过滤材料。它是以氧化铝、氧化钛、氧化鋯等材料经高温烧结而成的具有多孔结构的精密过滤材料，过滤精度涵盖微滤、超滤甚至纳滤。陶瓷滤芯是一种“错流过滤”形式的流体分离过程，待过滤液体在滤芯过滤通道内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与水流垂直方向向外透过滤层，含大分子组分的浑浊液浓缩被截留，从而使流体达到分离、浓缩和纯化的目的。
目前市场上已有的陶瓷滤芯的过流通道分布和过滤方式不合理，虽然采用增加滤芯断面上的过流通道，但由于它们采用的都是单向过滤（即待过滤液由滤芯中的数个过流通道径向向外流动），真正起过滤作用的主要还是靠滤芯最外边一圈的过流通道，中间部分的过流通道实际没有起多少过滤作用，滤芯的实际有效过滤面积并没有相应增大。以往将滤芯所有过流通道的表面积之和作为过滤面积来计算是不合理的，实际在滤芯断面靠近中心部分的过流通道并没有起多少过滤作用，增加滤芯断面上的过流通道，反而增加了滤芯的加工难度，对过滤通量的提高并没有多少贡献。
发明内容
本发明针对陶瓷滤芯这一技术现状提供一种多孔陶瓷滤芯，使相同直径和长度的多孔陶瓷滤芯的有效过滤面积大大提高，在压力不变的情况下从而提高其过滤通量，降低制作滤芯材料的用量。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种多孔陶瓷滤芯，所述滤芯的的外形为圆棒形，所述滤芯中分布若干个轴向贯通的过流通道，其中位于中心的为一个圆形过流通道，外围的为若干个扇形过流通道，它们围绕于中心的圆形过流通道外，成圈状布置。
所述多孔陶瓷滤芯根据断面直径大小，外围的扇形过流通道分布为一圈或两圈，所述当扇形过流通道设置两圈时，两圈扇形过流通道在端面上径向交错排列。
当所述扇形过流通道设置一圈时，所述扇形过流通道作为待过滤液通道，所述中心的圆形过流通道与滤芯外侧作为滤后液体的汇集通道；当所述扇形过流通道设置两圈时，所述最外圈的扇形过流通道和中心的圆形过流通道作为待过滤液通道，所述内圈的扇形过流通道与滤芯外侧作为滤后液体的汇集通道。这样待过滤液可在待过滤液通道中向内和向外进行双向过滤。
所述同一圈的扇形过流通道大小相同，其数量视滤芯的直径确定。
所述滤芯的长度为1000mm~1200mm，直径为25mm~40mm，其断面中分布的过流通道数为9~31个。
由以上的技术内容可见，本发明将多孔陶瓷滤芯断面中的水流通道的断面形状除中心为圆形外其余均设计成扇形，通道与通道之间的过流通道分隔厚度保持均匀，过滤层的厚度均匀，过滤面积上的水流阻力均匀。此外，将多孔陶瓷滤芯断面上的水流通道合理地设计成待滤液通道和滤后液通道，合理组织水流，使待过滤液可在待过滤液通道中向内和向外进行双向过滤，充分利用有效过滤面积，以达到提高陶瓷滤芯过滤通量的目的。
附图说明
图1是具有一圈扇形过流通道的多孔陶瓷滤芯断面的结构示意图；
图2是具有两圈扇形过流通道的多孔陶瓷滤芯断面的结构示意图。
具体实施方式
     结合附图对本发明多孔陶瓷滤芯的布孔方法详细描述如下，而以下的描述并不构成对本发明保护范围的限制。
    实施例1： 参见图1，该多孔陶瓷滤芯的外形为圆棒形，滤芯中分布有11个轴向贯通的过流通道，其中位于中心的为一个圆形过流通道4，外围为10个扇形过流通道2，它们围绕于中心的圆形过流通道4外，形成一圈。过流通道数量可根据陶瓷滤芯的直径大小调整。扇形过流通道2的内侧弧长为1.5mm~3.0mm，外侧弧长为4.0mm~7.0mm，中心圆形过流通道4的直径为8.0mm~10.0mm。陶瓷滤芯的过滤层1的厚度为2.0mm，过流通道分隔3的厚度为2.0mm。
