CN105381642B - 一种用于低粘度液体的快速过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于低粘度液体的快速过滤装置。包括管道以及分别在管道入口和出口布置的入口法兰盘、出口法兰盘，管道内沿液体流向一起设有过滤膜、超声波空化发生器、多孔过滤介质，超声波空化发生器设置在过滤膜和多孔过滤介质之间的管道内壁上，超声波空化发生器的频率可调。本发明通过在弹性过滤膜与刚性多孔过滤介质空间内产生的空化泡的低压、射流作用下提高过滤膜两侧的压差、加快过滤液体的流速、加速过滤渗透作用，提高渗透率过滤效率。

Description

一种用于低粘度液体的快速过滤装置
技术领域
本发明涉及生物、化学、造纸、食品等工业领域，具体是涉及了一种用于低粘度液体的快速过滤装置，作为低粘度液体过滤器。
背景技术
过滤是一种利用过滤介质将固液或固气混合物净化分离、提纯净化得到纯净的液体或气体的过程，是流体分离过程中的一个操作。过滤器是过滤工艺过程不可或缺的装置，是化工中过滤提纯、制药中浓缩萃取、造纸中滤清以及海水淡化过程中最重要的一部分。为了将液体与气体当中的固体颗粒除去，必须经过层层过滤介质，整个过程在重力或加压过程下进行，非常缓慢耗时，整个过滤过程效率低。
发明内容
为了克服现有过滤过程缓慢、耗时的不足，本发明提供了一种用于低粘度液体的快速过滤装置，快速高效。
为了实现上述快速高效的过滤过程，本发明采用的技术方案是：
本发明包括管道以及分别在管道入口和出口布置的入口法兰盘、出口法兰盘，管道内沿液体流向一起设有过滤膜、超声波空化发生器、多孔过滤介质，超声波空化发生器设置在过滤膜和多孔过滤介质之间的管道内壁上。
所述的超声波空化发生器的频率与功率可调，以便适应不同种类的液体过滤。
所述过滤膜设置在管道上靠近超声波空化发生器附近的入口处，过滤膜为弹性过滤膜。
所述多孔过滤介质设置在管道上靠近超声波空化发生器附近的出口处，多孔过滤介质为刚性多孔过滤介质，比如玻璃或陶瓷过滤介质。
所述的滤膜和多孔过滤介质之间的间距根据超声空化强度调节。
优选地，为了营造空化低压射流环境，过滤膜与刚性多孔介质之间的距离保持在1-10mm。
本发明中，待到已过滤液体淹没超声波发生器时，开启超声波空化发生器。等待过虑液体液面低于超声波发生器位置时，关闭超声波发生器。
现有技术的超声波空化发生器常用于将液体振动，气泡进行破裂而产生的冲击波来达到清洗和冲刷。空化是当液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸汽或气体析出形成空穴(空泡)形成、发展和溃灭的过程。空泡的形成和溃灭会导致液体的流动，液体的流动方向根据限制域的不同，射流方向也会不同，在弹性壁面附近会有远离弹性壁面的射流，在刚性壁面附近会产生朝向刚性壁面的射流，并且在多孔刚性介质附近，会产生朝向多孔刚性介质的射流。
而本发明的超声波空化发生器应用在管道的液体过滤中进行加速，将空化射流用作过滤加速，将有效地提高过滤效率。超声波的振动会在液体中形成空化泡，并有助于清洁过滤介质上的杂质，将超声空化应用到过滤过程中将有效地加速过滤过程。
本发明的超声波空化发生装置在已过滤液体靠近弹性过滤膜附近产生空化泡群，空化泡从生长到溃灭过程中产生的射流在弹性过滤膜的作用下产生背离过滤膜的射流即远离待过滤液体朝向已过滤液体，并且空化泡在多孔过滤介质附近溃灭射流朝向多孔过滤介质即背离待过滤液体朝向已过滤液体，在双重射流作用下，并且提高过滤膜两侧的压差，从而加快过滤速度。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
本发明为液体过滤工艺提供了新的一种快速过滤的途径，通过在弹性过滤膜与刚性多孔过滤介质空间内产生的空化泡的低压、射流作用下提高过滤膜两侧的压差、加快过滤液体的流速、加速过滤渗透作用，提高渗透率过滤效率。
本发明的液体快速过滤装置过滤速度快，效果好，能大幅提高过滤效果，节约过滤耗时，方便装卸维修，可广泛应用于化工、生物、食品、纸张制造等领域。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图中：1为出口法兰盘，2为多孔过滤介质，3为超声波空化发生器，4为过滤膜，5为入口法兰盘，6为超声波空化发生器电线，7为管道。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括管道7以及分别在管道7入口和出口布置的入口法兰盘5、出口法兰盘1，管道7内沿液体流向一起设有过滤膜4、超声波空化发生器3、多孔过滤介质2，超声波空化发生器3设置在过滤膜4和多孔过滤介质2之间的管道7内壁上。
超声波空化发生器3经超声波空化发生器电线6连接到220V电源上。
超声波空化发生器3的频率与功率可调。
过滤膜4设置在管道7上靠近超声波空化发生器3附近的入口处，过滤膜4为弹性过滤膜。
多孔过滤介质2设置在管道7上靠近超声波空化发生器3附近的出口处，多孔过滤介质2为刚性多孔过滤介质。
滤膜4和多孔过滤介质2之间的间距根据超声空化强度调节。
管道7两头装有便于安装的法兰盘，分别为入口法兰盘5和出口法兰盘1，入口法兰盘5在待过虑未过滤液体的容器上，出口法兰盘1安装在已过滤液体的容器上。
入口法兰盘5和出口法兰盘1上均装有用于密封的密封垫圈，，防止液体泄漏。
本发明的实施工作过程如下：
多孔过滤介质采用如陶瓷过滤介质，过滤膜采用弹性过滤膜，弹性过滤膜4与刚性多孔介质2之间的距离保持在1-10mm用以营造空化低压射流环境。
S1：将此快速过滤装置的入口管道接入待过滤液体容器的管道上，利用法兰连接，装上密封圈，拧好螺栓，保证密封性，不能漏水、漏气；
S2：将此快速过滤装置的出口管道接入已过滤溶液液体容器的管道上，利用法兰连接，装上密封圈，拧好螺栓，保证密封性，不能漏水、漏气；
S3：开始过滤，待已过滤溶液淹没超声波发生器时，开启超声空化装置，产生超声空化泡，加速整个过滤过程。
S4：停止过滤，待未过滤液体降低到超声波发生器位置以下时，关闭超声空化装置，完成过滤过程。
为了利用空化在弹性壁面与刚性壁面的不同射流作用与产生的低压环境加速过滤过程，所以必须在液体淹没超声波发生器之后开启超声波空化发生器。
由此本发明实现了液体的快速过滤，加快了过滤液体的流速，加速了过滤渗透作用，提高渗透率过滤效率。

