CN105413275A - 高通量抗污染微孔过滤器及其过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高通量抗污染微孔过滤器及其过滤方法，所述过滤器包括：里侧过滤膜，外侧过滤膜，净水通道，未过滤水通道，未过滤水通道密封条，过滤膜支撑物，净水通道密封条；所述过滤器的滤芯是由里侧过滤膜、外侧过滤膜两张过滤材料卷起来加工而成的螺旋结构，在两张过滤材料之间镶嵌若干个过滤膜支撑物，在滤芯的上边和下边，按照间隔方式安装有未过滤水通道密封条和净水通道密封条，起到阻止未过滤的水进入上面净水区和阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区的作用。本发明提出的高通量抗污染微孔过滤器及其过滤方法，可抗污染效果好，使用寿命长，单位体积过滤量大。
Description
技术领域
本发明属于过滤装置技术领域，涉及一种过滤器，尤其涉及一种高通量抗污染微孔过滤器；同时，本发明还涉及上述过滤器的过滤方法。
背景技术
微孔过滤器是日常生活和工业流程中应用非常广泛的一种设备，过滤器中关键的部件是滤芯，目前市场上常用微孔滤芯的结构形式为折叠式。
折叠式微孔滤芯的优点是单位体积内过滤面大，纳污量大。这种过滤器不论是过滤液体还是气体，其工作原理是截留式，并在过滤层上形成滤饼，当差压达到一定程度时进行反冲洗，反冲洗的效果非常不好。
原因一、折叠式微孔滤芯当形成滤饼钱在折叠缝隙里面已经塞满了污染物，而且有的还被折叠滤芯夹住，不容易反冲洗掉；原因二、由于折叠式微孔滤芯的特殊结构，反冲洗水或气不能沿着过滤面的垂直方向清洗，绝大多数是接近过滤面的平行方向，这样的反冲洗力量对过滤膜里面的污物冲击力会非常小，不易达到清洗的目的。另外，这种反冲洗力量对两层过滤膜之间夹着的污物来说冲击力会更小，所以这种结构形式的过滤器不具有自净能力，反冲洗时需要较大的能量才能见效。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的过滤器，以便克服现有过滤器存在的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高通量抗污染微孔过滤器，可抗污染效果好，使用寿命长，单位体积过滤量大。
此外，本发明还提供上述高通量抗污染微孔过滤器的过滤方法，可抗污染效果好，使用寿命长，单位体积过滤量大。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高通量抗污染微孔过滤器，所述过滤器包括：里侧过滤膜，外侧过滤膜，净水通道，未过滤水通道，未过滤水通道密封条，过滤膜支撑物，净水通道密封条；
所述过滤器的滤芯是由里侧过滤膜、外侧过滤膜两张过滤材料卷起来加工而成的螺旋结构，在两张过滤材料之间镶嵌若干个过滤膜支撑物，在滤芯的上边和下边，按照间隔方式安装有未过滤水通道密封条和净水通道密封条，起到阻止未过滤的水进入上面净水区和阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区的作用。
作为本发明的一种优选方案，在过滤芯的上边，安装有未过滤水通道密封条，用来阻止未过滤的水进入上面净水区，里侧过滤膜和外侧过滤膜和未过滤水通道密封条形成未过滤水通道；在过滤芯的下边，安装有净水通道密封条，用来阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区，里侧过滤膜和外侧过滤膜和未过滤水通道密封条形成净水通道。
作为本发明的一种优选方案，两张过滤材料为两张微孔过滤膜；在两张微孔过滤膜之间镶嵌的若干个过滤膜支撑物用来保持两张微孔过滤膜之间的距离，同时具有加固过滤芯的作用；
在过滤芯的上边，安装有未过滤水通道密封条，用来阻止未过滤的水进入上面净水区，里侧过滤膜和外侧过滤膜和未过滤水通道密封条形成未过滤水通道；