该多孔陶瓷滤芯的工作方式为：待过滤液由围成圈状的多个扇形过流通道2进入，通过2.0mm厚的陶瓷过滤层1向内外侧过滤，滤后液由中心圆形过流通道4和滤芯外侧周边收集。在具体使用时，还需要在滤芯中心圆形过流通道4的进出滤液端设置待滤液与滤后液的隔离措施，即待滤液只能由扇形过流通道2进入，而不能从中心圆形过流通道4进入，进入扇形过流通道2的待滤液体向内和向外过滤，进行双向过滤，中心通道过滤后的液体与滤芯外侧过滤后的液体汇合引出，使陶瓷滤芯中的水流分布更合理，充分利用陶瓷滤芯的有效过滤面积，从而提高陶瓷滤芯的过滤通量。
实施例2：参见图2，此例不同的是将多孔陶瓷滤芯的扇形过流通道设计成两圈，根据滤芯的直径大小，外圈扇形过流通道6有18个，内圈扇形过流通道5有12个，两圈扇形过流通道在端面上径向交错排列。扇形过流通道的内侧弧长为1.5mm~3.0mm，外侧弧长为4.0mm~5.0mm，中心圆形过流通道4的直径为8.0mm~10.0mm。陶瓷滤芯过滤层1的厚度为2.0mm，过流通道分隔3的厚度为2.0mm。
该多孔陶瓷滤芯的工作方式为：待过滤液由外圈扇形过流通道6和中心圆形过流通道4进入，通过2mm厚的陶瓷过滤层1过滤，外圈扇形过流通道6中的待过滤液体向内圈扇形过流通道5和滤芯外侧周边过滤，中心圆形过流通道4中的待过滤液体向内圈扇形过流通道5过滤，清洁滤液由内圈扇形过流通道5和滤芯外侧周边收集。内圈扇形过流通道5在进出滤液端需要设置待滤液与滤后液体的隔离措施，即待滤液只能由外圈扇形过流通道6和中心圆形过流通道4进入，而不能从内圈扇形过流通道5进入，使外圈扇形过流通道6中的待滤液进行双向过滤，中心圆形过流通道4中的待滤液向内圈过扇形流通道5中过滤，内圈扇形过流通道5中的过滤后的液体与滤芯外侧周边的过滤后的液体汇合引出，使陶瓷滤芯中的水流分布更合理，有效过滤面积最大化，从而提高陶瓷滤芯的过滤通量。

Claims (5)

1.一种多孔陶瓷滤芯，所述滤芯的的外形为圆棒形，其特征在于：所述滤芯中分布若干个轴向贯通的过流通道，其中位于中心的为一个圆形过流通道，外围的为若干个扇形过流通道，它们围绕于中心的圆形过流通道外，成圈状布置。
2.如权利要求1所述的多孔陶瓷滤芯，其特征在于：所述外围的扇形过流通道分布为一圈或两圈，当所述扇形过流通道设置一圈时，所述扇形过流通道作为待过滤液通道，所述中心的圆形过流通道与滤芯外侧作为滤后液体的汇集通道；当所述扇形过流通道设置两圈时，所述最外圈的扇形过流通道和中心的圆形过流通道作为待过滤液通道，所述内圈的扇形过流通道与滤芯外侧作为滤后液体的汇集通道。
3.如权利要求2所述的多孔陶瓷滤芯，其特征在于：所述当扇形过流通道设置两圈时，两圈扇形过流通道在端面上径向交错排列。
4.如权利要求2或3所述的多孔陶瓷滤芯，其特征在于：所述同一圈的扇形过流通道大小相同，其数量视滤芯的直径确定。
5.如权利要求4所述的多孔陶瓷滤芯，其特征在于：所述滤芯的长度为1000mm~1200mm，直径为25mm~40mm，其断面中分布的过流通道数为9~31个。
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