Claims (4)

1.一种用于低粘度液体的快速过滤装置，其特征在于：包括管道(7)以及分别在管道(7)入口和出口布置的入口法兰盘(5)、出口法兰盘(1)，管道(7)内沿液体流向一起设有过滤膜(4)、超声波空化发生器(3)、多孔过滤介质(2)，超声波空化发生器(3)设置在过滤膜(4)和多孔过滤介质(2)之间的管道(7)内壁上；
所述过滤膜(4)设置在管道(7)上靠近超声波空化发生器(3)附近的入口处，过滤膜(4)为弹性过滤膜，所述多孔过滤介质(2)设置在管道(7)上靠近超声波空化发生器(3)附近的出口处，多孔过滤介质(2)为刚性多孔过滤介质；
在已过滤液体靠近过滤膜(4)附近产生空化泡群，空化泡从生长到溃灭过程中产生的射流在过滤膜(4)的作用下产生背离过滤膜(4)的射流即远离待过滤液体朝向已过滤液体，并且空化泡在多孔过滤介质(2)附近溃灭射流朝向多孔过滤介质(2)即背离待过滤液体朝向已过滤液体，在双重射流作用下，并且提高过滤膜两侧的压差，从而加快过滤速度。
2.根据权利要求1所述的一种用于低粘度液体的快速过滤装置，其特征在于：所述的超声波空化发生器(3)的频率与功率可调，并且开启在管道(7)内液体淹没超声波空化发生器(3)之后。
3.根据权利要求1所述的一种用于低粘度液体的快速过滤装置，其特征在于：所述的过滤膜(4)和多孔过滤介质(2)之间的间距根据超声空化强度调节。
4.根据权利要求1所述的一种用于低粘度液体的快速过滤装置，其特征在于：所述的入口法兰盘(5)和出口法兰盘(1)上均装有用于密封的密封垫圈。
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