在过滤芯的下边，安装有净水通道密封条，用来阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区，里侧过滤膜和外侧过滤膜和未过滤水通道密封条形成净水通道。
作为本发明的一种优选方案，所述高通量抗污染微孔过滤器实现过程如下：
未过滤水从过滤芯外侧进入过滤芯方式，未过滤水从最外侧的未过滤水通道进入，沿着螺旋轨迹流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；另外，由于水流的螺旋轨迹的尽头和上面是封闭的，而下面是开放的，水流就会在两个微孔过滤膜中间和过滤器下面的大空间形成循环流动，流动的轨迹是在两个微孔过滤膜中间不只是螺旋形状流动，同时伴随向下流动，这样有利于冲刷过滤层表面的附着物，提高过滤流量，同时弄水被不断的排挤在下面的大空间里面，等待排污；
未过滤水从过滤芯中心进入过滤芯方式，沿着未过滤水通道螺旋轨迹向外沿流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；在过滤过程中被截留的物质随水流冲出过滤芯外，保持了过滤芯的自洁能力，即抗污染能力；
选用的过滤膜的过滤孔径在0.01微米致5微米，具有很好的亲水性，膜经过蒸汽高温处理，孔径不易变形，稳定性特别优异；表面孔数量超过10亿个/cm2，水通量大。
作为本发明的一种优选方案，两层微孔过滤膜卷在一起，形成两个通道，一个通道走未过滤的水，一个通道走过滤后的水；未过滤水的流进方式如下两种方式的一种，第一种方式：未过滤水从过滤器的外侧进入，第二种方式：未过滤水从过滤器的中心进入；
第一种方式：未过滤的水首先从次外侧以较大的流速进入两层微孔过滤膜中间，水流到底后从下面反出，在过滤器的下部和过滤层中间形成一个漩涡流通，这样在过滤层出就形成了较大的切向冲刷力，有利于清除过滤面上的沉积物，过滤器下面的空间也有利于沉积污物；这种构造特点可以实现在线反冲洗，也可以进行离线反冲洗；
第二种方式：未过滤水从过滤器的中心进入又分为两种方式，一种是未过滤水直接进入过滤器中心，然后旋流流过过滤芯，在流动中绝大多数水被过滤，还有一小部分杂志被冲出过滤器；另一种方式，未过滤水从过滤器的下部进入，首先进行旋流，经过旋流处理后的中间水流进入过滤芯的中间，然后再由内向外进行旋流，未被过滤的浓水和杂质被冲刷出滤芯进入下面的旋流器。
作为本发明的一种优选方案，在过滤过程时，一侧是过滤后的净水出水大通道，另一侧是未过滤水出水大通道，这样最大限度的减少了过滤层后面的压力；由于是两层过滤膜中间未过滤的水，向两侧都能过滤，另外，两层过滤膜之间的间隔可以尽量的减小，增大单位体积内过滤的面积，实现大流量过滤。
作为本发明的一种优选方案，在反冲洗过程时，一侧是反冲洗气水大通道，另一侧是排污大通道，减少过滤层后面的压力，实现高效反冲洗。
一种上述高通量抗污染微孔过滤器的过滤方法，所述过滤方法包括如下步骤：
未过滤水从过滤芯外侧进入过滤芯方式，未过滤水从最外侧的未过滤水通道进入，沿着螺旋轨迹流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；另外，由于水流的螺旋轨迹的尽头和上面是封闭的，而下面是开放的，水流就会在两个微孔过滤膜中间和过滤器下面的大空间形成循环流动，流动的轨迹是在两个微孔过滤膜中间不只是螺旋形状流动，同时伴随向下流动，这样有利于冲刷过滤层表面的附着物，提高过滤流量，同时弄水被不断的排挤在下面的大空间里面，等待排污；
未过滤水从过滤芯中心进入过滤芯方式，沿着未过滤水通道螺旋轨迹向外沿流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；在过滤过程中被截留的物质随水流冲出过滤芯外，保持了过滤芯的自洁能力，即抗污染能力。
本发明的有益效果在于：本发明提出的高通量抗污染微孔过滤器及其过滤方法，可抗污染效果好，使用寿命长，单位体积过滤量大。
本发明过滤器加工工艺简单，容易实现自动化流程生产，加工效率高，加工成本低；单位体积过滤效率高、过滤量大，同样过滤量只有普通多管式过滤器体积的1/5。
过滤器过滤时流体流动切向力大，过滤层不易堵塞，有自清洗功能；可以实现在线反冲洗，也可以进行离线反冲洗。同时，反冲洗系统简单，不用增加新的反冲洗水管路和从别的地方引来净水；反冲洗用净水量少、效果好，确保了微孔过滤膜的再生能力达到最佳效果，保证过滤器长时间稳定、高效运行、使用寿命长。
本发明过滤器应用范围大，广泛应用于化工、石油、冶金、煤炭、电子、医药、建材、轻工等连续生产的工业流程中。
附图说明
图1是本发明高通量抗污染微孔过滤器示意图。
图2是本发明高通量抗污染微孔过滤器切面示意图。
图中标记附注如下：
1-里侧过滤膜2-外侧过滤膜3-净水通道
4-未过滤水通道5-未过滤水通道密封条6-过滤膜支撑物
7-净水通道密封条
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种高通量抗污染微孔过滤器实施例1的结构示意图，过滤器包括里侧过滤膜1、外侧过滤膜2、净水通道3，未过滤水通道4，未过滤水通道密封条5，过滤膜支撑物6，净水通道密封条7。
请参阅图1、图2，螺旋板式过滤芯是由两张微孔过滤膜里侧过滤膜1，外侧过滤膜2卷起来加工而成的，在两张微孔过滤膜之间镶嵌若干个过滤膜支撑物6，用来保持两张微孔过滤膜之间的距离，同时具有加固过滤芯的作用；在过滤芯的上边，安装有未过滤水通道密封条5，用来阻止未过滤的水进入上面净水区，里侧过滤膜1和外侧过滤膜2和未过滤水通道密封条5形成未过滤水通道4；在过滤芯的下边，安装有净水通道密封条7，用来阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区，里侧过滤膜1和外侧过滤膜2和未过滤水通道密封条5形成净水通道3。
本发明在揭示上述过滤器的同时，还揭示上述高通量抗污染微孔过滤器的过滤方法，主要包括如下步骤：
请参阅图1、图2，未过滤水从过滤芯外侧进入过滤芯方式，未过滤水从最外侧的未过滤水通道4进入，沿着螺旋轨迹流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道3，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行。另外，由于水流的螺旋轨迹的尽头和上面是封闭的，而下面是开放的，水流就会在两个微孔过滤膜中间和过滤器下面的大空间形成循环流动，流动的轨迹是在两个微孔过滤膜中间不只是螺旋形状流动，同时伴随向下流动，这样有利于冲刷过滤层表面的附着物，提高过滤流量，同时弄水被不断的排挤在下面的大空间里面，等待排污。
请参阅图1、图2，未过滤水从过滤芯中心进入过滤芯方式，沿着未过滤水通道4螺旋轨迹向外沿流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道3，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行。在过滤过程中被截留的物质随水流冲出过滤芯外，保持了过滤芯的自洁能力，也就是本发明的抗污染能力。
本发明选用的过滤膜属于高通量、高截留率的“双高”膜，过滤孔径在0.01微米致5微米，具有很好的亲水性，膜经过蒸汽高温处理，孔径经年不变，稳定性特别优异；表面孔数量超过10亿个/cm2，水通量很大。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，两层微孔过滤膜卷在一起，形成两个通道，一个通道走未过滤的水，一个通道走过滤后的水；未过滤水的流进方式如下两种方式的一种，第一种方式：未过滤水从过滤器的外侧进入，第二种方式：未过滤水从过滤器的中心进入。
第一种方式：未过滤的水首先从次外侧以较大的流速进入两层微孔过滤膜中间，水流到底后从下面反出，在过滤器的下部和过滤层中间形成一个漩涡流通，这样在过滤层出就形成了较大的切向冲刷力，有利于清除过滤面上的沉积物，过滤器下面的空间也有利于沉积污物；这种构造特点可以实现在线反冲洗，也可以进行离线反冲洗。
第二种方式：未过滤水从过滤器的中心进入又分为两种方式，一种是未过滤水直接进入过滤器中心，然后旋流流过过滤芯，在流动中绝大多数水被过滤，还有一小部分杂志被冲出过滤器；另一种方式，未过滤水从过滤器的下部进入，首先进行旋流，经过旋流处理后的中间水流进入过滤芯的中间，然后再由内向外进行旋流，未被过滤的浓水和杂质被冲刷出滤芯进入下面的旋流器。
在过滤过程时，一侧是过滤后的净水出水大通道，另一侧是未过滤水出水大通道，这样最大限度的减少了过滤层后面的压力；由于是两层过滤膜中间未过滤的水，向两侧都能过滤，另外，两层过滤膜之间的间隔可以尽量的减小，增大单位体积内过滤的面积，实现大流量过滤。在反冲洗过程时，一侧是反冲洗气水大通道，另一侧是排污大通道，减少过滤层后面的压力，实现高效反冲洗。
综上所述，本发明提出的高通量抗污染微孔过滤器及其过滤方法，可抗污染效果好，使用寿命长，单位体积过滤量大。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (8)
1.一种高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于，所述过滤器包括：里侧过滤膜(1)，外侧过滤膜(2)，净水通道(3)，未过滤水通道(4)，未过滤水通道密封条(5)，过滤膜支撑物(6)，净水通道密封条(7)；
所述过滤器的滤芯是由里侧过滤膜(1)、外侧过滤膜(2)两张过滤材料卷起来加工而成的螺旋结构，在两张过滤材料之间镶嵌若干个过滤膜支撑物(6)，在滤芯的上边和下边，按照间隔方式安装有未过滤水通道密封条(5)和净水通道密封条(7)，起到阻止未过滤的水进入上面净水区和阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区的作用。
2.根据权利要求1所述的高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于：
在过滤芯的上边，安装有未过滤水通道密封条(5)，用来阻止未过滤的水进入上面净水区，里侧过滤膜(1)和外侧过滤膜(2)和未过滤水通道密封条(5)形成未过滤水通道(4)；在过滤芯的下边，安装有净水通道密封条(7)，用来阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区，里侧过滤膜(1)和外侧过滤膜(2)和未过滤水通道密封条(5)形成净水通道(3)。
3.根据权利要求1所述的高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于：
两张过滤材料为两张微孔过滤膜；在两张微孔过滤膜之间镶嵌的若干个过滤膜支撑物(6)用来保持两张微孔过滤膜之间的距离，同时具有加固过滤芯的作用；
在过滤芯的上边，安装有未过滤水通道密封条(5)，用来阻止未过滤的水进入上面净水区，里侧过滤膜(1)和外侧过滤膜(2)和未过滤水通道密封条(5)形成未过滤水通道(4)；
在过滤芯的下边，安装有净水通道密封条(7)，用来阻止过滤后的净水回流到下面的未过滤区，里侧过滤膜(1)和外侧过滤膜(2)和未过滤水通道密封条(5)形成净水通道(3)。
4.根据权利要求1所述的高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于：
所述高通量抗污染微孔过滤器实现过程如下：
未过滤水从过滤芯外侧进入过滤芯方式，未过滤水从最外侧的未过滤水通道(4)进入，沿着螺旋轨迹流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道(3)，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；另外，由于水流的螺旋轨迹的尽头和上面是封闭的，而下面是开放的，水流就会在两个微孔过滤膜中间和过滤器下面的大空间形成循环流动，流动的轨迹是在两个微孔过滤膜中间不只是螺旋形状流动，同时伴随向下流动，这样有利于冲刷过滤层表面的附着物，提高过滤流量，同时弄水被不断的排挤在下面的大空间里面，等待排污；
未过滤水从过滤芯中心进入过滤芯方式，沿着未过滤水通道(4)螺旋轨迹向外沿流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道(3)，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；在过滤过程中被截留的物质随水流冲出过滤芯外，保持了过滤芯的自洁能力，即抗污染能力；
选用的过滤膜的过滤孔径在0.01微米致5微米，具有很好的亲水性，膜经过蒸汽高温处理，孔径不易变形，稳定性特别优异；表面孔数量超过10亿个/cm2，水通量大。
5.根据权利要求1所述的高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于：
两层微孔过滤膜卷在一起，形成两个通道，一个通道走未过滤的水，一个通道走过滤后的水；未过滤水的流进方式如下两种方式的一种，第一种方式：未过滤水从过滤器的外侧进入，第二种方式：未过滤水从过滤器的中心进入；
第一种方式：未过滤的水首先从次外侧以较大的流速进入两层微孔过滤膜中间，水流到底后从下面反出，在过滤器的下部和过滤层中间形成一个漩涡流通，这样在过滤层出就形成了较大的切向冲刷力，有利于清除过滤面上的沉积物，过滤器下面的空间也有利于沉积污物；这种构造特点可以实现在线反冲洗，也可以进行离线反冲洗；
第二种方式：未过滤水从过滤器的中心进入又分为两种方式，一种是未过滤水直接进入过滤器中心，然后旋流流过过滤芯，在流动中绝大多数水被过滤，还有一小部分杂志被冲出过滤器；另一种方式，未过滤水从过滤器的下部进入，首先进行旋流，经过旋流处理后的中间水流进入过滤芯的中间，然后再由内向外进行旋流，未被过滤的浓水和杂质被冲刷出滤芯进入下面的旋流器。
6.根据权利要求1所述的高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于：
在过滤过程时，一侧是过滤后的净水出水大通道，另一侧是未过滤水出水大通道，这样最大限度的减少了过滤层后面的压力；由于是两层过滤膜中间未过滤的水，向两侧都能过滤，另外，两层过滤膜之间的间隔可以尽量的减小，增大单位体积内过滤的面积，实现大流量过滤。
7.根据权利要求1所述的高通量抗污染微孔过滤器，其特征在于：
在反冲洗过程时，一侧是反冲洗气水大通道，另一侧是排污大通道，减少过滤层后面的压力，实现高效反冲洗。
8.一种权利要求1至7之一所述高通量抗污染微孔过滤器的过滤方法，其特征在于，所述过滤方法包括如下步骤：
未过滤水从过滤芯外侧进入过滤芯方式，未过滤水从最外侧的未过滤水通道(4)进入，沿着螺旋轨迹流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道(3)，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；另外，由于水流的螺旋轨迹的尽头和上面是封闭的，而下面是开放的，水流就会在两个微孔过滤膜中间和过滤器下面的大空间形成循环流动，流动的轨迹是在两个微孔过滤膜中间不只是螺旋形状流动，同时伴随向下流动，这样有利于冲刷过滤层表面的附着物，提高过滤流量，同时弄水被不断的排挤在下面的大空间里面，等待排污；
未过滤水从过滤芯中心进入过滤芯方式，沿着未过滤水通道(4)螺旋轨迹向外沿流动，并向两侧同时进行过滤，过滤水进入净水通道(3)，从而增大了过滤面积，由于过滤器上面是大空间，使压力释放，相当于增大了过滤的压差，有利于过滤进行；在过滤过程中被截留的物质随水流冲出过滤芯外，保持了过滤芯的自洁能力，即抗污染能力。
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2015
- 2015-11-23 CN CN201510819612.8A patent/CN105413275B/zh active Active
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